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实验一谐波分析实验
实验一--谐波分析实验- 1 -实验一 谐波分析实验（波形分解、合成不失真条件研究）一、实验目的1．了解分解、合成非正弦周期信号的物理过程。
2．观察合成某一确定的周期信号时，所必须保持的合理的频率结构，正确的幅值比例和初始相位关系。
二、实验原理对某一个非正弦周期信号X （t ），若其周期为T 、频率为f ，则可以分解为无穷项谐波之和。
即∑∞=++=10)2sin()(n n n t TnA a t x φπ ∑∞=++=100)2sin(n n n t nf A a φπ (1－1)上式表明，各次谐波的频率分别是基波频率0f 的整数倍。
如果f （t ）是一个锯齿波，其波形如图1.1所示，则其数学表达式为：)21()()(0,2)(-=+≤≤-=t x nT t x Tt E t T E t x对f （t ）进行谐波分析可知 πφπ===n n nEA a ,2,00 所以- 2 -∑∑∞=∞=+=+=101)2sin(2)2sin(2)(n n t nf n Et Tn n E t x ππππππ)31(,...])2(2sin[21)2sin(200-⎭⎬⎫⎩⎨⎧++++=πππππt f t f E即锯齿波可以分解成为基波的一次、二次…n 次…无数项谐波之和，其幅值分别为基波幅值的n 1，且各次谐波之间初始相角差为零（基波幅值为π2E）。
反过来，用上述这些谐波可以合成为一个锯齿波。
同理，只要选择符合要求的不同频率成份和相应的幅值比例及相位关系的谐波，便可近似地合成相应的方波、三角波等非正弦周期波形。
三、实验内容及操作步骤利用计算机及Excel 、Matlab 或其它应用软件完成下面的工作： 1．合成方波① 观察基波与三次谐波幅值分别为1、1/3，相位差为零时的合成波波形； ② 再分别将5次、7次、9次…谐波叠加进去（各次谐波的幅值为1/n ，注意各次谐波与基波间的相位关系），观察并记录合成波的波形，找出合成波的形状与谐波次数之间有何关系。
示波器谐波分析实验报告
（1）从信号发生器输出一个正弦信号到CH1，设好信号的输出幅度及频率，调节示波器Time/div按钮，使波形显示幅度合适、显示一两个稳定的正弦波，记下频率f和峰值电压Vp-p.
（2）利用网格线测出正弦波的波峰到波谷的垂直距离dy，并记录Vol/div的值
（3）计算Vp-p=a*dy
五、数据处理:
次数
dy
V/div
Vpp
1
5.2cm
0.2V/cm
1.04V
2
2.1cm
0.5V/cm
1.05V
次数
dx
T/div
T
1
1.9cm
5ms/cm
9.5ms
2
3.8cm
2.5ms/cm
9.5ms
fx(Hz)
fy(Hz)
图形
nx
ny
fx:fy
nx:ny
1
100
100
1
1
1:1
1:1
2
100
200
2、双踪示波器的原理：电子开关使两个待测电压信号YCH1和YCH2周期性地轮流作用在Y偏转板，这样在荧光屏上忽而显示YCH1信号波形，忽而显示YCH2信号波形。由于荧光屏荧光物质的余辉及人眼视觉滞留效应，荧光屏上看到的是两个波形。当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍，屏上一般会显示出完整周期的正弦波形。
3.将两信号分别接入CH1和CH2，对应做好记录。将示波器的屏幕显示波形，选择列表里，选中CH1，CH2下的X-Y。
4.不能；同步旋钮是使每次扫描都扫描同一个起始相位，使一个示波器内只有一个稳定的图形,但从李萨如图形的形成原理来看,调同步旋钮式不能使它稳定下来的。应该是调频率。
新能源汽车教学实验系列：谐波分析实验及习题思考
文库资料 ©2016 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.文章源自ZLG 致远电子，转载或引用请注明出处1 谐波分析实验及习题思考一、实验目的1、检测电机在不同负载运行状态下的50次谐波畸变率及各次谐波幅值2、分析电机控制器输出电力的品质。
二、实验步骤1、检查系统。
检查系统接线，电源电压是否正常，插座是否已经插好，如无异常，开启控制柜电源，打开电机测试软件，查看控制柜绿灯是否点亮，完成后系统准备就绪。
2、进入测试界面。
查看配置信息，是否和实际的信息一致，如果一致即可进入测试阶段。
打开，进入开放测试界面，点击按钮启动开放测试。
这时，如果有勾选更新数据选项，数据显示栏将会有部分数据显示跳动；如无，只需要将更新数据选项勾选上，即可在数据显示栏里显示数据。
图19.1 勾选使能与更新数据3、点击使能负载和使能被测，在负载转速和油门比例输入栏里边输入数据，在“负载转速（rpm ）”输入栏里边输入“600”，然后“回车”，速度稳定后后在“油门比例（%）”的输入栏里边输入“20”然后“回车”。
4、通过功率分析仪，查看并记录驱动器输出的谐波畸变率，谐波幅值等相应的数据（具体操作请查看功率分析仪的使用手册）。
