当电源电压U1和转子电阻R2为定值时，三相异步电动机转子转速随着电磁转矩T变化的关系曲线n=f（T）称为异步电动机的机械特性。
由于异步电动机还常常用转差率s表示转子转动的快慢，因此，机械特性也可以用电磁转矩随转差率s变化的关系曲线T=f（s）来表示。图3-13示出了n=f（T）机械特性曲线。下面我们通过特性曲线来对电动机的运行性能进行分析。
图3-13 三相异步电动机的机械特性曲线
1.启动转矩Tq及启动过程
电动机接通电源，尚未转动（n=0，s=1）时的转矩称为启动转矩。从图3-13上可以看出，当启动转矩Tq大于转轴上的阻转矩时，转子就旋转起来并在电磁转矩作用下逐渐加速。此时，电磁转矩也逐渐增大（沿cb段上升）到最大转矩Tmax。随着转速的继续上升，曲线进入到ba段，电磁转矩反而减小。最后，当电磁转矩等于阻转矩时，电动机就以某一转速作等速旋转。
如果改变电源电压U1或改变转子电阻R2则可以得到图3-14所示一组特性曲线，从图3-14（a）中可知，当电源电压U1降低时，启动转矩Tq会减小。而在图3-14（b）中当转子电阻R2适当增大时，启动转矩也会随着增大。
图3-14 对应不同电源电压和转子电阻时的特性曲线
（a）转子电阻R2为常数；（b）电源电压U1为常数
启动转矩与额定转矩的比值λq=Tq/TN反映了异步电动机的启动能力。一般λq=0.9～1.8。
2.额定转矩TN
异步电动机长期连续运行时，转轴上所能输出的最大转矩，或者说是电动机在额定负载时的转矩，叫作电动机的额定转矩，用TN表示。从物理学受力平衡的观点出发，电动机在匀速运行时，电动机的电磁转矩T必须与电动机负载所产生的阻转矩Tc相平衡。若不考虑空载损耗转矩（主要是机械摩擦和风阻所产生的阻转矩），则可以认为电磁转矩T应该与电动机轴上输出的机械负载转矩T2相等。即
式中，P2是电动机轴上输出的机械功率，W；T是电动机的电磁转矩，N·m；n是转速，r/min。
功率如果用千瓦为单位，则上式变为
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从电动机铭牌上的额定功率和额定转速，可以求得电动机的额定转矩TN。
【例3-3】已知某两台三相异步电动机的额定功率均为55 kW，电源频率为50 Hz。其中第一台电动机的磁极数为2，额定转速为2 960 r/min；第二台电动机的磁极数为6，额定转速为980 r/min。试求它们的转差率及额定转矩各为多少。
解：已知电动机的额定功率为P2N1=P2N2=55 kW，频率f=50 Hz，极对数p1=1，p2=3，额定转速为n1=2 960 r/min，n2=980 r/min。
可见，输出功率相同的电动机，磁极数越多转速越低，但转矩越大。
通常，三相异步电动机一旦启动，很快就会沿着启动特性曲线进入机械特性曲线的ab段稳定运行。电动机在ab段工作时，若负载增大，则因为阻转矩大于电磁转矩，电动机转速开始下降；随着转速的下降，转子与旋转磁场之间的转差增大，于是转子中的感应电动势和感应电流增大，使得电动机的电磁转矩同时在增加。当电磁转矩增加到与阻转矩相等时，电动机达到新的平衡状态。这时，电动机以较低于前一平衡状态的转速稳定运行。
从特性图上还可以看出，ab段较为平坦，也就是说电动机从空载到满载其转速下降很少，这种特性称为电动机的硬机械特性。具有硬机械特性的三相异步电动机适用于一般的金属切削机床。
3.最大转矩Tmax
从机械特性曲线上看，转矩有一个最大值，它被称为最大转矩或临界转矩Tmax。最大转矩所对应的转差率称为临界转差率，用sm表示。一旦负载转矩大于电动机的最大转矩，电动机就带不动负载，转速沿特性曲线bc段迅速下降到0，发生闷车现象。此时，三相异步电动机的电流会升高6～7倍，电动机严重过热，时间一长就会烧毁电动机。
显然，电动机的额定转矩应该小于最大转矩，而且不能太接近最大转矩，否则电动机稍微一过载就立即闷车。三相异步电动机的短时容许过载能力是用电动机的最大转矩Tmax与额定转矩TN之比来表示的，我们称之为过载系数λ，即
一般三相异步电动机的过载系数λ=1.8～2.5，特殊用途（如起重、冶金）的三相异步电动机的过载系数λ可以达到3.3～3.4或更大。
最后，从图3-14还能看出，三相异步电动机的最大转矩还与定子绕组的外加电压U1有关，实际上它与U21成正比。也就是说当外加电压U1由于波动变低时，最大转矩Tmax将减小。但是，转子电阻R2对最大转矩没有影响。
【例3-4】有一台三相异步电动机，其额定数据如下：TN=40 kW，n=1 470 r/min，U1=380 V，η=0.9，cosφ=0.5，λ=2，λq=1.2。试求：（1）额定电流；（2）转差率；（3）额定转矩、最大转矩、启动转矩。
Tq=λqTN=1.2×259.9=311.9(N·m)
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