從理論上講，看一個(gè)負載是否產(chǎn)生諧波電流，就是看它的電壓與電流是否有線(xiàn)性的關(guān)系。如果沒(méi)有線(xiàn)性關(guān)系，就是諧波源。按照這個(gè)原則就能夠區分出所有的諧波源負載。

實(shí)際上，經(jīng)常遇到的諧波源主要是兩類(lèi)，整流電路和相控調功電路。

整流電路廣泛應用在變頻器、中頻爐、直流電機驅動(dòng)器、UPS電源，以及各類(lèi)電子設備的場(chǎng)合。相控調功電路電路采用可控硅調整導通角，從而控制燈光的強弱或電爐的溫度。

需要注意的一點(diǎn)是，二極管構成的整流電路本身并不會(huì )產(chǎn)生嚴重的諧波，只有當整流電路的后面連接了紋波濾波電容以后，才會(huì )產(chǎn)生嚴重的諧波電流。很多教科書(shū)中，在分析整流電路產(chǎn)生的諧波電流時(shí)，沒(méi)有考慮濾波電容的情況，這與實(shí)際情況相差很遠。

為了簡(jiǎn)化對問(wèn)題的分析，我們從單相整流電路的分析開(kāi)始，三相整流電路產(chǎn)生諧波電流的機理與此相同。

圖1所示的是一個(gè)帶濾波電容的單相整流電路，大部分整流電路中都包含這個(gè)電容，否則直流電壓的紋波很大。電容上電壓保持在接近交流電峰值的電平。當交流電的電壓低于電容上的電壓時(shí)，電網(wǎng)上沒(méi)有電流流入負載。這時(shí)，負載的電流由電容供給，隨著(zhù)輸出電流，電容的電壓開(kāi)始降低，在某個(gè)時(shí)刻，交流電的電壓會(huì )高于電容上的電壓，這時(shí)，電網(wǎng)上才會(huì )有電流流入電容(給電容充電，使電容上的電壓升高)和負載中。因此，電網(wǎng)僅在接近電壓峰值的時(shí)刻向負載輸入電流，電流的形狀為脈沖狀，如圖1所示。根據付立業(yè)分析，這種脈沖狀電流中包含了豐富的諧波成分。

圖1 單相整流器的電路與電壓、電流波形

同樣的道理，3相整流器也會(huì )產(chǎn)生諧波電流，但是這時(shí)對應每個(gè)基波的波峰，不是一個(gè)脈沖電流，而是兩個(gè)脈沖電流，如圖2所示。

無(wú)論單相整流器還是三相整流器，他們的電流波形都發(fā)生了畸變，不再是正弦波電流，因此包含了諧波成份。

圖2 三相整流器的電路與電壓、電流波形

帶有濾波電容的整流器從電網(wǎng)吸取脈沖電流。單相整流電路在每個(gè)交流電周期內，產(chǎn)生兩個(gè)脈沖電流，稱(chēng)為2脈整流器;對于3相整流電路，每個(gè)周期產(chǎn)生6個(gè)脈沖電流，稱(chēng)為6脈整流器。除此以外，還有12脈整流器、18脈整流器等。

整流器所產(chǎn)生的諧波的種類(lèi)與整流器脈數有關(guān)，具體關(guān)系如下：

M = PN ±1

式中：

M = 整流器產(chǎn)生的諧波次數

P = 整流器的脈數

N取自然數。

圖3 典型信息設備的電流波形

圖4是變頻器的輸入電流波形與電壓波形，圖中的雙峰波形時(shí)電流波形，其中包含了豐富的諧波成分，主要是5次和7次諧波。

圖4 變頻器的諧波電流波形

在分析一臺設備是否是諧波源時(shí)，只要看他的電源輸入電路是否為整流電路，或者晶閘管調功電路。如果是，就要考慮控制諧波電流的問(wèn)題。