間諧波

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發(fā)布時間：2013/9/23 16:53:47
作者：AnyWay中國

　　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（fundamental wave）；當正弦波分量的頻率是原交流信號的頻率的整數(shù)倍時，稱為諧波（harmonics）；當正弦波分量的頻率是原交流信號的頻率的非整數(shù)倍時，稱為分數(shù)諧波，也稱分數(shù)次諧波或間諧波（inter-harmonics）。

一間諧波概念

　　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（fundamental wave）；當正弦波分量的頻率是原交流信號的頻率的整數(shù)倍時，稱為諧波（harmonics）；當正弦波分量的頻率是原交流信號的頻率的非整數(shù)倍時，稱為分數(shù)諧波，也稱分數(shù)次諧波或間諧波（inter-harmonics）。

　　按照變頻電量的定義，含有間諧波的電量屬于變頻電量。

二間諧波的產(chǎn)生

01人為產(chǎn)生

　　◆ 電力線載波（Power Line Carrier - PLC）
　　電力線載波通信是利用電力線作為信息傳輸媒介進行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式，電能質量分析時，電力線載波一般被歸納為間諧波。
　　◆ SPWM
　　變頻器輸出的SPWM波形的諧波集中在載波頻率整數(shù)倍頻率附近，假設載波頻率為fc，基波頻率為fs，那么，諧波可以表示為mfc±nfs。fc/fs稱為載波比，當載波比不是整數(shù)時，mfc±nfs不能被fs整除，輸出包含間諧波。

　　◆ 異步電機定子疊頻法熱試驗
　　異步電機定子疊頻法熱試驗時，輸出電壓為主電源與副電源的疊加。例如：主電源是頻率為50Hz的正弦波，副電源是頻率為40Hz的正弦波，副電源幅值為主電源幅值的25%。此時，副電源屬于間諧波。

02非人為產(chǎn)生

　　在電網(wǎng)中，波動負載、電弧類負載（電弧爐、電弧焊機、具有磁力鎮(zhèn)流器放電類型的照明等）、靜止變頻裝置（交—直—交和交—交變頻器等）、感應電動機、整周波控制的晶閘管裝置等均可能產(chǎn)生間諧波。間諧波在電網(wǎng)中廣泛存在。隨著分布式電源的接入，智能電網(wǎng)的發(fā)展，間諧波的含量有增大趨勢。

三間諧波危害

　　間諧波的影響尚在探討中，其最主要的影響有：引起電壓波動和閃變、無源濾波器的過載（間諧波的諧振放大所致）、干擾電力線上控制、保護和通訊信號，引起機電系統(tǒng)低頻振蕩、影響以電壓過零點為同步信號的控制設備以及某些家用電器正常工作等等。因此電網(wǎng)的間諧波電壓必須控制在一定水平以下。

四間諧波分析

　　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(shù)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：

間諧波

　　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(shù)時，該正弦分量為稱為諧波，當當m/N為非整數(shù)時，該正弦分量稱為分數(shù)次諧波，也就是間諧波。