电机功率和功率因数的关系(电机功率因数和什么有关)

功率因数和效率是电机产品的关键性能指标。功率因数和效率指数越高越好。能同时提高功率因数和效率指标的设计改进方案一定更好。有丰富实践经验的电气设计师都有过这样的困境：当设计优化到一定水平时，必须牺牲这两个指标中的一个来保证另一个。这种舍与得的博弈往往令人费解，反映了功率因数与效率之间微妙而紧密的内在联系。

电动机的功率因数是指电动机从电网吸收的有功功率与视在功率之比。对于电机，功率因数可以理解为定子电流中的有功电流分量与总定子电流的比值。功率因数越高，电机做的有用功越多，功率利用率越高。我们也可以简单地理解为电机从电网接收电力并大限度做功的能力。对于电网来说，希望用电设备有更高的功率因数，尽可能减少输电线路上的损耗，大化电厂容量，满足尽可能多的用电客户的需求。因此，电机产品功率因数考核要求的核心是保证电网高效低成本运行。

电机从电网吸收的有用功率(即电机的输入功率)主要在输出轴上转化为机械功率，另一部分则是损耗消耗。电机中以发热形式消耗的有功功率主要包括：定子铜耗、转子铜耗、铁芯损耗、机械损耗和风摩擦损耗，加上其他不包括在内的损耗(杂散损耗)，即所谓的五大损耗。从能量传递的角度来看，损耗越小，输出到电机轴上的机械功率(即电机的输出功率)越大，输出功率占输入功率的百分比越高，即电机的效率越高。

为了提高电机的效率，基本的手段就是减少各种损耗。控制定子绕组端部尺寸和绕组温升，限制定子铜耗；铸铝转子的材质和沟槽尺寸直接关系到转子的铜耗。风扇和风帽的设计改进，不仅提高了通风散热效果，还有效降低了风摩擦。旋转部件的加工精度、轴承质量和支撑系统的设计水平不仅反映了电机的综合质量水平，而且有效地降低了机械损耗。使用更别的硅钢片的目的是减少铁芯损耗；采用低谐波绕组、封闭槽、车辆气隙等技术手段，解决了一些常规手段无法解决的问题。除了噪声、噪声和振动指标不佳等具体问题外，杂散损耗也可以大大降低。

对比电机功率因数和效率的概念，我们可以将两者的关系进行简单地梳理：

（1）功率因数和效率都是电机产品可靠地经济运行的关键指标，客户为了省电或节约电费，希望越大越好；

（2）功率因数考量电机产品将所吸收的电网能量转换有用功的能力，直接影响电网能量的利用水平和电网运营成本。为此，国家对于用电设备功率因数进行严格控制，在连续工作制电机技术条件中有严格的功率因数考核规定。

（3）电机效率是反映电机本体将吸收到的有功功率转换为输出轴上机械功率的能力，GB18613、GB30253和GB30254分别对量大面广的电机产品效率进行了限值控制要求，并通过一些政策倾斜，鼓励企业开发和生产高效电机。

（4）功率因数和效率的表达不同。尽管两者都是比值关系，但功率因数采用直接的比值，而效率则采用百分比表达。

按照中商情报网的统计数据，2020年上半年全国工业用电量22116亿千瓦时，占全社会用电量的比重为65.9%。而电机产品作为工业用电的主体，对国家整体的节能水平有较大的影响。因而无论是电机功率因数的控制，还是电机效率的提升或能效考核，都是非常必要且有巨大社会经济效益的手段。

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