5、改变运行状态，测试不同运行状态下的谐波畸变率和相关参数。
注意：调节油门时，避免调节跨度太大，以免PID 过程中损坏设备。
如果发生电机运行状态异常，请立即结束测试，有必要时请按下红色急停开关。
6、根据已有的数据分析电机控制器的输出电力品质。
三、实验总结和思考1、驱动器输出的谐波畸变率，谐波幅值等相应数据和电机的运行状态有什么关系？2、驱动器输出为什么会存在谐波，跟驱动器驱动的算法有什么关系？查找资料是否有办法降低谐波畸变率？。
谐波检测方法分析
的时频局部化分析方法。这就是说在高频部分具有较低的频率 分辨率和较高的时间分辨率 ，在低频部分具有较低的时间分辨 率和较高 的频率分辨率 ，不但可 以应用于平稳信号 ，而且可 以 应 用于分析非平稳信号。利用离散小波变换可 以将信号分解到
学术研讨 ｌ １ １ ５
信号 分解 的结果 ，使用多分辨率 的概念 ，低频段 的结果不含谐 波的基波分量 。利用该算法可以使用软件进行谐波检测 ，该方
法 计 算速 度 快 ，可 以快 速 跟 踪谐 波 的 变 化 。 但它 也 有 固 有 的缺
陷 ，反映在窗 口能量不集中 ，有频率重叠现 象 ，需要找到能量 集 中、分 频严格 的小波函 数。 目前 ，尚未 出现理 想的小波 函 数。多分辨率分析是小波变化 的一个特点 ，并且在时域和频域
用。
谐 波 检 测 方 法 分 析
◇ 陕西铁 路 工程 职业技 术 学 院 王语 园
随着 电力 电子器件 的大量使 用 ，电力系统 谐波污染 日益
利用神经网络进行谐波测量 ，即使 用神经元来代替带通或
带 阻 滤 波 器检 测 法 中 的带 通 滤 波 器 和检 波 器 。待 测 量信 号 作 为 神 经 网络 的 输 入 ，相 当于 放 大 器 的 输 出信 号 。检 波器 的输 出信 号 对 应 神 经 网 络 的输 出 。通 过 这 种 方 法可 以得 到 所 要 测量 的各 次 谐 波 信 号 的 幅值 ，输 出为 零 就 可 以 判 断为 被 测 信号 中不 含 某 次谐波。
构建三相 电路 。这一方法主要优 点是 当电网 电压对称且无畸变
时 ，各电流分量的测量电路比较简单 ，并且延时少。 在这种方法 中，需要用到与瑚 电网 电压 ｅ 同相位的余弦 信号一 ｃ ｏ ｓ ｔ ０ ｔ ￣ ＇ ｌ ｌ 对应的正弦信号ｓ ｉ ｎ ｔ ｏ ｔ ，它们可以由一个正 、余弦 信号发生器和一个锁相环得到。根据定义可以计算得 出 、 ， 再经过低通滤波器 （ Ｌ Ｐ Ｆ） 滤波得出 ｆ 、 。 的直流分量 ｚ 、 。
谐波实验报告
实验一 谐波分析实验一、实验目的1）了解分解、合成非正弦周期信号的物理过程2）观察合成某一确定的周期信号时，所必须保持的合理的频率结构，正确的幅值比例和初始相位关系。
二、实验原理本实验主要运用傅立叶分解的方式对方波、锯齿波以及三角波进行分解与合成。
下面就对这三种波形的傅立叶分解原理进行介绍。
傅立叶分解原理对某一个非正弦周期信号X(t)（在有限区间上满足狄里赫利条件的函数），若其周期为T 、频率为f ，则可以分解为无穷项谐波之和。
即010100122()(cos sin )22sin()2sin(2)2n n n n n n n n n a n n x t a t b t T T a n A t T a A f t πππφπφ∞=∞=∞==++ =++ =++∑∑∑ 上式表明，各次谐波的频率分别是基波频率0f 的整数倍。
只要选择符合要求的不同频率成分和相应幅值比例及相位关系的谐波，便可近似地合成相应的方波、三角波等非正弦周期波形，以及任何在有限区间上满足狄里赫利条件的函数。
三、实验内容（一）方波1）方波的谐波分析，右图的一个方波(),022()0,2()()E T x t t T x t t T x t nT x t ⎧=≤≤⎪⎪⎪= ≤≤ ⎨⎪+=⎪⎪⎩进行谐波分析可知：00n a a ==/20/22()sin (1cos )2,1,3,5...0,2,4,6...T n T b x t n tdt T En n En n n ωπππ-= =-⎧ =⎪ =⎨⎪ =⎩⎰ 所以 000211()(sin sin 3sin 5...)35Ex t t t t ωωωπ=+++ 根据实验要求取基波的幅值为1，即212E E ππ=⇒=为了方便，可以取01ω=即方波可以展开成傅立叶级数为：11()(sin sin 3sin 5...)35x t t t t =+++2）合成方波根据讲义的讲解，编写以下程序实现功能要求 a 、一次谐波、三次谐波合成 x=0:4*pi/100:4*pi; y1=sin(x); y2=sin(3*x)/3;plot(x,y1,x,y2,x,y1+y2); grid onb 、一次谐波、三次谐波、五次谐波合成 x=0:4*pi/100:4*pi;y1=sin(x);y2=sin(3*x)/3;y3=sin(5*x)/5;plot(x,y1,x,y2,x,y3,x,y1+y2+y3);grid on之后的谐波合成类似，省略程序，得到的合成方波分别如图所示一次谐波、三次谐波、五次谐波、七次谐波合成方波一次谐波、三次谐波、五次谐波、七次谐波、九次谐波合成方波总结：方波可以通过谐波的叠加得到，叠加的谐波级次越高，方波的失真越小。
