功率因数
功率因数资料介绍控制在90~95为最佳，如果控制过高，如控制在98%，是否存在补偿过度而是电耗增大的可能。另外，控制角的大小与功率因数有无关系，过大的控制角对电耗影响有多大，例如控制角从12增大到15，对电耗影响有多大？RE：功率因数
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功率因数资料介绍控制在90~95为最佳，如果控制过高，如控制在98%，是否存在补偿过度而是电耗增大的可能。不存在过补的问题，但是不能超过1。0，否则负载对电网的性质就发生了变化另外，控制角的大小与功率因数有无关系，过大的控制角对电耗影响有多大，例如控制角从12增大到15，对电耗影响有多大？
控制角的大小与功率因数关系非常大，过大的控制角会直接导致无功加大，功率因数变小。在功率因数小于0.9后，就不仅仅是浪费电费了，是成倍的浪费电费！
RE：功率因数
电机的功率因数角φ为相电压U与相电流I的相位差，它等于电机一相阻抗Z的阻抗角。对于给定的电机，当供电频率不变时，其同步转速ns是确定的，由n=ns（1-s）及式(1)可得电机的功率因数角φ与电机转速n之间的函数关系。
在电机起动过程中，电机的功率因数角变化非常大，首先电机由静止状态开始，随着电机转速n的上升，φ角逐渐减小，当电机转速上升到额定转速时，φ角达到最小值；另外当电机处于轻载运行状态下时，其转速可以进一步提升，此时，功率因数角φ又随转速n的上升而增大。
2 异步电动机功率因数角对晶闸管输出电压的影响
晶闸管调压型控制器中的晶闸管的触发角α，电动机的功率因数角φ，晶闸管的导通角θ存在下面的关系θ=π-α φ
θ角的大小决定了晶闸管的输出电压，即加在电机端口的电压。
由式可见，U是触发角α及功率因数角 的函数。若晶闸管的输出端接一恒定负载，即ZL固定不变，则功率因数角φ为一常量，此时只须调整触发角α，就可使ZL按期望的规律变化。对于电机类负载，在负载变化时，电机的功率因数角φ是不断变化的，因此，若要控制UL的大小，仅按预定规律去调整触发角α，而不考虑功率因数角φ的变化是不行的。例如，当晶闸管触发角为α1、电机功率因数角为φ1时，所对应的晶闸管输出电压为UL=f（α1，φ1），在电机负载突变时，φ1将随之变化为φ2=φ1 △φ，必须相应地修正α1，由于φ角是随负载自动改变的，因此△α角的调整必须及时跟随△φ角的大小，找到相应的调整量，否则输出电压将偏离预期值。
3 异步电动机节能控制器的控制策略
3.1 异步电动机节能控制器控制量的选择 电动机功率因数角的变化直接反映了电动机转速的变化，而且直接影响电动机的定子电压和电流。由2节的分析可知，晶闸管触发角的调整必须跟随功率因数角的变化，才可能实现按实际情况调节电机电压的目的。简单的只控制晶闸管的触发角（相当于开环电压控制）并不能得到良好的控制效果。常用的反馈量有速度反馈，电流反馈，一般都需要额外的传感器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本文在分析电机功率因数角的变化规律及异步电动机功率因数角对晶闸管输出电压的影响的基础上，提出把电机的功率因数角作为系统的一个反馈控制变量。
由前几节的分析，调压的关键在于如何得到新的触发角α2，用何种控制方法实现。依照前几节的分析，我们选定了功率因数作为系统的一个反馈量，由式（3）可知UL是触发角。及功率因数φ角的函数，即，UL是跟随触发角α及功率因数角φ的变化而变化的。触发角α的变化实质上体现为定子端电压的变化，因此我们选择了电动机的定子端电压作为另一个反馈量。
3.2 异步电动机节能控制器的实现思想 由于各电机型号和制造工艺的差别，难以总结出比较确切的、统一的数学解析式。且传统的异步电动机节能控制方式烦琐，设计思路复杂。应用先进的模糊控制技术，可以略过这一难题，用最简洁的方式，最实用的方法，最廉价的成本，通过功率因数闭环控制，取得最高效的节能功效因此，本文设计的模糊控制系统采用双输入（电机某相定子端电压，功率因数的值）单输出（触发角的大小）的结构，实现这一功能。
模糊节能控制主要分为调压和调频两种节能控制，本论文主要研究模糊调压节能控制，只是在起动的时候涉及到调频控制。模糊控制的技术应用基于大量的专家经验或试验曲线。在模糊调压节能控制中是根据功率因数及定子端电压的变化来调节触发角α的大小达到调压节能目的的。整个控制器控制回路的接线方式非常简捷，在采用了计算机控制后，可使整个系统的可靠性和自保护能力大大增强。
