Среднее профессиональное образование а. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов электрические машины и преобразователи подвижного состава

4.5. Коэффициент мощности cosφ. 
Потребление асинхронными двигателями реактивной мощности из сети вызывает отставание 
по фазе статорного тока от напряжения питания, поэтому его cosφ всегда меньше единицы. 
Низкий cosφ ухудшает условия работы генераторов, трансформаторов, линий передачи и 
других частей энергоснабжающих установок. Величина cosφ зависит от свойств и условий 
работы приемников электрической энергии и может быть определена как отношение 
полезной мощности двигателя к мощности, потребляемой из сети. Причиной понижения 
cosφ является недогрузка, т. е. слабое использование асинхронных двигателей, что всецело 
связано с условиями работы приводимых в движение агрегатов и машин. Повышение 
степени загрузки оборудования помимо всех других технико-экономических преимуществ 
дает коренное улучшение и в отношении коэффициента мощности энергетических 
установок. Номинальный cosφ, соответствующий номинальной нагрузке двигателей, при 
прочих равных условиях растет с увеличением мощности двигателей. Зависимость cosφ = 
f(P) определяется тем, что в асинхронном электродвигателе ток статора I
1
имеет 
индуктивную составляющую, необходимую для создания магнитного поля статора, поэтому 
его cosφ всегда меньше единицы. Наименьшее значение cosφ соответствует режиму 
холостого хода и обычно не превышает 0,2. При увеличении нагрузки на вал 

---

57 / 203 
электродвигателя коэффициент мощности возрастает, достигая наибольшей величины (0,8 
...0,9) при нагрузке, близкой к номинальной. Дальнейшее увеличение нагрузки 
сопровождается уменьшением cosφ, что объясняется увеличением индуктивного 
сопротивления ротора за счет увеличения скольжения. В целях повышения коэффициента 
мощности асинхронных электродвигателей чрезвычайно важно, чтобы электродвигатель 
работал всегда или, по крайней мере, значительную часть времени с номинальной нагрузкой. 
Это можно обеспечить лишь при правильном выборе мощности электродвигателя. Иногда 
асинхронные двигатели должны длительное время работать со значительно пониженной 
нагрузкой. Если двигатели работают при полной нагрузке с соединением обмотки статора в 
треугольник, то в периоды пониженных нагрузок бывает рациональным переключение на 
соединение в звезду, т. е. уменьшение фазного напряжения U
1
и ЭДС Е
1
в √3 раз. 
Соответственно этому уменьшается магнитный поток, а также намагничивающий 
реактивный ток. 
Рис. 4.10. Зависимость коэффициента мощности cosφ от величины полезной нагрузки Р. 
1 - соединение обмотки в звезду, 2 - соединение обмотки в треугольник. 
С другой стороны, при пониженной нагрузке двигателя произведение фазного напряжения 
на активный ток должно остаться постоянным, что при уменьшении напряжения означает 
увеличение активного тока. Такое увеличение одновременно с уменьшением реактивной 
составляющей тока приводит к значительному увеличению cosφ (рис. 4.10). Величина 
воздушного зазора между ротором и статором существенно влияет на величину реактивной 
мощности.