谐波测试报告范文
谐波测试报告范文一、引言谐波是指在周期性信号中出现的频率高于基波频率的分量。
对于电力系统而言，谐波是一种很常见的问题，它可能引起电力设备的故障、损坏，甚至对用户造成干扰。
因此，对电力系统中的谐波进行检测与分析是非常重要的。
本报告将对一些电力系统进行谐波测试，并对测试结果进行详细分析，以期帮助用户了解该电力系统中的谐波情况，并制定相应的解决方案。
二、测试内容本次谐波测试主要包含以下内容：1.测试环境：测试电力系统的主要参数和拓扑结构。
2.测试设备：使用的仪器设备，包括谐波测试仪、电能质量分析仪等。
3.测试方法：测试仪器的使用方法以及测试过程中的注意事项。
4.谐波测试结果：对测试数据进行分析和总结，包括谐波程度、谐波频率和谐波含量等。
5.结果分析：根据测试结果对电力系统谐波问题的原因进行分析，并提出相应的改进方案。
三、测试环境测试对象电力系统，该电力系统为三相四线制，供电电源为220V/380V，50Hz。
其中，谐波测试点包括发电机、变压器、配电线路等。
四、测试设备本次测试使用了谐波测试仪和电能质量分析仪两种设备。
谐波测试仪用于对电力系统中的谐波进行定量分析，电能质量分析仪则可以对谐波进行定性分析。
五、测试方法1.连接测试仪器：首先，将谐波测试仪和电能质量分析仪与电力系统相应部位进行连接，确保测试仪器可以获取准确的数据。
2.预热与校准：打开测试仪器的电源，进行预热和校准，确保测试结果的准确性。
3.测量参数：根据测试需求，设置测试仪器的相应参数，例如测试频率范围、采样率等。
4.进行测试：根据测试计划，对电力系统中的关键部位进行测试，并记录测试数据。
5.数据分析：将测试数据导入电脑，使用专业软件对数据进行分析，包括谐波程度、谐波频率和谐波含量等。
6.结果总结：根据数据分析结果，对电力系统中的谐波问题进行总结，并提出相应的改进方案。
六、谐波测试结果经过对电力系统中的谐波进行测试和数据分析，我们得到了以下结果：1.谐波程度：对电力系统的各个测试点进行谐波分析，发现谐波程度较高的有变压器和一些配电线路。
谐波分析报告
谐波分析报告报告编号：HA-2021-001报告时间：2021年5月10日报告人：XXX公司电力设计研究院摘要：本报告主要对XXX变电站进行了谐波分析，通过测量数据和分析，发现变电站内存在谐波扰动，且谐波含量较高。
我们提出了相应的措施，以减轻谐波扰动对电力质量带来的影响。
一、谐波分析1.1 测点布置本次谐波分析以XXX变电站为研究对象，共设立4个测点，分别布置于主变、母线、电容器组和主变出线。
如下图所示：[插入布置图]1.2 测量数据通过谐波分析仪进行谐波测试，得到测量数据如下表所示：[插入数据表]1.3 谐波分析根据测量数据，我们对变电站的谐波情况进行了分析。
测试结果显示，变电站内谐波含量较高，其中3、5、7次谐波含量占比较大，分别为15.24%、26.98%、33.76%。
此外，还存在较多的9次、11次、13次等高次谐波，占比分别为7.09%、6.62%、5.34%。
这些谐波扰动将会对电力质量产生一定影响。
二、措施建议2.1 添加滤波器针对电容器组及其电抗器，我们建议添加谐波滤波器。
通过滤波器来控制电容器组及其电抗器的谐波电流，减少谐波扰动。
2.2 替换谐波产生源变电站内谐波扰动的主要产生源为电容器组、逆变器及大功率电子设备。
建议对这些设备进行替换，选择质量更好的设备，以减少谐波的产生。
2.3 增加接地电阻适当增加接地电阻，以减少谐波在地网中的扩散。
三、结论本次谐波分析显示，XXX变电站内存在较高的谐波含量，将对电力质量产生一定影响。
建议采取上述措施，减轻谐波扰动对电力质量的影响。
同时，在以后的运营中，应定期对变电站进行谐波监测，及时发现故障并进行处理。
谐波分析实验报告
谐波分析实验机15 权奇勋2011010562一.合成方波对于方波，n次谐波的表达式为：1sin nx,n=1,3,5......n1) 合成基波与三次谐波，幅值分别为1、1／3，相角均为0，（2）分别合成叠加5次、7次、9次谐波：叠加5次谐波叠加7次谐波叠加9次谐波通过观察波形，发现：叠加谐波次数越高，合成波形越趋近于方波。
（3）分别改变3、5次谐波与基波间的相角，研究谐波间相角改变对合成波形的影响将3次谐波的初相角改为-π/2将5次谐波的初相角改为-π/2分析结论：改变谐波与基波间的相角，会使合成波形与方波相比有较大的失真。
且改变相角的谐波次数越低，失真越大。
（4）分别改变3、5次谐波与基波间的幅值比例关系，研究谐波间幅值比例改变对合成波形的影响3次谐波幅值改为(1/3)×2=2/35次谐波幅值改为(1/5)×2=2/5分析结论：改变谐波的幅值，会使合成波形与方波相比产生失真；且幅值改变的倍率相同的情况下，改变谐波的次数越低，失真越大。
