基波和諧波詳解分析

五、諧波的引數

5.1、諧波電流：諧波電流是由裝置或系統引入的非正弦特性電流。諧波電流疊加在主電源上；

5.2、諧波電壓：諧波電壓是由諧波電流和配電系統上產生的阻抗導致的電壓降；

六、與諧波有關的引數定義

6.1、阻抗：阻抗是在特定頻率下配電系統某一點產生的電阻。阻抗取決於變壓器和連在系統上的用電裝置，以及所採用導體的截面積和長度。

6.2、阻抗係數：阻抗係數是 af （載波）阻抗相對於 50hz （基波）阻抗的比率。

6.3、諧振：在配電系統裡的裝置，與它們存在的電容 ( 電纜，補償電容器等 ) 和電感 ( 變壓器，電抗線圈等 ) 形成共振電路。

後者能夠被系統諧波激勵而成為諧振。配電系統諧波的乙個原因是變壓器鐵芯非線性磁化的特性。在這種情況下主要的諧波是 3 次的；它在全部導體內與單相分量具有相同的長度，因而在星形點上不能消除。

6.4、諧振頻率：每個電感和電容的連線形成乙個具有特定共振頻率的諧振電路。乙個網路有幾個電感和電容就有幾個諧振頻率。

6.5、併聯諧振頻率：網路阻抗達到最大值的頻率。在併聯諧振電路中，電流分量 i l 和 i c 大於總電流 i 。

6.6、串聯諧振頻率：網路的阻抗水平達到最小的頻率。在串聯諧振電路內分路電壓 u l 和 u c 大於總電壓 u 。

6.7、串聯諧振諧電路：由電感（電抗器）和電容（電容器）串聯的電路。

6.8、無功功率：電動機和變壓器的磁能部分，以及用於能量交換目的的功率轉換器等處需要無功功率q 。

與有功功率不同，無功功率並不做功。計量無功功率的單位是 var 或 kvar 。

6.9、無功功率補償：供電部門規定乙個最小功率因數以避免電能浪費。

如果乙個工廠的功率因數小於這個最小值，它要為無功功率的部分付費。否則它就應該用電容器提高功率因數，這就必須在用電裝置上併聯安裝電容器。

基波定義：將非正弦週期訊號按傅利葉級數展開，頻率與原訊號頻率相同的量。

復合波的最低頻率分量。

在複雜的週期性振盪中,包含基波和諧波。和該振盪最長週期相等的正弦波分量稱為基波。相應於這個週期的頻率稱為基本頻率。頻率等於基本頻率的整倍數的正弦波分量稱為諧波。

諧波定義：其頻率為基波的倍數的輔波或分量。

定義：從嚴格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量，一般是指對週期性的非正弦電量進行傅利葉級數分解，其餘大於基波頻率的電流產生的電量。從廣義上講，由於交流電網有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波，這時「諧波」這個詞的的意義已經變得與原意有些不符。

正是因為廣義的諧波概念，才有了「分數諧波」、「間諧波」、「次諧波」等等說法。

產生的原因：由於正弦電壓加壓於非線性負載，基波電流發生畸變產生諧波。主要非線性負載有ups、開關電源、整流器、變頻器、逆變器等。

諧波的分類:諧波是正弦波，每個諧波都具有不同的頻率，幅度與相角。諧波頻率是基波頻率的整倍數，根據法國數學家傅利葉(m．fourier)分析原理證明，任何重複的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波分量。

根據諧波頻率的不同，可以分為：

奇次諧波:額定頻率為基波頻率奇數倍的諧波，被稱為「奇次諧波」，如3、5、7次諧波；

偶次諧波:額定頻率為基波頻率偶數倍的諧波，被稱為「偶次諧波」，如2、4、6、8次諧波。

一般地講，奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。

在平衡的三相系統中，由於對稱關係，偶次諧波已經被消除了，只有奇次諧波存在。對於三相整流負載，出現的諧波電流是6n±1次諧波，例如5、7、11、13、17、19等。變頻器主要產生5、7次諧波。

分量諧波:頻率為基波非整數倍的分量稱為間諧波，有時候也將低於基波的間諧波稱為次諧波,次諧波可看成直流與工頻之間的間諧波。