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分數諧波

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  • 發(fā)布時間:2013/9/18 16:01:46
  • 作者:hb_yinhe

定義

  間諧波是指非基波頻率整數倍的諧波。也稱分數次諧波或分數諧波。

  交流非正弦信號可以分解為不同頻率的正弦分量的線性組合。當正弦波分量的頻率與原交流信號的頻率相同時,稱為基波;當正弦波分量的頻率是原交流信號的頻率的整數倍時,稱為諧波;當正弦波分量的頻率是原交流信號的頻率的非整數倍時,稱為分數諧波,也稱分數次諧波或間諧波。

產生

  間諧波往往由較大的電壓波動或沖擊性非線性負荷所引起,所有非線性的波動負荷,如電弧焊、電焊機、各種變頻調速裝置、同步串級調速裝置及感應電動機等均為間諧波波源,電力載波信號也是一種間諧波。

在各種電壓等級供電網中都可能出現間諧波。間諧波源主要有靜止頻率變換器,循環(huán)換流器,感應電機和電弧設備等。

分析

  通常的諧波測量儀器使用傅立葉變換的方法進行諧波分析,而傅立葉變換的前提是假定所有的周期波形都是相同的,從這個角度講,傅立葉變換只適用于整數次諧波的分析。
  對于包含間諧波的信號,每個相鄰周期(基波周期)的信號可能不同,也就是說,信號是變化的,當變化滿足一定的規(guī)律時,比如說,每N個基波周期變化重復一次。我們可以將N個基波周期視為一個周期,這樣,信號就是周期信號了。對該周期信號取N個基波周期進行傅里葉變換,可以得到下述表達式:
 

 

其中:


 
當bm≥0時,


 
當bm<0時,
 

 

 

 

 
 
  ω1為基波角頻率,ω1=2πf1,f1為基波頻率,T1=1/f1為基波周期。
  Tw為傅里葉時間窗的寬度(持續(xù)時間),Tw=NT1。
  c0為直流分量。
  cm為頻率fm=mf1/N的正弦分量的幅值。當m/N為整數時,該正弦分量為稱為諧波,當當m/N為非整數時,該正弦分量稱為分數次諧波,也就是間諧波。
  WP4000變頻功率分析儀可以對傅里葉時間窗的基波周期數進行選擇,當對應的N較大時,可以準確測量間諧波。N越大,可分析的間諧波的頻率越低。

可分析間諧波的WP4000變頻功率分析儀

可分析間諧波的WP4000變頻功率分析儀

危害

  間諧波源的特點是放大電壓閃變和音頻干擾,影響電視機畫面及增大收音機噪音,造成感應電動機振動及異常。對于由電容、電感和電阻構成的無源濾波器電路,間諧波可能會被放大,嚴重時會使濾波器因諧波過載而不能正常運行,甚至造成損壞。間諧波的影響和危害等同整數次諧波電壓的影響和危害。


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