1. Caratteristiche non lineari

I diodi, i tiristori e altri dispositivi elettronici di potenza nelle apparecchiature raddrizzatrici presentano caratteristiche voltammetriche non lineari. Prendiamo ad esempio il diodo: quando la tensione CA in ingresso è a semiciclo positivo, il diodo è positivo e la corrente può attraversarlo; a semiciclo negativo, il diodo è invertito e la corrente è quasi nulla. Questa caratteristica non varia linearmente con la tensione in ingresso, quindi la corrente e la tensione di uscita dopo la raddrizzatura non sono più onde sinusoidali standard, con conseguente formazione di armoniche.

2. Processo di commutazione

In un circuito raddrizzatore, il processo di commutazione si verifica quando la sequenza di fase dell'alimentatore CA cambia o quando dispositivi come i tiristori attivano un circuito di accensione-spegnimento e spegnimento-spegnimento. Al momento della commutazione, la corrente viene trasferita da un ramo all'altro. Grazie alla presenza di induttori, condensatori e altri componenti nel circuito, la corrente non può cambiare improvvisamente e si genera un processo transitorio, con conseguente distorsione della forma d'onda della corrente e delle armoniche. Ad esempio, in un circuito raddrizzatore a ponte trifase, il processo di commutazione del tiristore introdurrà armoniche di una frequenza specifica nella corrente di uscita.

3. Struttura del circuito

Anche la struttura circuitale del raddrizzatore influirà sulla generazione di armoniche. Ad esempio, un circuito raddrizzatore a semionda utilizza solo metà ciclo di alimentazione CA, la discontinuità della forma d'onda in uscita è più evidente e il contenuto armonico è relativamente elevato. Sebbene il circuito raddrizzatore a onda intera e il circuito raddrizzatore a ponte utilizzino l'intero ciclo di alimentazione CA, a causa delle caratteristiche della loro struttura circuitale, durante il processo di raddrizzamento si genereranno inevitabilmente armoniche.

4. Caratteristica del carico

Quando il raddrizzatore ha un carico non lineare, come un forno ad arco elettrico, un convertitore di frequenza, ecc., le caratteristiche non lineari del carico stesso distorcono la forma d'onda della corrente di ingresso del raddrizzatore, con conseguente formazione di armoniche. Prendendo ad esempio l'inverter, l'elettronica di potenza al suo interno suddivide e inverte l'alimentazione in base al segnale di controllo durante il funzionamento, in modo che la corrente di ingresso non sia più un'onda sinusoidale, ma contenga un gran numero di componenti armoniche.