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§5-4.三相異步電動機的轉矩

與機械特性電磁轉矩T是三相異步電動機最重要的物理量之一，機械特性是電動機的主要特性。對電動機進行分析往往離不開這兩方面內容。一、轉矩公式異步電動機的轉矩是由旋轉磁場每磁極的磁通

與轉子電流I2相互作用產生的。它應與電磁功率成正比，因而與轉子的功率因數有關。于是及且則轉矩公式可表示為轉矩T也與s有關。由上式可見，轉矩還與定子的相電壓U1的平方成正比。所以，電源電壓的變動對轉矩的影響很大。轉矩特性T=T(s)曲線如圖所示，當s很小時，T與s成正比；當s很大時，T與s成反比(以雙曲線為漸近線)，并且有最大轉矩Tmax存在。TssmTmax00nn01二、機械特性曲線在電源電壓U1和轉子電阻R2一定的情況下，轉矩與轉差率的關系曲線T=f(s)或轉速與轉矩的關系曲線n=f(T)，稱為電動機的機械特性曲線。轉矩與轉差率的關系曲線T=f(s)如右側上圖所示，轉速與轉矩的關系曲線

n=f(T)如右側下圖所示。TssmTmax00nn01TbTmax0nn0TNTstnNa實際上，下圖是通過上圖右旋90°得到的。研究機械特性是分析為了分析電動機的運行性能。在機械特性曲線上，要討論三個轉矩。1.額定轉矩TNTbTmax0nn0TNTstnNa在電動機勻速轉動時，其轉矩T必須與阻力轉矩TC平衡，而阻力轉矩包括負載轉矩T2和空載損耗轉矩T0。一般T0很小，常可忽略，所以P2是電動機的輸出功率(單位W)，T的單位是(N?m)。n

的單位是(r/min)。若功率單位用千瓦，則額定轉矩是電動機在額定負載時的轉矩。可從電動機銘牌上額定功率和額定轉速等數據求得。如某臺電動機，P2N=7.5kW，額定轉速nN

=1440r/min，則額定轉矩為正常情況下，電動機都工作在特性曲線的ab段，當負載轉矩增加時，電動機轉速要降低，但對應的電磁轉矩卻要增加，因為ab

段比較平坦，所以電動機的轉速變化不大。這種特征稱為硬的機械特性。TbTmax0nn0TstaTNnN2.最大轉矩Tmax在機械特性曲線的最大值，稱為最大轉矩或臨界轉矩。Tb0nn0TstaTNnNTmax此時對應的轉差率為sm(可由dT/ds=0求得)，即令可得進而可得可見，Tmax

U12,且與轉子電阻R2無關，而R2越大sm也越大。當負載轉矩超過最大轉矩時，電動機轉速急劇下降，電動機將停止轉動——產生悶車現象。電動機一旦悶車，電流立即上升6~7倍，電動機嚴重過熱！以至燒壞。從另一方面考慮，若在很短時間內過載，在電動機尚未過熱就恢復達到正常狀態，未損壞電動機是允許的。因此，最大轉矩也表示電動機具有短時間的過載能力。定義最大轉矩與額定轉矩的比值為過載系數λ，即一般電動機的過載系數為1.8~2.2。3.起動轉矩Tst電動機剛起動(n=0)

時的轉矩稱為起動轉矩可見，起動轉矩與U12及R2有關，當電源電壓降低時起動轉矩會減小；當適當增加轉子繞組的電阻會使起動轉矩有所增加。可有上式證明當R2=X20時，Tst=Tmax

，及sm=1。關于起動問題將在

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