電機額定功率、額定電壓和額定電流的關係

什麼叫額定電壓、額定功率和額定電流？

很多人都聽說過額定電流、額定電壓和額定功率。那三個詞是什麼意思呢？從「額定」一詞可知，這是一個標準。但事實上，能夠達到這個標準的情況很少，下面我們來以此解釋。

額定電壓

所有用電設備或用電材料上，都會在銘牌上標準產品的額定電壓。

國內的電器，額定電壓通常為220V，工業設備的額定電壓為380V。這是由於，國內電網僅支持這兩種電壓。故而在日本買的電飯鍋、馬桶蓋等，是不能直接接入插座的，需要使用特殊設備降壓。

額定電壓，是設備工作時的理想電壓。但實際上，我們生活中的電壓，能夠剛好穩定在220V的情況很少，這與當地變壓器大小、同時用電數量有關。如果電壓過低，以至於低於200V，就可能導致用電器不能正常使用。如白熾燈亮度降低、發動機轉速降低等。

而如果電壓過高，則會產生更嚴重的後果。細心的用戶可能會在電料銘牌上發現250V~的字樣，這個意思是電壓的最高值。如果電壓高於250V，就會影響產品的安全性，包括火災、漏電等事故，都極易發生。一般新建小區，由於變壓器沒有調試正常，極易發生電壓過高的情況，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

功率是什麼呢？是指電器的做功效率。

這裡的額定功率，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就設計好的，但在實際使用時，有兩個因素可以使之改變——

電壓。電壓的高低，可以直接改變實際功率。功率與電壓呈正比關係。

環境。溫度、溼度等外部環境，可以改變電器內部導體的電阻值，間接改變電器的實際功率。功率與電阻值呈反比關係。

額定功率，是產品的設計功率，如一個電扇，它的設計轉速為2000轉/分。當電壓或外部環境改變時，電扇的實際轉速可能會變快或變慢。

額定電流

火災或燒毀電器，全是電流惹得禍。當電流的通過，會發熱，熱量聚集，就會引發火災或燒毀用電器。

額定電流=額定功率/額定電壓（I=P/U）。

除了額定電流外，銘牌上一般還會標註最大電流。這裡的最大電流，是指該電器能夠承受的最大瞬時電流。凡是超過額定電流長期運行， 對於電器來說都是有危害的。而超過最大電流，就會瞬間將電器燒毀。

電機額定功率、額定電壓和額定電流的關係

1.電機額定功率和實際功率的區別

是指在此數據下電機為最佳工作狀態。

額定電壓是固定的，允許偏差10%。

電機的實際功率和實際電流是隨著所拖動負載的大小而不同；

拖動的負載大，則實際功率和實際電流大；

拖動的負載小，則實際功率和實際電流小。

實際功率和實際電流大於額定功率和額定電流，電機會過熱燒毀；

實際功率和實際電流小於額定功率和額定電流，則造成材料浪費。

它們的關係是：

額定功率=額定電流IN*額定電壓UN*根3*功率因數

實際功率=實際電流IN*實際電壓UN*根3*功率因數

2.比如一臺37KW的繞線電機額定電流如何計算？

電流=額定功率/√3*電壓*功率因數

1、P = √3×U×I×COSφ；

2、I = P/√3×U×COSφ；

3、I = 37000/√3×380×0.82。

3.電機功率計算口訣

三相二百二電機，千瓦三點五安培。

三相三百八電機，一個千瓦兩安培。

三相六百六電機，千瓦一點二安培。

三相三千伏電機，四個千瓦一安培。

三相六千伏電機，八個千瓦一安培。

註：以上都是針對三相不同電壓級別，大概口算的口訣，具體參考電機銘牌比如：三相22OV電機，功率：11kw，額定電流：11*3.5=38.5A三相380V電機，功率：11kw，額定電流：11*2=22A三相660V電機，功率：110kw，額定電流：110*1.2=132A。

4.電機的電流怎麼算？

當電機為單相電機時由P=UIcosθ得：I=P/Ucosθ，其中P為電機的額定功率，U為額定電壓，cosθ為功率因數；⑵當電機為三相電機時由P=√3×UIcosθ得：I=P/（√3×Ucosθ），其中P為電機的額定功率，U為額定電壓，cosθ為功率因數。

功率因數：

在交流電路中，電壓與電流之間的相位差（Φ）的餘弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S 功率因數的大小與電路的負荷性質有關， 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1，一般具有電感或電容性負載的電路功率因數都小於1。功率因數是電力系統的一個重要的技術數據。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個係數。功率因數低，說明電路用於交變磁場轉換的無功功率大，從而降低了設備的利用率，增加了線路供電損失。所以，供電部門對用電單位的功率因數有一定的標準要求。

