新能源汽车的构造和原理

（一）电磁转矩

异步电动机的转矩T是由旋转磁场的每极磁通Φ与转子电流I2相互作用而产生的。电磁转矩的大小与转子绕组中的电流I及旋转磁场的强弱有关。

经理论证明，它们的关系为

式中，T为电磁转矩；KT为与电机结构有关的常数；Φ为旋转磁场每个极的磁通量；I2为转子绕组电流的有效值；φ2为转子电流滞后于转子电势的相位角。

若考虑电源电压及电机的一些参数与电磁转矩的关系，式（3-5）修正为

式中　K′T——常数；

　　　U1——定子绕组的相电压；

　　　S——转差率；

　　　R2——转子每相绕组的电阻；

　　　X20——转子静止时每相绕组的感抗。

由式（3-6）可知，转矩T还与定子每相电压U1的平方成比例。当电源电压有所变动时，对转矩的影响很大。此外，转矩T还受转子电阻R2的影响。如图3-29所示为异步电动机的转矩特性曲线。

图3-29　三相异步电动机的机械特性曲线

（二）机械特性曲线(www.xing528.com)

在一定的电源电压U1和转子电阻R2下，电动机的转矩T与转差率n之间的关系曲线T=f（s）或转速与转矩的关系曲线n=f（T）称为电动机的机械特性曲线，它可根据式（3-5）得出，如图3-29所示。

在机械特性曲线上要讨论3个转矩：

（1）额定转矩TN

额定转矩TN是异步电动机带额定负载时转轴上的输出转矩。

式中P2是电动机轴上输出的机械功率，其单位是瓦特，n的单位是r/min，TN的单位是N·m。当忽略电动机本身机械摩擦转矩T0时，阻转矩近似为负载转矩TL，电动机做等速旋转时，电磁转矩T必与阻转矩TL相等，即T=TL。额定负载时，则有TN=TL。

（2）最大转矩Tm

Tm又称临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩。它反映了电动机的过载能力。最大转矩的转差率为Sm，此时的Sm称为临界转差率，如图3-29（a）所示。

最大转矩Tm与额定转矩TN之比称为电动机的过载系数λ，即

一般三相异步的过载系数为1.8~2.2。

在选用电动机时，必须考虑可能出现的最大负载转矩，而后根据所选电动机的过载系数算出电动机的最大转矩，它必须大于最大负载转矩；否则，应重选电动机。

（3）启动转矩Tst

Tst为电动机启动初始瞬间的转矩，即n=0，s=1时的转矩。

为确保电动机能够带额定负载启动，必须满足Tst>TN，一般的三相异步电动机有Tst/TN=1~2.2。