电动机功率因数和效率的关系

第一篇：电动机功率因数和效率的关系

电动机功率因数和效率的关系

电动机的效率和功率因素都是三相异步电机的重要参数，在现实中我们总想着有高的机械效率，又要有高的功率因素，来提高电能的利用率。但是往往不能同时兼得？这是什么原因呢？ 因为电动机的效率与功率因数是相互矛盾的。对于同一种电机，效率高，则功率因数低。反之，效率低则功率因数高。功率高，对电动机使用有好处；功率因数低，会降低电网输送效率，因为功率因数低，所以电网无功损耗大。因此对交流感应点攻击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。

电动机效率低，说明损耗大。而对于普通的三相交流电动机，损耗是阻性的，这样，损耗越大，在功率三角形中的P越大，功率因数角φ则越小，功率因数cosφ越大。反之，效率高，说明损耗小，在功率三角形中P也越小，功率因数角φ则变小，功率因数cosφ变小。为了满足电动机功率因数、效率两项指标，往往顾此失彼。

如要提高功率因数，则应减小电动机气隙，增加每相串联匝数。而要提高效率，则应增大电动机气隙，这样可减小谐波杂散损耗，因谐波杂散损耗与气隙的1.5~1.6次方呈正比。二者采取的措施刚好相反。

第二篇：电动机的效率、功率因数及其影响因素（模版）

电动机的效率、功率因数及其影响因素

一、什么是电动机的功率因数？

异步电动机的功率因数是衡量在异步电动机输入的视在功率（即容量等于三倍相电流与相电压的乘积）中，真正消耗的有功功率所占比重的大小，其值为输入的有功功率P1与视在功率S之比，用cosψ来表示。cosψ=P/S 电动机在运行中，功率因数是变化的，其变化大小与负载大小有关，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，约为0.2左右，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。当电动机在额定负载下运行时，功率因数达到最大值，一般约为0.7-0.9。因此，电动机应避免空载运行，防止“大马拉小车”现象。

二、什么是电动机的输入功率和输出功率

电动机从电源吸取的有功功率，称为电动机的输入功率，一般用P1表示。而电动机转轴上输出的机械功率，称为输出功率，一般用P2表示。在额定负载下，P2就是额定功率Pn。

电动机运行时，内部总有一定的功率损耗，这些损耗包括：绕组上的铜（或铝）损耗，铁芯上的铁损耗以及各种机械损耗等。因此输入功率等于损耗功率与输出功率之和，也就是说，输出功率小于输入功率。

三、什么是电动机的效率

电动机内部功率损耗的大小是用效率来衡量的，输出功率与输入功率的比值称为电动机的效率，其代表符号为η

1、三相交流异步电动机的效率：η=P/（√3*U*I*COSφ）其中，P—是电动机轴输出功率 U—是电动机电源输入的线电压 I—是电动机电源输入的线电流 COSφ—是电动机的功率因数

2、电动机的输出功率：指的是电动机轴输出的机械功率

3、电动机的输入功率：指的是电源给电动机输入的有功功率 ： P=√3*U*I*COSφ（KW）

其时，这个问题有些含糊，按说电动机的输入功率应该指的是电源输入的视在功率：S==√3*U*I 这个视在功率包括有功功率(电动机的机械损耗、铜损、铁损等)、无功功率。

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。一般异步电动机在额定负载下其效率为75～92%。异步电动机的效率也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，影响电动机功率的因素

电动机的损耗包含各种形式,有与负载电流大小基本无关的铁损、由励磁电流产生的定子铜损以及机械损耗,还有与负载电流大小有关的定、转子铜损、杂散损耗等。即使在电动机空载情况下,电动机的损耗也不等于零。如何提高电动机的效率和功率因数,对全面开展节能降耗工作具有重要的意义 那么什么会影响电动机的功率因素呢?

