赫兹转转每分钟换算器

把 Hz、kHz、MHz、GHz、rpm 五种单位放在同一个换算器里:1 Hz 是每秒一个周期,也就是每秒转一圈,一分钟有 60 秒,所以 1 Hz 恰好等于 60 rpm。同步电机的转速另按 120 乘频率再除极数给出。数值一改就重算。

源是频率单位、目标是转速单位,1 Hz = 60 rpm,这个 60 来自一分钟 60 秒,是定义值。
50 Hz = 3000 rpm 单位汇率:1 Hz = 60 rpm 角频率 ω = 2πf = 314.1593 rad/s 同步转速(4 极)= 1500.0 rpm -- 同一数值展开到五种单位 -- 50 Hz 0.05 kHz 0.00005 MHz 5.000000e-8 GHz 3000 rpm -- 批量(目标单位 rpm)-- 50 Hz = 3000 rpm 60 Hz = 3600 rpm 3000 rpm = 3000 rpm 0.05 kHz = 3000 rpm 120 Hz = 7200 rpm

默认示例:50 Hz 换成 rpm。数值、单位、小数位、极数任意一项改动即重新计算,光标停在数值框里按回车同样触发一次。

使用方法

  1. 「数值」默认 50,允许 0 到 10000000,支持小数;「源单位」默认 Hz,「目标单位」默认 rpm。改任意一项立刻重算,光标停在数值框里按回车同样触发一次换算。
  2. 「源单位」与「目标单位」各有五个选项:Hz、kHz、MHz、GHz、rpm。前四个是频率单位,1 kHz 等于 1000 Hz;rpm 是转速单位,1 rpm 表示每分钟转一圈。
  3. 「小数位」默认 2,范围 0 到 10。它只影响显示,把结果四舍五入到指定位数;内部换算全程用双精度浮点数,不会因为显示位数少而降精度。
  4. 「电机极数」默认 4,可选 2 到 20 的偶数。它只喂给同步转速那一行,公式是 120 乘频率再除极数,不参与 Hz 与 rpm 之间的换算。
  5. 「批量换算」默认已经写好五行示例,每行一条「数值 + 空格 + 单位」。按 Ctrl+Enter(Mac 上 Cmd+Enter)一次算完;万一被清空,点换算时会自动填回这五行。
  6. 结果区给出「原值 源单位 = 结果 目标单位」这一行,下面跟着角频率、同步转速,以及同一数值展开到五种单位的清单,用来核对数量级有没有看错一位。
  7. 清单下面是一张 12 行的倍率表,把当前数值乘以 0.1 到 1000 逐个换算,默认显示 6 行,点「加载更多」展开全部,点「导出 CSV」存成带字节序标记的表格文件。
  8. 数值为负、超过上限、不是数字,或批量行写成「50H」这类识别不了的形式,都会给出针对该条的具体提示,不会拿上一次的结果冒充本次输出。

这个赫兹转转每分钟换算器能解决什么问题

电机铭牌上写 50 Hz、风机铭牌上写 1400 rpm,说的是同一台机器的转速,用的是两套单位。1 Hz 是每秒一个周期,对应每秒转一圈;一分钟有 60 秒,所以 1 Hz 恰好是 60 rpm。本页把两个口径放进同一个输入框,不用再在纸上乘 60。

第二类是把电网频率换算成同步转速。工频 50 Hz 的地区,2 极电机同步转速 3000 rpm、4 极 1500 rpm、6 极 1000 rpm、8 极 750 rpm;60 Hz 地区同一批电机是 3600、1800、1200、900 rpm。同一台机器换个电网,转速差 20%,皮带轮与减速比都得重算。

第三类是核对变频器面板与现场转速表。变频器给的是输出频率,转速表给的是 rpm,中间还夹一层转差率:4 极电机在 50 Hz 下同步 1500 rpm,异步机实测约 1440 rpm,差 4% 不是仪表坏了,是异步机必须靠转差才能出转矩。

第四类是把频率换成角频率做振动分析。振动公式里用的是 rad/s,ω = 2πf,50 Hz 对应 314.1593 rad/s。把 3000 rpm 直接当成 3000 rad/s 代进公式会差 6.28 倍,因为「转」不是 SI 单位,1 转等于 2π rad。

