1. 三相异步电动机转矩特性
转矩的单位为“千克力·米(kgf·m)”时：
TN=975 *PN/nN
转矩的单位为“牛顿·米(N·m)”时：TN=9550*PN/nN
2. 三相异步电动机转矩特性表
转矩：使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。
机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩。
转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系，转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。
此外,转矩与功率的关系T=9550P/n
电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积，在国际单位制(SI)中，转矩的计量单位为牛顿・米(N・m）。电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。功率越大转矩越大 同功率的电机磁极数大的转矩大。
3. 三相异步电动机转矩特性曲线上TL1
舵机工作原理
1、概述
舵机最早出现在航模运动中。在航空模型中，飞行机的飞行姿态是通过调节发动机和各个控制舵面来实现的。举个简单的四通飞机来说，飞机上有以下几个地方需要控制：
1.发动机进气量，来控制发动机的拉力（或推力）；
2.副翼舵面（安装在飞机机翼后缘），用来控制飞机的横滚运动；
3.水平尾舵面，用来控制飞机的俯仰角；
4.垂直尾舵面，用来控制飞机的偏航角；
遥控器有四个通道，分别对应四个舵机，而舵机又通过连杆等传动元件带动舵面的转动，从而改变飞机的运动状态。舵机因此得名：控制舵面的伺服电机。
不仅在航模飞机中，在其他的模型运动中都可以看到它的应用：船模上用来控制尾舵，车模中用来转向等等。由此可见，凡是需要操作性动作时都可以用舵机来实现。
2、结构和控制
一般来讲，舵机主要由以下几个部分组成， 舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。
工作原理：控制电路板接受来自信号线的控制信号（具体信号待会再讲），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。
舵机的基本结构是这样，但实现起来有很多种。例如电机就有有刷和无刷之分，齿轮有塑料和金属之分，输出轴有滑动和滚动之分，壳体有塑料和铝合金之分，速度有快速和慢速之分，体积有大中小三种之分等等，组合不同，价格也千差万别。例如，其中小舵机一般称作微舵，同种材料的条件下是中型的一倍多，金属齿轮是塑料齿轮的一倍多。需要根据需要选用不同类型。
舵机的输入线共有三条，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。电源有两种规格，一是4.8V，一是6.0V，分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不同，6.0V对应的要大一些，具体看应用条件；另外一根线是控制信号线，Futaba的一般为白色，JR的一般为桔黄色。另外要注意一点，SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间，需要辨认。但记住红色为电源，黑色为地线，一般不会搞错。
舵机的控制信号为周期是20ms的脉宽调制（PWM）信号，其中脉冲宽度从0.5ms-2.5ms，相对应舵盘的位置为0－180度，呈线性变化。也就是说，给它提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上，无论外界转矩怎样改变，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出角度到新的对应的位置上。舵机内部有一个基准电路，产生周期20ms，宽度1.5ms的基准信号，有一个比较器，将外加信号与基准信号相比较，判断出方向和大小，从而产生电机的转动信号。由此可见，舵机是一种位置伺服的驱动器，转动范围不能超过180度，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的驱动当中。比方说机器人的关节、飞机的舵面等。
常见的舵机厂家有：日本的Futaba、JR、SANWA等，国产的有北京的新幻想、吉林的振华等。现举Futaba S3003来介绍相关参数，以供大家设计时选用。之所以用3003是因为这个型号是市场上最常见的，也是价格相对较便宜的一种（以下数据摘自Futaba产品手册）。
尺 寸(Dimensions)： 40.4×19.8×36.0 mm
重 量(Weight)： 37.2 g
工作速度(Operating speed)：0.23 sec/60°(4.8V)
