定义

变频器基波与谐波波形图

通过傅立叶级数对谐波的分析表明，任何周期性变化的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波整数倍数的谐波的正弦波分量。

变频器谐波是一个周期量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，变频器谐波的幅值大小和谐波相对于基波的相位关系都是影响这个周期量的重要因素。通俗地说，基波频率是50HZ，那么谐波就是频率为100HZ、150HZ、200HZ...N*50HZ的正弦波。

产生机理

实际上不限于变频器，晶闸管供电的直流电动机、无换向器电动机等凡是在电源侧有整流回路的，都将产生因其非线性引起的高次谐波。

2.1、变频器输入端谐波产生机理

变频器的主电路一般为交一直一交组成，外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压，经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在整流回路中，输入电流的波形为不规则的矩形波，波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波，谐波次数通常为6n±1次高次谐波，其中的高次谐波将干扰输入供电系统。如果电源侧电抗充分小、换流重叠角"可以忽略，那么n次高次谐波为基波电流的1/n。

2.2、变频器输出端谐波产生机理

在逆变输出回路中，输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形。对于GTR大功率逆变元件，其PWM的载波频率为2-3kHz，而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样，输出回路电流信号也可分解为只含基波和其他各次谐波。

特性

3.1、变频器谐波有功功率是由非线性负荷产生；

3.2、变频器谐波有功方向与基波有功方向相反，即由用户端送入电网；

3.3、对于变频器谐波源用户而言，其计量入口处的总有功将是基波有功和谐波有功之代数和（实为相减）；

3.4、非线性负荷在其工作过程中将基波的部分功率转变成谐波有功，谐波有功将在网络内流动，并在各输配电元件和其他设备中产生损耗和干扰；

危害

通常来讲，变频器谐波对容量相对较大的电力系统影响不很明显；而对容量小的电力系统，变频器谐波产生的干扰就不可忽视，它对公用电网是一种污染。

变频器谐波污染对电力系统的危害是严重的，主要有以下几个方面：

4.1、变频器谐波降低电力设备使用寿命