S Tm Tem
1. 稳定运行区域
工作段
稳定运行条件：
dTem dn
＜
dTL dn
n
硬特性
n1 TL N
nM
M
额定运行点 N ：
n = nN ， s = sN ， Tem = TN ，P2 = PN。 • 额定状态说明了电动机
O
S
Tem
长期运行的能力：
TL≤TN，P2≤PN，I1≤IN。 sN = 0.01 ~ 0.06 很小，
Tem 增加时，n 下降很少 —— 硬特性。
2. 固有机械特性的实用表达式
忽略 R1 的影响，则
Tem =
m1p 2f1
R2
s
U12
R2
s
2
＋(X1＋X2)2
Tｍ =
pm1U12
4f1 (X1＋X2)
sm =
R2 X1＋X2
将 Tem 与 Tm 相除得：
Tem(X1＋X2)
=
R2
6.1 三相异步电动机的机械特性
6.1.1 固有机械特性
当 U1L = U1N 、f1 = fN，且绕线型转子中不外串 任何电路参数时的机械特性。
同步点：
n
n = n1，s = 0，Tem = 0
n1
起动点：
(1－sm) n1
M
n = 0，s = 1，Tem = Tst
临界工作点：
O
s = sm，n = (1－sm) n1，Tem = Tm
③ Tm与 R2 无关，而 sm与R2 成正比。
如 R2 变大时，Tm不变，但 sm 则随之增大。
④ 如忽略 R1，Tm与
U1 f1
2
成正比。
过载倍数 (最大转矩倍数) KT ：
KT =
Tm TN
2. 起动转矩 Tst
s = 1 时：
Tst =
m1p 2f1
结论：
U12 R2 ( R1＋ R2)2 ＋(X1＋X2)2
用公式；(2) 当转速 n = 1 487 r/min 时的电磁转矩；
(3) 当负载转矩 TL= 450 Nm 时的转速。
解：(1) 额定转差率为
sN =
n1－nN
n1
=
1 500－1480
1 500
= 0.0133
额定转矩为
TN = 9.55
PN nN
= 9.55×
90 000 1 480 N·m = 580.7 N·m
s=
n1－n
n1
1 500－1487
= 1 500 = 0.0087
电磁转矩为 2 555
Tem = 0.0553 0.0087 0.0087 +0.0553
N·m = 392.3 N·m
(3) 当 TL = Tem = 450 N·m 时的转差率为
( ) s = sm TTemm－
Tm Tem
2 －1
6.1 三相异步电动机的机械特性 6.2 三相异步电动机的起动 6.3 三相异步电动机的调速 6.4 三相异步电动机的制动 6.5 异步电动机的各种运行状态
三相异步电机电磁转矩物理表达式
Pem = m2 E2 I2 cos2 E2 = 4.44 f1 kW2N2m
Tem =
Pem
1
=
60Pem 2n1
( ) = 0.0553×
1277.5 － 450
1277.5 2－1 = 0.0101 450
转速为
n = ( 1－s ) n1 = ( 1－0.0101 )×1 500 r/min = 1 485 r/min
m1p 2f1
R1＋
R2
s
U12
R2
s
2
＋(X1＋X2)2
Tem ~ s 曲线
Tem
发电机
电动机
制动
M
-1
s0
nn1
S
O
s=0 n= n1
n0
1
s
n= 0
n0
1. 最大（临界）转矩 Tm
临界转差率： sm =±
R2 R12 ＋(X1＋X2 )2
Tm =±
m1p 4f1
±R1＋
U12
R12＋(X1＋X2 )2
s
2
＋(X1＋X2)2
2
sm s
＋
s sm
即
Tem =
2Tm
sm s
＋
s sm
解上述方程，可得
( ) s
sm
=
Tm Tem
±
Tm Tem
2 －1
=
sm s
※ 根据 s 和 sm 的相对大小，取“＋”或取“－”。
若忽略 T0，则在额定负载时
sN = sm ( kT－ kT2－1 )
sm = sN ( kT ＋ kT2－1 )
1. 额定效率 N N = 72.5% ~ 96.2 % （Y 系列）
2. 额定功率因数 cosN cosN = 0.7 ~ 0.9 （Y 系列）
3. 最大转矩倍数 km kT = 1.8 ~ 2.2 （Y 系列）
4. 堵转转矩倍数 kst kst = 1.6 ~ 2.2 （Y 系列）
5. 堵转电流倍数 kI kI = 5 ~ 7 （Y 系列）
最大转矩为
Tm = kTTN = 2.2×580.7 Nm = 1 277.5 N·m
临界转差率为 sm = sN ( km ＋ km2－1 )
= 0.0133×( 2.2 ＋ 2.22－1 ) = 0.0553
实用电磁转矩公式为
2 555
Tem =
0.0553 s
＋
s 0.0553
(2) 当转速 n = 1 487 r/min 时转差率为
※ 实用公式计算简单、使用方便， 但只适用于一定的范围内，即 0 < s < sm 。
【例6-1】 Y280M-4 型三相异步电动机，额定功率 PN = 90 kW，额定频率 fN= 50 Hz，额定转速nN= 1480 r/min， 最大转矩倍数KT= 2.2。试求：(1) 该电动机的电磁转矩实
=
p Pem 2 f1
Tem = CTm I2 cos2
※ 电磁转矩常数:
CT =
4.44
pm2kw2N2 2
=
1 2
pm2kW2N2
三相异步电机转矩－转差特性（参数表达式）
I2 =
U1
R1＋
R2
s
2
＋(X1＋X2)2
根据:
Pem = m1Rs2
I22 ，Tem =
Pem
1
， 1 =
2πf1 p
Tem =
① 当 f1 和电机参数不变时，异步电机的 Tst 与电源相电压
U1 的平方成正比。
② 当 U1 和 f1 一定时，Tst 近似与定转子漏抗之和成反比。
③ 在一定的范围内增加 R2 时，可增大 Tst 。 当sm= 1 时，Tst = Tm，Tst 最大。
起动转矩倍数
Kst =
Tst TN
三相异步电动机的主要性能指标
电动状态取 “＋ ”，发电状态取 “－”。
当 R1 (X1＋X2 ) 时：
sm≈±
R2 X1＋X2
Tｍ≈±
pm1U12
4f1 (X1＋X2)
结论：
①当 f1 和电机参数不变时，异步电机的 Tm 与 电源相电压 U1 的平方成正比。
②当 U1 和 f1 一定时， Tm 近似与定、转子漏抗 之和成反比。