功率因数角

功率因数及负载性质

一、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的

概念

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。

5.峰值因数：如右图所示，蓝色正弦波为电压波形，绿色为电

流波形。峰值因数是指电流瞬时值的峰值与其有效值的比值。它

用来描述冲击电流。如果供电设备的峰值因数越高，表明设备抗

冲击能力越强。通常变频电源的峰值因数为3：1，适合一般非线

性负载在正常工作中的峰值因数要求。但当冲击较大时，变频电

源设备的电流容量乘于3后还不足以满足负载的瞬间电流要求。

在这种情况下需要考虑增加供电设备的容量，从而提高电流提供

能力。通常电机负载在开机时会产生超出平常多倍的大冲击电

流。通常超过变频电源的峰值因数提供能力，因此在选择变频电

源容量时需要考虑负载波动及冲击余量，适当增大变频电源容量

以抵御负载的波动，而对于某些特殊负载而言，在起动或工作过

程中会产生很强的冲击电流，负载容量瞬间升高数倍(有时高达6

倍)。对于此种负载应在普通容量余量比例基础上进一步加大余

量。正确的容量配比对变频电源的正常稳定工作及变频电源的工

作寿命影响很大，经常工作在满载或过载状态下的变频电源系统

故障的机会源源高于正确容量配比的变频电源电源。

二、负载性质

1、负载性质的种类

线性负载非线性负载

阻性负载或

功率因数已校正

负载

感性负

载

容性负载

带有电解电容的整流滤波

型负载

2、不同负载的主要特性

电压

与电冲击电流峰值有功无功

负载类型流相

差

电流失真功率因数因数功率功率

线性阻性负载及功

率因数已校正负载

无中等无cosφ=11.4100%无

非线性带有电解电

容的整流滤波型负

载

无高高cosφ≈0.72~2.8

约

70%

约

70%

线性感性负载（电

机、空调）

有高无cosφ≈0.8约1.4

约

80%

60%

线性容性负载有高无cosφ＜1约1.4有有