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电机与拖动;6.1 异步电动机的机械特性 三相异步电动机的机械特性是指在定子电压、频率和参数固定的条件下，电磁转矩Te与转速n（或转差率s）之间的函数关系。 一、机械特性的三种表达式 1. 物理表达式 在第七章我们已导出异步电动机的电磁转矩公式 ; 2. 参数表达式 根据异步电动机电磁转矩与电磁功率的关系，可以写出电磁转矩与转子电流的关系 ; 3. 实用表达式 实际应用时，三相异步电动机的参数不易得到，所以参数表达式使用不便。若能利用异步电机产品目录中给出的数据，找出异步电动机的机械特性公式，即便是比较粗糙，但也很有实用价值，这就是实用公式。 (1) 最大电磁转矩 在参数表达式（6-2）中令 ， 可得到最大电磁转矩 ;式中“+”号适用于电动机状态；“-”号适用于发电机状态。 一般情况下， 的值不超过 值的5%，可以忽略Rs的影响。这样; 最大电磁转矩与额定电磁转矩的比值即最大转矩倍数，又称过载能力，用? 表示为;其中; (3) 实用公式的使用 从实用公式可知，必须在知道最大转矩Tem和临界转差率sm的基础上才能进行计算。 额定输出转矩T2N可以通过额定功率PN和额定转速nN计算，在实际应用中，忽略空载转矩，近似认为TN=T2N。另外，过载能力可以从产品目录中查到，这样 。 将额定工作点的sN和TN代入式，得; 这样在实用表达式中，在按产品目录求出Tem与sm后，只剩下Te与s两个未知数了。如欲绘制异步电动机的机械特性，只要给定一系列的s值，按实用表达式求出相应的Te值即可绘制出机械特性曲线。 当电动机在额定负载以下运行时，转差率s很小， ，实用表达式可进一步近似写为 ; 对于异步电动机机械特性的3种表达式，其应用场合各有不同。一般物理表达式适用于定性地分析 Te 与 及 间的关系；参数表达式多用于分析各参数变化对电动机运行性能的影响；实用表达式最适用于进行机械特性的工程计算。 二、固有机械特性 1. 固有机械特性曲线 三相异步电动机在电压、频率均为额定值不变时，在定转子回路中不串入任何电路元件条件下的机械特性称为固有机械特性。其T-s曲线（也即T-n曲线）见图1所示。其中曲线1为电源正相序时的机械特性曲线，此时异步电动机处于正向电动运行状态；曲线2为电源负相序时的机械特性曲线，此时异步电动机处于反向电动运行状态。 ; 异步电机的机械特性可视为由两部分组成，即当 时，机械特性近似为直线，称为机械特性的直线部分，又可称为工作部分，因为电动机不论带何种性质的负载均能稳定运行；当 时，机械特性为一曲线，称为机械特性的曲线部分，有时又称之为非工作部分。但所谓非工作部分是仅对恒转矩负载或恒功率负载而言的，因为电动机这一特性段与这类负载转矩特性的配合，使电力拖动系统不能稳定运行，而对于泵类风机性负载，则在这一特性段上系统却能稳定工作。 ; 2. 起动转矩 三相异步电动机起动时，即n = 0，s = 1时的电磁转矩称为起动转矩，用Tst 表示。将s = 1代入式中，得到起动转矩; 3. 稳定运行问题 三相异步电动机的机械特性在 范围内，是一根下斜的曲线。根据电力拖动系统稳定条件，三相异步电动机拖动恒转矩负载和泵类负载运行时，均能稳定运行。而在 范围，机械特性上翘，如果三相异步电动机拖动恒转矩负载将不能稳定运行。但如果是拖动泵类负载，若满足 的条件，即可以稳定运行。但是由于这时候转速低，转差率大，转子电动势 比正常运行时大很多。这将造成转子电流、 定子电流均很大，因此不能长期运行。所以，三相异步电动机稳定运行在 范围内，长期稳定运行在 范围内。 ; 三、人为机械特性 三相异步电动机在改变电源电压、电源频率、定子极对数或增大定、转子阻抗的情况下， 所得到的机械特性称为人为机械特性。