二.合成锯齿波（最高谐波次数选为9）对于锯齿波，n次谐波的表达式为：π1nx+p),n=1,2,3......1)合成波的形状与谐波次数的关系叠加2次谐波叠加4次谐波叠加9次谐波通过观察波形，发现：叠加谐波次数越高，合成波形越趋近于锯齿波。
（2）分别改变2、4次谐波与基波间的幅值比例关系2次谐波的幅值改为(1/2)×2=14次谐波的幅值改为(1/4×2)=1/2分析结论：改变谐波的幅值，会使合成波形与锯齿波相比产生失真；且幅值改变的倍率相同的情况下，改变谐波的次数越低，失真越大。
（3）分别改变2、4次谐波与基波间的相角2次谐波的初相角改为pi+pi/2=3pi/24次谐波的初相角改为pi+pi/2=3pi/2分析结论：改变谐波与基波间的相角，会使合成波形与锯齿波相比有较大的失真。
且改变相角的谐波次数越低，失真越大。
三.合成三角波（最高谐波次数选为9）对于三角波，n次谐波的表达式为：π×π1nx,n=1,3,5......1)合成波的形状与谐波次数的关系叠加3次谐波叠加5次谐波叠加9次谐波通过观察波形，发现：叠加谐波次数越高，合成波形越趋近于三角波。
实验一 信号的相关分析与谐波分析 实验指导书
实验一、信号的相关分析与谐波分析一、实验目的1．通过实验熟悉典型信号的波形和频谱特征，进一步认识复杂周期信号的组成（观察各成份的幅值、频率、相位关系），建立信号的时域表达和频域表达的概念。
了解信号频谱分析的基本方法及仪器设备。
2. 进一步理解傅立叶变换的基本思想和物理意义，通过本实验熟悉复杂周期信号的合成、分解原理，了解信号频谱的含义。
3.利用相关分析的原理，完成周期信号、非周期信号的相关分析，加深对相关分析概念、性质、作用的理解。
掌握用相关分析法测量信号中周期成分的方法。
4. 能够综合运用信号分析的原理分析解决工程实际问题。
二、实验设备1. 计算机 若干台2. DRVI 快速可重组虚拟仪器平台 1套3. 打印机 1台三、实验原理1. 典型信号及其频谱分析的作用正弦波、方波、三角波和白噪声信号是实际工程测试中常见的典型信号，这些信号时域、频域之间的关系很明确，并且都具有一定的特性，通过对这些典型信号的频谱进行分析，对掌握信号的特性，熟悉信号的分析方法大有益处，并且这些典型信号也可以作为实际工程信号分析时的参照资料。
2. 周期信号的频谱分析任何一个周期信号X(t)，若满足狄里赫莱条件，则可用傅里叶级数展开如下形式： ∑∞=++=10)sin cos (2)(00n n n t n b t n a a t X ωω (n=1，2，3···∞)其中： ⎰-=220000)(2TT dt t X T a⎰-=220000cos )(2TT n dt n t X T a ω ⎰-=220000sin )(2TT n dt n t X T b ω 002T πω=上述表达式也可改写为： ∑∞=-∙+=100)c o s ((2)(n n n t n C a t X θω 其中： 22n n n b a C +=)(nn n a b a r c t g =θ n=1,2,3,… 也就是说，若满足狄里赫莱条件的周期信号，都可以分解成为一个平均值为20a 和无限多个成谐波关系的正谐波关系的正弦分量，且相邻频率的间隔为02T π，即所有频率成分都是002T πω=的整数倍，称为002T πω=基频，而把n 次倍频成分称为n 次谐波。
ipiq谐波检测实验报告
ipiq谐波检测实验报告1．引言随着现代工业和科学技术的发展，电力电子装置被广泛应用，在为人类创造物质文明的同时也导致人量谐波注入电网，使电网电压和电流波形发生畸变，电能质量日益下降"。
使用无源滤波装置来解决无功和谐波问题是一种传统的解决方案，但存在许多缺点，为此有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)应运而生2。
这种装置通过向电网注入与原有谐波和无功电流大小相等方向相反的补偿电流，使电网的总谐波和无功电流为零，从而达到净化电网的目的，因而受到广泛的应用。
对于有源电力滤波器而言，实时准确地检测出谐波电流是非常关键的，它直接决定了装置的整体滤波性能。
目前应用最为广泛的检测万法是基于瞬北2功率理论的ip-iq法。
该方法采用内部的参考正余弦信号,没有直接使用系统电压信息参与运算，不受电网电压畸变或不对称的影响，因此检测的结果更准确"。
本文在阐述ip-iq。
谐波检测法的原理基础上建立了该算法的仿真模型，并构建了相应的实验系统，设计了电流信号调理电路和锁相环及倍频电路等硬件电路。
从仿真和实验研究两方面验证该算法的合理性与准确性。
2. ip-iq谐波检测法的原理三相瞬时无功功率理论自1983年由赤木论泰文提出以来，首先在谐波和无功电流实时检测方面得到了成功应用l5。
以该理论为基础，计算ip、iq ,为出发点可以得出三相电路谐波电流检测方法，称之为ip-iq检测法。
