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1.1.3三相異步電動機的工作特性

異步電動機的轉矩特性動畫演示

一、三相異步電動機的轉矩特性

異步電動機的電磁轉矩T是由載流導體在磁場中受電磁力的作用而產(chǎn)生的，它使電動機旋轉。
式中U₁——定子繞組相電壓有效值，單位是伏特(V)；

f₁——定子電源頻率，單位是赫茲(Hz)；

s——電動機的轉差率；

R₂——轉子繞組一相電阻，單位是歐姆(Ω)；

X₂₀——轉子不動時一相感抗，單位是歐姆(Ω)；

C——與電機結構有關的比例常數(shù)。

為了分析方便，將異步電動機的電磁轉矩T代替電動機的輸出轉矩T₂
由于電動機的轉子參數(shù)R₂及X₂₀是一定的，電源頻率f₁也是一定的，故當電源電壓U₁一定時，上式即表明異步電動機的電磁轉矩T只與轉差率s有關，因此可用函數(shù)式T=f（s）表示，稱為異步電動機的轉矩特性，畫出其圖象則稱為轉矩特性曲線，如圖1-13所示。

圖1-13異步電動機的轉矩特性曲線
　

二、異步電動機的機械特性

1.電動機的額定轉矩的實用計算式

旋轉機械的機械功率等于轉矩和轉動角速度的乘積,對于電動機而言,就有

P₂=T₂Ω(1-4)

當電動機的輸出轉矩T₂用牛·米(N·m)作單位，旋轉角速度Ω用弧度/秒(rad/s)作單位時，輸出功率P₂的單位是瓦特。

在電動機中計算轉矩時輸出功率P₂的單位是千瓦(kW)，轉速n的單位是轉/分(r/min)，所以可以將計算公式簡化，如在額定狀態(tài)下轉矩公式為

式中T_N——電動機的額定轉矩，單位是牛·米(N·m)；

P_N——電動機的額定功率，單位是千瓦(kW)；

n_N——電動機的額定轉速，單位是轉/分(r/min).

2.異步電動機的機械特性曲線

將異步電動機的轉矩特性曲線順時針轉過90度，并把轉差率S換成轉速n，即得如圖1-14所示的曲線，我們稱為異步電動機的機械特性曲線，可表示為n=f（T）。

圖1-14異步電動機的機械特性曲線

電動機在旋轉時，作用在軸上的有兩種轉矩，一種是電動機產(chǎn)生的電磁轉矩T，一種是生產(chǎn)機械作用在軸上的負載轉矩T_L（其它如摩擦轉矩忽略不計)，當T=T_L時，電動機便以某種相應轉速穩(wěn)定運行；當T＞T_L時，電動機則提高轉速；當T＜T_L時，電動機將降低轉速。

3.異步電動機的機械特性參數(shù)

（1）額定轉矩 額定轉矩T_N是指電動機在額定狀態(tài)下工作時，軸上輸出的最大允許轉矩。電動機的額定轉矩可根據(jù)電動機銘牌的額定功率和額定轉速用(1-5)式來求得。

（2）最大轉矩與過載系數(shù)

電動機的額定轉矩應小于最大轉矩Tm，而且不許太接近Tm，否則，電動機略一過載，電動機便停轉，因此，一般電動機的額定轉矩較最大轉矩小得多。把最大轉矩與額定轉矩的比值稱作過載系數(shù)λ，它是表示電動機過載能力的一個參數(shù)。其表達式為

（3）起動轉矩與起動能力 電動機的起動轉矩Tst是指電動機剛起動瞬間(n=0，s=1)的轉矩。起動轉矩與額定轉矩之比可表示起動能力，用起動轉矩倍數(shù)來表示，是標明異步電動機起動性能的重要指標。

空載或輕載起動的電動機，起動能力為1～1.8，一般的電動機起動能力為1.5～2.4，在重負荷下起動的電動機，要求有大的起動轉矩，故起動能力可達2.6～3。