三相异步电动机的机械特性是其性能的最重要的反映，只有熟悉三相异步电动机的机械特性才能用好电动机。三相异步电动机的机械特性是指在电动机定子电压、频率以及绕组参数一定的条件下，电动机电磁转矩与转速或转差率的关系，即n=f（T）或S=f（T）。

1.电磁转矩的物理表达式

三相异步电动机的电磁转矩T是由转子电流的有功分量I2cosφ2与旋转磁场的主要磁通Φ相互作用而产生的。根据理论分析，电磁转矩T可用下式公式确定，即

T=CTΦI2cosφ2

式中　T——电动机的电磁转矩，N·m；

CT——三相异步电动机的转矩系数，是一常数；

Φ——三相异步电动机的气隙每极磁通，Wb；

I2——转子电流的折算值，A；

cosφ2——转子电路的功率因数。

2.三相异步电动机的机械特性

图6-1-7　三相异步电动机的机械特性曲线

在机械特性曲线上值得注意的是2个区和3个转矩值。以最大转矩Tm为界，分为两个区，上部为稳定区，下部为不稳定区。当电动机驱动恒转矩负载，工作在稳定区内某一点时，电磁转矩与负载转矩相平衡而保持匀速转动。如负载转矩变化，电磁转矩将自动适应，随之变化达到新的平衡而稳定运行。当电动机工作在不稳定区时，电磁转矩将不能自动适应负载转矩的变化，因而不能稳定运行。三个转矩是额定转矩TN、最大转矩Tm和启动转矩Tst。

（1）额定转矩TN。电动机在额定电压下，驱动额定负载，以额定转速运行，输出额定功率时的电磁转矩称为额定转矩。忽略空载转矩时，就等于额定输出转矩，用TN表示，即

式中　PN——电动机的额定功率，kW；(www.daowen.com)

nN——电动机的额定转速，r/min；

TN——电动机的额定转矩，N·m。

（2）最大转矩Tm。在机械特性曲线上，电磁转矩的最大值称为最大转矩，它是稳定区与不稳定区的分界点。电动机正常运行时，最大负载转矩不可超过最大转矩，否则电动机将带不动，转速越来越低，发生所谓的“闷车”现象，此时电动机电流会升高到额定电流的5～7倍，使电动机过热，甚至烧坏。为此将额定转矩选得比最大转矩Tm小，使电动机能有较大的短时过载运行能力，通常用最大转矩Tm与额定转矩TN的比值mλ来表示过载能力，即mλ=Tm/TN。一般三相异步电动机的过载能力mλ=1.8～2.2。

理论分析和实际测试都可以证明，最大转矩Tm和临界转差率Sm具有以下特点：

① Tm与U12成正比，Sm与U1无关。电源电压的变化对电动机的工作影响很大；

② Tm与f21成反比，电动机变频时要注意对电磁转矩的影响；

③ Tm与r2无关，Sm与r2成正比，改变转子电阻可以改变转差率和转速。

（3）启动转矩Tm。电动机在接通电源启动的最初瞬间，n=0、S=1时的转矩称为启动转矩，用Tst表示。启动时，要求Tst大于负载转矩TL，此时电动机的工作点就会沿着n=f （T）曲线上升，电磁转矩增大，转速n越来越高，很快越过最大转矩Tm，然后随着n的增高，T又逐渐减小，直到T=TL时，电动机以某一转速稳定运行。可见，只要Tst＞TL，电动机一经启动，便迅速进入稳定区运行。

当Tst＜TL时，电动机无法启动，出现堵转现象，电动机的电流达到最大，造成电动机过热。此时应立即切断电源，减轻负载或排除故障后再重新启动。

异步电动机的启动能力常用启动转矩与额定转矩的比值mλ=Tm/TN来表示。一般笼型转子异步电动机的启动能力mλ=1.3～2.2。

3.固有机械特性与人为机械特性

如图6-1-7所示的机械特性曲线是在额定电压、额定频率、转子绕组短接情况下的机械特性，称为固有机械特性。如果降低电压、改变频率或在转子电路中串入附加电阻，就会使机械特性曲线的形状发生变化，这种改变了电动机参数后的机械特性称为人为机械特性。不同的人为机械特性提供了多种启动方法和调速方法，为灵活使用电动机提供了方便。