因为在轻载下，适当降低异步电动机定子端电压，定子电流将随之减少，且异步电动机的输出功率可基本保持不变。当然，这并不是说异步电动机的定子电压可以无限降低，在固定的负载下，定子电压降低到一定程度后，定子电流不但不会降低反而会逐步增大。因此，随着异步电动机定子电压的变化，逐步跟踪定子电流的变化轨迹，定子电流有缓慢降低到突然增大的那一瞬间对应的定子电压正是我们要寻找的最佳电压值，由于模糊控制器的精度不高，使用模糊控制的方法找到这一电压值是不容易的。但是，根据第二章理论分析可得，在异步电动机转差率工作在允许范围内，只要功率因数值大于等于0.6，异步电动机的工作效率和其最高效率相差也就在1%～2%左右，使用模糊控制的方法，寻找这种较佳电压值的方法是比较容易的，以上便是该模糊节能控制器的基本思想。
3.3 异步电动机节能控制器控制系统结构 本文设计的异步电动机节能控制器的控制系统原理图，如图1所示。
本控制器主回路采用反并联晶闸管相控调压。控制回路由检测的功率因数角φ与定子端电压组成的闭环构成。控制过程如下：通过对取自电网三相电压的同步信号过零检测，与代表电机电流过零点的晶闸管导通信号相比较形成φ角信号。将功率因数值cosφ及定子端电压输入模糊控制器，经调节可得到晶闸管移相触发角α，从而达到调节定子端电压，节能降耗的目的。
RE：功率因数
一、 不控整流电路的功率因数第二节 整流电路的功率因数
u wt wt i i 1 u i id 假设：L=∞，整流电流平直，不考虑换向重叠角γ，则电流i为方波。
根据假设，变压器原边绕组流过的基波电流与电网电压同相位。
一、 不控整流电路的功率因数
可见不控整流电路的功率因数较高，达到0.9。
相移系数 电流畸变系数
功率因数 谐波系数 一、 不控整流电路的功率因数
实际情况中要考虑换向重叠角γ，交流电流要滞后交流电压，近似认为相移系数
换向重叠角取决于电压级位、变压器漏抗、负载电流。
负载电流越大和电压极位越低，换向重叠角越大，相移系数越小，相应功率因数越低，但是不是正比关系。
一、 不控整流电路的功率因数
二、全控整流电路的功率因数
id i u T 1 T 3 T 2 T 4
Ud - i 1 i wt wt u Id wt
u d αφ 假设：L=∞，整流电流平直，不考虑换向重叠角γ，则电流i为方波。
电流与电压不同相，电流滞后电压一个角度，此角度为电路的控制角α。
二、全控整流电路的功率因数
Ud0 为α=0时的整流电压平均值，也是整流电路的最大输出电压平均值。
对输入电流进行傅利叶分解，可得：
二、全控整流电路的功率因数
由于输入电流正负半波对称，所以其直流分量为零。即
同理： 二、全控整流电路的功率因数
可见，输入电流只存在奇数次谐波，
不存在偶数次谐波。
根据以上推导，可得：
n次谐波的移相角
二、全控整流电路的功率因数
可见，基波电流滞后于电源电压，基波电流相位角等于控制角。
其它参数可算:
二、全控整流电路的功率因数
二、全控整流电路的功率因数
结论： 1、全控桥的功率因数与输出电压的平均值成正比。
2、在满电压时，功率因数为0.9，控制角越大，输出电压越低，功率因数越低。
三、半控整流电路的功率因数
u i id u d wt I d u wt
wt i i 1 假设：L=∞，整流电流平直，不考虑换向重叠角γ，则电流i为方波。
根据电压的波形，可以计算出整流电压的平均值:
三、半控整流电路的功率因数
Ud0 为α=0时的整流电压平均值，也是整流电路的最大输出电压平均值。
三、半控整流电路的功率因数
可见，电流基波滞后电源电压的角度是α/2。
不控整流桥功率因数恒定为0.9，较高；
全控桥功率因数与Ud/Ud0成正比，在控制角α较小时，功率因数较大;在控制角α较大时，功率因数较小；
半控桥介于不控与全控之间，比全控桥功率因数高。
RE：功率因数
1.有功功率：可以转化成其他形式能量（热、光、动能）的能量。以P来表示，单位为W。一般来说，有功功率是相对于纯阻性负载来说的。2.无功功率：功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。以Q来表示，单位为Var。它的产生是由于感性负载、容性负载、以及电压和电流的失真。这种功率可导致额外的电流损失。
3.视在功率：有功功率和无功功率的几何之和（即平方和的均方根），它用来表示电气设备的容量。以S来表示，单位为VA。
4.功率因数：正弦交流电压与电流的相位差称为功率因数角，以Φ来表示，没有单位，而这个功率因数角的余弦值称为功率因数。它决定于电路元件参数和工作频率，纯电阻电路的功率因数为1，纯电感电容电路的功率因数为0。功率因数cosineΦ=P/S。
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