（1）最基本分析：拿設備作舉例。例如：設備功率為100個單位，也就是說，有100個單位的功率輸送到設備中。然而，因大部分電器系統存在固有的無功損耗，只能使用70個單位的功率。很不幸，雖然僅僅使用70個單位，卻要付100個單位的費用。在這個例子中，功率因數是0.7 （如果大部分設備的功率因數小於0.9時，將被罰款），這種無功損耗主要存在於電機設備中（如鼓風機、抽水機、壓縮機等），又叫感性負載。功率因數是馬達效能的計量標準。

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

（3）高級分析：在感性負載電路中，電流波形峰值在電壓波形峰值之後發生。兩種波形峰值的分隔可用功率因數表示。功率因數越低，兩個波形峰值則分隔越大。保爾金能使兩個峰值重新接近在一起，從而提高系統運行效率。

對於功率因數改善

電網中的電力負荷如電動機、變壓器、日光燈及電弧爐等，大多屬於電感性負荷，這些電感性的設備在運行過程中不僅需要向電力系統吸收有功功率，還同時吸收無功功率。因此在電網中安裝並聯電容器無功補償設備後，將可以提供補償感性負荷所消耗的無功功率，減少了電網電源側向感性負荷提供及由線路輸送的無功功率。由於減少了無功功率在電網中的流動，因此可以降低輸配電線路中變壓器及母線因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補償的效益。

無功補償的主要目的就是提升補償系統的功率因數。因為供電局發出來的電是以KVA或者MVA來計算的，但是收費卻是以KW，也就是實際所做的有用功來收費，兩者之間有一個無效功率的差值，一般而言就是以KVAR為單位的無功功率。大部分的無效功都是電感性，也就是一般所謂的電動機、變壓器、日光燈……，幾乎所有的無效功都是電感性，電容性的非常少見。也就是因為這個電感性的存在，造成了系統裡的一個KVAR值，三者之間是一個三角函數的關係：

KVA的平方=KW的平方+KVAR的平方

簡單來講，在上面的公式中，如果今天的KVAR的值為零的話，KVA就會與KW相等，那麼供電局發出來的1KVA的電就等於用戶1KW的消耗，此時成本效益最高，所以功率因數是供電局非常在意的一個係數。用戶如果沒有達到理想的功率因數，相對地就是在消耗供電局的資源，所以這也是為什麼功率因數是一個法規的限制。目前就國內而言功率因數規定是必須介於電感性的0.9～1之間，低於0.9，或高於1.0都需要接受處罰。這就是為什麼我們必須要把功率因數控制在一個非常精密的範圍，過多過少都不行。

供電局為了提高他們的成本效益要求用戶提高功率因數，那提高功率因數對我們用戶端有什麼好處呢？

①通過改善功率因數，減少了線路中總電流和供電系統中的電氣元件，如變壓器、電器設備、導線等的容量，因此不但減少了投資費用，而且降低了本身電能的損耗。

②藉由良好功因值的確保，從而減少供電系統中的電壓損失，可以使負載電壓更穩定，改善電能的質量。

③可以增加系統的裕度，挖掘出了發供電設備的潛力。如果系統的功率因數低，那麼在既有設備容量不變的情況下，裝設電容器後，可以提高功率因數，增加負載的容量。

舉例而言，將1000KVA變壓器之功率因數從0.8提高到0.98時：

補償前：1000×0.8=800KW

補償後：1000×0.98=980KW

同樣一臺1000KVA的變壓器，功率因數改變後，它就可以多承擔180KW的負載。

④減少了用戶的電費支出；透過上述各元件損失的減少及功率因數提高的電費優惠。

此外，有些電力電子設備如整流器、變頻器、開關電源等；可飽和設備如變壓器、電動機、發電機等；電弧設備及電光源設備如電弧爐、日光燈等，這些設備均是主要的諧波源，運行時將產生大量的諧波。諧波對發動機、變壓器、電動機、電容器等所有連接於電網的電器設備都有大小不等的危害，主要表現為產生諧波附加損耗，使得設備過載過熱以及諧波過電壓加速設備的絕緣老化等。

並聯到線路上進行無功補償的電容器對諧波會有放大作用，使得系統電壓及電流的畸變更加嚴重。另外，諧波電流疊加在電容器的基波電流上，會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，引起局部過熱、振動、噪音增大、繞組附加發熱等。

諧波汙染也會增加電纜等輸電線路的損耗。而且諧波汙染對通訊質量有影響。當電流諧波分量較高時，可能會引起繼電保護的過電壓保護、過電流保護的誤動作。

因此，如果系統量測出諧波含量過高時，除了電容器端需要串聯適宜的調諧（detuned）電抗外，並需針對負載特性專案研討加裝諧波改善裝置。

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