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电动机效率和功率因数的关系

2023-4-2 20:35| 编辑:电工电气学习网| 查看: 1928| 评论: 0

效率和功率因数是交流异步电动机的两个极其重要的参数,常常作为异步电动机选型的依据。

一、电动机的效率

1、电动机的输入功率

电动机从电源吸取的有功功率,称为电动机的输入功率。三相交流异步电动机的输入功率P1=√3UIcosφ。

2、电动机的输出功率

电动机转轴上输出的机械功率,称为输出功率。输出功率P2为电动机铭牌上的额定功率,也就是我们平时所说的电动机的功率。

3、电动机的效率

1)电动机的效率指的是能量转换效率,等于电动机输出的机械功率P2与电动机的输入有功功率P1之比的百分数,即η=(P2/P1)×100%。

2)一般电动机的平均效率为87%,国际先进水平的电动机为92%。效率高,说明损耗小,节约电能。但过高的效率要求,将使电动机的成本增加。节能电动机的设计是指运用优化设计技术、新材料技术、控制技术、集成技术、试验检测技术等现代设计手段,减小电动机的功率损耗,提高电动机的效率,设计出高效的电动机。


3)电动机的效率随着负载的大小而变化。空载时效率为零,负载增加,效率随之增大,当负载为额定负载的0.7~1倍时,效率最高,运行最为经济。

二、电动机的功率因数

1、功率因数

功率因数指的是电压与电流之间的相位差φ的余弦,数值上等于有功功率与视在功率之比,即cosφ=P/S。

2、电动机的功率因数

1)电动机的功率因数是衡量在电动机输入的视在功率中,真正消耗的有功功率所占比重的大小,cosφ=P/S。

2)电动机运行中,功率因数是变化的,变化的大小与负载有关。

(1)交流异步电动机空载运行时,定子绕组的电流基本上是产生旋转磁场的无功电流分量,有功电流分量很小,此时功率因数很低,只有0.2~0.3;

(2)当电动机带上负载运行时,要输出机械功率,定子绕组电流中的有功电流分量增加,功率因数也随之提高。一般情况下,电动机轻载运行时,功率因数约为0.5左右;


(3)当电动机在额定负载下运行时功率因数达到最大值,约为0.7~0.9。因此,电动机应避免空载和轻载运行,防止“大马拉小车”的现象。

三、电动机效率和功率因数的关系

1、电动机效率和功率因数的关系式

η=(P2/P1)×100%=(P/√3UIcosφ)×100%

由上式可以看出:电动机的效率和功率因数是相互制约的,对于功率相同、额定电流也相同的电动机,效率高,则功率因数低;反过来,如果效率低,则功率因数高。

2、平衡电动机效率和功率因数的意义

功率因数高低对电动机终端用户来说并无影响,只要不妨碍正常作业就行。但对供电部门来讲却是最为关注的,因为功率因数过低的客户多了,额外加重电网负荷的同时,会增加电网损耗,使输电效率降低。因此,对于交流电动机,既要对效率指标提出较高要求,也要对功率因数指标提出较高要求。

四、结语

电动机的效率与功率因数不是相互制约的,提高效率与功率因数都能使输入电流减小,而作者假设了前题,输入电流不变,才导致两者似乎相互制约。
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