電機(jī)額定功率、額定電壓和額定電流的關(guān)系

什么叫額定電壓、額定功率和額定電流？

很多人都聽(tīng)說(shuō)過(guò)額定電流、額定電壓和額定功率。那三個(gè)詞是什么意思呢？從“額定”一詞可知，這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。但事實(shí)上，能夠達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的情況很少，下面我們來(lái)以此解釋。

額定電壓

所有用電設(shè)備或用電材料上，都會(huì)在銘牌上標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的額定電壓。

國(guó)內(nèi)的電器，額定電壓通常為220V，工業(yè)設(shè)備的額定電壓為380V。這是由于，國(guó)內(nèi)電網(wǎng)僅支持這兩種電壓。故而在日本買(mǎi)的電飯鍋、馬桶蓋等，是不能直接接入插座的，需要使用特殊設(shè)備降壓。

額定電壓，是設(shè)備工作時(shí)的理想電壓。但實(shí)際上，我們生活中的電壓，能夠剛好穩(wěn)定在220V的情況很少，這與當(dāng)?shù)刈儔浩鞔笮　⑼瑫r(shí)用電數(shù)量有關(guān)。如果電壓過(guò)低，以至于低于200V，就可能導(dǎo)致用電器不能正常使用。如白熾燈亮度降低、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低等。

而如果電壓過(guò)高，則會(huì)產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。細(xì)心的用戶可能會(huì)在電料銘牌上發(fā)現(xiàn)250V~的字樣，這個(gè)意思是電壓的最高值。如果電壓高于250V，就會(huì)影響產(chǎn)品的安全性，包括火災(zāi)、漏電等事故，都極易發(fā)生。一般新建小區(qū)，由于變壓器沒(méi)有調(diào)試正常，極易發(fā)生電壓過(guò)高的情況，需要特別小心。

電壓的大小，直接影響到電器的功率。

額定功率

功率是什么呢？是指電器的做功效率。

這里的額定功率，是指電器在額定電壓下，它的工作效率。電器的額定功率同樣是在出廠時(shí)就設(shè)計(jì)好的，但在實(shí)際使用時(shí)，有兩個(gè)因素可以使之改變——

電壓。電壓的高低，可以直接改變實(shí)際功率。功率與電壓呈正比關(guān)系。

環(huán)境。溫度、濕度等外部環(huán)境，可以改變電器內(nèi)部導(dǎo)體的電阻值，間接改變電器的實(shí)際功率。功率與電阻值呈反比關(guān)系。

額定功率，是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)功率，如一個(gè)電扇，它的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分。當(dāng)電壓或外部環(huán)境改變時(shí)，電扇的實(shí)際轉(zhuǎn)速可能會(huì)變快或變慢。

額定電流

火災(zāi)或燒毀電器，全是電流惹得禍。當(dāng)電流的通過(guò)，會(huì)發(fā)熱，熱量聚集，就會(huì)引發(fā)火災(zāi)或燒毀用電器。

額定電流=額定功率/額定電壓（I=P/U）。

除了額定電流外，銘牌上一般還會(huì)標(biāo)注最大電流。這里的最大電流，是指該電器能夠承受的最大瞬時(shí)電流。凡是超過(guò)額定電流長(zhǎng)期運(yùn)行， 對(duì)于電器來(lái)說(shuō)都是有危害的。而超過(guò)最大電流，就會(huì)瞬間將電器燒毀。

電機(jī)額定功率、額定電壓和額定電流的關(guān)系

1.電機(jī)額定功率和實(shí)際功率的區(qū)別

是指在此數(shù)據(jù)下電機(jī)為最佳工作狀態(tài)。

額定電壓是固定的，允許偏差10%。

電機(jī)的實(shí)際功率和實(shí)際電流是隨著所拖動(dòng)負(fù)載的大小而不同；

拖動(dòng)的負(fù)載大，則實(shí)際功率和實(shí)際電流大；

拖動(dòng)的負(fù)載小，則實(shí)際功率和實(shí)際電流小。

實(shí)際功率和實(shí)際電流大于額定功率和額定電流，電機(jī)會(huì)過(guò)熱燒毀；

實(shí)際功率和實(shí)際電流小于額定功率和額定電流，則造成材料浪費(fèi)。

它們的關(guān)系是：

額定功率=額定電流IN*額定電壓UN*根3*功率因數(shù)

實(shí)際功率=實(shí)際電流IN*實(shí)際電壓UN*根3*功率因數(shù)