根据瞬时无功功率理论可推导出瞬时有功电流i,和瞬时无功电流i,的表达式为该方法中,需用到与A相电网电压e,同相位的正弦信号sinot和对应的余弦-cosot，它们由一个锁相环和一个正、余弦信号发生电路得到。
根据定义可以计算出i,、iq，经低通滤波器滤波得出i,、iq的直流分量ip、iq。
这里，ip、 iq是由i f、iof、ie产生的，因此由ip、iq即可计算出iar、ir、ie为将i、i、ic与iaf、ior、iex相减，进而计算出i、ib、ic的谐波分量ia、 ioh 、 ich3．仿真及实验系统设计3.1仿真模型的建立为了验证ip-i,检测法的可行性和准确性，我们首先从仿真的角度出发，建立了如图2所示的仿真模型，实现了ip-i,算法的功能,并在Matlab/Simulink环境下对其进行仿真，主要包括C32、C 计算模块、低通滤波器模块以及反变换C1、Cz;模块。
谐波分析实验
b、将3次谐波的相角改为+π/2：
c、将5次谐波的相角改为-π/2：
d、将5次谐波的相角改为+π/2：
分析结论：改变谐波与基波的相角会使合成波形与理想状态相比有较大变形失真。
（4）改变3、5次谐波与基波幅值比例关系：
a、3次谐波幅值为1／18：
b、3次谐波幅值为2／9：
（3）锯齿波仅保留偶次谐波后输出波形图：
由波形图可见，此时输出的波的频率变为关闭奇次谐波之前的2倍，在本次实验中为4π。
分析结论：改变谐波与基波的相角会使合成波形与理想状态相比有较大变形失真。
（4）改变3、5次谐波与基波幅值比例关系：
a、3次谐波幅值为1／6：
b、3次谐波幅值为2／3：
c、5次谐波幅值为1／10：
d、5次谐波幅值为2／5：
分析结论：改变谐波的幅值会使合成波形产生失真。
可见与前述方波相比，锯齿波谐波幅值不变为1/n（反比例逐次减小），但包含有偶次谐波，且相角都为π。
方波：
锯齿波：
三角波：
三种波形的相频图（最高9次谐波）：
方波：
锯齿波：
三角波：
二、问题讨论
（1）由“一、1、（3）（4）”的分析结论可见，相角对波形影响大。对于“一、1、”中的方波，改变相角会使整个波形产生较大变形失真，但改变幅值只会对波峰波谷处的波形有较大影响。
（2）用正弦波表合成“一、3、”中三角波时，由三角变换关系可知此种情况下相角相对“一、1、”中方波为π/2（见下图），即三种波都用正弦波叠加而成时，若方波相角为0，则锯齿波相角为π，三角波为π/2。
c、5次谐波幅值为1／50：
d、5次谐波幅值为2／25：
分析结论：改变谐波的幅值会使合成波形产生较小失真。
实验一-谐波发生源实验
实验四谐波发生源实验一．实验目的1.熟悉各实验挂件的功能，了解各个挂件的电路结构。
2.在线检测由负载引入的谐波分量，通过引入前后电压，电流波形对比，了解谐波产生的原因及特性。
3.通过该实验的学习为后面谐波检测和谐波治理实验做好准备。
二．实验设备1.电力谐波及FACTS综合实验台2.信号采集及控制电路挂件3.负载电路挂件4.工控机5.导线若干三．实验原理电力谐波源包括两大类——含半导体非线性元件的谐波源和含电弧及铁磁性设备（电弧炉或铁磁性非线性元件）的谐波源。
含有半导体非线性元件的谐波源是电力系统的主要谐波源，这类设备主要有三相整流器、单相全控整流桥、单相变流器、变频器、交流调压器以及家用低压电器等。
电力谐波及FACTS综合实验装置模拟由非线性元件产生的谐波源，由晶闸管和阻抗负载构成三相桥式全控整流电路，其结构如图4.1所示。
图4.1 电力谐波源四．实验内容和步骤三相整流桥+电阻负载实验(1) 将电阻负载接入到三相桥式全控整流电路中，谐波源挂件按图4.2接好电路，仔细检查电路的接线是否正确，检查挂件的快速熔断器是否完好，经老师核查无误后接通电源，观察并记录显示屏上负载电压l u ，负载电流l i 的波形；改变晶闸管触发角的大小，观察负载电压l u ，负载电流波形变化的情况。
Ud图4.2 三相桥式全控整流电路(电阻负载)(2) 根据观察到的负载电压l u ，负载电流l i 的波形，计算晶闸管触发角的大小。
(3) 记录不同触发角下FFT 分析的谐波源数据，基波电流有效值1I ，N 次谐波电流有效值n I ，N 次谐波含有率n HRI ，谐波总畸变率THD 等，并根据所采用的方法将数据记录在表4.1，表4.2中。
(4) 将表6.1中的数据和国家标准相比较，根据所学的电力电子学知识计算符合国家标准谐波含量下的晶闸管触发角的大小。
表4.1 电阻负载谐波数据（自适应方法）表4.2 电阻负载谐波数据（FFT 变换）五．思考题1.电力谐波源主要有哪些？2.谐波主要有什么危害？3.对比两种不同负载下的谐波的差异，简要分析原因。
谐波测试方案范文
谐波测试方案范文谐波测试是一种用于检测电力系统中谐波问题的测试方法。
谐波是指频率高于基波频率的电压和电流分量。
这些谐波成分可能会对电力设备造成损害，且它们的存在可能导致电网不稳定和电力质量下降。
因此，进行谐波测试对于保证电力系统的正常运行至关重要。
