注評考試《機電設備評估基礎》復習：三相異步電動機的機械特性

第二章 傳動裝置與電機

　　知識點十六、三相異步電動機的機械特性

　　在一定的電源電壓和轉(zhuǎn)子電阻下，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關系曲線n＝f（T）稱為電動機的機械特性曲線。

　　

　　（一）額定轉(zhuǎn)矩TN

　　在等速轉(zhuǎn)行時，電動機的轉(zhuǎn)矩T必須與阻轉(zhuǎn)矩相平衡，即T＝TC.

　　阻轉(zhuǎn)矩TC主要是機械負載轉(zhuǎn)矩TZ.此外，還包括空載損耗轉(zhuǎn)矩T0（主要是機械損耗轉(zhuǎn)矩）。由于很小，常可忽略，所以：

　　T＝TZ+T0≈TZ

　　通常三相異步電動機都工作在特性曲線的ab段。當負載轉(zhuǎn)矩增大時（如起重機起重量的加大；車削時吃刀量的加大等），在最初瞬間電動機的轉(zhuǎn)矩T＜Tc，所以它的轉(zhuǎn)速n開始下降。隨著轉(zhuǎn)速的下降，電動機的轉(zhuǎn)矩增加。當轉(zhuǎn)矩增加到T＝Tc時，電動機在新的穩(wěn)定狀態(tài)下運行，這時轉(zhuǎn)速較前有所降低。ab段比較平坦，當負債在空載與額定值之間變化時，電動機的轉(zhuǎn)速度變化不是很大，這種特性即為硬機械特性。

　　額定轉(zhuǎn)矩是電動機在額定負載時的轉(zhuǎn)矩，它可從電動機銘牌上的額定功率（輸出機械功率）和額定轉(zhuǎn)速求得，即

　　 

　　式中：TN——額定轉(zhuǎn)矩（N·m）；

　　PN——額定功率（kW）；

　　nN——額定轉(zhuǎn)速（r/min）。

　　如某普通機床的主軸電機（Y132M－4型）的額定功率為7.5kw，轉(zhuǎn)差率S＝4%，則額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩為（假定交流電頻率為50Hz）：

　　

　?。ǘ┳畲筠D(zhuǎn)矩Tmax

　　從機械特性曲線上看，轉(zhuǎn)矩有一個最大值Tmax，稱為最大轉(zhuǎn)矩或臨界轉(zhuǎn)矩。對應于最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率為Sm.

　　當負載轉(zhuǎn)矩超過最大轉(zhuǎn)矩時，電動機將發(fā)生所謂“悶車”現(xiàn)象。發(fā)生悶車后，電動機的電流立即升高6～7倍，電動機嚴重過熱，以致燒壞。

　　電動機的最大過載轉(zhuǎn)矩可以接近最大轉(zhuǎn)矩。只要過載時間較短，電動機不至于立即過熱，這是允許的。因此，最大轉(zhuǎn)矩也表示電動機短時允許過載能力。

　　最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過載系數(shù)用λ表示

　　

　　一般三相異步電動機的過載系數(shù)為

　　

　　在選用電動機時，必須考慮可能出現(xiàn)的最大負載轉(zhuǎn)矩。然后根據(jù)所選電動機的過載系數(shù)算出電動機的最大轉(zhuǎn)矩，其值必須大于最大負載轉(zhuǎn)矩。否則就要重選電動機。

　　（三）起動轉(zhuǎn)矩TQ

　　電動機剛起動（n＝0，S＝1）時的轉(zhuǎn)矩稱起動轉(zhuǎn)矩。在剛起動時，轉(zhuǎn)子電流比較大，但起動轉(zhuǎn)矩實際上并不大，它與額定轉(zhuǎn)矩之比約為1.0～2.0.

　　一般機床的主電動機都是空載起動，對起動轉(zhuǎn)矩沒有什么要求。但對于諸如起重用的電動機，因為是在帶負載的情況下起動，因此應采用起動轉(zhuǎn)矩較大一點的。