次谐波的产生原理
什么是谐波
什么是谐波当电网中的电压或电流波形不是理想的正弦波时，即说明其中含有频率高于50Hz的电压或电流成分，我们将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。
当谐波频率为工频频率（50Hz）的整数倍时，我们将其称之为整数次谐波，这类谐波通常用次数来表示。
例如：将频率为工频频率5倍（250Hz）的谐波称之为5次谐波，将频率为工频频率7倍（350Hz）的谐波称之为7次谐波，依此类推。
当谐波频率不是工频频率的整数倍时，我们将其称之为分数谐波。
这类谐波通常直接使用谐波频率来表示。
例如：频率为1627Hz的谐波。
谐波产生的原因多种多样。
比较常见的有两类：第一类是由于非线性负荷而产生谐波，例如可控硅（晶闸管）整流器、开关电源等，这一类负荷产生的谐波频率均为工频频率的整数倍。
例如三相六脉波整流器所产生的主要是5次和7次谐波，而三相12脉波整流器所产生的主要是11次和13次谐波。
第二类是由于逆变负荷而产生谐波，例如中频炉、变频器，这一类负荷不仅产生整数次谐波，还产生频率为逆变频率2倍的分数谐波。
例如：使用三相六脉波整流器而工作频率为820Hz的中频炉则不仅产生5次和7次谐波，还产生频率为1640Hz的分数谐波。
谐波在电网诞生的同时就是存在的，因为发电机和变压器都会产生少量的谐波。
现在由于产生大量谐波的用电设备不断增加，并且电网中大量使用的并联电容器对谐波非常敏感甚至会产生谐波放大，使得谐波的影响越来越严重，从而逐渐引起人们的重视。
当电网中的谐波电流较大，以至于电压波形也产生畸变时，我们将其称之为电网被污染。
电网的污染程度用电压波形畸变率来表示，简称THDu。
按照国家标准GB/T14549—93《电能质量公用电网谐波》的规定：10KV电网的THDu应小于4%，400V电网的THDu应小于5%。
谐波与无功电流不同。
无功电流只影响电网的电压，并增加供电系统的铜损，通常不会影响用户，也不会影响计量精度。
而谐波的影响可以用“无孔不入”来形容。
谐波名词解释
谐波名词解释
谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。
谐波可以分为奇次谐波和偶次谐波，其中奇次谐波的危害相对较大。
谐波的产生主要源于电力系统中非线性设备的存在，这些设备会导致电流和电压之间的非线性关系，从而产生谐波。
谐波的存在会对电力系统的电能质量产生负面影响，例如导致电压畸变、设备过热、干扰通讯系统等。
因此，需要对电力系统中的谐波进行监测和管理，采取相应的措施来减少谐波的危害。
此外，在音频领域中，“谐波”一词通常用于描述一种声音的特性，指声音在频率、振幅和相位等方面的不规则变化。
例如，吉他手经常使用效果器来制造谐波失真的声音效果。
“谐波”一词在不同的领域有不同的含义，需要根据具体的语境来理解。
谐波知识
谐波1.定义：从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。
从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的的意义已经变得与原意有些不符。
正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。
产生的原因：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。
主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
2.谐波的产生在理想的干净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。
在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。
用傅立叶分析原理，能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。
在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。
由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器比较大的背离正弦曲线波形。
谐波电流的产生是与功率转换器的脉冲数相关的。
6脉冲设备仅有5、7、11、13、17、19 …。
n倍于电网频率。
功率变换器的脉冲数越高，最低次的谐波分量的频率的次数就越高。
其他功率消耗装置，例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3 次谐波( 150 赫兹)。
在供电网络阻抗( 电阻) 下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。
