第3章 電動機無功功率的節能補償

3.1 無功電流和無功功率

工業中使用的用電設備一部分為電阻性負載，如電阻加熱爐、反應釜加熱棒、化學反應容器加熱套等，而更多的用電設備則是電動機、變壓器等具有電感性質的用電負載。對于電阻性用電負載，線路中的電流與工作電壓的相位相同，對于電感性用電負載，由于電路中受功率的限制，電感上的電流不能突變，所以，感性線路中的電流相位滯后于工作電壓90°。

以三相電動機為例，假設電動機為Y形連接方式，相電流為I，線電流Ii等于相電流I，相電壓為U，線電壓Ui= U，相電流I滯后與相電壓U相位角φ，把線路中的相電流I分解成兩部分I1和I2，如圖3-1所示。

圖3-1中，電流I1與相電壓U同方向，I1為有功電流，I1和U產生單相有功功率P1，有功功率P1轉換為機械能和熱能，即

圖3-1中，電流I2與相電壓U垂直，I2為無功電流，它是由線圈電感L引起的，I2和U產生單相無功功率P2，無功功率P2用于電場與磁場之間的轉換能量，雖然它不做功，但這種能量轉換卻是電動機運轉所必需的，所以無功電流在電動機內也是必需的，無功功率為

當電動機空載運行時，電動機的有功電流分量很小，電動機的電流基本為無功勵磁電流，這時cosφ→0，sin φ→1。

從供電側看，線路輸送的總容量（也稱視在功率）為

電動機的三相總有功功率為P，這也是常說的電動機的消耗功率，即

電動機的三相總無功功率為

無功電流I2在電動機內是建立旋轉磁場所必需的，而無功電流在輸送線路中會產生熱損耗，并且這些損耗被浪費掉了，無功電流流過變壓器，也會占用供電變壓器的容量，這部分容量又不做功，使變壓器的供電能力下降。