电动机功率因数cosφ解析

众所周知，电动机功率因数cosφ的降低，不仅会增加电动机输电线路及变压器的电能消耗，而且会增加发电、输配电系统中的附加损耗，从而会增加这方面的投资。因此，在电动机的节能工作中，必须了解功率因数cosφ的变化规律。

（一）异步电动机的功率因数cosφ

异步电动机的等值电路如图6-4所示。对电源来说，相当于一个电阻和一个电感串联负荷，因而功率因数cosφ总是小于1的。为了建立磁场，异步电动机从电网吸取很大的无功电流I0，它在正常工作范围内几乎不变，在空载时定子电流I1=I0，此时功率因数很低，一般cosφ=0.2左右。当负载增加时，定子电流中的有功分量增加，使cosφ很快上升。当接近额定负载时，cosφ达最大值。但增大到一定程度后，由于转差率的增加，转子漏抗增大，转子电路的无功电流增加，相应定子的无功电流也增加，因此，功率因数反而下降。异步电动机的cosφ与负荷系数的关系如图6-3所示。

图6-4　异步电动机的等值电路

（二）同步电动机的功率因数cosφ

同步电动机的功率因数cosφ与异步电动机的不同。它可以为滞后，也可以为超前。当激磁电流改变时，对同步电动机的定子电流和功率因数有影响，但并不改变电动机的输出功率和转速。三相同步电动机的输出功率P2可用下式表示：(www.xing528.com)

当电压U不变时，在同一负荷下，电动机的效率η电也是不变的。这时定子电流I与cosφ的乘积应该在激磁电流变化后仍然保持不变。在同步电动机中，控制激磁电流是非常简单的。在任何负荷下，只要把功率因数cosφ调整到1，则可以使网路电流最小。于是电动机吸收网路中的无功功率（指感性无功）。与此相反，如果增大激磁电流，输入电流也增加，则同步电动机给网路输送无功功率。图6-5为各种负荷系数的同步电动机V形曲线，表6-1表示同步电动机的功率因数与有功功率和无功功率的关系。

图6-5　同步电动机的V形曲线

表6-1　同步电动机的功率因数与有功功率和无功功率的关系