400Hz中频电源常用于航空地面电源、军用雷达、高速电机试验、飞机电源系统测试等场景。这些负载中有相当一部分属于感性负载，例如异步电机、变压器、电感线圈。^[1]感性负载工作时消耗有功功率，也消耗无功功率。配置电源容量时只统计有功功率，忽略无功功率，会出现电源带载能力达不到预期的情况。

电源带载能力由额定容量和输出电流决定。400Hz中频电源的额定容量以kVA为单位，表示电源能够输出的最大视在功率。视在功率等于有功功率和无功功率的向量和。负载的视在功率超过电源额定容量时，输出电流超过额定值，电源进入过载状态。

1. 400Hz中频电源的输出容量与带载能力

一台容量为10kVA的400Hz中频电源，在输出功率因数为1的时候，可以带10kW的有功负载。实际使用中负载功率因数不会是1。以功率因数0.8计算，10kVA电源最多输出8kW有功功率。负载功率因数为0.5时，10kVA电源只能带5kW有功负载。电源能带多少有功负载，由负载的功率因数决定。

表1列出10kVA电源在不一样的功率因数下可带出的有功功率和无功功率。

表1说明，负载功率因数越低，能够带动的有功功率越小，无功功率占用容量越多。

2. 感性负载无功功率在400Hz电源中的实际表现

感性负载的电流滞后于电压，电源要向负载提供建立磁场的无功电流。在400Hz频率下，感抗公式为XL=2πfL。f为400Hz时，感抗是50Hz时的8倍。同一电感线圈接入400Hz电源，产生的无功电流比50Hz时大8倍。因此400Hz电源对感性负载的无功供给能力要求高。

一台400Hz异步电机在空载时功率因数可能只有0.2左右，满载时才达到0.8。如果按满载有功功率选电源，空载启动时无功电流大，容易导致电源过载跳闸。

3. 忽略无功功率后带载能力下降的典型场景

某单位使用一套400Hz中频电源为多台设备供电。设备清单标注总有功功率7.5kW，于是选了一台7.5kVA的电源。实际负载中有两台变压整流器，输入功率因数0.6。此时负载视在功率为7.5÷0.6=12.5kVA，超过电源容量7.5kVA。电源输出电压跌落，电流超限，设备无法达到额定工作状态。

另一种场景是电源带多个感性负载，功率因数平均值只有0.7。所有负载有功功率合计8kW，需要电源容量11.4kVA。如果电源容量按8kVA选，那么输出电流已经达到满值，有功功率只能输出5.6kW，达不到8kW。这表明容量不足的直接原因是无功电流占用了电源输出能力。

4. 无功功率如何电源容量配置计算

电源容量计算式包含有功功率和无功功率两个变量。公式表示为：电源容量S≥√(P²+Q²)。负载无功功率Q由功率因数决定，Q=P×tanφ。举例，负载有功功率P=6kW，功率因数cosφ=0.6，则φ=53.1°，tanφ=1.33，Q=8kvar，S=10kVA。若按6kW选6kVA电源，忽略Q后容量缺口4kVA。

表2列出不一样的功率因数下每1kW有功负载所需的电源容量。

表2显示，功率因数从0.8降到0.5时，每千瓦有功负载需要的电源容量从1.25kVA增加到2kVA，差距明显。

5. 两种负载在400Hz电源中的容量占用对比

阻性负载如电热丝、白炽灯，功率因数约1，电流与电压同相，无功功率接近0。感性负载如电机、变压器，功率因数低，无功功率大。在400Hz电源中，同一台设备如果从50Hz改为400Hz供电，其感抗增加，无功电流增加。一台0.25kW单相400Hz风机电机，额定电流1A，功率因数0.85，其输入视在功率为230VA，有功功率195W。忽略无功时按195W选电源，实际电源容量需要230VA。

6. 400Hz中频电源容量配置相关的电气参数

配置400Hz中频电源时，负载的额定功率因数、启动电流、峰值功率和负载类型决定电源容量。这些参数可以从设备铭牌或产品手册中获取。表3列出常见400Hz感性负载的功率因数范围。

表3数据说明，感性负载的无功功率占比普遍在30%以上，忽略这部分功率会直接导致电源容量选小。

400Hz中频电源的带载能力受感性负载无功功率明显。电源容量选择没有把无功功率计入时，实际可用有功功率会低于预期。山东运电气有限公司作为400Hz中频电源供应商，提供此类负载的供电产品，具体报价情况通过网页上的电话沟通。