電子系統(tǒng)中的諧波究竟是什么？

在電力系統(tǒng)中，諧波被定義為基波頻率的正整數(shù)倍。諧波是發(fā)生在整數(shù)倍基波頻率的電壓或電流。通常被看做是電源線上的常見噪聲。 電力系統(tǒng)中的諧波可以被分為兩類：電流諧波和電壓諧波。 電流諧波往往由VSD這樣的非線性負(fù)載產(chǎn)生。非線性負(fù)載從正弦波形并不完善的電源線路中汲取電流。非正弦電流波形可能由一系列簡單的正弦波組成，這樣在整數(shù)倍的基波頻率下就會發(fā)生振蕩。 大部分情況下，電壓諧波是由電流諧波引起的。電壓諧波的產(chǎn)生是因?yàn)殡娏髦C波與源阻抗的影響生成的畸變電壓。

以上圖片展示了非線性負(fù)載上紊亂的電流波形。此處失真的電流波形并沒有跟隨正弦波。所以這是電力系統(tǒng)中的電流諧波。 電力系統(tǒng)中消除諧波為什么如此重要？ 電流和電壓諧波與直接傳輸給負(fù)載的噪聲成正比。許多家用和辦公設(shè)備都能造成電源系統(tǒng)中的諧波。電源系統(tǒng)諧波通常會提高負(fù)載電流。而熒光燈這樣的涉筆，通常都會被諧波影響，從而出現(xiàn)各種故障。電機(jī)尤其深受其害。 有時候電源系統(tǒng)中的諧波也十分危險，會增加傳輸給設(shè)備的功率從而導(dǎo)致負(fù)載溫度上升，因而縮短設(shè)備壽命。 為了解決電力系統(tǒng)中諧波的問題，我們需要重新建立電路連接，從而驅(qū)動非線性負(fù)載，這也就是我們要談到的諧波濾波器。 諧波濾波器的種類 諧波濾波器對于保護(hù)昂貴儀器免受諧波干擾非常有效。如今市面上有許多不同的諧波濾波器，它們的額定功率，適用電壓，是單相還是三相以及其它負(fù)載要求等都各有千秋。 然而，我們要講的是諧波濾波器的兩個大類，也就是無源諧波濾波器和有源諧波濾波器。 這兩種濾波器之間的主要差距在于所使用的元器件。無源諧波濾波器使用的無源器件主要是電阻，電感和電容等。而有源諧波濾波器則會使用BJT，IGBT或MOSFET以及集成電路等。 同時濾波器可以設(shè)計(jì)為多種不同階數(shù)。比如三階諧波濾波器可以濾除基波頻率的3x整數(shù)倍的諧波。 無源諧波濾波器 無源諧波濾波器是最常見也最簡單的諧波濾波器。常用于抑制電力傳輸線上的諧波干擾。 正如之前所說，無源諧波濾波器使用的是電阻，電感和電容這樣的無源電子器件。這些電子器件組成了一個諧振電路。該諧振電路會與諧波處于同一諧振頻率。無源諧波濾波器會阻止不必要的諧波，將諧波電流轉(zhuǎn)換為熱能，并且保護(hù)末端設(shè)備或負(fù)載。該濾波器需要調(diào)整至特定頻率后才可以消除諧波。 無源諧波濾波器有四種： 1.高通濾波器 2.帶通濾波器 3.C型濾波器 4.串聯(lián)濾波器 高通濾波器 高通無源諧波濾波器用于消除告誡諧波，同時對頻率的范圍有著比較靈活的控制。基本的高通諧波濾波器設(shè)計(jì)使用三個無源器件，電阻，電容和電感。

在以上的圖片中，我們可以看到無源高通諧波濾波器的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中電感與電阻并聯(lián)與一電容串聯(lián)。