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電動機的功率因數

作者：佚名文章來源：本站原創點擊數：更新時間：2016-10-18

功率因數 = 有功功率 / 視在功率
視在功率 = 有功功率 + 無功功率
有功功率是真正用到的功率，無功功率是存儲在感性負載中，并沒有被真正使用到的功率。
在同樣的有功功率條件下，功率因數越大，所需視在功率越小，電流也就越小。
異步電動機的功率因數是衡量在異步電動機輸入的視在功率（即容量等于三倍相電流與相電壓的乘積）中，真正消耗的有功功率所占比重的大小，其值為輸入的有功功率P1與視在功率S之比，用來表示。電動機在運行中，功率因數是變化的，其變化大小與負載大小有關，電動機空載運行時，定子繞組的電流基本上是產生旋轉磁場的無功電流分量，有功電流分量很小。此時，功率因數很低，約為0.2左右，當電動機帶上負載運行時，要輸出機械功率，定子繞組電流中的有功電流分量增加，功率因數也隨之提高。當電動機在額定負載下運行時，功率因數達到最大值，一般約為0.70.9。因此，電動機應避免空載運行，防止“大馬拉小車”現象。
電動機的功率因數:
電網中的電力負荷如電動機、變壓器等，屬于既有電阻又有電感的電感性負載。電感性負載的電壓和電流的相量間存在著一個相位差，通常用相位角φ的余弦cosφ來表示。cosφ稱為功率因數，又叫力率。功率因數是反映電力用戶用電設備合理使用狀況、電能利用程度和用電管理水平的一項重要指標。
cosφ——功率因數；
　　P——有功功率，kW；
　　Q——無功功率,kVar；
　　S——視在功率,kV。A；
　　U——用電設備的額定電壓,V；
　　I——用電設備的運行電流,A。
　　功率因數分為自然功率因數、瞬時功率因數和加權平均功率因數。
　　(1)自然功率因數：是指用電設備沒有安裝無功補償設備時的功率因數，或者說用電設備本身所具有的功率因數。自然功率因數的高低主要取決于用電設備的負荷性質，電阻性負荷(白熾燈、電阻爐)的功率因數較高，等于1，而電感性負荷(電動機、電焊機)的功率因數比較低，都小于1。
　　(2)瞬時功率因數：是指在某一瞬間由功率因數表讀出的功率因數。瞬時功率因數是隨著用電設備的類型、負荷的大小和電壓的高低而時刻在變化。
　　(3)加權平均功率因數：是指在一定時間段內功率因數的平均值.
　　提高功率因數的方法有兩種，一種是改善自然功率因數，另一種是安裝人工補償裝置。
功率因數是交流電路的重要技術數據之一。功率因數的高低，對于電氣設備的利用率和分析、研究電能消耗等問題都有十分重要的意義。
所謂功率因數，是指任意二端網絡（與外界有二個接點的電路）兩端電壓U與其中電流I之間的位相差的余弦。在二端網絡中消耗的功率是指平均功率，也稱為有功功率，電路中消耗的功率P，不僅取決于電壓V與電流I的大小，還與功率因數有關。而功率因數的大小，取決于電路中負載的性質。對于電阻性負載，其電壓與電流的位相差為0，因此，電路的功率因數最大（）；而純電感電路，電壓與電流的位相差為π／2，并且是電壓超前電流；在純電容電路中，電壓與電流的位相差則為－（π／2），即電流超前電壓。在后兩種電路中，功率因數都為0。對于一般性負載的電路，功率因數就介于0與1之間。
一般來說，在二端網絡中，提高用電器的功率因數有兩方面的意義，一是可以減小輸電線路上的功率損失；二是可以充分發揮電力設備（如發電機、變壓器等）的潛力。因為用電器總是在一定電壓U和一定有功功率P的條件下工作。
可知，功率因數過低，就要用較大的電流來保障用電器正常工作，與此同時輸電線路上輸電電流增大，從而導致線路上焦耳熱損耗增大。另外，在輸電線路的電阻上及電源的內組上的電壓降，都與用電器中的電流成正比，增大電流必然增大在輸電線路和電源內部的電壓損失。因此，提高用電器的功率因數，可以減小輸電電流，進而減小了輸電線路上的功率損失。

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