(1)电磁转矩

电磁转矩是转子中载流导体在旋转磁场的作用下产生的电磁力对转子转轴形成的转矩。它是转子电流与旋转磁场相互作用的结果。可以证明,三相异步电动机的电磁转矩T为

式中,K为与电动机结构有关的常数,U1为定子绕组的相电压,s为转差率,R2为转子电路每相的电阻,X20为电动机启动时的转子感抗。可知,电磁转矩T与定子的相电压U1的平方成正比。电磁转矩T与阻转矩TL之间的关系如下:

①T>TL时,电动机加速运行。

②T=TL时,电动机等速运行。

③T<TL时,电动机减速运行。

(2)机械特性

当电源电压一定,R2和X20为常数时,电磁转矩与转差率之间的关系T=f(s)或转速与转矩之间的关系n=f(T),称为电动机的机械特性。由如图5.1.12所示的机械特性曲线可知,当s=0,即n=n0,T=0时,电动机(理想)空载(点)运行;随着s的增大,T也增大,但增大到最大值Tm后,随着s的增大,T反而减小。下面讨论几个重要的电磁转矩。

图5.1.12　三相异步电动机的机械特性曲线

1)额定转矩(www.daowen.com)

额定转矩是指电动机在额定电压下,带上额定负载以额定转速运行,输出额定功率时轴上输出的转矩,用TN表示,单位为N·m。若电动机轴功率用P2表示,则

式中,P2N和nN为电动机的额定功率和额定转速,它们的单位为kW和r/min。

2)最大转矩

最大转矩是电动机所能产生的最大电磁转矩。最大转矩也称临界转矩,用Tm表示。对应于Tm的转差率sm,称为临界转差率。一般不允许电动机的负载转矩超过最大转矩。当电动机的负载转矩超过最大转矩时,电动机就带不动负载了,会发生闷车现象,以致烧坏电动机。将电动机的最大转矩与额定转矩的比值,称为过载系数,用λ表示,即

一般电动机的过载系数为1.8～2.2,其大小反映了异步电动机短时允许过载的能力。

3)启动转矩

启动转矩是电动机刚启动时的转矩,用Tst表示。此时,n=0,s=1,即

由式(5.1.6)可知,Tst与U21成正比。启动转矩越大,电动机带负载启动的能力越强。