什么是功率因數(shù)？回饋型電子負載如何提高功率因數(shù)？

功率因數(shù)(Power Factorr, PF)是指交流電路中有功功率與視在功率的比值，其值在0~1之間。其中，有功功率是指消耗在電阻元件上不可逆轉(zhuǎn)換的那部分功率（如轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋⒐饽芑驒C械能）；視在功率則是電路中所有負載所需要的總功率，包括有功功率和無功功率。
功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個系數(shù)。功率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場轉(zhuǎn)換的無功功率大，從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失。

2025-03-17文/黃山明56

一、什么是功率因數(shù)？

功率因數(shù)(Power Factorr, PF)是指交流電路中有功功率與視在功率的比值，其值在0~1之間。其中，有功功率是指消耗在電阻元件上不可逆轉(zhuǎn)換的那部分功率（如轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能或機械能）；視在功率則是電路中所有負載所需要的總功率，包括有功功率和無功功率。

功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個系數(shù)。功率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場轉(zhuǎn)換的無功功率大，從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失。

功率因數(shù)由電壓與電流之間的相位差決定，它的物理意義是指電壓和電流之間相角差的余弦值（僅限正弦波電路）。

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二、功率因數(shù)的計算與影響因素

在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，常用的功率因數(shù)計算公式為：

其中，cosφ是功率因數(shù)，P代表有功功率，S代表視在功率，R代表電阻，Z代表總的阻抗。

在非正弦供電電路中，功率因數(shù)與總諧波失真及基波功率因數(shù)有關(guān)，功率因數(shù)沒有明確的物理意義，我們應更多關(guān)注的是相移因子(基波功率因數(shù))。

功率因數(shù)低的根本原因是電感性負載的存在。例如，生產(chǎn)中最常見的交流異步電動機在額定負載時的功率因數(shù)一般為0.7-0.9，如果在輕載時其功率因數(shù)就更低。其它設(shè)備如工頻爐、電焊變壓器以及日光燈等，負載的功率因數(shù)也都是較低的。

三、提高功率因數(shù)的方法

功率因數(shù)低不但降低了供電設(shè)備的有效輸出，而且加大了供電設(shè)備及線路中的損耗，因此，必須采取措施提高功率因數(shù)。

一、提高自然因數(shù)法

恰當選擇電動機容量，減少電動機無功消耗，防止“大馬拉小車”的狀況發(fā)生；
對平均負荷小于其額定容量40%左右的輕載電動機，可將線圈改為三角形接法；
避免電機或設(shè)備空載運行；
合理配置配電變壓器，恰當?shù)剡x擇其容量。

二、人工補償法

一般采用電力電容器補償無功，即在感性負載上并聯(lián)電容器，用電容器的無功功率來補償感性負載的無功功率，從而減少甚至消除感性負載與電源之間原有的能量交換。

四、產(chǎn)品推薦

領(lǐng)圖電測66700系列可編程多通道源載一體機，可作為能量回饋型交流電子負載使用，既能模擬各種負載特性，又能將電能無污染地回饋電網(wǎng)，具有功率因數(shù)高、諧波含量低、輸出精度高、動態(tài)響應速度快、能量回饋效率高等優(yōu)點。在電機帶載測試、電源功率測試、功率器件測試、太陽能電池板測試等領(lǐng)域有著廣泛的應用。（點擊下圖查看詳情）

能量回饋型電子負載不同于傳統(tǒng)電阻負載將電能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，而是利用電力電子變換技術(shù)在完成測試功率實驗的前提下，將被測電源的輸出能量循環(huán)再生利用，既節(jié)約了能源又不產(chǎn)生大量熱量。工作原理包括使用PFC（功率因數(shù)校正）技術(shù)和PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制技術(shù)，用于提高功率因數(shù)，減少電網(wǎng)諧波污染，從而降低設(shè)備故障率，是企業(yè)生產(chǎn)研發(fā)的理想選擇。