Harmonik dediğimiz, 50 Hz'in katları cinsindeki akım ve gerilimlerdir. Örneğin beşinci harmonik akımı, 250 Hz'de çekilen akımdır.
Neden böyle akımlar ve gerilimler oluşur derseniz, lineer olmayan yüklerden kaynaklanır diyebiliriz. Örneğin üç fazlı bir motor hız kontrol cihazı ağırlıklı olarak 5. ve 7. (yani 250Hz ve 350Hz) oluşturur.
Daha detaya inersek, doğrultucudaki diyotlar, ancak
Şebeke gerilimi, dc aragerilim değerinden büyük olduğu anlarda (yani sinüs dalgasının sadece çok kısa bir tepe noktasında) iletime geçebilir. Böylece çektiği akım sinüzoidal olmayan, ama periyodik bir sinyal olur. Fransız matematikçi Fourier tarafından ortaya konduğu üzere, her periyodik dalga, frekansları farklı sonsuz sayıda sinüs dalgasının toplamı olarak ifade edilebilir. Böylece, bu akımı sonsuza kadar uzanan ve temel frekansın (50Hz) katlarının toplamı olarak ifade edebiliriz.
i_toplam=i1 + i2 +i3 + i4 + i5 + ...
Pratikte, sistemin açma/kapama, yani pals sayısını biliyorsak, oluşacak harmonikleri tahmin edebiliriz. Bunun formülü:
(k X p) +- 1 şeklindedir.
k=1,2,3,...
p=Pals sayısı
Örneğin 3 fazlı inverterin girişinde 6 diyod vardır ve 6 palslıdır. O halde oluşacak harmonikler 5,7,11,13,... gibidir. Özel bir durum olmadıkça düşük frekanslı harmoniklerin büyüklüğü daha fazladır. Bu nedenle 19'dan sonraki harmonikler (yüksek frekanstaki bozucu etkileri dışında) dikkate alınmaz. 2,4,6,... gibi çift sayılı harmonikler de pratikte karşımıza çıkmaz.
Güç faktörü, harmonikler dahil tüm akımların rms toplamının temel frekansa (yani 50 Hz'e) oranını gösterir. Her frekanstaki tüm akımların karelerinin toplamının karekökü alınır. 50 Hz'deki akım bölü bu akım, güç faktörüdür.
Güç faktörü ve cos fi apayrı şeylerdir. Bir örnek vermek gerekirse, inverterlerin girişindeki cos fi neredeyse 1'dir. Oysa güç faktörleri 0.6-0.7 dolayındadır. Güç faktörünün kötü olması (Yani 1'den epeyce düşük olması) enerjinin sarfedildiği, ısıya dönüştüğü anlamına gelmez. Sadece, böyle bir tesisi besleyecek trafo ve jeneratör seçimine dikkat edilmesi gerektiği anlamına gelir.
İşte bu nedenle, güç faktörünün değeri, trafo ve jeneratör seçiminde önemlidir. Jeneratör ve trafonun kVA ve kW değerleri genelde güç faktörü=1 için verilir. Tesisteki güç faktörünün düşük olduğu durumlarda trafo ve jeneratör imalatçısına danışılır, ona göre seçim yapılır.