2.比如一臺(tái)37KW的繞線電機(jī)額定電流如何計(jì)算？

電流=額定功率/√3*電壓*功率因數(shù)

1、P = √3×U×I×COSφ；

2、I = P/√3×U×COSφ；

3、I = 37000/√3×380×0.82。

3.電機(jī)功率計(jì)算口訣

三相二百二電機(jī)，千瓦三點(diǎn)五安培。

三相三百八電機(jī)，一個(gè)千瓦兩安培。

三相六百六電機(jī)，千瓦一點(diǎn)二安培。

三相三千伏電機(jī)，四個(gè)千瓦一安培。

三相六千伏電機(jī)，八個(gè)千瓦一安培。

注：以上都是針對(duì)三相不同電壓級(jí)別，大概口算的口訣，具體參考電機(jī)銘牌比如：三相22OV電機(jī)，功率：11kw，額定電流：11*3.5=38.5A三相380V電機(jī)，功率：11kw，額定電流：11*2=22A三相660V電機(jī)，功率：110kw，額定電流：110*1.2=132A。

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4.電機(jī)的電流怎么算？

當(dāng)電機(jī)為單相電機(jī)時(shí)由P=UIcosθ得：I=P/Ucosθ，其中P為電機(jī)的額定功率，U為額定電壓，cosθ為功率因數(shù)；⑵當(dāng)電機(jī)為三相電機(jī)時(shí)由P=√3×UIcosθ得：I=P/（√3×Ucosθ），其中P為電機(jī)的額定功率，U為額定電壓，cosθ為功率因數(shù)。

功率因數(shù)：

在交流電路中，電壓與電流之間的相位差（Φ）的余弦叫做功率因數(shù)，用符號(hào)cosΦ表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S 功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)， 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感或電容性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù)。功率因數(shù)低，說(shuō)明電路用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無(wú)功功率大，從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失。所以，供電部門(mén)對(duì)用電單位的功率因數(shù)有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。

（1）最基本分析：拿設(shè)備作舉例。例如：設(shè)備功率為100個(gè)單位，也就是說(shuō)，有100個(gè)單位的功率輸送到設(shè)備中。然而，因大部分電器系統(tǒng)存在固有的無(wú)功損耗，只能使用70個(gè)單位的功率。很不幸，雖然僅僅使用70個(gè)單位，卻要付100個(gè)單位的費(fèi)用。在這個(gè)例子中，功率因數(shù)是0.7 （如果大部分設(shè)備的功率因數(shù)小于0.9時(shí)，將被罰款），這種無(wú)功損耗主要存在于電機(jī)設(shè)備中（如鼓風(fēng)機(jī)、抽水機(jī)、壓縮機(jī)等），又叫感性負(fù)載。功率因數(shù)是馬達(dá)效能的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（2）基本分析：每種電機(jī)系統(tǒng)均消耗兩大功率，分別是真正的有用功（叫千瓦）及電抗性的無(wú)用功。功率因數(shù)是有用功與總功率間的比率。功率因數(shù)越高，有用功與總功率間的比率便越高，系統(tǒng)運(yùn)行則更有效率。

（3）高級(jí)分析：在感性負(fù)載電路中，電流波形峰值在電壓波形峰值之后發(fā)生。兩種波形峰值的分隔可用功率因數(shù)表示。功率因數(shù)越低，兩個(gè)波形峰值則分隔越大。保爾金能使兩個(gè)峰值重新接近在一起，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

對(duì)于功率因數(shù)改善

電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器、日光燈及電弧爐等，大多屬于電感性負(fù)荷，這些電感性的設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中不僅需要向電力系統(tǒng)吸收有功功率，還同時(shí)吸收無(wú)功功率。因此在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備后，將可以提供補(bǔ)償感性負(fù)荷所消耗的無(wú)功功率，減少了電網(wǎng)電源側(cè)向感性負(fù)荷提供及由線路輸送的無(wú)功功率。由于減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低輸配電線路中變壓器及母線因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，這就是無(wú)功補(bǔ)償?shù)男б妗?/p>

