三相异步电动机功率因数偏低的原因及提高途径
如何提高异步电机的功率因数
如何提高异步电机的功率因数在现代工业和日常生活中，异步电机被广泛应用于各种设备和系统中。
然而，异步电机在运行时往往存在功率因数较低的问题，这不仅会增加电网的无功负担，还会导致电能的浪费和设备运行效率的降低。
因此，提高异步电机的功率因数具有重要的意义。
要提高异步电机的功率因数，首先需要了解功率因数的概念。
功率因数是指交流电路中有用功率与视在功率的比值。
对于异步电机而言，功率因数低主要是由于电机在运行时需要从电网中吸收大量的无功功率来建立磁场。
无功功率虽然不做功，但却会在电网中流动，增加线路损耗和设备容量。
那么，如何才能有效地提高异步电机的功率因数呢？以下是一些常见的方法：合理选择电机容量在选用异步电机时，应根据负载的实际情况合理选择电机的容量。
如果电机容量过大，会导致电机长期处于轻载运行状态，功率因数降低；反之，如果电机容量过小，电机长期过载运行，不仅会影响电机的使用寿命，也会使功率因数下降。
因此，准确地计算负载所需的功率，并选择合适容量的电机，是提高功率因数的基础。
优化电机的运行方式异步电机的运行方式对功率因数也有很大影响。
例如，在轻载运行时，可以采用降压运行的方式，降低电机的励磁电流，从而减少无功功率的消耗，提高功率因数。
此外，对于周期性变化的负载，可以通过采用调速装置，使电机的转速随负载的变化而调整，避免电机在轻载或空载时的功率因数降低。
安装无功补偿装置无功补偿是提高功率因数的有效手段之一。
常见的无功补偿装置有电容器、静止无功发生器（SVG）等。
电容器补偿是一种简单经济的方法，通过在电机附近并联电容器，提供电机所需的无功功率，从而减少电网的无功供应，提高功率因数。
SVG 则是一种更加先进的无功补偿装置，具有响应速度快、补偿精度高等优点，但成本相对较高。
改善电机的绕组设计电机的绕组设计对功率因数也有一定的影响。
通过优化绕组的匝数、线径和节距等参数，可以降低电机的励磁电流，提高功率因数。
此外，采用新型的绕组材料和绝缘材料，也有助于提高电机的性能和功率因数。
三相异步电动机的效率和功率因数
三相异步电动机的效率和功率因数摘要：一、三相异步电动机的基本概念二、三相异步电动机的功率因数和效率的定义三、三相异步电动机的功率因数和效率的关系四、三相异步电动机的一般功率因数和效率的数值范围五、如何提高三相异步电动机的效率和功率因数正文：一、三相异步电动机的基本概念三相异步电动机是一种常用的交流电动机，其结构简单、运行可靠，广泛应用于工业生产和日常生活中。
三相异步电动机的工作原理是利用旋转磁场作用于电机定子，从而产生转矩，使电机转动。
二、三相异步电动机的功率因数和效率的定义功率因数是指电动机有功功率与视在功率之间的比值，是衡量电动机利用电能的有效程度。
效率是指电动机输出功率与输入功率之间的比值，是衡量电动机转换电能为机械能的效率。
三、三相异步电动机的功率因数和效率的关系三相异步电动机的功率因数和效率是相互矛盾的。
对于同一种电动机，效率高，则功率因数低。
反之，效率低则功率因数高。
这是因为在电动机运行过程中，有一部分电能会转化为热能，这部分能量损耗降低了电动机的效率，但同时提高了功率因数。
四、三相异步电动机的一般功率因数和效率的数值范围三相异步电动机的功率因数一般在0.8 左右，效率在56 至95.4 之间。
具体数值受到电动机的制造工艺、负载情况、运行时间等因素的影响。
五、如何提高三相异步电动机的效率和功率因数要提高三相异步电动机的效率和功率因数，可以采取以下措施：1.选择高效率的电动机：在购买电动机时，选择效率较高的产品，可以降低能源损耗，提高生产效益。
2.合理使用电动机：在运行电动机时，避免长时间空载或轻载运行，尽量使电动机在额定负载范围内工作，有利于提高效率。
3.改善电动机的运行环境：降低电动机的温度，减小线损，定期维护和保养，有利于提高电动机的效率和功率因数。
4.采用变频调速技术：通过调整电动机的运行频率，使其在低速运行时具有较高的效率，有利于提高整体运行效率。
功率因数降低的原因分析及对策
般工业企业都有发电机组 ， 一 方 面 作 为 自备 电 厂 发 电设
