运动控制系统安装与调试主讲：南工院机电教学团队高等教育出版社

3.2.3三相异步电机转矩与机械特性异步电机的电磁转矩1异步电动机的电磁转矩等于转子中各载流导体在旋转磁场作用下，受到电磁力所形成的转矩之总和。电磁转矩的另一种表达形式为：其中：K——与电动机结构参数、电源频率有关的一个常数；U1——电源电压；R2——转子每相绕组的电阻；s——转差率；X20——电动机不动（s=1）时转子每相绕组的感抗。

3.2.3三相异步电机转矩与机械特性式3.7说明，只要电机参数不发生变化，电磁转矩正比于电源电压的平方。反映了电动机的电磁转矩在负载不变情况下，其大小取决于电源电压的高低。但这并不意味电动机的工作电压越高，电动机实际输出的电磁转矩就越大。电动机拖动机械负载运行时，输出机械转矩的大小，实际上决定于来自于电动机轴上负载阻转矩的大小。换言之，当电磁转矩T等于负载阻转矩TL时，电动机就会在某一速度下稳定运行；若TTL，电动机就会加速运行；若TTL，电动机则要减速运行直至停转。

3.2.3三相异步电机转矩与机械特性根据公式3.7，可得异步机的电磁转矩特性曲，如图3-28所示。其中，Tm对应于最大电磁转矩；sm对应最大电磁转矩的临界转差率。

3.2.3三相异步电机转矩与机械特性异步电机的机械特性1在异步电动机中，转速n=(1-s)n0可将曲线换成转速与转矩之间的关系曲线（把转矩特性曲线旋转90°），即称为异步电动机的机械特性，如图3-29所示。异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式，定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有（自然）机械特性。从特性曲线上可以看出，机械特性曲线可分为稳定运行区AB段和非稳定运行区BC段两部分。

3.2.3三相异步电机转矩与机械特性电动机运行在AB段，其电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。电机稳定运行时，TL=TN。当负载增加时，TLTN，动力小于阻力，电机稳定运行状态被破坏。这时，转速n下降，转差率s上升，转子电路感应电动势增加，电流I2增大，定子电流I1随之增大，电磁转矩T增大至T′。当T′=TL′时，电动机转速重新稳定在n上，此时n′n。特性曲线的N点向右移。当负载减少时，TL″TN，动力大于阻力，电机的稳定运行状态被破坏。这时，转速n上升，转差率s下降，转子电路感应电动势减小，电流I2减小，定子电流I1随之减小，电磁转矩T减小至T″。当T″=TL″时，电动机转速重新稳定在n″上，此时n″n。特性曲线的N沿特性曲线左移。

3.2.3三相异步电机转矩与机械特性机械特性曲线上有四个特殊点，这四个特殊点是：（1）理想空载工作点图3-29中的A点，电动机处于理想空载工作点，此时电动机的转速为理想空载转速。此时：T=0，n=n0，s=0。（2）电动机额定工作点电动机额定电压下以额定转速nN运行，输出额定机械功率PN时，电机转轴上对应输出的机械转矩为额定电磁转矩TN。此时额定转矩和额定转差率为：T=TN，n=nN，s=sN。其中：PN——电动机的额定功率；TN——电动机的额定转矩；nN——电动机的额定转速；一般nN=(0.94~0.985)n0；sN——电动机的额定转差率，一般sN=0.06~0.015

3.2.3三相异步电机转矩与机械特性（3）电动机起动工作点图3-29中的C点。起动工作点的起动转矩反映了异步电机带负载起动时的性能。此时转矩和转差率为：T=Tst，n=0，s=1。将s=1代入转矩公式3.7中，可得：可见，异步电动机的启动转矩Tst与U、R2及X20有关。当施加在定子每相绕组上的电压降低时，启动转矩会明显减小；当转子电阻适当增大时，启动转矩会增大；而若增大转子电抗则会使启动转矩大为减小。通常把在固有机械特性上启动转矩Tst与额定转矩TN之比：?st=Tst/TN

3.2.3三相异步电机转矩与机械特性?st称作电动机的起动能力。其作为衡量异步电动机启动能力的一个重要数据。通常在1.4~1.8之间。如果电机的起动转矩Tst小于电动机轴上的负载阻转矩TL时，电动机将无法起动。（4）电动机临界工作点电机转矩最大值的点称为临界工作点，如图3-29中的B点。此时转矩（最大转矩）和转差率（临界转差率）为：T=Tmax，n=nm，s=sm。欲求转矩的最大值，可令：dT/dn=0；得临界转差率：sm=R2/X20，再将sm代入转矩公式3.7中，即可得：通常把在固有机械特性上最大电磁转矩与额定转矩之比：?m=Tmax/TN?m称为电动机的过载能力系数。它表征了电动机能够承受冲击负载的能力大小，是电动机的又一个重要运行参数。鼠笼式异步电动机的?m（1.8~2.2