入门必读：三相异步电动机转矩，转速和功率的关系

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　　说起三相异步电动机转矩，很多人对转速和功率的关系感到头疼。今天就来系统聊聊这个话题，希望能帮到大家。

电动机

　　就像一位不知疲倦的“动力卫士”，默默地驱动着各种设备运转。但你知道吗？它能否顺利起动、稳定运行，以及应对各种复杂工况，关键都在于转矩与转速之间那微妙又至关重要的关系。

三相





异步电动机

　　起动瞬间，转子静止，此时转差率为 1，转子频率和定子频率相等。由转子电流产生的磁场与定子磁场以相同转速旋转，进而产生起动转矩，推动转子朝着定子感应磁场的旋转方向转动。要是这个起动转矩足够大，能克服轴上负载产生的阻力转矩，电动机就能顺利起动，并逐渐达到一定的运行速度。
　　起动转矩可是反映电机起动能力的关键指标。而最大转矩则体现了电机在运行过程中，面对负载冲击超过额定负载时的对抗能力，也就是电机的过载能力。当电机在小转差率范围内运行时，转子电流和转差率近似成正比，转矩也与转差率近似成正比，转差率越小，电机转矩同比例减小。不过，随着转差率增加，转子阻抗因转子漏电感增大而变大，转子电流和转矩的增加不再与转差率成正比，而且转子电流会进一步滞后于感应电势，导致转矩减小。
　　从电机转速与转矩的特性曲线能看出不少门道。电机转矩从起动到最大转矩的曲线相对平缓，从最大转矩到零转矩的曲线则比较陡峭。最大转矩通常是电动机额定转矩的两倍甚至更大，它限制了电动机的短时过载能力。要是被拖动的负载让电机长时间处于最大转矩状态，或者负载转矩超过了最大转矩，电机就会因为堵转电流过大、维持时间过长而过载烧毁。



　　最大转矩对应的转差率和转子电阻成正比。笼型电动机的最大转矩对应转差率相对较小，从空载到负载，转速下降的百分比很小。而绕线式电动机，通过加入外接电阻能增大转子电阻，增加转矩峰值处的转差率，降低特定转矩值对应的电动机转速。如今，随着变压、变频驱动系统的开发和应用，笼型感应电机的起动和转速控制变得更容易，在各种调速场合得到了广泛应用。
　　功率一定时，转速和转矩成反比。相同功率的电机，极数越少，额定转速越高，额定转矩就越小。起动转矩、额定转矩和最大转矩，是电机运行的主要性能指标。额定转矩体现了电机正常工作的能力。不同转速条件下的转矩，可以通过特性曲线直观描述。电机转速既能用实际值体现，也能用转差率定性描述，转差率越大，说明电机转速与同步转速相差越大。
　　为满足一些特殊场合的需求，高转差率电机应运而生。和同极数、同功率的普通电机相比，高转差率电机的堵转电流较小，能在从零转速到额定转速的范围内正常运行，稳定运行的速度范围更宽。
　　从电机运行规律来看，起动转矩一般大于额定转矩，会按照实际运行工况进行设计。最大转矩则考验着电机对过载情况的适应能力，比额定转矩大。从三相异步电机转矩与转速的特性曲线还能发现，电机起动瞬间，转矩随转速增加而增加；当转速接近同步转速时，转矩达到峰值；转速再提高，转矩就会下降；当转速与旋转磁场同步时，转矩为零。在额定运行条件下，电机转速和定子旋转磁场速度非常接近，转差率很低。一般笼型电动机满载时，转差率不超过 10%，此时转子阻抗主要是电阻性的，与转差率无关，转子电流也几乎和转差率成正比。