簡介
首先,諧波是電源形通過傅立葉變換而産生的,為基波和多次諧波。比如說家用220V50Hz，這就是基波,其他的雜質波形可能有100Hz，150Hz，250Hz……等各種頻率的波，它們分别就是2諧波，3次諧波，5次諧波等，即工頻50Hz的倍數。諧波次數可以達到50次甚至更多，我們把隻要不是基波的諧波統稱為高次諧波。
傅裡葉級數
法國數學家傅裡葉在1807年就寫成關于熱傳導的基本論文《熱的傳播》，向巴黎科學院呈交，但經拉格朗日、拉普拉斯和勒讓德審閱後被科學院拒絕，1811年又提交了經修改的論文，該文獲科學院大獎，卻未正式發表。傅裡葉在論文中推導出著名的熱傳導方程，并在求解該方程時發現解函數可以由三角函數構成的級數形式表示，從而提出任一函數都可以展成三角函數的無窮級數。傅裡葉級數（即三角級數）、傅裡葉分析等理論均由此創始。
1822年，傅裡葉出版了專着《熱的解析理論》（Theorieanalytique de la Chaleur,Didot,Paris,1822）。這部經典着作将歐拉、伯努利等人在一些特殊情形下應用的三角級數方法發展成内容豐富的一般理論，三角級數後來就以傅裡葉的名字命名。傅裡葉應用三角級數求解熱傳導方程，為了處理無窮區域的熱傳導問題又導出了當前所稱的“傅裡葉積分”，這一切都極大地推動了偏微分方程邊值問題的研究。然而傅裡葉的工作意義遠不止此，它迫使人們對函數概念作修正、推廣，特别是引起了對不連續函數的探讨；三角級數收斂性問題更刺激了集合論的誕生。因此，《熱的解析理論》影響了整個19世紀分析嚴格化的進程。傅立葉1822年成為科學院終身秘書。
根據傅裡葉級數的原理，周期函數都可以展開為常數與一組具有共同周期的正弦函數和餘弦函數之和。
上式稱為f(t)的傅裡葉級數，其中，ω=2π/T。
n=0，1，2，3，…。
n=1，2，3，4，…。
在間斷點處，下式成立：
a/2為信号f(t)的直流分量。
令c為基波幅值，cn為n次諧波的幅值。c有時也稱一次諧波的幅值。a/2有時也稱0次諧波的幅值。
諧波的頻率必然也等于基波的頻率的整數倍，基波頻率3倍的波稱之為三次諧波，基波頻率5倍的波稱之為五次諧波，以此類推。不管幾次諧波，他們都是正弦波。
高于基波頻率的諧波，稱為高次諧波，高次諧波的頻率是基波頻率的整數倍。或者說頻率為基波頻率2倍以上的正弦波均為高次諧波。
測量
諧波分析是信号處理的一種基本手段。在電力系統的諧波分析中，主要采用各種諧波分析儀分析電網電壓、電流信号的諧波，該類儀表的諧波分析次數一般在40次以下。對于變頻器而言，其諧波分布與電網不同，電網諧波主要為低次諧波，而變頻器的諧波主要為集中在載波頻率整數倍附近的高次諧波，一般的諧波分析設備隻能分析50次以下的諧波，不能測量變頻器輸出的高次諧波。
對于PWM波，當載波頻率固定時，諧波的頻率範圍相對固定，而所需分析的諧波次數，與基波頻率密切相關，基波頻率越低，需要分析的諧波次數越高。一般宜采用寬頻帶的，運算能力較強、存儲容量較大的變頻功率分析儀，根據需要，其諧波分析的次數可達數百甚至數千次。例如，當載波頻率為2kHz，基波頻率為50Hz時，其40次左右的諧波含量最大；當基波頻率為5Hz時，其400次左右的諧波含量最大，需要分析的諧波次數一般至少應達到2000次。
同時，選擇儀表的同時，還應選擇合适帶寬的傳感器，因為傳感器的帶寬将限制進入二次儀表的信号的有效帶寬。一般用選擇寬頻帶的變頻電壓傳感器、變頻電流傳感器或電壓、電流組合式的變頻功率傳感器。
具體危害
①引起電動機附加發熱，導緻電動機的額外溫升。n②高次諧波使變頻器輸出電壓波形失真，輸出電壓中會疊加由于開關開閉時産生的浪湧電壓。該浪湧電壓的峰值很高，可對電動機絕緣産生不良影響，甚至會擊穿絕緣。n③諧波還會引起電動機轉矩脈動，産生振動和噪聲。
高次諧波的危害具體表現在以下幾個方面：
變壓器
電流和電壓諧波将增加變壓器銅損和鐵損，結果使變壓器溫度上升，影響絕緣能力，造成容量裕度減小。諧波還能産生共振及噪聲。