在供电网络阻抗下产生谐波电压的振幅等于相应谐波电流和对应于该电流频率的供电网络阻抗Z的乘积。
次数越高，谐波分量的振幅越低。
只要哪里有谐波源那里就有谐波产生。
也有可能，谐波分量通过供电网络到达用户网络。
例如，供电网络中一个用户工厂的运转可能被相邻的另一个用户设备产生的谐波所干扰。
3.产生谐波的设备类型所有的非线性负荷都能产生谐波电流，产生谐波的设备类型有：开关模式电源(SMPS)、电子荧光灯镇流器、调速传动装置、不间断电源(UPS)、磁性铁芯设备及某些家用电器如电视机等。
二次谐波 电路
二次谐波电路二次谐波电路是一种能够产生二次谐波的电路。
在电路中，二次谐波是指频率是基波频率的二倍的信号。
二次谐波电路通常由非线性元件和线性元件组成。
非线性元件是产生二次谐波的关键，它能够将输入信号的非线性特性转化为输出信号的二次谐波分量。
常见的非线性元件有二极管、晶体管、三极管等。
在二次谐波电路中，线性元件起到传输和放大信号的作用。
它们对输入信号的幅度和相位进行调整，以便产生期望的二次谐波输出。
常见的线性元件有电阻、电容、电感等。
二次谐波电路的工作原理是利用非线性元件的非线性特性。
当输入信号经过非线性元件时，非线性元件会产生新的频率成分，其中包括了频率是输入信号频率的二倍的二次谐波。
为了实现二次谐波的产生，二次谐波电路需要满足一定的条件。
首先，输入信号的频率必须是非线性元件的工作频率。
其次，非线性元件必须具有足够的非线性特性，以便将输入信号转化为二次谐波信号。
最后，线性元件的选择和配置也对二次谐波电路的性能有重要影响。
在实际应用中，二次谐波电路具有广泛的用途。
例如，在无线电通信中，二次谐波电路常用于频率合成器和混频器等电路中。
通过控制输入信号的频率和幅度，可以实现对输出信号频率和幅度的精确控制。
此外，二次谐波电路还可以用于频率调制、频率倍频和信号检测等应用。
需要注意的是，二次谐波电路在设计和应用过程中需要考虑非线性元件的特性、线性元件的选择和配置，以及对输入信号频率和幅度的控制。
此外，非线性元件的温度、电压和功率等因素也会对二次谐波电路的性能产生影响。
因此，在实际应用中，需要进行充分的测试和调整，以确保二次谐波电路的稳定性和可靠性。
二次谐波电路是一种能够产生二次谐波的电路。
通过合理选择和配置非线性元件和线性元件，可以实现对输入信号的频率和幅度的精确控制，从而产生期望的二次谐波输出。
二次谐波电路在无线电通信和其他领域有着广泛的应用，对于提高系统性能和信号处理能力具有重要意义。
谐波原理及治理方法
谐波原理及治理方法一、1. 何为谐波？在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。
谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。
谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。
谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为l00Hz，3次谐波则是150Hz。
一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。
对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。
“谐波”一词起源于声学。
有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。
傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。
电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。
当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。
1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。
70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。
世界各国都对谐波问题予以充分和关注。
国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。
谐波研究的意义，道理是因为谐波的危害十分严重。
谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。
次谐波的产生原理
在理想的干净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。
