功率因數是電機的重要性能指標,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cos?來表示。
異步電機相對于電源,可以看作是一個硬性阻抗,必須從電網吸收無功功率。當電機處于空載狀態時,電機的定子電流幾乎都是勵磁電流,此時的功率因數很低。隨著電機負載的增加,轉子電流和定子電流都在增加,而且定子電流與轉子電流的有功分量在增加,因而對應的功率因數也在增大,當電機的負載達到額定負載時,電機的功率因數也達到其最大值。因而,在電機的選型過程中,大馬拉小車的匹配,不能實現電機在理想的功率因數下工作。
當電機達到額定負載后,如果繼續增加負載,意味著電機處于過載運行狀態,此時電機轉速會降低,對應的轉差率會增大,導致電機功率因數下降,自然也是不劃算甚至存在危及電機使用壽命的危險。
從電機應用的角度分析,電機應用者更在乎電機的效率,為了直觀表達電機的效率變化特性,特引入電機的效率公式(1)
公式(1)中,是電機效率求取和表達的兩種形式。對于電機中的損耗,按照其就能化性質可以分為兩種,即不變和可變;損耗中的鐵損(PFe)和機械損耗(Pω)是相對不變的,而定轉子銅損(Pcu1和Pcu2)和雜散損耗(Ps)則是可變的。隨著電機輸出功率的增加,可變損耗也在增加,但相對于輸出功率的增加速度相對緩慢,按照式(1)的關聯關系,電機效率呈上升趨勢,當可變損耗處于不變狀態后,電機的效率也達到了最好狀態,即效率為最大值。但是,當電機負載繼續增加,電機的可變損耗又會增大,而且增加幅度變大,導致電機效率變差。因而,在電機的匹配過程中,應確保電機在其額定負載的70%左右運行效率最高。相比較,電機的容量越大,對應的效率越高。
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