异步电动机（感应电动机）的用途十分广泛，它遍布生产和生活及工农业的各个部门。使用中的异步电机（电机）励磁消耗的无功功率约占电力系统总无功功率的70%，电动机的功率因数及其效率又与他的负载率相关，因此了解电动机的无功功率及其补偿就显得十分重要。
电动机消耗的无功功率
电动机消耗的无功功率由两部分组成：励磁无功功率和漏磁电抗损耗的无功功率。
ΣQd = Qd0+△Qdδ = U²/Xdm+I²Xdδ
ΣQd 电机消耗的无功功率
Qd0 电机励磁无功功率
△Qdδ 电机漏磁电抗损耗的无功功率
U 电机定子端电压
I 电机定子电流负载分量
Xdm 电机励磁电抗
Xdδ 电机漏磁电抗
电动机消耗无功功率与电压的关系
电动机的励磁无功功率Qd0与定子端电压的平方成正比。
但在实际工程上，当电压较高时，由于铁芯磁饱和影响，电动机的励磁电抗Xdm的数值将有所减小。因而励磁无功功率Qd0随着电压变化的曲线将变得比二次曲线陡峭。
随着电压U降低伴随定子电流负载分量的增大，将使在漏抗中的无功功率损耗△Qdδ增大。
研究发现，电压在额定值附近，电动机消耗的无功功率将随电压值的升降而增减；当电压明显的低于额定值时，无功功率主要由漏抗中损耗的无功功率决定，这时它是随电压的下降反正增加。
电动机的功率因数
电动机带有负载时，实际消耗的有功功率包含两部分：输出功率和综合损耗。
电动机带有负载时，实际消耗的无功功率包含两部分：励磁消耗无功功率和损耗无功功率。
电动机的功率因数在空载时数值很小，仅为0.1~0.14，随着负载率的增加而递增。
通常6、8、10极电动机的功率因数递增幅度比2、4极电动机的递增幅度大，即低转速的电动机比高转速的电动机递增幅度显得大。
不同系列、不同类型的电动机功率因数均不相同。
电动机自然功率因数的确定与提高
A. 影响电动机自然功率因数的先天条件
对于每一台成品电动机，由于制造材料、产品型号（包含转速）、容量等都已确定下来。它们都是影响电动机自然功率因数的先天条件。
B. 影响电动机功率因数的外部条件
B01. 电源电压
电压电压过高或者过低都会使得电动机的功率因数降低。
当电源电压超过电动机定子绕组额定电压值时，就会使得电动机铁芯处于磁饱和状态，从而引起励磁电流增加，即增大无功消耗，造成电动机功率因数数值降低。
当电源电压低于额定电压较多时，因负载功率不变，电动机的转差率自然升高即转速变慢，从而使得电动机负载的等值电阻减小，将增大定子电流负载分量，以加大转矩。这种情况下电动机漏抗损耗无功功率增大。同时，因为电压过低，电动机转子电路的功率因数同时降低，从而使得电动机消耗无功功率增大，整个电动机的综合功率因数反而降低。
B02. 电动机功率选择不当
电动机功率选择偏大，会使电动机功率因数下降。电动机在额定负载时，功率因数通常为0.7~0.9；而在空载时约为0.1~0.3，电动机轻载则在0.3~0.7之间，显得偏低。
工厂运行的电动机很多是低于额定负载的。
B03. 电动机频繁启动影响它的功率因数。
电动机在启动过程中，其功率因数是很低的，因此频繁启动电动机其平均功率因数将大大偏低。
B04. 机械及检修造成电动机的定、转子偏心放置。
偏心会使得定、转子之间各处的空气间隙不均匀，这样则使励磁电流往往升高，从而导致电动机的功率因数降低。
电动机铭牌上的功率因数是其在额定功率时的功率因数，即所消耗的有功功率与包含无功功率在内的是在功率之比。
如果电动机不在额定功率负荷下工作，则电动机的功率因数将随负荷变化而变化，负荷越轻，功率因数就越低，即表明电动机所消耗的无功功率所占整个功率的比重显得较大。
电动机实际功率因数的计算
电动机和变压器一样，其本身在工作中（包括空载）即消耗有功功率，又消耗无功功率；但是实际工作中电动机真正像变压器空载运行几个甚至几十小时的机会是不存在的，短时的空载我们则用负载率来考虑。
计算电动机自然功率因数，
公式为cosφ=(cosφe)100/β
cosφe为电动机在额定负载时的功率因数，可在产品说明书中查阅。
例：一台Y180M-2型异步电动机，额定功率P=30kW，额定电压380V，额定电流Ide=57A，额定功率因为为0.89，若实际测得工作电流Id=20.5A，则电机的自然功率因数。
β= Id/Ide×100%=20.5/57×100%=36.0（%）
cosφ= (cosφe)100/β= (0.79)100/36=0.72
电动机的无功补偿技术
电动机的无功补偿属于末端补偿，通常又称为就地补偿。
从安装位置和被补偿电动机的参数的角度讲，其又可分为单机就地补偿和分散（组）就地补偿。
单台电动机就地补偿，是将补偿电容器安装在电动机附件，且单一给该台电动机进行无功补偿。