在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。
在实际的供电系统中，由于有非线性负荷的存在，当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时，就形成非正弦电流。
任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。
谐波频率是基频的整倍数，例如基频为50Hz，二次谐波为100Hz，三次谐波则为150Hz。
因此畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波……可能直到第三十次谐波组成。
有几个常见多发的问题是由谐波引起的：电压畸变、过零噪声、中性线过热、变压器过热、断路器的误动作等。
①电压畸变：因为电源系统有内阻抗，所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸变(这是产生"平顶"波的根源)。
此阻抗有两个组成部分：电源接口(PCC)以后的电气装置内部电缆线路的阻抗和PCC以前电源系统内的阻抗，用户处的供电变压器即是PCC的一例。
由非线性负荷引起的畸变负荷电流在电缆的阻抗上产生一个畸变的电压降。
合成的畸变电压波形加到与此同一电路上所接的全部其他负荷上，引起谐波电流的流过，即使这些负荷是线性的负荷也是如此。
解决的办法是把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷的供电线路分开，线性负荷和非线性负荷从同一电源接口点开始由不同的电路馈电，使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去。
②过零噪声：许多电子控制器要检测电压的过零点，以确定负荷的接通时刻。
这样做是为了在电压过零时接通感性负荷不致产生瞬态过电压，从而可减少电磁干扰(EMI)和半导体开关器件上的电压冲击。
当在电源上有高次谐波或瞬态过电压时，在过零处电压的变化率就很高且难于判定从而导致误动作。
实际上在每个半波里可有多个过零点。
③中性线过热：在中性点直接接地的三相四线式供电系统中，当负荷产生3N次谐波电流时，中性线上将流过各相3N次谐波电流的和。
谐波原理
线性负载，例如纯电阻负载，其工作电流的波形与输入电压的正弦波形完全相同，非线性负载，例如斩波直流负载，其工作电流是非正弦波形。
传统的线性负载的电流/电压只含有基波(50Hz)，没有或只有极小的谐波成分，而非线性负载会在电力系统中产生可观的谐波。
谐波与电力系统中基波叠加，造成波形的畸变，畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。
非线性负载产生陡峭的脉冲型电流，而不是平滑的正弦波电流，这种脉冲中的谐波电流引起电网电压畸变，形成谐波分量，进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流。
计算机是此类非线性负载之一，象绝大多数办公室电子设备一样，计算机装有一个二极管/电容型的供电电源，这类供电电源仅在交流正弦波电压的峰值处产生电流，因此产生大量的三次谐波电流（150Hz）。
其它产生谐波电流的设备主要有：电动机变频调速器，固态加热器，和其他一些产生非正弦波变化电流的设备。
荧光灯照明系统也是一个重要的谐波源，在普通的电磁整流器灯光电路中，三次谐波的典型值约为基波（50Hz）值的13%-20%。
而在电子整流器灯光电路中，谐波分量甚至高达80%。
非线性负载所产生的谐波电流会影响电力系统的多个工作环节，包括变压器，中性线，还有电动机，发电机和电容器等。
谐波电流会导致变压器，电动机和备用发电机的运行温度(K参数)严重升高。
中性线上的过电流（由谐波和不平衡引起）不仅会使导线温度升高，造成绝缘损坏，而且会在三相变压器线圈中产生环流，导致变压器过热。
无功补偿电容器会因电网电压谐波畸变而产生过热，谐波将导致严重过流；另外，电容器还会与电力系统中的电感性元件形成谐振电路，这将导致电容器两端的电压明显升高，引致严重故障。
照明装置的启辉电容器对于由高频电流引起的过热也是十分敏感的，启辉电容器的频繁损坏显示了电网中存在谐波的影响。
谐波还会引起配电线路的传输效率下降，损耗增大，并干扰电力载波通讯系统的工作，如电能管理系统（EMS）和时钟系统。
谐波 介绍 原理
4.3 电机谐波的利用
I。 “利用谐波起动感应电机”, ([3]: p25-86 ) J。 “利用齿谐波辨识电机转速”([8]: p250-251 )
谐波问题 谐波电动势和磁动势
2.1 谐波电动势 2.2 谐波磁动势
（p124 ，137） （p143 ，159）
参考书籍
第二讲 谐波问题 （p124 ，137） 谐波电动势和磁动势（p143 ，159）
2.1 谐波电动势 2.2 谐波磁动势
