三相异步电动机的机械特性分析

电动机的转速与电磁转矩的关系，即n=f（Tem） 称为电动机的机械特性。

在UN，fN，Ra=0 的额定条件下，n=f（Tem） 称为电动机的固有机械特性（自然机械特性）。在非额定条件下，n=f（Tem） 称为电动机的人工机械特性。

1.固有自然机械特性

固有机械特性是指电动机在额定电压和额定频率下，按规定的接线，定、转子电路不外接阻抗时的机械特性。表示为：n=f（Tem）。因为n=（1-s）n1，所以机械特性，可以通过

Tem=f（s）得到如图2-3-4 所示曲线。

图2-3-4　异步电动机固有机械特性曲线

2.人工机械特性

人工机械特性是指人为改变电源参数或电动机参数而得到的机械特性。

1）降低定子电压的人工机械特性

电磁转矩和电压的平方成正比，因此增大或减小电源电压都可以改变电磁转矩。由于异步电动机在额定电压下运行时，磁路已经饱和，所以不能利用升高电压的方法来改变机械特性，故这里只讨论降低电压的人工机械特性，如图2-3-5 所示。

图2-3-5　异步电动机降压时的人工机械特性曲线

当电动机在某一负载下运行时，若降低电源电压，电磁转矩减小将导致电动机转速下降，转子电流、定子电流增大。若电动机电流超过额定值，则电动机的最终温升超过允许值，导致电动机寿命缩短，甚至使电动机烧毁。如果电压降低过多，也会使最大转矩小于负载转矩，而使电动机发生停转。降低电压后的人工机械特性曲线中，线性段的斜率变大，特性变软，启动转矩倍数和过载能力显著下降。

2）定子外串对称阻抗人工机械特性(www.xing528.com)

相当于定子阻抗变大：

该人工机械特性与降压特性类似。

由分析可知，同步转速n1不变，但最大电磁转矩Tem、临界转差率sm和起动转矩Tst都随所串电抗（电阻）的增加而减小。定子回路串电抗一般用于鼠笼式异步电动机的降压启动，以限制启动电流。

3）绕线式转子外串电阻Ra人工机械特性

在U，f 相同的条件下，产生相同力矩必须：

可见，转子串电阻后，其他条件不变时，产生相同Tem，s 会增加，即n 会减小。

转子串电阻特性与自然特性比较：

（1）特性变软。

（2）Tmax不变，sm变大。

（3）Tem相同点满足：