下面是一个针对谐波测试的方案，包括测试的目的、测试的步骤以及测试所需的设备。
测试目的：1.检测电力系统中的谐波问题，识别并定位谐波源；2.评估谐波对电力设备的影响，判断是否需要采取措施进行谐波滤波；3.监测电力系统中的谐波水平，确保电力质量符合相关标准。
测试步骤：1.准备测试仪器和设备，包括功率质量分析仪、电流和电压传感器等；2.将功率质量分析仪与电力系统相连，确保连接正确并稳定；3.设置功率质量分析仪的参数，包括采样频率、数据存储方式等；4.开始测试，记录电力系统中的电流和电压波形；5.分析记录的数据，计算谐波水平和各次谐波的百分比；6.对谐波水平和各次谐波进行评估，判断是否存在谐波问题；7.根据测试结果，采取必要的措施进行谐波滤波或其他处理。
测试所需设备：1.功率质量分析仪：用于记录和分析电力系统中的电流和电压波形；2.电流和电压传感器：用于连接到电力系统中的电流和电压线路，将信号传输给功率质量分析仪；3.数据存储设备：用于保存测试结果，如计算机或移动存储设备。
在测试过程中，需要注意以下几个方面：1.确保测试仪器和设备的准确性和可靠性，确保其能够准确记录和分析谐波数据；2.选择适当的测试时段和负荷情况进行测试，以获取准确的谐波数据；3.分析测试结果时，对比相关标准和指导线，判断谐波水平是否超过规定的范围。
总之，谐波测试方案需要综合考虑测试目的、测试步骤和所需设备，以确保测试的准确性和有效性。
通过谐波测试，可以帮助识别和解决电力系统中的谐波问题，提高电力质量和设备的可靠性。
谐波测试报告
谐波测试报告1.引言谐波测试是一种用于测量电力质量的方法，可以检测电力系统中存在的谐波问题，并提供改进电力质量的建议。
本报告旨在介绍谐波测试的原理、过程和测试结果，并对测试结果进行分析和解释。
2.测试目的本次谐波测试的目的是评估电力系统中谐波的水平，以确定是否存在谐波问题，并在必要时提出改善措施。
3.测试原理谐波是指电流或电压中的周期性高频振荡。
测试中使用谐波分析仪测量电流和电压的谐波含量，通过比较得出系统中谐波的水平。
4.测试过程(1)设定测试参数：根据实际情况设定测试参数，如采样频率、测试时间等。
(2)连接测试设备：将谐波分析仪与被测电路相连，确保连接正确稳固。
(3)进行测试：启动谐波分析仪，开始采集电流和电压波形数据。
(4)数据处理：将采集到的波形数据传输到计算机，进行数据处理和分析。
(5)生成报告：根据测试结果生成谐波测试报告，包括谐波含量的图表和分析结果。
5.测试结果通过谐波测试，我们得到了电流和电压的谐波含量数据，并生成了谐波含量柱状图和波形图。
以下是测试结果的分析和解释：(1)谐波含量柱状图：将电流和电压的谐波含量以直方图的形式呈现，便于直观了解谐波水平的分布情况。
(2)谐波含量波形图：通过波形图可以看出谐波对电流和电压的影响，如波形的畸变程度和波形的变化规律等。
6.结果分析根据测试结果的分析，我们可以得出以下结论和建议：(1)谐波含量水平：根据柱状图和波形图，我们可以判断电流和电压的谐波含量水平。
如果谐波含量超过国家标准或产生严重的波形失真，说明存在谐波问题。
(2)谐波原因：根据波形图的分析，我们可以初步判断谐波的原因，如非线性负载、非线性电源等。
(3)改善措施：根据测试结果和分析，我们可以提出改善电力质量的措施，如添加滤波器、更换电源等。
7.结论通过谐波测试，我们确认电力系统中存在谐波问题，并提出相应的改善措施。
根据测试结果和分析，我们可以合理优化电力系统，改善电力质量，确保系统的安全稳定运行。
谐波分析实验报告_姚超_2012010612
改变五次谐波的相角合成基波至五次谐波（合成图片见下，相关的 MATLAB 源代码见附件）
改变相角对合成波形的影响：相比较于锯齿波和方波，三角波的谐波相角的改 变对波形的合成没有太大的影响。 3. 改变幅值合成三角波 改变三次谐波的幅值合成基波至五次谐波（合成图片见下，相关的 MATLAB 源代码见附件）
改变幅值对合成波形的影响：改变幅值对合成波形的影响不如相角大，其中， 三次谐波的幅值较大，其相角的改变对合成波形有着比五次谐波更大的影响。
3．
合成三角波
1. 叠加各次谐波合成三角波 基波至五次谐波的合成（合成图片见下，相关的 MATLAB 源代码见附件）
基波至五次谐波的合成（合成图片见下，相关的 MATLAB 源代码见附件）
将原波形的时间 t 移动半个周期即可得到如图所示的波形，MATLAB 模拟见下：
问题 5：波形合成不失真的条件是什么？实验中如何保证？用什么方法观察调节？ 答： 不失真条件：谐波次数足够多，各次谐波之间的初相正确；实验中应该取足够 多的谐波进行合成，并且保证各次谐波的初相；观察波峰波谷来进行调节。 问题 6：当锯齿波合成后，如果将 1、3、5 及 7 次谐波关闭，仅保留偶次谐波，最后 输出波形是什么样，该信号的频率是多少？ 答：输出波形如图，该信号的频率翻倍。
改变五次谐波的幅值合成基波至五次谐波（合成图片见下，相关的 MATLAB 源代码见附件） ：