1.电源质量的优劣对电动机的正常运行和节能有直接的影响。电动机处于非额定电压和非额定频率下,其损耗大大增加,使电动机处于不合理运行状态,电源电压和频率允许范围之外的变化对电动机性能引起显著变化,尤其当电源频率降低、电压增高时,电动机空载损耗和空载电流要大幅度上升,使功率因数降低。电压降低时,电动机转速下降,使转子铜损增加,导致功率因数降低。

2.大马拉小车，即电动机处于轻载下运行。这里有两个原因：1)选择电动机时加上了太多的备用系数，使得电动机功率远远大于被驱动机械的轴功率;2)计算被驱动机械轴功率时加上了比较多的安全系数，使得轴功率偏大;

3.被驱动机械功率周期性变化，但电机没有设置变频器。很多机械的要求输出功率随着工况、气候都有周期性大小的变化，当功率变小时，电动机如果有变频器，可以降低频率减少功率输出，否则电机运行的无功部分加大，影响电机的效率;

4.高次谐波电流流入电动机绕组,增加电动机附加损耗,尤其是使电动机温升增加,严重时电动机因过热而烧毁。高次谐波的脉冲电压波,使相绕组电压分布不均匀,绕组首尾端电压分布过高,易造成绕组匝间击穿而短路。高次谐波电流的脉冲,使电动机电磁转矩脉动,引起电动机振动。噪声增大。高次谐波分布电容的影响,使电动机轴电流增大。总之,高次谐波会使三相异步电动机最大转矩下降,功率因数降低,效率也随之降低。

5.电机端电压偏低，电机为了有足够的输出，其中电流将加大，而电机的损耗随着电流的平方增加，所以也影响电机的效率

6.电机转动部分润滑不好，消耗部分功率，也影响效率;摩擦 空气 噪音 铜损 铁损

铜损：因为电流通过绕组（包括定子和转子）因为绕组的电阻存在，引起损耗。

铁损：因为定子和转子铁心内部、外壳的涡流、磁滞等引起的损耗。机械损耗：因为机械摩擦力、空气阻力等引起的损耗。空气间隙增大时功率因数降低。

第三篇：电机效率与功率因数的关系

关于电机的效率和功率因数。如上图： Q=无功功率 P=有功功率

S=全功率（也称为视在功率）

电机的功率因数:cosφ=P/S

；表示本台电机可以将电网中cosφ%的能量输入给电机作为电机的输入功率。

电机的效率=电机的输出功率/电机的输入功率；表示电机可以将电能转换为机械能的能力。

功率因数和效率之间没有线性的关系，只是功率因数会影响电机的效率。比如在设计一台电机时，电机的功率因数很小，电机的输入电压如380V是确定的会导致输入电流变大，输入电流变大会导致电机线圈发热量增加，电机的效率会降低。

详细的概念解释：

有功功率又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，对电动机来说是指它的出力，以字母P表示。单位一般叫做千瓦（KW）

无功功率：在具有电感（或电容）的电路里，电感（或电容）在半周期的时间里把电源的能量变成磁场（或电场）的能量贮存起来，在另外半周期的时间里又把贮存的磁场（或电场）能量送还给电源。它们只是与电源进行能量交换，并没有真正消耗能量。我们把与电源交换能量的振幅值叫做无功功率，以字母Q表示，单位干乏（kvar）。

视在功率：在具有电阻和电抗的电路内，电压与电流的乘积叫视在功率，以字母S或符号P ｓ表示，单位为千伏安（kVA）。

第四篇：功率因数和电费关系

功率因数和电费关系

鉴于电力生产的特点，用户用电功率因数的高低对发、供、用电设备的充分利用、节约电能和改善电压质量有着重要影响。为了提高用户的功率因数并保持其均衡，以提高供电用双方和社会的经济效益，特制定本办法。

功率因数的标准值及其适用范围

功率因数标准0.90，适用于160千伏安以上的高压供电工业用户（包括社队工业用户）、装有带负荷调整电压装置的高压供电电力用户和3200千伏安及以上的高压供电电力排灌站；

功率因数标准0.85，适用于100千伏安（千瓦）及以上的其他工业用户（包括社队工业用户），100千伏安（千瓦）及以上的非工业用户和100千伏安（千瓦）及以上的电力排灌站；

功率因数标准0.80，适用于100千伏安（千瓦）及以上的农业用户和趸售用户，但大工业用户未划由电业直接管理的趸售用户，功率因数标准应为0.85。

功率因数的计算

凡实行功率因数调整电费的用户，应装设带有防倒装置的无功电度表，按用户每月实用有功电量和无功电量，计算月平均功率因数；

凡装有无功补尝设备且有可能向电网倒送无功电量的用户，应随其负荷和电压变动及时投入或切除部分无功补尝设备，电业部门并应在计费计量点加装有防倒装置的反向无功电度表，按倒送的无功电量与实用无功电量两者的绝对值之和，计算月平均功率因数；

根据电网需要，对大用户实行高峰功率因数考核，加装记录高峰时段内有功、无功电量的电度表，据以计算月平均高峰功率因数；对部分用户还可试行高峰、低谷两个时段分别计算功率因数，由试行的省、市、自治区电力局或电网管理局拟订办法，报水利电力部审批后执行。

