cosφ不都是功率因数，你信吗？

先给出结论：严格意义上，cosφ不都是功率因数！

线性电路的功率因数

我们都知道cosφ是功率因数，这是基于线性电路的，在线性电路中，cosφ就是功率因数，下面分三种情况：

• 纯阻性电路，电流与电压的相位相同，不存在相位差，cosφ值为1；

• 对于电感和电容电路，电流与电压的相位不同，两者存在相位差。感性电路电流滞后于电压，功率因数为小于1的正数；

• 而容性电路电流超前于电压，功率因数为小于1的负数。

非线性电路的功率因数

但是我们工作、生活中越来越多地使用电子设备和系统，这些设备和系统属于非线性电路，输入和输出之间关系不再是线性关系，存在一定程度的谐波。这个时候，cosφ就不是功率因数，cosφ表示基波的功率因数，没有包含高次谐波的影响，因此，有的标准称之为cosφ1。而φ为电压基波和电流基波之间的相位角。因此，IEC 62717:2014将cosφ定义为变位系数，英文名称为Displacement factor，这种定义还是比较准确的，即基波的电流与基波的电压在相位方面的变化程度。

因此，功率因数包含各次谐波和基波总的功率因数，它是一个复合型度量，和变位系数之间关系如下：

PF=cosφ1.Kdt

= （1）

其中，Kdt为失真系数，dt是distortion的缩写；

PF：功率因数，Power Factor，也有用 λ表示；

cosφ1：变位系数；

THD：总谐波电流失真度，用公式2计算。

（2）

其中，I1：基波电流，单位为A；

In：为各次谐波电流，单位也为A。

结论

因此，cosφ不都是功率因数，线性电路中两者是相等的；而非线性电路中两者有本质上的区别，功率因数=变位系数×失真系数。