諧波電流測試簡介

19世紀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。進入21世紀，產(chǎn)生諧波的設備類型及數(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世紀之后，諧波抑制的一個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系。因此，如何實時準確地檢測出非線性負載電流中的諧波及無功電流是有源電力濾波器(APF)的關鍵技術。瞬時功率理論是最適合有源電力濾波器對諧波進行實時檢測的方法。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，既滿足了諧波補償?shù)男枰?，還可計算基波的相位，方便進行無功補償。

根據(jù)傅立葉級數(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為周期的時間的周期函數(shù)f(t)，在連續(xù)點處，可用下述的三角函數(shù)的線性組合（傅里葉級數(shù)）來表示：

上式稱為f(t)的傅里葉級數(shù)，其中，ω=2π/T。

n為整數(shù)，n>=0。

n為整數(shù)，n>=1。

在間斷點處，下式成立：

a0/2為信號f(t)的直流分量。

令

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

對于SPWM調(diào)制的三相變頻器中，當N為整數(shù)時，不含N-2次以下的諧波。假設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。應采用寬頻帶的，運算能力較強、存儲容量較大的變頻功率分析儀。同時，選擇儀表的同時，還應選擇合適帶寬的傳感器，因為傳感器的帶寬將限制進入二次儀表的信號的有效帶寬。一般用選擇寬頻帶的電壓傳感器和電流傳感器，如：可同時測量電壓和電流的變頻功率傳感器。2100433B

諧波電流發(fā)射測試及其標準化修訂工作發(fā)展變化非常迅速，本書結合工程應用實踐經(jīng)驗，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條件及要求，諧波電流限值的起源與應用等方面的內(nèi)容，對電壓變化、電壓波動、諧波電流檢測中的數(shù)據(jù)測量、不確定度評估，以及諧波電流測定能力驗證等重要內(nèi)容，進行了提煉和總結。本書可作為電力電類專業(yè)高年級本科生、研究生教材，也可作為高校教師、從事中國強制性產(chǎn)品認證的工程技術人員參考。