电机转矩（功率）-转速曲线是衡量电机性能的一个重要指标。本文仍以表贴式永磁电机为例，来和大家聊聊对该问题的看法。
转矩（功率）-转速曲线是电机的转矩（功率）随着转速变化的曲线。该曲线常需要关注的点有以下几个，恒定转矩Tc，最大功率Pmax，基速Vb和最大转速Vmax。一般电机的转矩（功率）-转速曲线如图1所示。从图中我们可以看出在电机转速运行范围内，随着转速的升高，分为恒转矩区和恒功率区两部分，两部分交界转速为基速。
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图1 转矩（功率）-转速曲线
为了便于理解，先通过一个简单的物理模型来解释电机转矩的大小与什么因素有关。
众所周知，磁场同性相斥，异性相吸。如果把永磁体按照图2的两种方式排列，上下两个铁心之间只有竖直方向的引力或斥力，而水平方向的力（下称剪切力）均为0。若稍错开一个位置，两者之间则既有竖直方向的力，又有剪切力。
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所以，两个铁心间的剪切力是铁心相对位置的连续函数。对于连续函数，两个零点之间必有一个极值点。我们能够轻易得到，在图3所示位置处，剪切力最大。![]()
那么，我们可以得出这样的推论，上下两个铁心的剪切力不仅与磁场的大小有关，还与两个磁场的相对位置有关。而功率是力和速度的乘积，不再赘述。对于设计合理的电机，电机的定子绕组通电后能够产生与转子个数相同的磁极。若把表贴式永磁电机沿气隙展开，那么定转子磁场的剪切力符合上述特点。先说说电机的恒转矩区。为了最大限度利用定、转子磁场，需要令定转子磁场相差90度电角度，也就是上期文章提到的最大转矩电流比（id=0）控制。此时，电机能够输出转矩大小仅与定转子磁场强度有关。转子磁场由永磁体产生，是恒定的；定子磁场由通电绕组产生，由电流决定。所以，恒转矩区对应的定子电流（id=0，iq=const）是恒定的。其大小由电机的热负荷来确定，表示意义为电机运行速度v低于基速vd时，电机能够长时间运行所能输出的最大转矩。此外，值得注意的是，在该区域，电机能够输出的瞬时转矩要大于恒转矩区域的输出转矩Tc。随着转速的提升，电机所需要的供电电压也随之升高。直到供电电压达到控制器所能提供的最大电压，这为恒转矩控制的第一阶段。达到恒转矩区第一阶段临界转速后，若继续增加转速，则需要减小主磁通来抵消频率升高而引起的反电势的变化，此时需要采用弱磁控制。在该阶段，供电电压为控制器能够输出的最大电压，同时继续保持iq=const，通过逐渐增加id来抵消永磁磁场，降低主磁通。随着转速增加，id不断增加，当交直轴电流满足 ![]()
时，为恒转矩控制第二阶段。若转速继续增加，则进入恒功率运行范围。
电流达到控制器能够输出的最大电流后，随着转速继续增加，则需要更大的d轴电流来降低主磁通。此时，则必须通过减小iq，增大id来保证电机能够正常运行，直至id增加到能够令永磁体退磁的idmax。此为恒功率控制的第一阶段。继续增大转速后，主磁通不能调节，只能通过继续减小q轴电流的方法保持电机持续运行，直至最大转速。![]()
以上即为本人对电机转矩（功率）-转速曲线的浅薄看法，可能会有失偏颇，欢迎各位前辈批评指正。经指正，文中恒转矩第二阶段为恒功率。
