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功率因數(shù)是電機(jī)的重要性能指標(biāo),異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)是衡量在異步電動(dòng)機(jī)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(jī)相對(duì)于電源,可以看作是一個(gè)硬性阻抗,必須從電網(wǎng)吸收無功功率。當(dāng)電機(jī)處于空載狀態(tài)時(shí),電機(jī)的定子電流幾乎都是勵(lì)磁電流,此時(shí)的功率因數(shù)很低。隨著電機(jī)負(fù)載的增加,轉(zhuǎn)子電流和定子電流都在增加,而且定子電流與轉(zhuǎn)子電流的有功分量在增加,因而對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)也在增大,當(dāng)電機(jī)的負(fù)載達(dá)到額定負(fù)載時(shí),電機(jī)的功率因數(shù)也達(dá)到其最大值。因而,在電機(jī)的選型過程中,大馬拉小車的匹配,不能實(shí)現(xiàn)電機(jī)在理想的功率因數(shù)下工作。

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當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定負(fù)載后,如果繼續(xù)增加負(fù)載,意味著電機(jī)處于過載運(yùn)行狀態(tài),此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)降低,對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率會(huì)增大,導(dǎo)致電機(jī)功率因數(shù)下降,自然也是不劃算甚至存在危及電機(jī)使用壽命的危險(xiǎn)。

從電機(jī)應(yīng)用的角度分析,電機(jī)應(yīng)用者更在乎電機(jī)的效率,為了直觀表達(dá)電機(jī)的效率變化特性,特引入電機(jī)的效率公式(1)

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公式(1)中,是電機(jī)效率求取和表達(dá)的兩種形式。對(duì)于電機(jī)中的損耗,按照其就能化性質(zhì)可以分為兩種,即不變和可變;損耗中的鐵損(PFe)和機(jī)械損耗(Pω)是相對(duì)不變的,而定轉(zhuǎn)子銅損(Pcu1和Pcu2)和雜散損耗(Ps)則是可變的。隨著電機(jī)輸出功率的增加,可變損耗也在增加,但相對(duì)于輸出功率的增加速度相對(duì)緩慢,按照式(1)的關(guān)聯(lián)關(guān)系,電機(jī)效率呈上升趨勢(shì),當(dāng)可變損耗處于不變狀態(tài)后,電機(jī)的效率也達(dá)到了最好狀態(tài),即效率為最大值。但是,當(dāng)電機(jī)負(fù)載繼續(xù)增加,電機(jī)的可變損耗又會(huì)增大,而且增加幅度變大,導(dǎo)致電機(jī)效率變差。因而,在電機(jī)的匹配過程中,應(yīng)確保電機(jī)在其額定負(fù)載的70%左右運(yùn)行效率最高。相比較,電機(jī)的容量越大,對(duì)應(yīng)的效率越高。