3.2.2 三相異步電動機的固有機械特性與人為機械特性

（1）固有機械特性

當三相異步電動機的定子加額定電壓、額定頻率，轉子回路本身短路，定、轉子回路不另串接電阻或電抗時，電動機的機械特性稱為固有機械特性，如圖3-7所示。其中，曲線1是基波磁通勢正轉時的機械特性；曲線2是基波磁通勢反轉時的機械特性。

其中，在同步轉速點A處，n=n₁、T=0，為理想空載運行點；額定工作點B處，電磁轉矩、轉速均為額定值；最大電磁轉矩點C處，電磁轉矩最大；起動點D處，n=0，電磁轉矩稱為堵轉轉矩T_s。

（2）人為機械特性

由式（3-27）可見，異步電動機電磁轉矩T與s、U₁、f₁、p、r₁、、x₁、有關，人為改變這些參數，就可以得到不同的人為機械特性。

1）降低定子電壓U₁ ，如圖3-9所示，受影響的變量包括T、T_m、T_s ，不受影響的變量包括n₁、s_m。

降低定子電壓U₁的運行過程：額定負載下運行在額定運行點A。由于多種原因引起電源電壓降低，額定負載轉矩保持不變，這時，電動機不能長期運行，以避免銅損耗增加太多，造成電動機發熱，甚至燒壞。因為定子電壓U₁降低后，氣隙主磁通Φ₁減小，但轉子功率因數cosφ₂變化不大，根據電磁轉矩公式T=C_TjΦ₁I₂ cosφ₂ ，要維持電磁轉矩與負載轉矩的平衡關系，勢必要增大I₂ ，同時I₁也增大，超過額定值，造成電動機不能長時間連續運行。反之，輕載運行情況下，降低定子電壓U₁ ，氣隙主磁通Φ₁減小，電動機鐵損耗減小，利于節能。

2）定子回路串接三相對稱電阻r_f，如圖3-10所示，受影響的變量包括T_m、T_s、s_m，隨r_f增加而減??；不受影響的變量為n₁。

3）定子回路串接三相對稱電抗x_f，其人為機械特性與定子回路串接三相對稱電阻相似，受影響的變量包括T_m、T_s、s_m ，隨x_f增加而減??；不受影響的變量為n₁。該方法不消耗有功功率，因此，較定子串接電阻的方法節能，但串接的電抗器成本高。

4）轉子回路串接三相對稱電組r_s，如圖3-11所示，不受影響的變量包括n₁、T_m；受影響的變量包括T_s、s_m ，隨r_s增加而增大；但當s_m ＞1時，T_s隨r_s增加反而減小，T_s ＜T_m；s_m =1時，T_s =T_m。該方法適用于繞線轉子異步電動機的起動、調速。

此外，還可以采取其他方法，如繞線轉子異步電動機轉子串頻敏變阻器、改變異步電動機定子繞組磁極對數、改變定子電源頻率等，獲得相應的人為機械特性。