这个工具在本站也叫「赫兹转转每分钟」,名字里的「转」指转一整圈,下面会讲清它与弧度之间的差别。

计算原理与变量说明

换算只有一步。给每个单位配一个「一个该单位相当于多少 Hz」的因子 F:Hz 是 1、kHz 是 1000、MHz 是 10 的 6 次方、GHz 是 10 的 9 次方、rpm 是 1/60。rpm 的因子之所以是 1/60 而不是 60,是因为 1 rpm 等于每分钟转一圈,折成每秒就是 1/60 转,也就是 1/60 Hz。

第一步把输入折成 Hz:hz数 = x × F[源单位]。输入 50 Hz,得 50 Hz。第二步从 Hz 折到目标单位:结果 = hz数 ÷ F[目标单位]。接上例 50 ÷ (1/60) = 3000 rpm。两步合成一行就是 结果 = x × F[源单位] ÷ F[目标单位]。

变量一共五个:数值 x、源单位、目标单位、小数位、电机极数。前四个决定 Hz 与 rpm 的换算结果,极数只出现在同步转速那一行,改它不会影响换算结果本身。

之所以不直接写「Hz 乘 60 得 rpm」,是因为中间量能帮你抓错。看见 0.05 kHz 换成 rpm 得 3000,先把它折成 50 Hz 再乘 60,两步都能对上,说明数量级没看错;如果只记一个 60,遇到 kHz 与 MHz 的混写就很容易差一两位。

同步转速为什么是 120f / p。一对极对应电频率的一个周期,转子转一圈要走过 p/2 个电周期,所以每秒转数是 2f / p,乘 60 换成每分钟就是 120f / p。50 Hz 下 2 极得 3000.0 rpm、4 极 1500.0 rpm、6 极 1000.0 rpm、8 极 750.0 rpm。极数只能取偶数,因为磁极总是成对出现。

异步机为什么到不了同步转速。转子转速必须略低于旋转磁场,才能感应出电流与转矩,这个差叫转差率 s,实测转速 n = (1 − s) × 120f / p。4 极 50 Hz 同步 1500.0 rpm,实测 1440 rpm 对应 s = 4%。铭牌上写 1400 或 1440 都属于这一类,不是换算出错。

频率、角频率、转速是三个量。频率 f 的单位是 Hz,角频率 ω = 2πf 的单位是 rad/s,转速 n 的单位是 rpm,三者满足 ω = 2πf = 2πn / 60。50 Hz 对应 ω = 314.1593 rad/s、n = 3000 rpm;60 Hz 对应 376.9911 rad/s、3600 rpm。

「转」不是 SI 单位,rad 才是。1 转 = 2π rad = 6.283185 rad,所以 1 Hz = 1 转/秒 = 6.283185 rad/s。Hz 与 rpm 之间那个 60 来自分钟与秒的定义,转与弧度之间那个 2π 来自角度单位的定义,两个系数不能互相替代,也不能同时用两次。

完整示例(数值仅作演示)

默认示例是 50 Hz 换成 rpm:hz数 = 50 × 1 = 50,结果 = 50 ÷ (1/60) = 3000 rpm。角频率 ω = 2π × 50 = 314.1593 rad/s;极数选 4 时同步转速 = 120 × 50 ÷ 4 = 1500.0 rpm。

把数值改成 60:60 Hz = 3600 rpm,ω = 376.9911 rad/s,4 极同步转速 1800.0 rpm。同一个 60 Hz 展开到五种单位是 60 Hz、0.06 kHz、0.00006 MHz、6.000000e-8 GHz、3600 rpm。

反过来核一遍:源单位选 rpm、目标单位选 Hz、数值填 3000,得到 50.0000 Hz,也就是 0.050000 kHz。源与目标选同一个单位时结果等于原值,可以拿来验算舍入有没有把数字改坏。

批量框默认五行,目标单位 rpm:50 Hz 得 3000 rpm;60 Hz 得 3600 rpm;3000 rpm 得 3000 rpm;0.05 kHz 得 3000 rpm;120 Hz 得 7200 rpm。第三行源与目标同单位,第四行把 0.05 kHz 先折回 50 Hz 再乘 60,两条路都得到 3000,说明折中间量的做法自洽。

