电路的谐波

① 电力系统谐波产生的原因及影响。

呵呵
什么是谐波?简单地说，电力系统把50赫兹的电压或者电流波，叫做基波，不是50Hz的电压、电流就是谐波。
谐波产生的原因:
电网中有一些特殊的用电设备，比如:大功率整流器、中频炉、变频器、劣质节能灯，等等，这类设备的工作电流与电压不成正比，我们叫它们为非线性的负载。
发电机发出的电能，本来是比较规整的50Hz的频率，但是如果遇到非线性设备在电网中，这一些设备工作时，就会产生谐波。比如单相整流器，就把50Hz的基波，“整”成具有100Hz、150Hz、200Hz……等等成分的信号，就出现了谐波。这种会产生谐波的设备，我们常常叫它“谐波源”。
谐波的次数:谐波的频率与50Hz的比值，就是谐波的次数，比如:150Hz的，叫3次谐波，350Hz的，叫7次谐波，等等。
电网中，奇次谐波较常见，最多的是3、5、7、9次。偶次谐波很少见。由于谐波次数越高(频率越高)，谐波的衰减就越快，所以21次以上的谐波，在电网中很少，因此谐波的监测与治理，都不超过21次。
谐波的危害:
谐波是电力系统中的一种能量污染，会导致电机发热产生故障、电力保护误动作、电脑通讯设备受干扰、……等等，其危害是很大的。
但是要消除非线性设备的谐波，需要很大的成本。签于国家目前没有法律处罚，所以绝大多数设备生产厂家都听之任之，就像排放废水废气一样，国家不罚就不去治理。
【提高】“谐波”一词起源于声学，信号理论对谐波的定义是:一个任意的周期信号，可以分解成若干个单一频率的正弦波的叠加，这些正弦波的频率是按自然数列排列的，比如是:f、2f、3f、……Nf，等等。也就是说一系列频率是f、2f、3f、……Nf的单一频率的正弦波，可以合成一个任意的周期波形。这些正弦波中，频率最低的一个正弦波，叫基波，f就是基频，频率为2f、3f、4f、5f……的信号，就叫谐波。

② 数字电路中的谐波是什么样的波形，推荐个示意图

数字电路中的波形多为非正弦波，一般为矩形波，也有非矩形的脉冲波。根据傅里叶变换原理，任何非正弦波都可以分解为直流分量（如果有）+基波（为正弦波）+一系列n次谐波（也是正弦波）。其中基波的频率与矩形波相同，n次谐波的频率是基波的n倍（n为正整数，n=2,3,4......∞，基波n=1)。所以数字电路中的谐波就是指一系列正弦波。正弦波你就很熟了。

③ 哪些设备和电路容易产生谐波

与一般无线电电磁干扰一样，高次谐波通过传导、电磁辐射和感应耦合三种方式专对用电设备产生谐波污染。传属导是指高次谐波按着各自的阻抗分流到并联的负载，对并联的电气设备产生干扰。感应耦合是指在传导的过程中，与输出平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰。电磁辐射是指输出端的高次谐波还会产生辐射作用，对邻近的无线电及电子设备产生干扰。

④ 什么是谐波,

谐波是指对周期性非正弦交流量。

进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波，而基波是指其频率与工频(50Hz)相同的分量。

谐波产生的原因主要有，由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。

泛音是物理学上的谐波，但次数的定义稍许有些不同，基波频率2倍的音频称之为一次泛音，基波频率3倍的音频称之为二次泛音，以此类推。

谐波的频率必然也等于基波的频率的整数倍，基波频率3倍的波称之为三次谐波，基波频率5倍的波称之为五次谐波，以此类推。不管几次谐波，他们都是正弦波。

(4)电路的谐波扩展阅读

谐波分析是信号处理的一种基本手段。在电力系统的谐波分析中，主要采用各种谐波分析仪分析电网电压、电流信号的谐波，该类仪表的谐波分析次数一般在40次以下。

对于变频器而言，其谐波分布与电网不同，电网谐波主要为低次谐波，而变频器的谐波主要为集中在载波频率整数倍附近的高次谐波，一般的谐波分析设备只能分析50次以下的谐波，不能测量变频器输出的高次谐波。

对于PWM波，当载波频率固定时，谐波的频率范围相对固定，而所需分析的谐波次数，与基波频率密切相关，基波频率越低，需要分析的谐波次数越高。一般宜采用宽频带的，运算能力较强、存储容量较大的变频功率分析仪，根据需要，其谐波分析的次数可达数百甚至数千次。

例如，当载波频率为2kHz，基波频率为50Hz时，其40次左右的谐波含量最大；当基波频率为5Hz时，其400次左右的谐波含量最大，需要分析的谐波次数一般至少应达到2000次。

同时，选择仪表的同时，还应选择合适带宽的传感器，因为传感器的带宽将限制进入二次仪表的信号的有效带宽。一般用选择宽频带的变频电压传感器、变频电流传感器或电压、电流组合式的变频功率传感器。

⑤ 电路中的谐波是如何产生的

这要看具体电路。一般处理单正弦信号的电路，如果有非线性元件。信号经过非线性元件，其幅度不均等的变化（波形奇变），就会产生谐波。

⑥ 哪些设备和电路容易产生谐波

答：常见的产生来谐波的源设备和电路主要有以下几种1) 非线性负载，例二极管整流电路（AC/DC）。2) 三相电压或电流不对称性负载。3) 逆变电路（DC/AC）。4) UPS，即不间断电源。5) 晶闸管调压装置或调速电路。6) 电镀设备。7) 电弧炉、矿热炉、锰矿炉、电石炉、硅铁炉。8) 电解槽。9) 电焊机（弧焊、缝焊、点焊、碰焊、对焊）。10) 电池充电机。11) 变频器（低压或高压变频器）。12) 脉幅调制（PWM）调压电路及脉宽调制（PWM）调频电路。13) 谐波的次数与整流电路的相数有关，例三相、六相、十二相、十八相、二十四相，当相数越多并通过移相方式就可使谐波次数及谐波分量减小。例：采用输入变压器移相技术的单元串联在高压变频器的主电路。14) 开关电源。15) 斩波路、斩波调速。16) 工频电炉。17) 中频电炉。18) 天车、起重机械。19) 气体放电的照明灯具，例：节能灯、荧光灯（T5、T8）、金卤灯、钠灯、汞灯、氪灯、氚灯等，使用时都有一定的谐波产生。20) 软起动装置（使用SCR）调压。

⑦ 电路中的谐波时如何产生的

高低电平变换，电源供电一般是用震荡电路，交流电震荡也会传入电路，信号耦合也会引入，这些都会引起谐波的，当然本身信号过强，自激也会引起谐波。

⑧ 电力系统的谐波是什么意思

谐波 (harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。
谐波产生的原因主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。

⑨ 为什么这个电路的三次谐波滤波电路不能产生纯净的三次谐波

1. 简易的2阶带通（低频1阶，高频1阶）不足以滤除干扰频率分量，应该加大滤波能力，用更高的Q值，更高阶数（例如4阶、6阶、8阶……）来实现。

2. 电路通带与信号频率并不匹配，方波频率明显不是1400Hz。
   

⑩ 什么是谐波

在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为l00Hz，3次谐波则是150Hz。一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。
“谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。
谐波研究的意义，道德是因为谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