無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕康木褪翘嵘a(bǔ)償系統(tǒng)的功率因數(shù)。因?yàn)楣╇娋职l(fā)出來(lái)的電是以KVA或者M(jìn)VA來(lái)計(jì)算的，但是收費(fèi)卻是以KW，也就是實(shí)際所做的有用功來(lái)收費(fèi)，兩者之間有一個(gè)無(wú)效功率的差值，一般而言就是以KVAR為單位的無(wú)功功率。大部分的無(wú)效功都是電感性，也就是一般所謂的電動(dòng)機(jī)、變壓器、日光燈……，幾乎所有的無(wú)效功都是電感性，電容性的非常少見(jiàn)。也就是因?yàn)檫@個(gè)電感性的存在，造成了系統(tǒng)里的一個(gè)KVAR值，三者之間是一個(gè)三角函數(shù)的關(guān)系：

KVA的平方=KW的平方+KVAR的平方

簡(jiǎn)單來(lái)講，在上面的公式中，如果今天的KVAR的值為零的話，KVA就會(huì)與KW相等，那么供電局發(fā)出來(lái)的1KVA的電就等于用戶1KW的消耗，此時(shí)成本效益最高，所以功率因數(shù)是供電局非常在意的一個(gè)系數(shù)。用戶如果沒(méi)有達(dá)到理想的功率因數(shù)，相對(duì)地就是在消耗供電局的資源，所以這也是為什么功率因數(shù)是一個(gè)法規(guī)的限制。目前就國(guó)內(nèi)而言功率因數(shù)規(guī)定是必須介于電感性的0.9～1之間，低于0.9，或高于1.0都需要接受處罰。這就是為什么我們必須要把功率因數(shù)控制在一個(gè)非常精密的范圍，過(guò)多過(guò)少都不行。

供電局為了提高他們的成本效益要求用戶提高功率因數(shù)，那提高功率因數(shù)對(duì)我們用戶端有什么好處呢？

①通過(guò)改善功率因數(shù)，減少了線路中總電流和供電系統(tǒng)中的電氣元件，如變壓器、電器設(shè)備、導(dǎo)線等的容量，因此不但減少了投資費(fèi)用，而且降低了本身電能的損耗。

②藉由良好功因值的確保，從而減少供電系統(tǒng)中的電壓損失，可以使負(fù)載電壓更穩(wěn)定，改善電能的質(zhì)量。

③可以增加系統(tǒng)的裕度，挖掘出了發(fā)供電設(shè)備的潛力。如果系統(tǒng)的功率因數(shù)低，那么在既有設(shè)備容量不變的情況下，裝設(shè)電容器后，可以提高功率因數(shù)，增加負(fù)載的容量。

舉例而言，將1000KVA變壓器之功率因數(shù)從0.8提高到0.98時(shí)：

補(bǔ)償前：1000×0.8=800KW

補(bǔ)償后：1000×0.98=980KW

同樣一臺(tái)1000KVA的變壓器，功率因數(shù)改變后，它就可以多承擔(dān)180KW的負(fù)載。

④減少了用戶的電費(fèi)支出；透過(guò)上述各元件損失的減少及功率因數(shù)提高的電費(fèi)優(yōu)惠。

此外，有些電力電子設(shè)備如整流器、變頻器、開(kāi)關(guān)電源等；可飽和設(shè)備如變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等；電弧設(shè)備及電光源設(shè)備如電弧爐、日光燈等，這些設(shè)備均是主要的諧波源，運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生大量的諧波。諧波對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器等所有連接于電網(wǎng)的電器設(shè)備都有大小不等的危害，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波附加損耗，使得設(shè)備過(guò)載過(guò)熱以及諧波過(guò)電壓加速設(shè)備的絕緣老化等。

并聯(lián)到線路上進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜鲗?duì)諧波會(huì)有放大作用，使得系統(tǒng)電壓及電流的畸變更加嚴(yán)重。另外，諧波電流疊加在電容器的基波電流上，會(huì)使電容器的電流有效值增加，造成溫度升高，減少電容器的使用壽命。

諧波電流使變壓器的銅損耗增加，引起局部過(guò)熱、振動(dòng)、噪音增大、繞組附加發(fā)熱等。

諧波污染也會(huì)增加電纜等輸電線路的損耗。而且諧波污染對(duì)通訊質(zhì)量有影響。當(dāng)電流諧波分量較高時(shí)，可能會(huì)引起繼電保護(hù)的過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)的誤動(dòng)作。

因此，如果系統(tǒng)量測(cè)出諧波含量過(guò)高時(shí)，除了電容器端需要串聯(lián)適宜的調(diào)諧（detuned）電抗外，并需針對(duì)負(fù)載特性專案研討加裝諧波改善裝置。