谐波分析和测量要求，有效抑制谐波伤害！

岁月凉兮

　　有的同学对谐波的概念理解还不够深入，平时测量谐波也只是读个数，并不知其所以然。今天我们就来稍微详细地普及一下谐波的相关知识和测量要求。
　　
　　什么是谐波呢？
　　
　　谐波是除基波本身以外、频率为基波整数倍的正弦波。比如我们国家的市电，电压是220V，频率是50Hz，这个50Hz就可以认为是市电的基波频率，而市电中还会包含一些高频成分，100Hz成分叫做2次谐波，150Hz成分叫做3次谐波，以此类推。
　　
　　谐波是从哪里来的呢？
　　
　　电网中各种电气设备使用的电源整流电路、相位控制电路和其他电路里的输入电流会在电源线路上产生谐波电流和电压。当基波和谐波结合,波形会产生失真,这样就会给连接在电源线路上的装置带来不利影响。
　　
　　所以我们要通过谐波分析功能，得到谐波频率的分布情况和所占比例，从而想办法抑制超过标准的特定谐波，保证设备正常工作。
　　
　　谐波测试中的几个常用术语
　　
　　基波：
　　
　　当然是一个信号中最基础的波了，占有最大的比例且频率最低的成分。
　　
　　基波频率范围：
　　
　　是指一个谐波分析设备能够分析的基波范围。范围越宽，说明设备更能适应不同领域的谐波测量。例如，一台电机变频器在调速过程中，基波可能从几Hz变化到几kHz，IGBT或者SiC等功率器件的开关频率甚至能达到几十kHz甚至几百kHz，电动汽车无线充电的基波频率则大约在85kHz左右。
　　
　　谐波次数：
　　
　　某个谐波的频率是基波频率的多少整数倍，就是该谐波的次数。奇数倍的谐波叫奇次谐波，偶数倍的就叫做偶次谐波。有些行业对高次谐波的要求很严格，甚至需要测量到几百次谐波，所以也要求测量仪器具有高次谐波的分析功能。
　　
　　双谐波测量：
　　
　　功率分析仪能够同时测试两组不同基波频率的谐波，叫做双谐波测量。最典型的例子就是变频器的输入侧和输出侧的基波频率是不同的，如果要同步测量这两侧的谐波，就需要双谐波测量功能。通过双谐波功能，可以实现输入谐波和输出谐波的完全同步分析，能够准确分析输入和输出谐波的相关性。
　　
　　以上指标越高，说明仪器的谐波分析能力越强悍。横河的WT5000 就是具有强悍的谐波分析功能的功率分析仪，可以轻松应付各种不同谐波分析情景。它具有：
　　
　　基本功率精度：±(读数的0.01% + 量程的0.02%)
　　
　　带宽：DC, 0.1Hz~10MHz
　　
　　采样率：最高10MS/s，18-bit A/D
　　
　　基波范围: 0.1Hz ~300kHz
　　
　　最高谐波次数：500次
　　
　　支持双谐波测量
　　
　　常规测量和谐波测量同步进行
　　
　　线路滤波器：1MHz，100Hz ~ 100kHz（以100Hz分辨率进行精确设置）
　　
　　频率滤波器：100Hz ~ 100kHz，以100Hz分辨率进行精确设置
　　
　　借助高效的功率分析仪，把变频器或功率器件中超过标准的谐波分析出来，这是前提，满足了这个前提，工程师就可以根据行业需要，将其有效抑制，保证设备安全。
　　
　　谐波的话题非常广泛，不是一篇短文能讲完的。以后有机会的话，我们会继续深入探讨谐波测试。