查看“︁谐波失真”︁的源代码

{| class="wikitable" style="float: right; width: 320px; margin-left: 1em; font-size: 90%; border: 1px solid #a2a9b1;"
|+ style="font-weight: bold; font-size: 1.2em; padding: 5px;" | 谐波失真 (THD)
|-
! style="background-color: #f2f2f2; width: 30%;" | 外文名
| Total Harmonic Distortion
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 衡量对象
| 电流、电压波形畸变
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 计算基础
| 傅里叶变换 (FFT)
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 关键标准
| IEC 61000-3-2 (限值要求)
|}

'''谐波失真'''（Total Harmonic Distortion, THD）是指信号中谐波成分的有效值与基波成分有效值之比。它用于表征交流电网或电子系统中非线性负载导致的波形畸变程度。

== 数学定义 ==

通常使用 '''THD''' 来定量描述：

:<math>THD = \frac{\sqrt{I_2^2 + I_3^2 + I_4^2 + \dots + I_n^2}}{I_1}</math>

其中：
* <math>I_1</math> 是基波电流（如 50Hz 或 60Hz）。
* <math>I_2, I_3 \dots I_n</math> 是各次高次谐波电流。



== 产生原因 ==

谐波主要由'''非线性负载'''产生。当正弦波电压施加在这些负载上时，流过的电流不再是正弦波：
* '''开关电源 (SMPS)：''' 整流二极管和滤波电容仅在电压峰值附近导通，产生尖峰脉冲电流。
* '''变频器 (VFD)：''' 逆变电路的高频切换产生的开关频率及其谐波。
* '''饱和元件：''' 变压器、电感器在磁饱和状态下引起的波形畸变。

== 危害与影响 ==

# '''电网污染：''' 大量的谐波电流会导致电网电压波形畸变，影响同一电网内的灵敏设备（如医疗监护仪）。
# '''损耗与发热：''' 谐波在变压器和电机中产生额外的涡流损耗，导致过热。
# '''中性线电流：''' 三相四线制系统中，3次及其倍数谐波在零线上叠加，可能导致中性线过载起火。
# '''EMC 失败：''' 谐波是[[传导干扰]]的主要分量，直接导致低频段测试超标。

== 抑制方法 ==

针对谐波失真，工程上常用的整改手段包括：

* '''[[PFC]] (功率因数校正)：''' 通过主动或被动电路强制电流跟随电压波形，这是降低 THD 最有效的方法。
* '''滤波器：''' 在输入端加装低通滤波器或陷波器，吸收特定频率的谐波。
* '''增加多相整流：''' 在大功率系统中采用 12 脉整流或更高阶的拓扑来抵消低次谐波。

== 参见 ==
* [[功率因数]]
* [[PFC]]
* [[傅里叶变换]]
* [[IEC 61000-3-2]]

[[Category:电力电子]]
[[Category:电磁兼容]]