1. ลักษณะไม่เชิงเส้น

ไดโอด ไทริสเตอร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังอื่นๆ ในอุปกรณ์เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้ามีลักษณะโวลแทมเมทรีแบบไม่เชิงเส้น ยกตัวอย่างไดโอด เมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับขาเข้าอยู่ในครึ่งวงกลมบวก ไดโอดจะเป็นบวกและกระแสไฟฟ้าสามารถผ่านได้ เมื่ออยู่ในครึ่งวงกลมลบ ไดโอดจะกลับขั้วและกระแสไฟฟ้าจะเกือบเป็นศูนย์ ลักษณะนี้จะไม่เปลี่ยนแปลงเชิงเส้นกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ดังนั้นกระแสไฟฟ้าขาออกและแรงดันไฟฟ้าหลังจากการแปลงกระแสไฟฟ้าจะไม่ใช่คลื่นไซน์มาตรฐานอีกต่อไป ส่งผลให้เกิดฮาร์โมนิก

2. กระบวนการเปลี่ยนแปลง

ในวงจรเรียงกระแส กระบวนการสับเปลี่ยนจะเกิดขึ้นเมื่อลำดับเฟสของแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับเปลี่ยนแปลงหรือเมื่ออุปกรณ์เช่นไทริสเตอร์กระตุ้นการเปิด-ปิดและปิด-ปิด ในช่วงเวลาของการสับเปลี่ยน กระแสไฟฟ้าจะถูกโอนจากสาขาหนึ่งไปยังอีกสาขาหนึ่ง เนื่องจากมีตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุ และส่วนประกอบอื่นๆ ในวงจร กระแสไฟฟ้าจึงไม่สามารถเปลี่ยนแปลงทันที และจะเกิดกระบวนการชั่วคราวขึ้น ส่งผลให้รูปคลื่นของกระแสไฟฟ้าและฮาร์มอนิกบิดเบือน ตัวอย่างเช่น ในวงจรเรียงกระแสแบบสะพานสามเฟส กระบวนการสับเปลี่ยนของไทริสเตอร์จะนำฮาร์มอนิกของความถี่เฉพาะเข้าสู่กระแสไฟฟ้าขาออก

3.โครงสร้างวงจร

โครงสร้างวงจรของอุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้าจะส่งผลต่อการสร้างฮาร์มอนิกด้วย ตัวอย่างเช่น วงจรแปลงกระแสไฟฟ้าแบบครึ่งคลื่นใช้แหล่งจ่ายไฟ AC เพียงครึ่งรอบเท่านั้น ความไม่ต่อเนื่องของรูปคลื่นเอาต์พุตนั้นชัดเจนกว่า และเนื้อหาฮาร์มอนิกก็ค่อนข้างสูง แม้ว่าวงจรแปลงกระแสไฟฟ้าแบบคลื่นเต็มคลื่นและวงจรแปลงกระแสไฟฟ้าแบบสะพานจะใช้แหล่งจ่ายไฟ AC ทั้งรอบ แต่เนื่องจากลักษณะเฉพาะของโครงสร้างวงจร ฮาร์มอนิกจึงเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในกระบวนการแปลงกระแสไฟฟ้า

4. ลักษณะการรับน้ำหนัก

เมื่ออุปกรณ์เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้ามีโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น เช่น เตาเผาไฟฟ้า เครื่องแปลงความถี่ เป็นต้น ลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นของโหลดเองจะทำให้รูปคลื่นกระแสไฟฟ้าอินพุตของอุปกรณ์เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าบิดเบือน ส่งผลให้เกิดฮาร์มอนิกส์ เมื่อนำอินเวอร์เตอร์มาเป็นตัวอย่าง วงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าภายในจะสับและกลับแหล่งจ่ายไฟตามสัญญาณควบคุมขณะทำงาน ทำให้กระแสอินพุตไม่ใช่คลื่นไซน์อีกต่อไป แต่ประกอบด้วยส่วนประกอบฮาร์มอนิกส์จำนวนมาก