Одними из основных потребителей реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели. Ими используется около 45 % всей реактивной мощности, потребляемой в промышленности [1]. Именно режимы работы асинхронных двигателей часто оказывают значительное влияние на общую реактивную мощность, потребляемую промышленными предприятиями, и, как следствие, на величину их коэффициента реактивной мощности tg, значение которого нормируется в [2] в зависимости от уровня номинального напряжения электрической сети.
При этом среди различных факторов, оказывающих влияние на потребление реактивной мощности асинхронными двигателями, особое значение имеет их нагрузка. Снижение коэффициента загрузки асинхронных двигателей приводит к повышенному потреблению ими реактивной мощности, что, в свою очередь, вызывает непроизводительный расход электроэнергии на промышленных предприятиях, возникающий вследствие увеличения потерь электроэнергии в электрических сетях при передаче по ним дополнительной реактивной мощности, увеличение tg промышленных предприятий и в результате – общее снижение их энергетической эффективности.
В целях оценки влияния нагрузки асинхронных двигателей на потребление реактивной мощности были определены значения коэффициента реактивной мощности электродвигателей при изменении их коэффициента загрузки в диапазоне от 0 до 1. Исходными данными для расчетов являлись каталожные данные электродвигателей, приведенные в каталогах заводов-изготовителей. Рассматривались асинхронные двигатели различных серий номинальной мощностью 0,06–250 кВт с различными синхронными частотами вращения, имеющие широкое распространение на промышленных предприятиях. По результатам расчетов для каждого электродвигателя были построены графики зависимости коэффициента реак=тивной мощности от коэффициента загрузки tgφ = f(kз).
При дальнейшем анализе было установлено, что значения tgφ асинхронных двигателей оказались примерно одинаковыми для отдельных групп электродвигателей в определенных диапазонах их номинальных мощностей. Это позволило аппроксимировать зависимости tgφ = f(kз) для данных групп асинхронных двигателей с использованием степенной аппроксимирующей функции. На рисунке в качестве примера приведены аппроксимированные графики зависимости tgφ = f(kз) для асинхронных двигателей серии 4А основного исполнения с синхронной частотой вращения n = 3000 об/мин.