改变幅值对波形合成的影响：波形会变得更加起伏不平，峰峰值会更大， 但是，会基本沿着矩形波的形状来波动，所以幅值改变对波形的影响没有 相角大。
2．
合成锯齿波
1. 叠加各次谐波合成锯齿波 基波至三次谐波的合成（合成图片见下，相关的 MATLAB 源代码见附件） ：
简谐振动中的谐波实验探究
简谐振动中的谐波实验探究在物理学中，简谐振动是一种重要的现象，它具有周期性和谐波性质。
在本文中，我们将探究简谐振动中的谐波实验，以了解谐波的产生和性质。
本实验使用简单的装置和仪器，通过实际观察和数据分析，揭示了谐波的奇妙之处。
实验所需材料和装置：1. 弹簧振子：用来实现简谐振动的主要装置，由弹簧和挂在其上的质量块组成。
2. 直尺：用于测量振子的位移。
3. 计时器：用于测量振子的振动周期。
4. 铅笔和纸：用于记录实验数据。
实验步骤：1. 将弹簧振子固定在水平位置，并保持其自由悬挂。
2. 将振子拉至一定位移，然后松开，观察振子的振动情况，并用直尺测量振子的位移。
3. 启动计时器，并记录振子完成一个完整的往复振动所需的时间，即振动周期。
4. 重复步骤2和3，至少进行5次实验，以获得准确的数据。
数据分析：1. 绘制振子的位移-时间图像，通过该图像可以观察到振子的周期性振动。
2. 根据记录的振动周期数据，计算出平均振动周期。
讨论和结论：通过上述实验，我们可以得出以下结论：1. 弹簧振子在受到外力作用下产生了简谐振动，并具有周期性。
2. 振子的位移随时间的变化呈现谐波形态，这是谐波性质的体现。
3. 根据实验数据和计算结果，我们可以验证振子的平均振动周期与弹簧的劲度系数和挂在弹簧上的质量无关。
实验的局限性：1. 实验中未考虑其他因素对振子的影响，如空气阻力、振子本身的摩擦等。
2. 实验中所使用的弹簧振子可能存在一定的误差，对结果的准确性可能有一定影响。
推广和应用：谐波在许多领域中都有广泛的应用，例如声学、电磁学和光学等。
掌握谐波的产生和性质对于我们理解自然界中的现象以及应用于工程和技术领域具有重要意义。
通过这个实验，我们可以进一步学习和深入研究谐波的其他方面，如共振、阻尼等。
总结：简谐振动中的谐波实验探究了谐波的产生和性质。
通过实际观察和数据分析，我们发现弹簧振子在受到外力作用下能够产生周期性的谐波振动，并且振子的位移随时间的变化呈现谐波形态。
电路分析基础谐波分析法
本章实训 谐波分析法的验证实训任务引入和介绍在电路分析的应用过程中，遇到非正弦周期电流电路的情况并不少见。
有时候，电流波形非常简单（如矩形波、三角波等），可以通过简单的计算得出其有效值、平均值及平均功率；但有时候非正弦周期电流的波形非常复杂，那么通过谐波分析法来进行电路分析就显得尤为重要。
本次实训我们就以一个简单的电路为基础，通过简单的理论计算和实际测量的结合来验证谐波分析法。
实训目的1.掌握非正弦周期电流电路的测量方法；2.理解谐波分析法的基本原理；3.学会用谐波分析法进行简单的电路分析。
实训条件 100V 直流电源、150V/50Hz 交流电源、100V/100Hz 交流电源、功率计、R=10Ω、L=1H 、C=1.11*103uF 、电压表、电流表。
操作步骤（1）连接电路。
如图5-12所示，将在直流、交流电源串联，根据叠加定理，可以知道电路中的电流为非正弦周期电流，且该信号可以分解为100V 直流、150V/50Hz 交流、100V/100Hz 电源给出的信号。
图5-12 实训电路（2）理论计算。
已知：V t t U s )902sin(100sin 150100︒-++=ωωΩ=10RΩ==901CX c ω， Ω==10L X L ω① 直流分量作用于电路时，电感相当于短路，电容相当于开路。
故有：0,0,0000===P U I② 一次谐波作用于电路时，有：V U s ︒∠=021501A j X X j R U I C L s ︒∠=-+︒∠=-+=9.8232.1)9010(1002150)(1111 V j U ︒∠=+︒∠=9.1275.18)1010(9.8231.11③ 二次谐波作用于电路时，有：A j X X j R U I C L s ︒-∠=-+︒-∠=-+=8.2163.2)4520(10902100)(2222 V j U ︒∠=+︒-∠=6.418.58)2010(8.2163.22综合以上，根据谐波分析公式（5-11）、（5-12）及功率的计算公式，可计算得出电流、电压的有效值及有功功率：W P V U A I 6.861063.21032.17.618.585.18094.263.232.1022222222=⨯+⨯==++===++=（3）测量比较。
谐波分析文档
谐波分析1. 简介谐波分析（Harmonic Analysis）是一种用于研究周期性信号中各个成分的技术。
在谐波分析中，我们把周期性信号展开成一个或多个谐波波形的叠加，而谐波波形就是指频率是原信号的整数倍的波形。
谐波分析在信号处理、音频处理、电力系统分析等领域有着广泛的应用。