择异步电动机的容 量以及变 压器 的容量 ， 电动机 的经 常负荷应
备， 另 一 方 面 还 可 补偿 系统 无 功 功 率 ， 提 高 功 率 因数 ， 相 较 于 电
不低于额定容量的 ４ Ｏ ， 变压器 负荷率在 ７ ５ 为宜 ， 但是一般
—
地 。这 样 布 置 的 电 容 器 称 之 为 并 联 电 容 器 ， 能 起 到 补 偿 电 动 机、 变 压 器 等 感 性 电 气 设 备 消 耗 的 无 功 功 率 的 作 用 。并 联 电容 器 产 生 的无 功 可 提 高 功 率 因 数 、 降 低线路 损耗 、 提 高母线 电压
稳定 ， 改善供 电质量 ， 提高用 电设 备 的工作 效率 ， 节约 电能 。功
率 因数 作 为 电 力 系 统 的 一 个 重 要 指 标 一 直 备 受 重 视 ， 本 文 研 究
可采用 同步机 ， 利用 同步 电动 机过 励磁超前 运行 ， 以补偿 系统
的感 性 无 功功 率 ， 提 高 整个 系 统 功 率 因数 。 同 步 电 动 机 输 出 的
Ｉ 皇 三 堡 主 皇 垫 ： Ｄ ｉ ａ ｎ ｑ ・ Ｇ 。 ｎ ｇ ｃ ｎ ｅ ｎ ｇ ｕ ｚ ｄ Ｏ ｎ ｇ ｎ ｕ ａ
功 率 因数 降低 的原 因分析 及 对 策
刘 乔 芬
（ 中韩 （ 武汉 ） 石油 化工 有限公 司 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ０ ０ ）
以及提高电气设 备抗 电 网扰 动能力 ， 但是 ， 电容器 的功 率公式
是 —Ｕ ２・ ・ Ｃ， 电容 器 在 提 高 母 线 电压 的同 时 ， 输 出的 功 率 与电压的平方成正 比 ， 可 能 造 成 自身 过 载 。 因此 ， 选 用 电 容 器 的额 定 电 压 须 高 于 配 电 母 线 的标 称 电压 ， 譬如 ６ ｋ Ｖ 母 线 应 选 配７ ． ２ ｋ Ｖ 电容 器 组 ， ３ ５ ｋ Ｖ母线 应选配 ４ ０ ． ５ ｋ Ｖ。此 外 ， 电 容 器组应选用串级数少的 ， 最 好 单 台 电容 器 就 达 到 配 电 母 线 所 需
功率因数低的解决方案
功率因数低的解决方案
功率因数低是一种普遍存在的电力问题，它会导致电网过载、设备损坏、能源浪费等一系列问题。
为了解决这一问题，我们可以采取以下措施：
1. 安装功率因数校正装置：功率因数校正装置可以通过调节电容器的容量，提高电路的功率因数。
这样可以减少能源浪费，延长设备寿命。
2. 定期维护设备：电力设备因长期运行会导致电容器老化、电路接触不良等问题，这些问题都会导致功率因数降低。
因此，定期维护设备，及时更换电容器等部件，可以保持合理的功率因数。
3. 优化电路结构：在电路设计时，应优化电路结构，减少电路的损耗。
同时，应根据负载情况合理选择电容器容量和安装位置，以最大程度地提高功率因数。
4. 提高能效：提高设备和系统能效，降低负荷功率，也是提高功率因数的一种方法。
在能源管理方面，可以通过推广节能技术、改善生产工艺、优化设备使用等方式，实现能效提升，减少功率因数低的问题。
通过以上解决方案，可以有效提高电路的功率因数，降低能源浪费，保证电力系统稳定运行。
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功率因数过低的原因
功率因数过低的原因功率因数是衡量交流电路中电能利用率的重要指标，它是有功功率和视在功率的比值。
当交流电路中有大量的感性负载时，电路的功率因数会下降，导致电能的浪费和线路的负荷能力下降。
本文将从感性负载、非线性负载、不平衡负载和电源电压波动等方面分析功率因数过低的原因，并提出相应的解决方法。
一、感性负载感性负载是指电路中带有线圈的元件，如电感、变压器等。
这些元件在电路中的作用是储存电能，当电压变化时，它们会产生电流变化，使得电路中的电流滞后于电压变化。
这种滞后现象导致了功率因数的下降。
解决方法：（1）加装电容器通过加装电容器来提高电路的功率因数，使得电路中的电流能够与电压同相。
电容器的作用是储存电荷，当电压变化时，它们会产生电流变化，与电感的电流变化相抵消，从而提高功率因数。
