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分数谐波

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  • 发布时间:2013/9/18 16:01:46
  • 作者:银河电气

定义

  间谐波是指非基波频率整数倍的谐波。也称分数次谐波或分数谐波。

  交流非正弦信号可以分解为不同频率的正弦分量的线性组合。当正弦波分量的频率与原交流信号的频率相同时,称为基波;当正弦波分量的频率是原交流信号的频率的整数倍时,称为谐波;当正弦波分量的频率是原交流信号的频率的非整数倍时,称为分数谐波,也称分数次谐波或间谐波。

产生

  间谐波往往由较大的电压波动或冲击性非线性负荷所引起,所有非线性的波动负荷,如电弧焊、电焊机、各种变频调速装置、同步串级调速装置及感应电动机等均为间谐波波源,电力载波信号也是一种间谐波。

在各种电压等级供电网中都可能出现间谐波。间谐波源主要有静止频率变换器,循环换流器,感应电机和电弧设备等。

分析

  通常的谐波测量仪器使用傅立叶变换的方法进行谐波分析,而傅立叶变换的前提是假定所有的周期波形都是相同的,从这个角度讲,傅立叶变换只适用于整数次谐波的分析。
  对于包含间谐波的信号,每个相邻周期(基波周期)的信号可能不同,也就是说,信号是变化的,当变化满足一定的规律时,比如说,每N个基波周期变化重复一次。我们可以将N个基波周期视为一个周期,这样,信号就是周期信号了。对该周期信号取N个基波周期进行傅里叶变换,可以得到下述表达式:
 

 

其中:


 
当bm≥0时,


 
当bm<0时,
 

 

 

 

 
 
  ω1为基波角频率,ω1=2πf1,f1为基波频率,T1=1/f1为基波周期。
  Tw为傅里叶时间窗的宽度(持续时间),Tw=NT1。
  c0为直流分量。
  cm为频率fm=mf1/N的正弦分量的幅值。当m/N为整数时,该正弦分量为称为谐波,当当m/N为非整数时,该正弦分量称为分数次谐波,也就是间谐波。
  WP4000变频功率分析仪可以对傅里叶时间窗的基波周期数进行选择,当对应的N较大时,可以准确测量间谐波。N越大,可分析的间谐波的频率越低。

可分析间谐波的WP4000变频功率分析仪

可分析间谐波的WP4000变频功率分析仪

危害

  间谐波源的特点是放大电压闪变和音频干扰,影响电视机画面及增大收音机噪音,造成感应电动机振动及异常。对于由电容、电感和电阻构成的无源滤波器电路,间谐波可能会被放大,严重时会使滤波器因谐波过载而不能正常运行,甚至造成损坏。间谐波的影响和危害等同整数次谐波电压的影响和危害。

 

  作者:hb_yinhe

  湖南银河电气有限公司(http://www.vfe.cc)


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