赫兹与转每分钟对照表

下表把 Hz 换成 rpm,同时给出同一频率用 kHz、MHz 书写时的写法,转速列固定两位小数。

Hzrpm同值 kHz同值 MHz
0.16.000.0001000.000000100
0.530.000.0005000.000000500
1.060.000.0010000.000001000
2.0120.000.0020000.000002000
5.0300.000.0050000.000005000
10.0600.000.0100000.000010000
25.01500.000.0250000.000025000
50.03000.000.0500000.000050000
60.03600.000.0600000.000060000
100.06000.000.1000000.000100000
400.024000.000.4000000.000400000
1000.060000.001.0000000.001000000

同一台电机在不同电网下的同步转速,按 120f / p 算,极数越大转速越低。

极数50 Hz 同步转速60 Hz 同步转速
23000.0 rpm3600.0 rpm
41500.0 rpm1800.0 rpm
61000.0 rpm1200.0 rpm
8750.0 rpm900.0 rpm
10600.0 rpm720.0 rpm
12500.0 rpm600.0 rpm
16375.0 rpm450.0 rpm
20300.0 rpm360.0 rpm

频率、角频率、转速三个量并列,最后两列互为对方,可以交叉验算。

f(Hz)ω(rad/s)n(rpm)由 n 反算 ω
16.2832606.2832
1062.831960062.8319
50314.15933000314.1593
60376.99113600376.9911
100628.31856000628.3185
4002513.2741240002513.2741
10006283.1853600006283.1853
300018849.555918000018849.5559

读第一张表看整数关系:每一行的 rpm 都是 Hz 的 60 倍,50 Hz 正好 3000 rpm,1000 Hz 是 60000 rpm。读第二张表看极数:同一极数下 50 Hz 与 60 Hz 两列之比恒为 1.2,也就是说同一台电机换个电网,转速差整整两成,选型时皮带轮、减速比与散热条件都要跟着重新核一遍。读第三张表看单位换算:ω 与 f 差 2π,与 n 差 2π/60,前两列与后两列完全一致,说明两条路算出来的角频率自洽。

结果边界、舍入与适用说明

常见问题

1 Hz 为什么正好等于 60 rpm?中间没有误差吗?

没有误差,60 是定义值。1 Hz 是每秒一个周期,对应每秒转一圈;一分钟是 60 秒,所以每分钟转 60 圈,即 60 rpm。这个关系与测量精度无关,只取决于分钟与秒的换算。

50 Hz 的 4 极电机铭牌为什么写 1400 而不是 1500?

1500.0 rpm 是同步转速,异步电机必须靠转子与旋转磁场之间的转差才能产生转矩,所以实际转速低一些。4 极 50 Hz 下同步 1500.0 rpm,实测 1440 rpm 对应转差率 4%,铭牌写 1400 或 1440 都属于这一类。

极数为什么只能选偶数?能不能填 3?

不能。磁极总是成对出现,一个 N 极配一个 S 极,所以极数只能是 2、4、6、8 这类偶数。本页下拉框只列偶数选项,填不进奇数,也就不会出现无意义的同步转速。

把 400 Hz 换成 rpm 得到 24000,这个数合理吗?

合理。400 Hz 是航空与部分特种电源用的中频,乘 60 得 24000 rpm,正好对应高速主轴与航空电机的量级。数量级看起来大是因为 rpm 把「每秒」放大成了「每分钟」,改成 rps 就是 400。

角频率 ω 和转速 n 到底怎么互转?

用 ω = 2πn / 60。3000 rpm 代进去得 314.1593 rad/s,与 50 Hz 直接算 2πf 的结果完全一致。反过来 n = 60ω / 2π。注意 1 转 = 2π rad,把 rpm 直接当 rad/s 用会差 6.28 倍。

批量框里写「50H」为什么报错,写成「50 Hz」就行?

单位必须逐字匹配五种之一:Hz、kHz、MHz、GHz、rpm,大小写敏感。「50H」既不是 Hz 也不是 kHz,无法判断你要的是哪个量级,所以直接报行号与原因,不做猜测。

这个工具免费吗?

免费,无需注册即可使用。

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