3.2.2 三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性

（1）固有机械特性

当三相异步电动机的定子加额定电压、额定频率，转子回路本身短路，定、转子回路不另串接电阻或电抗时，电动机的机械特性称为固有机械特性，如图3-7所示。其中，曲线1是基波磁通势正转时的机械特性；曲线2是基波磁通势反转时的机械特性。

其中，在同步转速点A处，n=n₁、T=0，为理想空载运行点；额定工作点B处，电磁转矩、转速均为额定值；最大电磁转矩点C处，电磁转矩最大；起动点D处，n=0，电磁转矩称为堵转转矩T_s。

（2）人为机械特性

由式（3-27）可见，异步电动机电磁转矩T与s、U₁、f₁、p、r₁、、x₁、有关，人为改变这些参数，就可以得到不同的人为机械特性。

1）降低定子电压U₁ ，如图3-9所示，受影响的变量包括T、T_m、T_s ，不受影响的变量包括n₁、s_m。

降低定子电压U₁的运行过程：额定负载下运行在额定运行点A。由于多种原因引起电源电压降低，额定负载转矩保持不变，这时，电动机不能长期运行，以避免铜损耗增加太多，造成电动机发热，甚至烧坏。因为定子电压U₁降低后，气隙主磁通Φ₁减小，但转子功率因数cosφ₂变化不大，根据电磁转矩公式T=C_TjΦ₁I₂ cosφ₂ ，要维持电磁转矩与负载转矩的平衡关系，势必要增大I₂ ，同时I₁也增大，超过额定值，造成电动机不能长时间连续运行。反之，轻载运行情况下，降低定子电压U₁ ，气隙主磁通Φ₁减小，电动机铁损耗减小，利于节能。

2）定子回路串接三相对称电阻r_f，如图3-10所示，受影响的变量包括T_m、T_s、s_m，随r_f增加而减小；不受影响的变量为n₁。

图3-9 降低定子电压U₁时的人为机械特性

图3-10 定子回路串接三相对称电阻时的人为机械特性

3）定子回路串接三相对称电抗x_f，其人为机械特性与定子回路串接三相对称电阻相似，受影响的变量包括T_m、T_s、s_m ，随x_f增加而减小；不受影响的变量为n₁。该方法不消耗有功功率，因此，较定子串接电阻的方法节能，但串接的电抗器成本高。

4）转子回路串接三相对称电组r_s，如图3-11所示，不受影响的变量包括n₁、T_m；受影响的变量包括T_s、s_m ，随r_s增加而增大；但当s_m ＞1时，T_s随r_s增加反而减小，T_s ＜T_m；s_m =1时，T_s =T_m。该方法适用于绕线转子异步电动机的起动、调速。

图3-11 转子回路串接三相对称电组时的人为机械特性

此外，还可以采取其他方法，如绕线转子异步电动机转子串频敏变阻器、改变异步电动机定子绕组磁极对数、改变定子电源频率等，获得相应的人为机械特性。