0.19 sec/60°(6.0V)
输出力矩(Output torque)： 3.2 kg.cm (4.8V)
4.1 kg.cm (6.0V)
由此可见，舵机具有以下一些特点：
>体积紧凑，便于安装；
>输出力矩大，稳定性好；
>控制简单，便于和数字系统接口；
正是因为舵机有很多优点，所以，现在不仅仅应用在航模运动中，已经扩展到各种机电产品中来，在机器人控制中应用也越来越广泛。
3、用单片机来控制
正是舵机的控制信号是一个脉宽调制信号，所以很方便和数字系统进行接口。只要能产生标准的控制信号的数字设备都可以用来控制舵机，比方PLC、单片机等。这里介绍利用51系列单片机产生舵机的控制信号来进行控制的方法，编程语言为C51。之所以介绍这种方法只是因为笔者用2051实现过，本着负责的态度，所以敢在这里写出来。程序用的是我的四足步行机器人，有删改。单片机并不是控制舵机的最好的方法，希望在此能起到抛砖引玉的作用。
2051有两个16位的内部计数器，我们就用它来产生周期20 ms的脉冲信号，根据需要，改变输出脉宽。基本思路如下（请对照下面的程序）：
我用的晶振频率为12M，2051一个时钟周期为12个晶振周期，正好是1/1000 ms，计数器每隔1/1000 ms计一次数。以计数器1为例，先设定脉宽的初始值，程序中初始为1.5ms，在for循环中可以随时通过改变a值来改变，然后设定计数器计数初始值为a，并置输出p12为高位。当计数结束时，触发计数器溢出中断函数，就是void timer0(void) interrupt 1 using1 ，在子函数中，改变输出p12为反相（此时跳为低位），在用20000（代表20ms周期）减去高位用的时间a，就是本周期中低位的时间，c=20000-a，并设定此时的计数器初值为c，直到定时器再次产生溢出中断，重复上一过程。
# include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uint a,b,c,d;
sbit p12=P1^2;
sbit p13=p1^3;
sbit p37=P3^7;
void timer0(void) interrupt 1 using 1
{p12=!p12;
c=20000-c;
TH0=-(c/256); TL0=-(c%256);
if(c>=500&&c<=2500)c=a;
else c="20000-a";
}
void timer1(void) interrupt 3 using 1
{p13=!p13;
d=20000-d;
TH1=-(d/256); TL1=-(d%256);
if(d>=500&&d<=2500)d=b;
else d="20000-b";
}
void main(void)
{TMOD=0x11;
p12=1;
p13=1;
a=1500;
b=1500;
c=a;d=b;
TH0=-(a/256); TL0=-(a%256);
TH1=-(b/256); TL1=-(b%256);
EA=1;
ET0=1; TR0=1;EX0=1;EX1=1;
ET1=1; TR1=1;
PX0=0;PX1=0;PT1=1;PT0=1;
for(;;)
{
}
}
因为在脉冲信号的输出是靠定时器的溢出中断函数来处理，时间很短，因此在精度要求不高的场合可以忽略。因此如果忽略中断时间，从另一个角度来讲就是主程序和脉冲输出是并行的，因此，只需要在主程序中按你的要求改变a值，例如让a从500变化到2500，就可以让舵机从0度变化到180度。另外要记住一点，舵机的转动需要时间的，因此，程序中a值的变化不能太快，不然舵机跟不上程序。根据需要，选择合适的延时，用一个a递增循环，可以让舵机很流畅的转动，而不会产生像步进电机一样的脉动。这些还需要实践中具体体会。
舵机的速度决定于你给它的信号脉宽的变化速度。举个例子，t＝0试，脉宽为0.5ms，t＝1s时，脉宽为1.0ms，那么，舵机就会从0.5ms对应的位置转到1.0ms对应的位置，那么转动速度如何呢？一般来讲，3003的最大转动速度在4.8V时为0.23s/60度，也就是说，如果你要求的速度比这个快的话，舵机就反应不过来了；如果要求速度比这个慢，可以将脉宽变化值线性到你要求的时间内，做一个循环，一点一点的增加脉宽值，就可以控制舵机的速度了。当然，具体这一点一点到底是多少，就需要做试验了，不然的话，不合适的话，舵机就会向步进电机一样一跳一跳的转动了，尝试改变这“一点”，使你的舵机运动更平滑。还有一点很重要，就是舵机在每一次脉宽值改变的时候总会有一个转速由零增加再减速为零的过程，这就是舵机会产生像步进电机一样运动的原因
4. 三相异步电机最大转矩
