本文探讨的问题是 “为什么提高电机的电压时，转速会随之上升？”具体而言，就是当给电机绕组施加的电压升高（增大）时，为什么其转速会随之上升。这一现象看似理所当然，但其背后的原理却涉及诸多物理公式。这个问题对于深入了解电机原理非常关键，下面将为大家详细阐述。
问题的内容
本次的问题源于类似下面的经历。
这是在使用市售的小型电机时产生的疑问。当时使用的是那种只需连接电池就能转动的电机，即所谓的有刷电机。为探寻如何能提高转速，经过一番调查后得知，有一种方法是将电池进行串联。于是采用两节电池串联的方式，电机的旋转速度（转速）相较于单节电池时加快了。
对于转速的提高，人们很容易直观的认为，“这是由于两节电池的功率（电压？）变成了原来的两倍”，但是，当深入思考电压和转速之间究竟存在怎样的关系时，就会感到困惑不解，进而希望知晓更为详尽的缘由。
当把两节电池串联连接时，有刷电机的转速的确会上升。像这样将电池串联起来提升功率的情况，想必有人在使用小灯泡时体验过吧。当使用两节电池时，小灯泡会比使用单节电池时更亮。所以，对于电机转速上升这件事可能并不会觉得有什么奇怪的。
然而，并非所有电机都遵循这一规律，事实上，有的电机即便提高电压，转速也不会改变。比如说步进电机和感应电机就是转速不会随着电压的升高而上升的电机。另外，转速会上升的电机是有刷电机和无刷电机。那么，这些电机之间的区别是什么呢？下面我们首先从这一点切入，开始讲解。
转速不变的电机与转速可变的电机之间的区别
当改变电压时，转速不变的电机与转速可变的电机在旋转磁场的控制策略上存在差异（※在此处的说明中，“控制策略”可能比“控制方法”更为恰当）。
转速不变的电机，是通过控制使磁场旋转的速度，使转子跟随该磁场转动，从而驱动电机运行。下面我们借助下图来对这类电机的具体运行动作进行说明。该图是步进电机的运行示例。
首先，假设控制电路在图中1的位置处形成了一个电磁体（绕组磁场）。此时，转子就会像被该电磁体吸引一样开始旋转。绕组磁场会在位置2处等待转子跟进，但实际上并不是确认转子是否已经完全跟上，而是在预估 “转子差不多该跟进到位”的时间点，切换电磁体，将磁场旋转到位置3。若转子在图中位置2阶段已完成跟进，当状态进入位置3时，转子又会被电磁体吸引而开始转动。步进电机正是通过不断重复上述动作实现持续运转的。因此，电机的转速取决于旋转磁场的速度。
在此我们探讨一下，例如若提高施加在绕组上的电压会怎样呢？
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电机的转速是如何确定的？
如前所述，转速会随电压变化的电机，是旋转磁场会根据转子的运动而变化的电机。这里假定这种旋转磁场的变化是自动进行的。基于该前提，我们在此仅简单探讨一下作用于转子的力，以及该力与转子转速之间的关系。
首先来解释一下作用在转子上的力（旋转力，即转矩）是如何确定的。一般来说，电机的转矩（T）与绕组中通过的电流（I）成正比。下式中的Kt为转矩常数。
接下来，我们探讨绕组中的电流是如何确定的。
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至此，关于“为什么电机在提高电压时，转速会随之上升？”这一问题的讲解就结束了。
文章来源：罗姆半导体