分散（组）就地补偿，是将补偿电容器安装在多台电动机附件，对多台电动机进行无功补偿，如接在车间动力箱出线侧母线上。对不要频繁操作的电容器可用空气断路器操作，而对于需要经常操作的并联电容器，可用专用电容器投切接触器操作。
单机就地补偿主要适用于常年运行时间较长的电动机，在实际工作中，我们应综合考虑技术和经济因数。
考虑到节能的实际效益，对年利用小时数很少的，经常停用的中小型电动机一般不采用就地补偿方式。
电动机无功功率就地补偿的若干原则
01. 国标GB50052-2009《供配电系统设计规范》，第6.0.12条指出“接在电动机控制设备侧点哦让其的额定电流，不应超过电动机励磁电流的0.9倍，其馈电导线截面积和过流保护装置的整定值，应按电动机电容器的电流确定。”
02. 《关于印发<新型农电评价标准>和<农网科技进步支撑框架>的通知》国网农技【2008】33号中规定对于低压用户可以选择电动机就地补偿、动力配电室集中补偿等模式。
03. 《农村电网电压质量和无功电力管理办法》（国家电网农【2005】568号）的5.2.4规定“5kW及以上的交流异步电动机应进行随机补偿，补偿容量根据电动机空载无功损耗确定。”
04. 《农村电网无功优化补偿技术导则》（Q/GDW435-2010）中规定“原理配电房、距离供电设备距离在100m以上连续运行、功率在5kW及以上及启动电压不足的电动机均应采用随机补偿方式。”
05. 《农村电网无功优化补偿技术导则》（Q/GDW435-2010）中规定：机械负荷惯性大的电动机（切断电源后，电动机转速迅速下降，如水泵等），随机补偿容量可按1.3~1.5倍的电动机空载无功功率配置。
06. 《农村电网无功优化补偿技术导则》（Q/GDW435-2010）中规定：机械负荷惯性小的电动机（切断电源后，电动机转速缓慢下降，如风机等），随机补偿容量可按0.9倍电动机空载无功功率配置。
07. 日本合理用电委员会提出：
当电动机容量小于Pe≤7.35kW时，就地补偿容量应满足Qc＞0.3675Pe；
当电容及容量超过7.35kW时，就地补偿容量应满足Qc=0.33Pe
08. 日本东京电力公司技术法规规定：三相低电压异步电动机必须进行无功功率就地补偿，即使0.55kW的电动机，也要补偿30μF电容器，否则不予通电。
09. 美国电力电子学会推荐的电动机就地补偿容量的公式为
Qc=2.7Pe（cosφ2-cosφ1）
cosφ1、cosφ2是补偿前后电动机的功率因数
10. 美国国家电气法规规定：接到电动机控制器负荷侧电容器的总前法术不应超过将空载时的功率因数提高到所需要标准的电容器容量的数值。
作为例子，当电动机不因快速反向，重合闸，频繁启动或其他类似操作产生过电压或超转矩影响时，应允许将不超过电动机输入千伏安容量的50%数值的电容器来投入运行。
11. 美国电力电子学会工业应用学校Richard. A. Fuselier总结出如下两条规则：
如果电容器安装在接触器负荷侧，电容器的补偿容量应满足
Qc ≤ 0.68Pe （kvar）
如果电容器安装在接触器电源侧，而电容器的补偿容量应满足
Qc ≤ 0.735Pe （kvar）
如何进行电动机无功功率补偿容量计算
A. 电机的技术参数和运行数据
获得电机的基本技术参数和运行数据，包含：型号、极数、功率等级、负载率、负载性质、额定电压、空载电流、运行电压等。
B. 计算电动机就地补偿无功功率的并联电容器容量
根据电动机无功功率就地补偿容量的若干原则，计算出电动机就地补偿并联电容器的初步容量，再对照并联电容器的规格选择电容器规格。
C. 计算安装无功补偿并联电容器后电压升高数值
计算对系统电压的影响，即
U = Ue Qc/ Ss （kV）
Ue 电容器安装处网络的额定电压，kV；
Qc 电容器容量，Mvar；
Ss 电容器安装处的短路容量，MVA，Ss=100Se/Ud（%）
D. 核验电容器放电至允许电压的时限是否符合自动投切要求
对于自动投切的电容器，当采用电动机定子绕组作为放电单元时，按下式校验其切合间隔时限。
t = 4.6 L/R （s）
其中L为电动机绕组的电感（H），R为电动机绕组的电阻（Ω）
如实际要求的间隔时限大于计算而得的t值时，则可以自动投切，否则不能采用自动投切；或者改变有关参数，使式中的t值负荷要求后方可使用自动投切。
E. 计算所安装电容器是否能引起谐振发生
按照下面公式计算是否可能发生谐振，过n为整数，说明可能发生谐振，则应调整电容器的容量数值。
n = √（Ss/Qc）
F. 对3次及5次谐波的抑制
对5次谐波的抑制，可用串联电抗为4.5%Xc的电抗器；对3次谐波的抑制可用串联电抗12%Xc的电抗器。
G.对投切涌流的限制
计算电容器的投切涌流，当补偿电容器投切涌流超过100Ic时，应采用限制涌流的措施。