諧波電流與諧波電壓的關系

變頻器工作時，之所以產生諧波電流，是因為變頻器輸入端的整流電路阻抗不是一個定值，其阻抗著外加電壓的變化發生變化，這就導致整流器從電網吸取的電流不是正弦電流。

單相整流器由整流橋和平滑電容構成。一般情況下，負載的電流由平滑電容供給，僅當正弦波的電壓高于平滑電容的電壓時，才會有電流流入電容和負載中，因此僅在電壓峰值處產生脈沖狀，這種脈沖電流中包含了豐富的諧波成分。同樣的道理，三相整流器也會產生諧波電流，但是這時對應每個波峰，不是一個脈沖電流，而是兩個脈沖電流。 

無論單相整流器還是三相整流器，他們的電流波形都發生了畸變，不再是正弦電流，因此包含了諧波成分。產生諧波電流的負載稱為非線性負載，與之對應，不產生諧波電流的負載稱為線性負載。線性負載的阻抗不會隨著施加在其上面的電壓發生變化。這時，流過負載的電流I=U/R，這意味著電流I與電壓U是線性關系，線性負載由此得名。當電壓為正弦波時，充過線性負載的電流依然為正弦電流，因此不會產生諧波電流成份。

理想的電阻、電感和電容都是線性負載。但是實際的電感可能是非線性負載，例如，帶有鐵芯的電感，其電感量隨著外加電壓而變化(隨之而來的是阻抗變化)，因此是非線性負協。變壓器產生諧波電流就是這個道理。 

非線性負載的阻抗隨著施加在其上的電壓 變化，這時流過它的電流與施加在它上面的電壓 不是線必關系，故稱其為非線性負載。對這樣的負載施加正弦波電壓時，流過負載的電流值不再是正弦波，其中包含量諧波成分。 

帶平滑電容的整流器是較常見的非線性負載，它產生的諧波電流與電路結構有關。整流器從電網吸取脈沖電流，每個交流電周期整流出的脈沖稱為這個整流器的脈數。例如：對于單相整流電路，每個周期輸出2個直流脈沖，因此稱為二脈整流器;對于三相整流電路，每個周期輸出6個脈沖，因些稱為6脈整流器。除此以外，還有12脈整流器、13脈整流器等。 

總結：變頻器的諧波電流是由變頻器整流輸入電路導致的。不同脈數的整流器產生的諧波成分不同，三相六脈整流器產生的諧波電流以5次、7次、11次、13次為主。增加變頻器輸入整流器的脈數可以減小諧波電流。

電網上同時存在著諧波電流和諧波電壓，諧波電流與諧波電壓之間的關系是很多人感到迷惑的問題。

首先需要搞清楚諧波電壓與諧波電流的因果關系。

諧波電流是非線性負載產生的，這些非線性負載從電源吸取非正弦波的電流，這些非正弦波電流中包含了諧波電流。

諧波電流流過線路阻抗時，在線路的兩端產生了諧波電壓（歐姆定律），諧波電壓是由諧波電流產生的。打個比方，諧波電流是蛋，在一定條件下(線路存在阻抗)，孵化出了諧波電壓這個雞，（困惑我們的可能還有先有蛋還是先有雞）

如圖2-1所示

如果特定的配電系統對于N次諧波電流的阻抗為Z­_N,諧波電流I_N在配電系統上產生的諧波電壓V_N為：

V_N=I_N*Z_N

式中：電網阻抗ZN包括了變壓器的阻抗和配電線的阻抗，如圖2-1：

這里所說的阻抗包含了電阻和電抗兩部分，電抗部分包含了電感的感抗，和電容的容抗。按照這個概念，將上圖進一步細化，就得到了下圖所示的網絡

圖中的各元素的含義如下：

L1：變壓器繞組電感

R1：變壓器繞組電阻

L2：配電線路分布電感，大約每米1μH

R2：配電線路分布電阻

C1：變壓器繞組電容+補償電容，有系統有補償電容時，可以忽略繞組的電容。

C2：配電線路分布電容：大約每米100pf，當系統有補償電容時，由于其數值很小，可以忽略。

如果不考慮系統有補償電容的情況，并且僅考慮諧波電流（頻率較低），則可以忽略C1、C2；這時系統的阻抗可以簡化為：

Z=R1+R2+Jω(L1+L2)

式中：ω為電流的角頻率，等于2πf，f是電流頻率

從上式可以看出，配電線路對于基波和諧波，以及不同次數的諧波具有不同的阻抗值，諧波的次數越高，阻抗值越大。

電網的阻抗越高，同樣的諧波電流產生的諧波電壓越大。

需要特別注意的是，配電線路的感抗是不容忽視的。

對于標準的電網（提供純凈50hz電壓），其上產生的諧波電壓是由非線性負載發出的諧波電流產生的，同樣的諧波電流在不同的條件下產生的諧波電壓不同，電源越弱（包括小容量的變壓器、自備發電機、UPS電源等），產生的諧波電壓越大；距離電源（變壓器、發電機、UPS等）越遠，諧波電壓越大。有些諧波問題僅在使用應急電源時才暴露出來。