諧波電流測試

根據(jù)傅立葉級(jí)數(shù)的原理，周期函數(shù)都可以展開為常數(shù)與一組具有共同周期的正弦函數(shù)和余弦函數(shù)之和。

滿足Dirichlet條件的、以T為周期的時(shí)間的周期函數(shù)f(t)，在連續(xù)點(diǎn)處，可用下述的三角函數(shù)的線性組合（傅里葉級(jí)數(shù)）來表示：

上式稱為f(t)的傅里葉級(jí)數(shù)，其中，ω=2π/T。

n為整數(shù)，n>=0。

n為整數(shù)，n>=1。

在間斷點(diǎn)處，下式成立：

a0/2為信號(hào)f(t)的直流分量。

令

c1為基波幅值，cn為n次諧波的幅值。c1有時(shí)也稱一次諧波的幅值。a0/2有時(shí)也稱0次諧波的幅值。

諧波的頻率必然也等于基波的頻率的整數(shù)倍，基波頻率3倍的波稱之為三次諧波，基波頻率5倍的波稱之為五次諧波，以此類推。不管幾次諧波，他們都是正弦波。

變頻器、整流器等的輸出波形可能含有較高次的諧波，而常規(guī)的諧波分析設(shè)備主要適用電網(wǎng)諧波分析，諧波分析次數(shù)一般在40次以下。

對(duì)于變頻器、整流器而言，其諧波分布與電網(wǎng)不同，電網(wǎng)諧波主要為低次諧波，而變頻器的諧波主要為集中在載波頻率整數(shù)倍附近的高次諧波。

六脈整流變頻器輸入電流波形含有較大的諧波，其諧波主要為6k±1次，k為整數(shù)，且k≥1。類似的，12脈整流的輸入電流的諧波主要為12k±1次，k為整數(shù)，且k≥1。

假設(shè)變頻器為P脈整流，那么，變頻器的輸入電流中，不包含P-1次以下的諧波，其諧波主要為Pk±1次，k為整數(shù)，且k≥1。

對(duì)于SPWM調(diào)制的三相變頻器中，當(dāng)N為整數(shù)時(shí)，不含N-2次以下的諧波。假設(shè)fs=50z，fc=2kHz，則N=40，變頻器輸出不含38次以下的諧波。

且諧波頻率為kfc±m(xù)fs，其中ks=1,2,3,4,5,6,7....k1=1,2,4,5,7...一般的諧波分析設(shè)備只能分析40次以下的諧波，不能測量變頻器輸出或整流器輸入的的高次諧波。應(yīng)采用寬頻帶的，運(yùn)算能力較強(qiáng)、存儲(chǔ)容量較大的變頻功率分析儀。同時(shí)，選擇儀表的同時(shí)，還應(yīng)選擇合適帶寬的傳感器，因?yàn)閭鞲衅鞯膸拰⑾拗七M(jìn)入二次儀表的信號(hào)的有效帶寬。一般用選擇寬頻帶的電壓傳感器和電流傳感器，如：可同時(shí)測量電壓和電流的變頻功率傳感器。2100433B

19世紀(jì)50年代之前，諧波電流是由電氣化鐵路和工業(yè)的直流調(diào)速傳動(dòng)裝置所用的，由交流變換為直流電的水銀整流器所產(chǎn)生的。進(jìn)入21世紀(jì)，產(chǎn)生諧波的設(shè)備類型及數(shù)量均已劇增，并將繼續(xù)增長。所以，我們必須很慎重地考慮諧波和它的不良影響，以及如何將不良影響減少到最小。

21世紀(jì)之后，諧波抑制的一個(gè)重要趨勢是采用有源電力濾波器(Active Power Filter—APF)。而該濾波器性能的好壞與它所采用的諧波電流檢測方法有很大關(guān)系。因此，如何實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地檢測出非線性負(fù)載電流中的諧波及無功電流是有源電力濾波器(APF)的關(guān)鍵技術(shù)。瞬時(shí)功率理論是最適合有源電力濾波器對(duì)諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的方法。方法一，采用低通濾波器濾波(LPF)方式得出基波電流分量，然后與被檢測電流相減，最終得出諧波電流分量。方法二，直接使用高通濾波器(HPF)來得到諧波電流分量，而不再需要與被檢測電流相減，從而使檢測裝置得到進(jìn)一步簡化，方法三，直接測量含諧波的電流，通過傅里葉變換得到基波電流和諧波電流，既滿足了諧波補(bǔ)償?shù)男枰?，還可計(jì)算基波的相位，方便進(jìn)行無功補(bǔ)償。

諧波電流發(fā)射測試及其標(biāo)準(zhǔn)化修訂工作發(fā)展變化非常迅速，本書結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析了諧波電流發(fā)射測試涉及的電磁兼容檢測規(guī)約及其影響，諧波電流測試基本試驗(yàn)條件及要求，諧波電流限值的起源與應(yīng)用等方面的內(nèi)容，對(duì)電壓變化、電壓波動(dòng)、諧波電流檢測中的數(shù)據(jù)測量、不確定度評(píng)估，以及諧波電流測定能力驗(yàn)證等重要內(nèi)容，進(jìn)行了提煉和總結(jié)。本書可作為電力電類專業(yè)高年級(jí)本科生、研究生教材，也可作為高校教師、從事中國強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證的工程技術(shù)人員參考。