感應電動機
電流和電壓諧波同樣使電動機銅損和鐵損增加，溫度上升。同時諧波電流會改變電磁轉距，産生振動力矩，使電動機發生周期性轉速變動，影響輸出效率，并發出噪聲。
電力電容器
當高次諧波産生時，由于頻率增大，電容器阻抗瞬間減小，湧入大量電流，因而導緻過熱、甚至損壞電容器，還有可能發生共振，産生振動和噪聲，甚至爆炸。
開關設備
由于諧波電流使開關設備在起動瞬間産生很高的電流變化率，使暫态恢複峰值電壓增大，破壞絕緣，還會引起開關跳脫、引起誤動作。
保護電器
電流中含有的諧波會産生額外轉距，改變電器動作特性，引起誤動作，甚至改變其操作特性，或燒毀線圈。
計量儀表
計量儀表因為諧波會造成感應盤産生額外轉距，引起誤差，降低精度，甚至燒毀線圈。
電力電子設備
電力電子設備通常靠精确電源零交叉原理或電壓波形的形态來控制和操作，若電壓有諧波成分時，零交叉移動、波形改變、以緻造成許多誤動作。
其它
高次諧波還會對電腦、通信、設備電視及音響設備、載波遙控設備等産生幹擾，使通信中斷，産生雜訊，甚至發生誤動作，另外還會對照明設備産生影響。
治理方法
從設計制造角度
選用IGBT功率元件，空間電壓矢量控制，多相疊加，例如六相，十二相，多重化移相，調制過程中選擇合理的參數值等。一般以高品位，名牌和采用新技術的産品為好。
從使用安裝角度
1、采用進線AC電抗器，出線采用DC電抗器或正弦濾波器；
2、不共用地線，分開供電電源（變頻器，受幹擾設備分開供電）；
3、易受幹擾的設備采用隔離電感器供電；
4、變頻器出線與進線采用屏蔽線并接地，且分開一定距離；進、出線穿金屬管并接地；輸出使用四芯電纜（一芯接地），電機外殼接地，變頻器單獨接地；
5、采用絕緣型電源變壓器（中性點不接地）；
6、縮短線路長度；
7、電源線和信号線單獨敷設，避免交叉，不能避免時，必須垂直交叉，絕對不能平等敷設；
8、信号線屏蔽層不接到電機或變頻器的地，而應該接到控制線路的公共端；
9、必要時可采用零序電抗器、電湧吸收器、電湧抑制器，輸入抑制電抗器；使用絞線布線。亦可降低變頻器的載波頻率來消除幹擾的影響。一般頻率降低幹擾會下降，但噪音可能要大些，電流波形平滑性要差些。具體可根據現場調試而定，必須時采用專用的變頻電機。
采用以上對策後，基本可消除高次諧波的幹擾或大大減弱高次諧波的影響。以上諸多措施，隻是選其中幾項即可，按現場具體條件、情況而定。
特征量
綜述
為了便于諧波的計量和管理，在實際工作中常需用數字來集中表征畸變波形的某種特性,因此定義了一些特征量,諸如畸變率、諧波含量、通信幹擾指标(TIF)、波幅系數、波形系數等,其中畸變率和諧波含量應用最廣泛。
畸變率
表征波形畸變的程度。它是衡量電能質量的一個指标。各次諧波電壓的有效值的均方根值與額定電壓或其基波電壓有效值的百分比，稱為電壓正弦波形畸變率，簡稱畸變率，即許多國家規定低壓供電電壓的畸變率不許超過5%。
諧波含量
工程上常要求給出電壓或電流畸變波形中某次諧波的含量，以便于監測和采取防治措施。定義電壓（或電流）畸變波形的第幾次諧波含量等于第幾次諧波電壓（或電流）有效值n（或n）與其基波電壓(或電流)有效值1（或1）的百分比。
抑制方法
考慮
供電部門在确定新接入用戶的諧波含量允許值時，除考慮系統中原有的諧波含量外，還應為以後接入系統的負荷留有逾度。
措施
在産生諧波含量較大的負荷點裝設電力濾波器是抑制諧波電流流入電網而造成危害的一個重要措施。電力濾波器的另一個作用是提供部分以至全部容量的無功補償以改善負荷的功率因數。對于無功沖擊較大的負荷,如粗軋機等,往往需要安裝快速動态無功補償裝置（如靜止無功補償器）和電力濾波器。單調諧濾波器對某次諧波呈低電阻，因而僅對某次諧波調諧。單調諧濾波器的品質因數,一般為30～60。
雙調諧濾波器的阻抗特性與兩個并聯的單調諧濾波器的阻抗特性相近似，因此它比較經濟，但調諧較難。
高通濾波器在高于某一頻率的很寬的頻率範圍内呈低阻抗h≈。高通濾波器的品質因數,一般為0.7～1.4。