（2）调整电路结构通过改变电路中元件的连接方式和排列顺序，使得电路中的电感元件能够相互抵消，从而减少电路中的感性负载，提高功率因数。
二、非线性负载非线性负载是指电路中带有半导体器件的元件，如二极管、晶体管等。
这些元件在电路中的作用是将交流电信号变为直流电信号或者控制交流电信号的大小和相位。
由于这些元件的电阻值随电压变化而变化，导致电路中的电流和电压不再同相，从而降低功率因数。
解决方法：（1）加装滤波电路通过加装滤波电路来减少电路中的谐波分量，使得电流和电压能够同相，从而提高功率因数。
（2）使用线性负载线性负载是指电路中的元件电阻值不随电压变化而变化的元件，如电阻器、电容器等。
使用线性负载可以避免非线性负载对功率因数的影响。
三、不平衡负载不平衡负载是指电路中三相电流不相等的情况。
当电路中的三相电流不相等时，会导致电路中的电流和电压不再同相，从而降低功率因数。
解决方法：（1）平衡三相电流通过调整电路中的元件连接方式和排列顺序，使得电路中的三相电流能够平衡，从而提高功率因数。
（2）使用三相电源使用三相电源可以避免不平衡负载对功率因数的影响。
三相异步电动机的效率和功率因数
三相异步电动机的效率和功率因数摘要：一、三相异步电动机效率和功率因数的定义及关系二、三相异步电动机的功率因数和效率的一般值三、影响三相异步电动机效率和功率因数的主要因素四、如何提高三相异步电动机的效率和功率因数正文：三相异步电动机的效率和功率因数是衡量电动机性能的重要指标，它们分别反映了电动机的能量转换效率和电网的有功功率与视在功率之间的比例关系。
一、三相异步电动机效率和功率因数的定义及关系电动机的效率是指输出功率与输入功率之比，通常用η表示。
效率越高，说明电动机的有用功率越大，能量转换损失越小。
电动机的功率因数是指有功功率与视在功率之比，通常用cosφ表示。
功率因数越高，说明电动机吸收的无功功率越少，对电网的影响越小。
二、三相异步电动机的功率因数和效率的一般值根据参考资料，三相异步电动机的功率因数一般在0.8 左右，效率还没有明确的值。
不过，我们可以根据电动机的额定功率、电压、电流等参数计算出其效率。
三、影响三相异步电动机效率和功率因数的主要因素电动机的效率和功率因数主要受以下因素影响：1.负载：负载越大，电动机的效率越高，但功率因数会降低。
2.电压：电压波动会影响电动机的效率和功率因数。
3.电动机本身的设计和制造质量：如线圈电阻、铁芯损耗、机械损耗等因素。
四、如何提高三相异步电动机的效率和功率因数1.选择合适的电动机型号，根据负载和电网条件选择高效率、高功率因数的电动机。
2.合理调整负载，避免过载或空载运行，保持电动机在高效区工作。
3.优化电网电压，保证电压稳定，降低电压波动对电动机效率和功率因数的影响。
4.加强电动机的维护保养，及时更换损坏的部件，降低损耗。
异步电机电磁计算的调整要点
异步电机电磁计算的调整一.效率偏低的调整电机效率的高低决定于总损耗的大小,因此要提高效率,就要设法减少各部分的损耗.表1列出了电机效率偏低的原因,调整措施及注意事项.表1序号原因提高η的措施注意事项1 定子电阻损耗大:由于r1*大所致增大导线截面积槽满率提高使嵌线困难缩短绕组端部长度嵌线困难减少定子绕组匝数 (1漏抗减小,起动电流增大(2磁密提高, cosф降低2 转子铝损耗大:由于r2*大所致增大转子槽面积 (1引起转子齿及转子轭部磁密提高, cosф降低(2如果槽深与槽宽的比值增大,使漏抗增大, cosф及TM 、T(st*降低增大端环截面积端环太厚使铸铝质量不易保证3 铁耗大:由于铁心磁密高和旋转铁耗大所致减小定子内径Di1 引起转子磁密提高增加铁心长度增加定子绕组匝数使定子电阻损耗增大,漏抗增大减少定、转子槽口宽度和采用磁性槽楔,以减少旋转铁耗漏抗增大,使TM和T(st*降低4 机耗大提高装配质量减小风扇尺寸使温升提高改善轴承润滑质量5 杂耗大适当增大气隙使cosф下降改进转子铸铝和加工工艺采用新型绕组二.功率因数偏低的调整无功电流iQ*=ix*+im*,如果使iQ*减小,则ф角减小, cosф提高.可见,提高cosф主要从减小im*和ix*着手.表2列出了功率因数偏低的原因,调整措施及注意事项.