国际电子技术委员会(IEC international electrotechnical commission) 制定的有关电磁兼容(EMC electromagnetic compatibility), 其中与电源有关的法规IEC61000-4-13中, 有输入交流电压的谐波(harmonic)与间谐波(interharmonics)的测试项目, 是个较陌生的题目. 一般工程师或测试人员都不太了解何谓交流电压的谐波与间谐波成份? 测试的目的是什么? 它对电源供应器又有什么影响? 此文就针对此议题来做探讨.
何谓电压的谐波(harmoinc)成份?
一般来说, 理想的交流电源应是纯正弦波形, 但因现实世界中的输出阻抗及非线性负载的原因, 导致电源波形失真, 如(图一). 若电压频率是60Hz, 将失真的电压经傅立叶转换分析后, 可将其电压组成分解为除了基频(60Hz)外, 倍频(120Hz, 180Hz,…..)成份的组合. 其倍频的成份就称为谐波: harmonic. 而近年来整流性负载的大量使用, 造成大量的谐波电流, 也间接污染了市电, 产生电压的谐波成份. 另外一些市售的发电机或UPS本身输出电压就非纯正弦波, 甚至有方波的情形, 失真情形更严重, 所含谐波成份占了很大的比重.
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谐波与间谐波电压成份对电源供应器的影响
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500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/52/1176270341.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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上面是一台被动式PFC的谐波值,在这里我有两个问题要问一下,第一个图里为什么3次谐波会超过基波(1次谐波),用傅里叶级数来分析找不出这种状况.
第二个问题是这儿都是奇次谐波以,偶次谐波很小或没有,根据电工书里讲的傅里叶级数,奇次谐波函数才只含奇次谐波,那在正弦交流电里,在什么情况下会成偶次谐波函数?
希望大家发表一下看法.谢谢!
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@ydzz
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/52/1176270341.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/52/1176270360.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">上面是一台被动式PFC的谐波值,在这里我有两个问题要问一下,第一个图里为什么3次谐波会超过基波(1次谐波),用傅里叶级数来分析找不出这种状况.第二个问题是这儿都是奇次谐波以,偶次谐波很小或没有,根据电工书里讲的傅里叶级数,奇次谐波函数才只含奇次谐波,那在正弦交流电里,在什么情况下会成偶次谐波函数?希望大家发表一下看法.谢谢!
1. 若能附上電流波形, 可以更了解實際狀況. 儀器各階諧波是依據實際情況計算出來的,用傅立葉級數無法得到第三階比第一階大是什麼意思?依照附圖一的例子, 方均根RMS值是0.438A, 基本波是0.3464A, 所以其他階數總合也只有0.2681A, 沒有第三階比第一階大啊? 可能你是看圖的第一階條狀圖比較低產生的誤會吧 ? 因為第一階已經有標示在 I 1了, 一般條狀圖為了避免第一階太大影響到其他階數的刻度, 會將他縮減, 所以上端有個*符號. 其實如下圖, 就是第五階120%比第一階大的例子. 只是一般自然界很會要產生這種波形.
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2.到目前為止,幾乎沒有看到是以偶數階為主的,所有的被動PFC方式,幾乎都以消除第3,5,7等奇數階harmonic為討論對象.一般而言,在半波整流的狀況下, 會產生偶次諧波. 所以當正弦交流中, 若有上下半波週期不對稱下, 應是產生偶次諧波的主要來源吧.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/52/1176372024.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
2.到目前為止,幾乎沒有看到是以偶數階為主的,所有的被動PFC方式,幾乎都以消除第3,5,7等奇數階harmonic為討論對象.一般而言,在半波整流的狀況下, 會產生偶次諧波. 所以當正弦交流中, 若有上下半波週期不對稱下, 應是產生偶次諧波的主要來源吧.
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@amanda09
諧波即電壓或電流的基本頻率的倍數頻率的成分.任何一個數學表達式都可通過傅立葉變換地到一個固定頻率倍數(1、2、3....)的項次的和的形式.
谢谢你的回答,现在搞清楚了一点,但还是不太深刻.下面几个图给大家参考,也希望大家提出更好理解的说法.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/76/1897031241096786.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/76/1897031241096911.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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@einfen
谢谢你的回答,现在搞清楚了一点,但还是不太深刻.下面几个图给大家参考,也希望大家提出更好理解的说法.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/76/1897031241096786.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/76/1897031241096911.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/76/1897031241097003.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
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公式
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