谐波是指在交流电路中,除了基波(50Hz或60Hz)外,还存在频率高于基波的各次分量。这些高次谐波是由于非线性元件(如整流器、开关电源、变频器和逆变器等)在工作时产生的。谐波不仅包括整数倍的频率分量,如三次谐波(基波频率的三倍)、五次谐波(基波频率的五倍),还包括分数倍的谐波,如间谐波和非谐波(Non-Harmonics)。谐波的存在会影响电能的质量,造成电压波动和闪烁等问题,严重时可能损坏电器设备并影响系统的稳定性。
谐波的产生主要是由于正弦电压加压于非线性负载时,基波电流发生畸变。为了准确测量和分析谐波,可以采用傅里叶级数分解的方法,将周期性非正弦电量转换为包含基波频率以及其整数倍和高次谐波的复数分量。在实际应用中,常用的测试工具包括示波器、失真仪等,通过这些工具可以对电路中的谐波进行精确测量,并根据需要采取措施减少谐波的影响。
综上所述,谐波是在电力系统中由非线性负载引起的,它们不是简单的正弦波,而是具有不同于基波频率的高次谐波分量。谐波的频率虽然不总是整数倍,但在实际应用中,人们通常关注那些与工频(50Hz或60Hz)成整数倍关系的谐波,即三次谐波、五次谐波等。谐波对电能质量和系统稳定性的影响不容忽视,因此在设计和运行电力系统时需要充分考虑到谐波的问题。