电费的调整

根据计算的功率因数，高于或低于规定标准时，在按照规定的电价计算出其当月电费后，再按照“功率因数调整电费表”（表一、二、三、）所规定的百分数增减电费。如用户的功率因数在“功率因数调整电费表”所列两数之间，则以四舍五入计算。

五、根据电网的具体情况，对不需增设补尝设备，用电功率因数就能达到规定标准的用户，或离电源点较近，电压质量较好、勿需进一步提高用电功率因数的用户，可以降低功率因数标准或不实行功率因数调整电费办法，但须经省、市、自治区电力局批准备，并报电网管理局备案。降低功率因数标准的用户的实际功率因数，高于降低后的功率因数标准时，不减收电费，但低于降低后的功率因数标准时，应增收电费。

本办法正式颁发执行后，1976年颁发的《电热价格》中的《力率调整电费办法》即同时废止。

本办法解释权属水利电力部。

表一以0.90为标准值的功率因数调整电费表 减收电费增收电费

实际功率因数月电费减少％实际功率因数月电费增加％实际功率因数月电费增加％ 0.900.000.890.50.757.5 0.910.150.881.00.748.0 0.920.300.871.50.738.5 0.930.450.862.00.729.0 0.940.600.852.50.719.5 0.95~1.000.750.843.00.7010.0 0.833.50.6911.0 0.824.00.6812.0 0.814.50.6713.0 0.805.00.6614.0 0.795.50.6515.0 0.786.0功率因数自0.64及以下，每降低0.01电费增加2％ 0.776.5 0.767.0 表二以0.85为标准值的功率因数电费调整表 减收电费增收电费

实际功率因数月电费减少％实际功率因数月电费增加％实际功率因数月电费增加％ 0.850.00.840.50.707.5 0.860.10.831.00.698.0 0.870.20.821.50.688.5 0.880.30.812.00.679.0 0.890.40.802.50.669.5 0.900.50.793.00.6510.0 0.910.650.783.50.6411.0 0.920.800.774.00.6312.0 0.930.950.764.50.6213.0 0.94~1.001.100.755.00.6114.0 0.745.50.6015.0 0.736.0功率因数自0.59及以下，每降低0.01电费增加2％ 0.726.5 0.717.0

表三以0.80为标准值的功率因数电费调整表 减收电费增收电费

实际功率因数月电费减少％实际功率因数月电费增加％实际功率因数月电费增加％ 0.800.00.790.50.657.5 0.810.10.781.00.648.0 0.820.20.771.50.638.5 0.830.30.762.00.629.0 0.840.40.752.50.619.5 0.850.50.743.00.6010.0 0.860.60.733.50.5911.0 0.870.70.724.00.5812.0 0.880.80.714.50.5713.0 0.890.90.705.00.5614.0 0.901.00.695.50.5515.0 0.911.150.686.0功率因数自0.54及以下，每降低0.01电费增加2％ 0.92~1.001.30.676.5 0.667.0

第五篇：电机效率与功率因数

什么是电动机的功率因数？

异步电动机的功率因数是衡量在异步电动机输入的视在功率（即容量等于三倍相电流与相电压的乘积）中，真正消耗的有功功率所占比重的大小，其值为输入的有功功率P1与视在功率S之比，用cosψ来表示。

电动机在运行中，功率因数是变化的，其变化大小与负载大小有关，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，约为0.2左右，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。当电动机在额定负载下运行时，功率因数达到最大值，一般约为0.7-0.9。因此，电动机应避免空载运行，防止“大马拉小车”现象。什么是电动机的输入功率和输出功率

电动机从电源吸取的有功功率，称为电动机的输入功率，一般用P1表示。而电动机转轴上输出的机械功率，称为输出功率，一般用P2表示。在额定负载下，P2就是额定功率Pn。

电动机运行时，内部总有一定的功率损耗，这些损耗包括：绕组上的铜（或铝）损耗，铁芯上的铁损耗以及各种机械损耗等。因此输入功率等于损耗功率与输出功率之和，也就是说，输出功率小于输入功率。什么是电动机的效率

电动机内部功率损耗的大小是用效率来衡量的，输出功率与输入功率的比值称为电动机的效率，其代表符号为，常用百分数表示，即：

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。一般异步电动机在额定负载下其效率为75～92%。异步电动机的效率也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，运行最经济。