第3章 电动机无功功率的节能补偿

3.1 无功电流和无功功率

工业中使用的用电设备一部分为电阻性负载，如电阻加热炉、反应釜加热棒、化学反应容器加热套等，而更多的用电设备则是电动机、变压器等具有电感性质的用电负载。对于电阻性用电负载，线路中的电流与工作电压的相位相同，对于电感性用电负载，由于电路中受功率的限制，电感上的电流不能突变，所以，感性线路中的电流相位滞后于工作电压90°。

以三相电动机为例，假设电动机为Y形连接方式，相电流为I，线电流Ii等于相电流I，相电压为U，线电压Ui= U，相电流I滞后与相电压U相位角φ，把线路中的相电流I分解成两部分I1和I2，如图3-1所示。

图3-1 电流的分解

图3-1中，电流I1与相电压U同方向，I1为有功电流，I1和U产生单相有功功率P1，有功功率P1转换为机械能和热能，即

图3-1中，电流I2与相电压U垂直，I2为无功电流，它是由线圈电感L引起的，I2和U产生单相无功功率P2，无功功率P2用于电场与磁场之间的转换能量，虽然它不做功，但这种能量转换却是电动机运转所必需的，所以无功电流在电动机内也是必需的，无功功率为

当电动机空载运行时，电动机的有功电流分量很小，电动机的电流基本为无功励磁电流，这时cosφ→0，sin φ→1。

从供电侧看，线路输送的总容量（也称视在功率）为

电动机的三相总有功功率为P，这也是常说的电动机的消耗功率，即

电动机的三相总无功功率为

无功电流I2在电动机内是建立旋转磁场所必需的，而无功电流在输送线路中会产生热损耗，并且这些损耗被浪费掉了，无功电流流过变压器，也会占用供电变压器的容量，这部分容量又不做功，使变压器的供电能力下降。