諧波現象的基本原理

諧波現象的基本原理

諧波電流和電壓是由與配電系統相連的非線性負載產生的。諧波畸變是電設備中產生的一種污染，如果總諧波電流超過一定的限值，就可能出現問題。

在各種電子系統中的所有電力電子變流器都可以通過向柵極直接注入諧波電流而增加諧波干擾。圖2.1說明了在電力電子變流器輸入電流中的電流諧波如何影響電源電壓（ut）。

圖2.1 帶有變流器負載、主變壓器和其它負載的設備
可以使用如下公式根據直流輸出電流來計算3脈沖和6脈沖整流器的線路電流

從理論上來說，如果將輸出電流估算為沒有污染的直流電流，那么一個6脈沖三相整流器的諧波電流頻率為基波頻率（50或60Hz)的n倍。如果線路電感與直流電抗器的電感相比可以忽略，那么下面的計算方法是成立的。此時線路電流為120°塊狀矩形波。次數n用如下公式計算:

諧波成分的次數
圖2.2 一個6脈沖整流器理論矩形電流的諧波成分
在圖2.3中說明了如何將諧波成分添加到基波電流中去，圖中只顯示了5次諧波。

圖2.3 基波和5次諧波電流的總電流.