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抑制諧波危害,先做好諧波分析

發(fā)布日期:2023-07-04     734 次

之前我們談過WT5000功率分析儀如何保證同時進行常規(guī)測量和諧波測量的準確性問題。但是有的同學(xué)對諧波的概念理解還不夠深入,平時測量諧波也只是讀個數(shù),并不知其所以然。今天我們就來稍微詳細地普及一下諧波的相關(guān)知識和測量要求。

 

什么是諧波呢?
 

諧波是除基波本身以外、頻率為基波整數(shù)倍的正弦波。比如我們國家的市電,電壓是220V,頻率是50Hz,這個50Hz就可以認為是市電的基波頻率,而市電中還會包含一些高頻成分,100Hz成分叫做2次諧波,150Hz成分叫做3次諧波,以此類推。

 

諧波是從哪里來的呢?
 

電網(wǎng)中各種電氣設(shè)備使用的電源整流電路、相位控制電路和其他電路里的輸入電流會在電源線路上產(chǎn)生諧波電流和電壓。當(dāng)基波和諧波結(jié)合,波形會產(chǎn)生失真,這樣就會給連接在電源線路上的裝置帶來不利影響。

 

所以我們要通過諧波分析功能,得到諧波頻率的分布情況和所占比例,從而想辦法抑制超過標準的特定諧波,保證設(shè)備正常工作。

 

 

諧波測試中的幾個常用術(shù)語
 

 

 
基波
 

當(dāng)然是一個信號中最基礎(chǔ)的波了,占有最大的比例且頻率最低的成分。

 

 
基波頻率范圍
 

是指一個諧波分析設(shè)備能夠分析的基波范圍。范圍越寬,說明設(shè)備更能適應(yīng)不同領(lǐng)域的諧波測量。例如,一臺電機變頻器在調(diào)速過程中,基波可能從幾Hz變化到幾kHz,IGBT或者SiC等功率器件的開關(guān)頻率甚至能達到幾十kHz甚至幾百kHz,電動汽車無線充電的基波頻率則大約在85kHz左右。

 

 
諧波次數(shù)
 

某個諧波的頻率是基波頻率的多少整數(shù)倍,就是該諧波的次數(shù)。奇數(shù)倍的諧波叫奇次諧波,偶數(shù)倍的就叫做偶次諧波。有些行業(yè)對高次諧波的要求很嚴格,甚至需要測量到幾百次諧波,所以也要求測量儀器具有高次諧波的分析功能。

 

 
雙諧波測量
 

功率分析儀能夠同時測試兩組不同基波頻率的諧波,叫做雙諧波測量。最典型的例子就是變頻器的輸入側(cè)和輸出側(cè)的基波頻率是不同的,如果要同步測量這兩側(cè)的諧波,就需要雙諧波測量功能。通過雙諧波功能,可以實現(xiàn)輸入諧波和輸出諧波的完全同步分析,能夠準確分析輸入和輸出諧波的相關(guān)性。

 

以上指標越高,說明儀器的諧波分析能力越強悍。橫河的WT5000 就是具有強悍的諧波分析功能的功率分析儀,可以輕松應(yīng)付各種不同諧波分析情景。它具有:

 

  • 基本功率精度:±(讀數(shù)的0.01% + 量程的0.02%)

  • 帶寬:DC, 0.1Hz~10MHz

  • 采樣率:最高10MS/s,18-bit A/D

  • 基波范圍: 0.1Hz ~300kHz

  • 最高諧波次數(shù):500次

  • 支持雙諧波測量

  • 常規(guī)測量和諧波測量同步進行

  • 線路濾波器:1MHz,100Hz ~ 100kHz(以100Hz分辨率進行精確設(shè)置)

  • 頻率濾波器:100Hz ~ 100kHz,以100Hz分辨率進行精確設(shè)置

借助高效的功率分析儀,把變頻器或功率器件中超過標準的諧波分析出來,這是前提,滿足了這個前提,工程師就可以根據(jù)行業(yè)需要,將其有效抑制,保證設(shè)備安全。

 

諧波的話題非常廣泛,不是一篇短文能講完的。以后有機會的話,我們會繼續(xù)深入探討諧波測試。如果有任何問題或者希望我們再聊一下某個話題,可以在文后留言。

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