電動機效率和功率因數(shù)的關(guān)系

效率和功率因數(shù)是交流異步電動機的兩個極其重要的參數(shù)，常常作為異步電動機選型的依據(jù)。

一、電動機的效率

1、電動機的輸入功率

電動機從電源吸取的有功功率，稱為電動機的輸入功率。三相交流異步電動機的輸入功率P 1 =√3UIcosφ。

2、電動機的輸出功率

電動機轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率，稱為輸出功率。輸出功率P2為電動機銘牌上的額定功率，也就是我們平時所說的電動機的功率。

3、電動機的效率

1）電動機的效率指的是能量轉(zhuǎn)換效率，等于電動機輸出的機械功率P2與電動機的輸入有功功率P1之比的百分?jǐn)?shù)，即η=(P 2 /P 1 )×100%。

2）一般電動機的平均效率為87%，國際先進水平的電動機為92%。效率高，說明損耗小，節(jié)約電能。但過高的效率要求，將使電動機的成本增加。節(jié)能電動機的設(shè)計是指運用優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、新材料技術(shù)、控制技術(shù)、集成技術(shù)、試驗檢測技術(shù)等現(xiàn)代設(shè)計手段，減小電動機的功率損耗，提高電動機的效率，設(shè)計出高效的電動機。

3）電動機的效率隨著負載的大小而變化。空載時效率為零，負載增加，效率隨之增大，當(dāng)負載為額定負載的0.7~1倍時，效率最高，運行最為經(jīng)濟。

二、電動機的功率因數(shù)

1、功率因數(shù)

功率因數(shù)指的是電壓與電流之間的相位差φ的余弦，數(shù)值上等于有功功率與視在功率之比，即cosφ=P/S。

2、電動機的功率因數(shù)

1）電動機的功率因數(shù)是衡量在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，cosφ=P/S。

2）電動機運行中，功率因數(shù)是變化的，變化的大小與負載有關(guān)。

（1）交流異步電動機空載運行時，定子繞組的電流基本上是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的無功電流分量，有功電流分量很小，此時功率因數(shù)很低，只有0.2~0.3；

（2）當(dāng)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(shù)也隨之提高。一般情況下，電動機輕載運行時，功率因數(shù)約為0.5左右；

（3）當(dāng)電動機在額定負載下運行時功率因數(shù)達到最大值，約為0.7~0.9。因此，電動機應(yīng)避免空載和輕載運行，防止“大馬拉小車”的現(xiàn)象。

三、電動機效率和功率因數(shù)的關(guān)系

1、電動機效率和功率因數(shù)的關(guān)系式

η=(P 2 /P 1 )×100%=(P/√3UIcosφ)×100%

由上式可以看出：電動機的效率和功率因數(shù)是相互制約的，對于功率相同、額定電流也相同的電動機，效率高，則功率因數(shù)低；反過來，如果效率低，則功率因數(shù)高。

2、平衡電動機效率和功率因數(shù)的意義

功率因數(shù)高低對電動機終端用戶來說并無影響，只要不妨礙正常作業(yè)就行。但對供電部門來講卻是最為關(guān)注的，因為功率因數(shù)過低的客戶多了，額外加重電網(wǎng)負荷的同時，會增加電網(wǎng)損耗，使輸電效率降低。因此，對于交流電動機，既要對效率指標(biāo)提出較高要求，也要對功率因數(shù)指標(biāo)提出較高要求。