参考书籍
2.1 谐波电动势
2.1.1 普通谐波电动势 2.1.2 齿谐波电动势
2.1.1 普通谐波电动势
2.1.1.1 谐波磁场及其特点 2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势 2.1.1.3 谐波电动势的危害 2.1.1.4 削弱办法
2.1.1.1 谐波磁场及其特点
交流电机的谐波问题
额定频率为基波频率奇数倍的谐波，被称为“奇次谐 波”，如3、5、7次谐波 4.2、偶次谐波 额定频率为基波频率偶数倍的谐波，被称为“偶 次谐波”，如2、4、6、8次谐波。 一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多 更大。 在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波 已经被消除了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负 载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7、11、 13、17、19等。 变频器主要产生5、7次谐波。
q sin 2 kd1 q sin 2
kd
q sin 2 q sin
2
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势
4/5
谐波电动势频率 基波
谐波
pns f1 60 p n pns f f1 60 60
谐波的介绍
例如：标准的白炽灯泡、电加热器、电阻负载、变压器，等 等。
这类负载中没有任何有源电子器件，只有电阻(R)、电感(L) 和 电容(C)。
2、谐波的起源
供电电源为负载提供的是50Hz 的正弦波电压，但负载所需要的 、由电源提供的电流波形却取决于负载的类型。
其它负载造成的电流失真，主要是因为它们的工作原理，并且 也会产生谐波。例如荧光灯、放电灯、电焊机和其它带有磁饱和铁 芯的装置。
2、谐波的起源
供电电源为负载提供的是50Hz 的正弦波电压，但负载所需要的 、由电源提供的电流波形却取决于负载的类型。
1、线性负载 负载吸收的电流是与电压频率相同的正弦波电流，电流与电压
电流的波形非常复杂，可以用傅立叶定理描述 为以下项之和：
—一个频率与电压频率f 相同的电流，称为基波电 流；
—其它频率为kf 的电流(k 为>1 的整数)，这些电 流称为谐波电流；
图提供了电流的大致形状，但只给出了两个谐 波电流成份：IH3 和IH5(三次谐波电流和五次谐波 电流)，其实实际上还有更多的谐波电流成分。
3、谐波的特征
1） 谐波的有效值(rms) 由于各次谐波电流都是正弦波，因此可以测量每次谐波的有
效值，但这些正弦波的频率各不相同，为基波频率的整数倍： IH1 为基波成分(50 Hz)； IHk 为谐波成分，其中k 为谐波次数(50 Hz 的k 倍)。
谐波分析就是要确定这些数值。
3、谐波的特征 2） 总电流有效值
2、谐波的起源
RCD 负载(电阻、电容、二极管)就是一个例子，大多数电子设 备的电源部分都是图中这种电路。
电机的三次谐波-概述说明以及解释
电机的三次谐波-概述说明以及解释1.引言1.1 概述电机的三次谐波是指电机运行时所产生的频率为基波频率的三次倍的谐波信号。
在电机运行的过程中，由于非线性元件的存在，如磁性材料的饱和效应、非线性磁导率等原因，会导致电机产生谐波。
三次谐波是其中重要的一种谐波成分。
三次谐波对电机的运行和性能产生了一定的影响。
首先，三次谐波会引起电机的额外损耗，导致电机效率降低，还可能引发温升过高等问题。
其次，三次谐波还会导致电机的轴承和绝缘材料等部件的老化速度加快，降低电机的寿命。
此外，三次谐波还会对电机周围的其他设备产生干扰，影响电气系统的正常工作。
因此，对于电机产生的三次谐波的抑制具有重要的意义。
为了降低电机产生的三次谐波，有一系列的抑制方法可供选择。
一种常见的方法是在电机供电系统中加入三相变压器，通过调节变压器的接线方式和变比来抑制谐波。
此外，还可以采用滤波器、电容器等被动滤波器来消除谐波。
同时，还可以通过改善电机的设计和制造工艺，减少非线性元件的使用，以降低三次谐波的产生。
综上所述，电机的三次谐波作为一种频率为基波频率的三倍的谐波信号，在电机运行中具有一定影响。
为了降低三次谐波的影响，需要采取相应的抑制措施，以提高电机的性能和工作效率。
在未来的研究和应用中，应继续深入探索电机三次谐波的特性和抑制方法，以满足电气系统对电机稳定性和可靠性的要求。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将按照以下顺序来介绍电机的三次谐波问题。
首先，在引言部分，我们将概述本文的内容，并明确文章的目的。
接下来，正文部分将包括两个主要的小节。
