电子系统中的谐波究竟是什么？

在电力系统中，谐波被定义为基波频率的正整数倍。谐波是发生在整数倍基波频率的电压或电流。通常被看做是电源线上的常见噪声。 电力系统中的谐波可以被分为两类：电流谐波和电压谐波。 电流谐波往往由VSD这样的非线性负载产生。非线性负载从正弦波形并不完善的电源线路中汲取电流。非正弦电流波形可能由一系列简单的正弦波组成，这样在整数倍的基波频率下就会发生振荡。 大部分情况下，电压谐波是由电流谐波引起的。电压谐波的产生是因为电流谐波与源阻抗的影响生成的畸变电压。

以上图片展示了非线性负载上紊乱的电流波形。此处失真的电流波形并没有跟随正弦波。所以这是电力系统中的电流谐波。 电力系统中消除谐波为什么如此重要？ 电流和电压谐波与直接传输给负载的噪声成正比。许多家用和办公设备都能造成电源系统中的谐波。电源系统谐波通常会提高负载电流。而荧光灯这样的涉笔，通常都会被谐波影响，从而出现各种故障。电机尤其深受其害。 有时候电源系统中的谐波也十分危险，会增加传输给设备的功率从而导致负载温度上升，因而缩短设备寿命。 为了解决电力系统中谐波的问题，我们需要重新建立电路连接，从而驱动非线性负载，这也就是我们要谈到的谐波滤波器。 谐波滤波器的种类 谐波滤波器对于保护昂贵仪器免受谐波干扰非常有效。如今市面上有许多不同的谐波滤波器，它们的额定功率，适用电压，是单相还是三相以及其它负载要求等都各有千秋。 然而，我们要讲的是谐波滤波器的两个大类，也就是无源谐波滤波器和有源谐波滤波器。 这两种滤波器之间的主要差距在于所使用的元器件。无源谐波滤波器使用的无源器件主要是电阻，电感和电容等。而有源谐波滤波器则会使用BJT，IGBT或MOSFET以及集成电路等。 同时滤波器可以设计为多种不同阶数。比如三阶谐波滤波器可以滤除基波频率的3x整数倍的谐波。 无源谐波滤波器 无源谐波滤波器是最常见也最简单的谐波滤波器。常用于抑制电力传输线上的谐波干扰。 正如之前所说，无源谐波滤波器使用的是电阻，电感和电容这样的无源电子器件。这些电子器件组成了一个谐振电路。该谐振电路会与谐波处于同一谐振频率。无源谐波滤波器会阻止不必要的谐波，将谐波电流转换为热能，并且保护末端设备或负载。该滤波器需要调整至特定频率后才可以消除谐波。 无源谐波滤波器有四种： 1.高通滤波器 2.带通滤波器 3.C型滤波器 4.串联滤波器 高通滤波器 高通无源谐波滤波器用于消除告诫谐波，同时对频率的范围有着比较灵活的控制。基本的高通谐波滤波器设计使用三个无源器件，电阻，电容和电感。

在以上的图片中，我们可以看到无源高通谐波滤波器的结构。该结构中电感与电阻并联与一电容串联。