电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积，在国际单位制(SI)中，转矩的计量单位为牛顿・米(N・m)，工程技术中也曾用过公斤力・米等作为转矩的计量单位。电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。直流电动机堵转转矩计算公式TK=9.55KeIK 。 三相异步电动机的转矩公式为： S R2 M=C U12 公式 [2 ] R22+（S X20）2 C：为常数同电机本身的特性有关； U1 ：输入电压 ； R2 ：转子电阻； X20 ：转子漏感抗； S：转差率 可以知道M∝U12 转矩与电源电压的平方成正比，设正常输入电压时负载转矩为M2 ，电压下降使电磁转矩M下降很多；由于M2不变，所以M小于M2平衡关系受到破坏，导致电动机转速的下降，转差率S上升；它又引起转子电压平衡方程式的变化，使转子电流I2上升。也就是定子电流I1随之增加（由变压器关系可以知道）；同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升，直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。
5. 三相异步电动机转矩特性过P2=1
(1)额定转矩。在额定电压、额定频率、额定负载下，三相异步电动机转轴上产生的电磁转矩称为异步电动机的额定转矩。额定功率相同的三相异步电动机，转矩与转速成反比，转速越低，转矩就越大；又由于转速与磁极数成反比，所以，定子绕组的极数越多，转速就越低，转矩也就越大。
三相异步电动机转矩的大小与旋转磁场的磁通、转子电流的有功分量成正比，与外加电压的平方成正比，所以当外加电压变化时，三相异步电动机的电磁转矩就会有很大的变化。例如，电源电压降低到额定电压的70％时，电磁转矩仅为额定转矩的49％。由于存在这一特性，因此应特别注意防止三相异步电动机在启动和运行中电压过低、转矩大幅度下降而造成三相异步电动机烧毁的现象。
(2)启动转矩。在额定电压下，三相异步电动机刚启动时所输出的电磁转矩称为启动转矩(又称堵转转矩)，它是衡量三相异步电动机启动性能的重要技术指标之一。启动转矩一般都用它与额定转矩的倍数来表示，常用三相异步电动机的启动转矩为额定转矩的1.0～2.2倍。
6. 三相异步电动机转矩特性曲线
三相异步电动机的特性曲线中，同步转速至最大转矩对应的转速之间是稳定运行区域。
7. 三相异步电动机转矩和转速的关系
答:三相异步电机的启动电流决定着启动转矩的大小，在三相异步电机的启动瞬间，定子与转子之间属于相对静止的状态（又称短路状态），这时的电流属于运行过程中的最大，一般为额定电流的5~7倍，而且在这个短暂的启动过程中，电流是非常迅速变化的，所以启动转矩不易测量其数据，而且无法用公式来计算。
但是，即使是瞬间变化的电流，经过足够多的科学实验次数，也可以用数学微积分的方法来判断其规律，这个规律就是：
1、启动电流与施加电压呈对数规律，
2、启动转矩的大小，与启动转矩的比值的平方成正比。
3、也可用画图法来求出启动转矩。详见国标《GBT 1032-2012 三相异步电动机试验方法》
8. 三相异步电动机转矩特性曲线公式
要用到额定功率PN(单位用kW)和额定转速nN（单位用r/min，由铭牌上得到），计算公式如下：
转矩的单位为“千克力·米(kgf·m)”时：
(1）转矩的单位为“牛顿·米(N·m)”时：
(2) 例：11kW、额定转速为1440r/min的4极交流异步电动机，额定转矩为：
TN=975×11÷1440=7.448(kgf·m)
=9550×11÷1440=72. 95(N·m)
用一段口决表述为：
额定转矩怎样求？功率千瓦除转速。
单位要用公斤米，再乘系数九七五。
单位要用牛顿米，乘十再乘九五五。
9. 三相异步电动机转矩特性是什么
起运转矩大于额定转矩，一般电机样本上都标有二者之间的关系式（倍数）。一般在2倍左右。具体数据要根据电机大小与极数来确定。
启动转矩，电机启动瞬间的电磁转矩，它的大小等于电机负载的静摩擦力矩，也是电机启动电流最大的时刻；
1、一般情况下，自耦变压器的抽头也就只有65% 和80%两组供你使用，没有那么多抽头供你选择。需要较大的启动转矩接到80%，启动转矩不大时接到65%。
2、负载转矩比电机额定转矩小，电机可以正常启动，如果负载转矩比电机转矩大出很多，那么电机肯定起不来，会堵转，电流会很大。
3、电机在额定工况下，带额定负载，基本上所有工况都会达到额定要求。至于电机转速，由于是异步电动机，转速肯定会受负载的影响而变化。例如空载时转差率小，基本可以达到将近同步转速，满载时转速定会下降。
10. 三相异步电动机转矩特性曲线图
1》异步电机转速n与同步转速n0之差对同步转速之比称为转差率。 例如2对磁极(4极)电机的同步转速: n0＝60f/2P＝60×50/2＝1500(转) 其异步转速为1460转时，转差率： S＝(n0－n)/n0＝(1500－1460)/1500≈0.027＝2.7% 2》异步电动机转速就是转差率后的实际转速。