第一个小节将介绍三次谐波的定义，包括它的数学表达式和物理特性。
第二个小节将探讨三次谐波的产生原因，涵盖电机本身和供电网络等方面。
最后，在结论部分，我们将总结三次谐波对电机产生的影响，并提出一些抑制三次谐波的方法。
通过这样的文章结构，我们将完整地讨论电机的三次谐波问题，希望能够对读者有所启发和帮助。
谐波基础知识
谐波基础知识谐波是一个数学或物理学概念，是指周期函数或周期性的波形中能用常数、与原函数的最小正周期相同的正弦函数和余弦函数的线性组合表达的部分。
以下是由店铺整理关于谐波知识的内容，希望大家喜欢!谐波的定义谐波(harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。
从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。
正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。
谐波产生的原因主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。
主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
泛音是物理学上的谐波，但次数的定义稍许有些不同，基波频率2倍的音频称之为一次泛音，基波频率3倍的音频称之为二次泛音，以此类推。
谐波产生的原因在理想的干净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。
在只含线性元件(如：电阻)的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。
用傅立叶分析原理，能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。
在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。
由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器会呈现比较大的背离正弦曲线波形。
谐波电流的产生是与功率转换器的脉冲数相关的。
6脉冲设备仅有5、7、11、13、17、19 …。
n倍于电网频率。
功率变换器的脉冲数越高，最低次的谐波分量的频率的次数就越高。
其他功率消耗装置，例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3 次谐波( 150 赫兹)。
在供电网络阻抗( 电阻) 下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。
电网中高次谐波的危害及抑制措施
电网中高次谐波的危害及抑制措施摘要：电力系统的安全稳定运行关系到经济和社会发展的多个方面。
随着电力技术的不断提升，电网在运行的过程中，对谐波的处理能力也不断增强。
在谐波的类型中高次谐波对电力系统的伤害较大。
对高次谐波的危害有明确的认知才能够更好的在电网运行中控制高次谐波的出现。
高次谐波的治理措施需要在实践中进行设备和技术的水平提升。
我国在高次谐波治理中，积累了一定的经验，在具体实践中，始终处于技术的升级中。
本文以电网中高次谐波的危害和抑制措施为研究核心，分析阐述了高次谐波的产生，高次谐波的危害和影响，提出了电网中高次谐波治理的相关措施。
关键词：高次谐波；危害；原理；措施前言电力系统的快速发展催促着电力电子技术的不断提升，电力系统在健康运行的过程中会产生严重的谐波污染问题。
高次谐波是电力系统中的公害，必须采用有效的措施加以抑制。
电网中谐波污染会对系统设备造成一定的伤害，探讨其有效的抑制方法对于电网健康运行和实现电力发展的环保建设有着至关重要的作用。
在技术推进中需要明确高次谐波的原理和危害，从技术角度和设备更新的角度来推进高次谐波的治理工作，促进我国电网发展能够真正实现智能化建设。
一、高次谐波的产生原理和危害（一）高次谐波的主要原理法国数学家傅里叶在1807年《热的传播》一文中首次提到了高次谐波。
高次谐波主要是指对于任意以复合周期振动函数按傅氏级数分解表示为第一项称均值或者直流分量，第二项为基波或者基本振动，第三项成为二次谐波。
二次谐波以后的被统称为高次谐波。
高次谐波的频率等于基波频率的整倍数。
例如基波频率三倍称之为三倍谐波，基波频率五倍称之为五倍谐波。
高次谐波不属于正弦波，高次谐波指的是高于基波频率的谐波，一般情况下是高于基波频率两倍以上的正弦波。
高次谐波的分布与低次谐波不同，低次谐波分布在电网中，而高次谐波主要集中在电气设备中。
当基波频率由小增大，谐波次数增加，高频谐波就会出现。
高频谐波振度较强，运用变频功率分析器可以发现谐波次数可以达到百次千次。
谐波的产生及危害
