在电力系统中，非线性负载是谐波的主要来源之一。要了解这种现象的原因，首先要从电路原理入手，分析非线性负载如何影响电流和电压波形。污染产生与线性负载的不同之处在于，它与电流与电压的比率不成线性比例。因此，会产生偏离基频的附加频率分量。

一、非线性负载和电流波形失真

当正弦电压施加到典型电路中的负载时，线性负载（电阻器、电感器、电容器等）理想情况下会导致电流波形产生成比例的失真。当前的响应。然而，非线性负载（变压器、整流器、开关电源等）因其工作原理而产生和内部元件的失真特性。最常见的非线性负载是由二极管、晶体管和晶闸管等电力电子器件组成的电路。

这些电力电子元件工作时，无法像理想电阻那样平稳地控制电流。相反，它们依靠开关动作来调节电流的大小和方向。这是因为开关器件的工作原理影响了电流的流动特性，导致负载端的电流波形偏离正弦波形，产生不规则的脉冲。电流波形包含各种频率成分，特别是基波频率的整数倍的成分称为谐波。

二、变压器和整流器的特点

变压器是一种典型的供电设备。尽管它在许多能源系统中发挥着重要作用，但由于其磁饱和特性，它也是潜在的谐波源。铁芯中的磁性材料不再能够有效地响应外部电场的变化，导致电流波形失真。特别是在高负载或极端工作条件下，变压器饱和效应会变得更加明显，谐波也会变得更加明显。

整流器也是常见的非线性负载。其工作原理是将交流电（AC）转换为直流电（DC）。该过程通常使用半导体器件，例如二极管和晶闸管。电流仅在某些时段流动，而在其他时段完全切断。这种开关特性会导致电流波形发生较大变化，产生短脉冲和高次谐波。

三、逆变器和开关电源的影响

逆变器通常用于将直流电转换为交流电，广泛应用于太阳能发电、UPS电源等。逆变器中使用的功率开关元件（MOSFET、IGBT等）由于这种高频开关操作而导致负载侧电流畸变，产生多个谐波频率。特别是在逆变器频率调整过程中，由于开关频率的过度调制和干扰，谐波的产生变得更加复杂。

而且，随着开关电源作为现代电子设备的核心部件的广泛应用，谐波问题也越来越严重。开关电源通过调节开关频率来控制输出功率和电压，特别是在负载波动或开关频率较高时。电流、电压波形的畸变更加明显，产生的谐波频率甚至会影响整个电力系统的稳定性。

四、谐波的危害及处理

谐波的存在不仅会造成电流的畸变，电网电压波形具有影响，影响设备的正常运行，但也会对电网的整体效率产生负面影响，特别是在过度振荡的情况下。高频谐波会导致过热、机械损坏、能源系统故障，甚至系统崩溃。因此，有效控制非线性负载引起的谐波已成为电力系统设计和电气工程中的重要问题。

通过使用谐波滤波器、提高电力电子设备的工作效率、调整开关频率等可以有效降低谐波的影响。同时，应对电力系统的负载和电路结构进行合理设计和优化，避免高功率非线性负载集中。从电路工程的角度来看，可以在一定程度上减少谐波问题的发生。非线性负载引起谐波的主要原因是，通过电路和其他专用电力电子器件的运行机制，它们感应出电流和电压波形之间的非线性关系，导致这些附加负载出现多样性频率成分为谐波，其对电网和用电设备的影响不可忽视。因此，了解谐波产生的根源并采取有效的抑制措施对于提高电力系统稳定性和运行效率具有重要意义。