功率因數,是有功功率和視在功率的比值,是異步電動機的主要性能指標之一。從等效電路看,異步電機是一個感性電路,必須從電網吸收感性無功,其功率因數總是小于1的。
電機在空載時轉子電流約等于零,定子電流基本上是勵磁電流,其主要成分是磁化電流,因此,空載時的功率因數很低,約為0.2。電機在加上負載后,轉子電流增大,輸出的機械功率增大,定子電流中的有功成分增大,因此定子的功率因數迅速增大。但當負載增大到一定程度,負載增大引起轉差率s較大,轉子的電壓、電流之間的相位角較大,轉子的功率因數下降,定子的功率因數也隨之減小。換言之,在整個正常工作范圍內,只有在某一負載時有最大功率因數,通常使在額定負載或略低于額定負載附近有最大功率因數,一般為0.7~0.9,而空載,輕載時功率因數則很低。
針對電機功率因數的準確測量,一般需要從以下幾個方面下手來提高測量的準確性。
一、讓電參數測量準確
電參數是否測得準是電機大部分參數準確測量的基礎,包括功率因數,而電參數準確測量的標準是什么呢?其實很簡單,各電參數的波形穩定無雜波。
1. 必須保證量程合適,對于測量,這是最重要的一點。選擇合適的測量量程就相當于是選取不同精度的工具,試想,如果拿把米尺去測量一只筆芯的直徑,這又怎么能測得準呢?如果直接測量,如果發現當前測量值小于30%的最大量程,那么你就需要調小當前的測量量程了。如果通過電流傳感器間接測量,當前測量值小于30%*量程,或者顯示值小于30%*量程*傳感器變比,則你就需要調小當前的測量量程了。當然,你得保證你的測量過程中都是不超量程的。
2. 量程調對了還是存在偏差?那么你就可能需要設置合適的線路濾波了。其線路濾波的截止頻率需要根據電參數的波形來考慮,目的就是濾除雜波,最終結果就是使波形“干凈”無雜波。當然,截止頻率太高則可能濾不掉雜波,如果截止頻率太低則當電機轉速升高,變頻器出來的PWM波頻率升高至截止頻率以上時,會導致需要測量的PWM波經過了一層濾波后產生畸變,使得測量也不準確。