三相异步电机的转矩特性与机械特性
1．电磁转矩（简称转矩）
异步电动机的转矩T是由旋转磁场的每极磁通?与转子电流I2相互作用而产生的。电磁转矩的大小与转子绕组中的电流I及旋转磁场的强弱有关。
经理论证明，它们的关系是：
T?KT?I2cos?2
（5-4）
其中
T为电磁转矩 KT为与电机结构有关的常数
?为旋转磁场每个极的磁通量 I2为转子绕组电流的有效值 ?2为转子电流滞后于转子电势的相位角
若考虑电源电压及电机的一些参数与电磁转矩的关系，（5-4）修正为：
（5-5）
sR2U12?2T?KTR2?(sX20)2
其中
?为常数 KT
S为转差率
U1为定子绕组的相电压 R2为转子每相绕组的电阻
X20为转子静止时每相绕组的感抗
由上式可知，转矩T还与定子每相电压U1的平方成比例，所以当电源电压
有所变动时，对转矩的影响很大。此外，转矩T还受转子电阻R2的影响。图4-15为异步电动机的转矩特性曲线。
2．机械特性曲线
TmaxTqTNOTn0nNnabTNTqTmaxT(a) T=f(s)曲线 (b) n=f(T)曲线图 5-5 三相异步电动机的机械特性曲线
sm1sOc在一定的电源电压U1和转子电阻R2下，电动机的转矩T与转差率n之间的
关系曲线T=f(s)或转速与转矩的关系曲线n=f(T)，称为电动机的机械特性曲线，它可根据式（5-4）得出，如图5-5所示。
在机械特性曲线上我们要讨论三个转矩： 1）．额定转矩TN
额定转矩TN是异步电动机带额定负载时，转轴上的输出转矩。
（5-6）
P2TN?9550n
式中P2是电动机轴上输出的机械功率，其单位是瓦特，n的单位是转/分，TN的单位是牛·米。
当忽略电动机本身机械摩擦转矩T0时，阻转矩近似为负载转矩TL，电动机作等速旋转时，电磁转矩T必与阻转矩TL相等，即T= TL。额定负载时，则有TN= TL。
2）．最大转矩Tm
Tm又称为临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩。它反映了电动机的过载能力。
最大转矩的转差率为Sm，此时的Sm叫做临界转差率，见图5-5（a）
最大转矩Tm与额定转矩TN之比称为电动机的过载系数?，即
?= Tm/ TN
一般三相异步的过载系数在1.8?2.2之间。
在选用电动机时，必须考虑可能出现的最大负载转矩，而后根据所选电动机的过载系数算出电动机的最大转矩，它必须大于最大负载转矩。否则，就是重选电动机。
3）．起动转矩Tst，
Tst为电动机起动初始瞬间的转矩，即n=0，s＝１时的转矩。
为确保电动机能够带额定负载起动，必须满足：Tst?TN，一般的三相异步电动机有Tst/TN=1?2.2。
3．电动机的负载能力自适应分析
电动机在工作时，它所产生的电磁转矩T的大小能够在一定的范围内自动调整以适应负载的变化，这种特性称为自适应负载能力。
TL??n??S??I2??T?直至新的平衡。此过程中，I2?时， I1??
电源提供的功率自动增加。
总结：
1、电磁转矩T的大小与转子绕组中的电流I及旋转磁场的强弱有关。
T?KT?I2cos?2
转矩T还与定子每相电压U1的平方成比例，所以当电源电压有所变动时，对转矩的影响很大。此外，转矩T还受转子电阻R2的影响。
2、在一定的电源电压U1和转子电阻R2下，电动机的转矩T与转差率n之间的关系曲线T=f(s)或转速与转矩的关系曲线n=f(T)，称为电动机的机械特性曲线。其特性见图5-5 3、三个转矩：
1）．额定转矩TN
额定转矩TN是异步电动机带额定负载时，转轴上的输出转矩。
P2TN?9550n
Tm又称为临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩。它反映了电动机的过载能力。
2）．最大转矩Tm
3）．起动转矩Tst，
Tst为电动机起动初始瞬间的转矩，即n=0，s＝１时的转矩。
4、电动机的负载能力自适应分析
电动机在工作时，它所产生的电磁转矩T的大小能够在一定的范围内自动调整以适应负载的变化，这种特性称为自适应负载能力。
三相异步电机的转矩特性与机械特性