表2序号原因提高cosф的措施注意事项1 磁化电流im*大增加定子绕组匝数,以降低磁密 (1r1*增大使η降低(2 xσ*增大, TM、T(st*下降适当减小气隙 (1杂耗增大, η降低,温升增高(2谐波漏抗xad*增大增加铁心长度以降低磁密调整槽形尺寸,使齿部和轭部磁密分配合理2 电抗电流ix*大:由于漏抗xσ*大所致改变槽形尺寸,加大槽宽,减小槽高,增大槽口 xσ*减小, i(st*增大缩短绕组端部长度以减少端部漏抗嵌线困难三.最大转矩偏低的调整由于r1*< σ *, 故最大转矩 TM 近似地与定、转子总漏抗 x σ * 成反比 . 可见 , 要使TM 提高 , 就必须使 x σ * 减小 . 表 3 列出了 TM 偏低的原因 , 调整措施及注意事项 .表3原因提高TM的措施注意事项漏抗xσ*大减少定子绕组匝数 im*增大,使cosф降低改变定转子槽数、增大槽宽、减小槽高 (1 xσ*减小、i(st*增大 (2磁密提高缩短绕组端部长度以减小端部漏抗嵌线困难适当增大气隙和转子槽口宽度 cosф降低,起动电流增大四.起动转矩偏低的调整起动转矩T(st*与起动时的转子电阻r2(st*成正比,近似地与起动时的总漏抗xσ(st *的平方成反比.可见,要提高T(st*,就须增大起动时的转子电阻和减小起动时的总漏抗,首先应从前者着手. 表4列出了TM偏低的原因,调整措施及注意事项.表4序号原因提高T(st*的措施注意事项1 r2(st*小改变转子槽形增加挤流效应适当减小转子槽面积和端环面积转子电阻损耗增大,η降低2 xσ(st *大减小起动总漏抗,方法与前述减小漏抗的方法相同五.起动电流偏大的调整起动时虽然是总电阻增大,总漏抗减小,但仍然是xσ(st *? r(st*,影响起动电流的主要因素是xσ(st *,因此要降低起动电流主要是从增大起动总漏抗着手,其次是增加挤流效应,使起动电阻增大. 表5列出了TM偏低的原因,调整措施及注意事项.表5序号原因减小起动电流i(st*的措施注意事项1 xσ(st *小增加定子绕组匝数铝损耗增大,效率降低改变定转子槽形,变为深而窄引起轭部磁密提高2 r(st*小增大挤流效应,使r2(st*增大硅钢片是含硅量在0.5%-5%的超低碳钢板，主要用于发电、输变电、电机、电子和家电业。
三相异步电动机效率低的原因及改进方法
率感性负荷应采取必要的补偿。 对于过大的单相负 载, 如单相电焊机、 单相加热器、 单相空调等设备的 投入使用, 应合理安排, 尽量保持三相负荷平衡, 保 证电源质量。 3. 3 抑制和消除综合高次谐波, 可以将电网的畸变 控制在国家规定范围内。 概括而言, 抑制高次谐波的 措施有以下几种: 系统隔离方式、 增加整流相数、 移 相、 滤波器装置。 简单介绍如下: ( 1) 增加系统短路容量 使系统短路容量远大于整流设备容量。 由于系 统 短 路 容 量 大, 系 统 电 抗 小, 所 以 系 统 电 压 畸 变 就小。 ( 2) 减少谐波源 采用多脉波换流器, 以增加脉波数, 可以大幅度 地消除低次谐波, 一般采用脉波数为 12。 少用未控 桥式接线, 因为这种接线所产生的谐波中含有不易 处理的偶次谐波。 受电变压器的一次和整流变压器的二次分别采 取△联结方式, 可消除 3、 6、 9 次谐波。 ( 3) 提高脉冲数 采用变压器相位移, 如三绕组变压器, 通过二次 绕组相位移 30° 角后, 由两个格雷茨桥串联组成的 换流器单元, 脉冲数提高为 12。 ( 4) 装设滤波器 滤波器安装在非线性负载侧的母线上。 如专门 的滤波装置 L - C - R 串联滤波器、 兼做无功补偿的 滤波装置 L - C 滤波器等。
Prel i m inary D iscuss ion on the Eff ic iency of Three - pha se A synchronous M otors and Its I m provem en t M ethod
Zhou X iaohan
(P ow er P lan t of P anz h ihua I ron & S teel C o, P anz h ihua , S ichuan 617062)