功率分析儀詳解：諧波測量的解析(三)

1、 1. 功率分析儀詳解:諧波測量的解析(三前兩節(jié),我們介紹了THD的定義以及FFT在不同的輸入條件下,會有不同的結(jié)果。我們可以把測試信號分成兩類,一種是供電的工頻信號,一種是其它信號。前一種信號是固定頻點(diǎn)的周期變化的信號,后一種信號就可以是類似變頻器輸出的PWM信號。固定頻點(diǎn)的周期變化的信號,我們可以通過固定輸入條件的FFT變化來進(jìn)行諧波分析,依照IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)(對應(yīng)國標(biāo)是:GBT-17626.7-2008電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)供電系統(tǒng)及所連設(shè)備諧波、諧間波的測量和測量儀器導(dǎo)則FFT頻譜分辨率為5Hz,那么50Hz 工頻信號就會得到10條譜線,根據(jù)IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn),通

2、常把諧波頻點(diǎn)對應(yīng)的諧波有效值和相鄰的2個(gè)譜線的平方和開根號值為對應(yīng)頻點(diǎn)的諧波子組的有效值。大家看到了,標(biāo)準(zhǔn)里面規(guī)定得很細(xì),連諧波子組的計(jì)算公式都寫出來了,根據(jù)IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)得到的諧波有效值其實(shí)是特定頻率下,特定頻譜分辨率的諧波子組的有效值。針對工頻信號,國內(nèi)國外的標(biāo)準(zhǔn)都是按照這個(gè)方式計(jì)算諧波并進(jìn)行比較的。由于工頻信號的一次諧波頻率基本固定,所以IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了它的THD公式是: 而類似變頻器輸入的PWM信號,由于其本身含有很豐富的高頻成分,用FFT去把每次高頻諧波都轉(zhuǎn)換出來比較并不合適。比如變頻器輸出基波頻率為20Hz時(shí),載波頻率有可能搞定100KHz。我們分析

3、信號的諧波,如果按20Hz為基波進(jìn)行諧波分析,那需要分析5000次諧波才能分析道100KHz,而100KHz載波的情況下,200KHz,300KHz甚至到1MHz都會有很豐富的諧波。所以這時(shí)就會發(fā)現(xiàn),用IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)的公式來分析PWM信號的諧波需要分析幾萬次甚至幾十萬次才能基波還原真實(shí)的THD。這個(gè)計(jì)算量太龐大了,并不適合實(shí)際測試應(yīng)用。因而針對變頻器等類似的輸出信號,在GB/T12668.2-2002調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)一般要求低壓交流變頻電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定中規(guī)定了另外一種THD計(jì)算公式: IEC61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)的諧波總量是把各次諧波累加起來,而GB/T12668.2標(biāo)準(zhǔn)里面的諧波總量是信號的有效值減去基波有效值。兩種方式從理論上來說都是正確的,分別適用于不同的領(lǐng)域。 P