电动机效率和功率因数的关系

效率和功率因数是交流异步电动机的两个极其重要的参数，常常作为异步电动机选型的依据。

一、电动机的效率

1、电动机的输入功率

电动机从电源吸取的有功功率，称为电动机的输入功率。三相交流异步电动机的输入功率P 1 =√3UIcosφ。

2、电动机的输出功率

电动机转轴上输出的机械功率，称为输出功率。输出功率P2为电动机铭牌上的额定功率，也就是我们平时所说的电动机的功率。

3、电动机的效率

1）电动机的效率指的是能量转换效率，等于电动机输出的机械功率P2与电动机的输入有功功率P1之比的百分数，即η=(P 2 /P 1 )×100%。

2）一般电动机的平均效率为87%，国际先进水平的电动机为92%。效率高，说明损耗小，节约电能。但过高的效率要求，将使电动机的成本增加。节能电动机的设计是指运用优化设计技术、新材料技术、控制技术、集成技术、试验检测技术等现代设计手段，减小电动机的功率损耗，提高电动机的效率，设计出高效的电动机。

3）电动机的效率随着负载的大小而变化。空载时效率为零，负载增加，效率随之增大，当负载为额定负载的0.7~1倍时，效率最高，运行最为经济。

二、电动机的功率因数

1、功率因数

功率因数指的是电压与电流之间的相位差φ的余弦，数值上等于有功功率与视在功率之比，即cosφ=P/S。

2、电动机的功率因数

1）电动机的功率因数是衡量在电动机输入的视在功率中，真正消耗的有功功率所占比重的大小，cosφ=P/S。

2）电动机运行中，功率因数是变化的，变化的大小与负载有关。

（1）交流异步电动机空载运行时，定子绕组的电流基本上是产生旋转磁场的无功电流分量，有功电流分量很小，此时功率因数很低，只有0.2~0.3；

（2）当电动机带上负载运行时，要输出机械功率，定子绕组电流中的有功电流分量增加，功率因数也随之提高。一般情况下，电动机轻载运行时，功率因数约为0.5左右；

（3）当电动机在额定负载下运行时功率因数达到最大值，约为0.7~0.9。因此，电动机应避免空载和轻载运行，防止“大马拉小车”的现象。

三、电动机效率和功率因数的关系

1、电动机效率和功率因数的关系式

η=(P 2 /P 1 )×100%=(P/√3UIcosφ)×100%

由上式可以看出：电动机的效率和功率因数是相互制约的，对于功率相同、额定电流也相同的电动机，效率高，则功率因数低；反过来，如果效率低，则功率因数高。

2、平衡电动机效率和功率因数的意义

功率因数高低对电动机终端用户来说并无影响，只要不妨碍正常作业就行。但对供电部门来讲却是最为关注的，因为功率因数过低的客户多了，额外加重电网负荷的同时，会增加电网损耗，使输电效率降低。因此，对于交流电动机，既要对效率指标提出较高要求，也要对功率因数指标提出较高要求。