2. 原理谐波分析的原理基于傅里叶级数展开，即将周期性信号分解成谐波波形的叠加。
傅里叶级数展开公式如下：$$ f(t)=a_0+\\sum_{n=1}^{\\infty}(a_n\\cos(n\\omega t)+b_n\\sin(n\\omega t)) $$其中，f(f)是周期为f的信号，f0、f f和f f是谐波分量的系数，$\\omega=\\frac{2\\pi}{T}$是角频率。
通过计算信号在不同频率下的谐波分量的系数，我们可以获得信号的频谱信息，即不同频率成分的幅值和相位。
这样，我们就能够研究信号中不同频率成分的特性。
3. 谐波分析的应用3.1 信号处理在信号处理中，谐波分析可以用于信号噪声分析、频率分析和降噪等任务。
通过计算信号的谐波分量，我们可以了解信号的频谱特性，从而在接下来的处理中选择合适的滤波器或降噪算法。
谐波分析也可以用于音频处理中的声音合成和音乐分析。
通过分析音频信号的谐波分量，我们可以模拟出不同乐器的声音，并对音乐进行音高、节奏等特征的提取。
3.2 电力系统分析在电力系统分析中，谐波分析被广泛应用于电力质量分析和谐波滤波器的设计。
通过分析电力信号中的谐波分量，我们可以了解电网中谐波的来源和影响，从而采取相应的措施对谐波进行补偿或滤除。
3.3 其他领域的应用除了上述应用，谐波分析在其他领域也有着广泛的应用。
例如在物理学中，谐波分析可以用于研究机械振动、光学现象等。
在地球科学中，谐波分析可以用于地震波分析和气象数据处理。
4. 总结谐波分析是一种用于研究周期性信号的技术，可以将信号分解成谐波波形的叠加，并获得信号的频谱特性。
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实验一 谐波分析实验
（波形分解、合成不失真条件研究）
一、实验目的
1．了解分解、合成非正弦周期信号的物理过程。
2．观察合成某一确定的周期信号时，所必须保持的合理的频率结构，正确的幅值比例和初始相位关系。
二、实验原理
对某一个非正弦周期信号X （t ），若其周期为T 、频率为f ，则可以分解为无穷项谐波之和。
即
∑∞=++=10)2sin(
)(n n n t T
n A a t x φπ ∑∞
=++=100)2s i n (n n n t nf A a φπ (1－1)
上式表明，各次谐波的频率分别是基波频率0f 的整数倍。
如果f （t ）是一个锯齿波，其波形如图1.1
)21()()(0,2)(-=+≤≤-=t x nT t x T t E t T E t x 对f （t ）进行谐波分析可知 πφπ===n n n E A a ,2,00 所以 ∑∑∞=∞=+=+=1
01)2s i n (2)2s i n (2)(n n t nf n E t T n n E t x ππππππ
)31(,...])2(2sin[21)2sin(200-⎭⎬⎫⎩⎨⎧++++=πππππt f t f E
即锯齿波可以分解成为基波的一次、二次…n 次…无数项谐波之和，其幅值分别为基波幅
值的n 1，且各次谐波之间初始相角差为零（基波幅值为
2E ）。
反过来，用上述这些谐波可以合成为一个锯齿波。
同理，只要选择符合要求的不同频率成份和相应的幅值比例及相位关系的谐波，便可近似地合成相应的方波、三角波等非正弦周期波形。
三、实验内容及操作步骤
利用计算机及Excel 、Matlab 或其它应用软件完成下面的工作：
1．合成方波
① 观察基波与三次谐波幅值分别为1、1/3，相位差为零时的合成波
波形；
② 再分别将5次、7次、9次…谐波叠加进去（各次谐波的幅值为1/n ，注意各次谐波与基波间的相位关系），观察并记录合成波的波形，找出合成波的形状与谐波次数之间有何关系。
③ 分别改变3次、5次谐波与基波间的相角，研究谐波间相角改变对合成波形的影响，并记录波形。
④ 分别改变3次、5次谐波与基波间的幅值比例关系，研究谐波间幅值比
例改变对合成波形的影响，并记录波形。
2．合成锯齿波
参照合成方波的步骤（选择最高次谐波数不得低于9），研究各谐波间的幅值、相位关系，并与方波做比较，记录波形。
3．合成三角波
参照合成方波的步骤（选择最高次谐波数不得低于9），研究各谐波间的幅值、相位关系，并与方波、锯齿波做比较，记录波形。
四、实验报告要求
1．记录下每一步骤下的不同波形，将谐波与合成波形用不同色彩绘在同一图上，并加以说明。
2．讨论以下问题
① 在合成波形时，各次谐波间的相角关系与幅值比例关系，哪一个对合成波形的影响大？
② 如果用正弦波去合成波形，在合成三角波时，三次谐波的相位与合成方波、锯齿波时的相位是否一样？
③ 在一般的常规应用中，对于100HZ 的方波、锯齿波及三角波信号，你认为所应考虑的频段范围各应为多少？
3．回答下列思考题。
（1）如果将图1.1 所示的锯齿波仅把坐标移
一下使之成为图1.3
并比较二者同异之处。
（2
如何保证？用什么方法观察调节？
（3）当锯齿波合成后，如果将1、3、5
是什么样，该信号的频率为多少？。