由于谐波对工业产品和家用电器的性能产生负面影响，因此有必要采取一些措施来抑制谐波。为了实施有效的谐波对策，了解谐波产生的原因以及测量方法非常重要。在本文中，我们将根据谐波的基础知识、其原因和测量方法来说明适当的对策。
什么是谐波？
谐波是指电源系统中基频的整数倍的波形。工业产品、家用电器等电气设备在用电过程中会产生电能。典型电源的频率为50Hz或60Hz，但谐波要大两倍或三倍（二次、三次）。
谐波的问题在于它们会降低电气系统和设备的效率并导致其故障。过大的电流还会增加热量的产生，缩短变压器和电缆等组件的使用寿命。对于敏感的电子设备，谐波还会导致故障和数据丢失。
高水平的谐波会损害电力系统的稳定性，并使整个电气装置不稳定。采取措施妥善管理谐波对于维持电力系统的健康至关重要。
谐波产生的原因
谐波主要是由非线性负载引起的。非线性负载是指从电源线侧观察时流过的电流不是正弦波，并通过快速切换电路中的电流而产生谐波的装置或电气设备。典型的谐波源包括逆变器、调光设备、医疗设备、开关电源和大型电子设备中的转换器电路。
当正弦交流电通过转换器电路时，其波形会发生畸变。这是因为转换器电路中的三相半导体可能会或可能不会传导电流。这种机制导致电流包含高频并产生谐波。
工业设施和办公楼中使用的大多数大型设备和机械都可能是谐波源。这些设备需要大电流，并且在启动和运行期间会因谐波而对供电系统产生重大影响。例如用于电梯和空调的大型压缩机以及电焊机。
电力系统本身的特性也会影响谐波的产生。谐波的传播和放大因系统内的阻抗和配置而异。在考虑谐波对策时，必须全面考虑这些因素。
如何测量谐波
测量谐波对于考虑具体对策和维护电力系统的健康非常重要。在这里，我们将解释用于准确捕获谐波水平和特征的基本原理和测量设备。
谐波测量的基本原理
谐波测量的基本原理是分析电力系统中电压和电流的频率分量。在此分析过程中，对于周期性非正弦波使用傅里叶级数展开等数学技术，对于非周期性正弦波使用傅里叶变换。利用傅立叶变换，可以将电压和电流波形分解为基频和基频倍数的谐波分量，并且可以明确各谐波分量的幅度和相位。然而，为了获得准确的数据，需要在测量过程中避免噪声和干扰。
谐波测量装置
功率分析仪或频谱分析仪用于测量谐波。功率分析仪是一种测量电能质量的设备，还可以测量谐波以外的参数。另一方面，频谱分析仪能够对谐波进行频率分析。准确了解谐波的来源和电平将有助于您考虑有效的对策。
抑制谐波的措施
谐波抑制措施对于提高电力系统效率、保持设备性能和稳定性、延长使用寿命具有重要意义。在对谐波进行测量和分析后，选择最合适的技术和设备并采取有效的对策。
抑制技术的类型及特点
常见的谐波抑制措施包括在逆变器上连接交流电抗器，或者采用进相电容器和串联电抗器共同调整功率波形。用无源滤波器吸收谐波或用有源滤波器抑制谐波也很有效。高功率因数转换器（PWM转换器）还可以显着减少逆变器产生的谐波。这些措施减少了谐波对电力系统和电气设备的影响。
谐波对策实施示例
有一些实施示例，其中有源滤波器用于消除谐波，以便它们不会从谐波源传播到其他设施。可以将包含高频的扰动波形调整为优美的正弦波。