谐波的产生及危害一、谐波的产生及危害电力谐波对电力网（包括用户）危害是十分严重的，它是一种电力污染，一种人们看不见、嗅不到、摸不着的污染。
所以往往不被人们注意。
对于电力系统，谐波是个很要命的问题！1、谐波的危害的产生主要表现在:当电网中的电压或电流波形非理想的正弦波时，即说明其中含有频率高于50Hz的电压或电流成分，我们将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。
当谐波频率为工频频率的整数倍时，我们将其称之为整数次谐波，这类谐波通常用次数来表示。
例如：将频率为工频频率5倍（250Hz）的谐波称之为5次谐波，将频率为工频频率7倍（350Hz）的谐波称之为7次谐波，依此类推。
当谐波频率不是工频频率的整数倍时，我们将其称之为分数谐波。
这类谐波通常直接使用谐波频率来表示。
例如：频率为1627Hz的谐波。
2、谐波产生的原因多种多样。
比较常见的有两类:第一类是由于非线性负荷而产生谐波，例如可控硅整流器、开关电源等，这一类负荷产生的谐波频率均为工频频率的整数倍。
例如三相六脉波整流器所产生的主要是5次和7次谐波，而三相12脉波整流器所产生的主要是11次和13次谐波。
第二类是由于逆变负荷而产生谐波，例如中频炉、变频器，这一类负荷不仅产生整数次谐波，还产生频率为逆变频率2倍的分数谐波。
例如：使用三相六脉波整流器而工作频率为820Hz的中频炉则不仅产生5次和7次谐波，还产生频率为1640Hz的分数谐波。
谐波在电网诞生的同时就是存在的，因为发电机和变压器都会产生少量的谐波。
但是由于产生大量谐波的用电设备不断增加，并且电网中大量使用的并联电容器所造成的谐波放大，使得谐波的影响越来越严重，从而逐渐引起人们的重视。
当电网中的谐波电流较大，以至于电压波形也产生畸变时，我们将其称之为电网被污染。
电网的污染程度用电压波形畸变率来表示，简称THDu。
按照国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》的规定：10KV 电网的THDu应小于4%，400V电网的THDu应小于5%。
次谐波混频器原理
次谐波混频器原理次谐波混频器是一种重要的无线通信设备，它在信号处理中起到了关键的作用。
本文将介绍次谐波混频器的原理及其工作过程。
第一部分：次谐波混频器的基本原理次谐波混频器是一种非线性电路，可以将一个输入信号的频率转换成另一个频率。
它的核心原理是二次非线性和二次谐波发生。
二次非线性是指当电压或电流通过非线性电阻、二极管等元件时，会产生二次谐波频率的分量。
这个二次谐波频率通常是输入信号频率的两倍。
次谐波混频器利用这个特性来进行信号频率的转换。
第二部分：次谐波混频器的工作过程次谐波混频器通常由混频器芯片、输入端口、输出端口和供电端口等组成。
其工作过程可分为三个步骤：信号输入、二次非线性和频率转换。
首先，输入信号通过输入端口进入次谐波混频器。
输入信号可以是射频信号，其频率通常在几兆赫兹或几十兆赫兹范围内。
其次，输入信号通过二次非线性元件，如二极管等，产生二次谐波频率的分量。
这个频率通常为输入信号频率的两倍。
最后，二次谐波频率的分量与输入信号频率之和或差经过滤波器进行选择性放大，得到输出信号。
输出信号的频率即为转换后的频率。
第三部分：次谐波混频器的应用次谐波混频器广泛应用于无线通信系统中，特别是频谱分析、频率合成和频率转换等领域。
在频谱分析中，次谐波混频器可以将高频信号转换成低频信号，以便进行频谱分析。
这样可以减小测量设备的成本和复杂性。
在频率合成中，次谐波混频器可以将不同频率的信号合成成一个信号，以满足特定的系统要求。
在频率转换中，次谐波混频器可以将信号的频率转换成其他需要的频率，用于信号处理和调制解调等应用。
总结：次谐波混频器通过利用二次非线性和二次谐波发生的原理，实现了信号频率的转换。
它在无线通信系统中具有广泛的应用，对于频谱分析、频率合成和频率转换等工作起到了重要作用。
随着无线通信技术的发展，次谐波混频器将继续发挥重要的作用，并不断提升其性能和应用范围。
次谐波产生湍流相位方法的原理
次谐波产生湍流相位方法的原理次谐波产生湍流相位方法是一种在流体力学领域中的重要技术，用于研究湍流现象及其特性。
本文将详细阐述这一方法的原理，帮助读者更好地理解其在湍流研究中的应用。
湍流现象广泛存在于自然界和工程领域，如何准确地描述和预测湍流特性一直是流体力学研究的热点。
次谐波产生湍流相位方法为这一领域提供了一种新的研究手段。
下面我们将深入探讨其原理。
一、次谐波产生原理次谐波产生（Subharmonic Generation）是一种非线性现象，当非线性系统受到周期性激励时，会产生频率为激励频率整数倍的响应。
在湍流研究中，次谐波产生原理可以用于揭示湍流结构的动态特性。
1.非线性相互作用：在湍流中，流体微团之间存在非线性相互作用，这种相互作用使得流体微团的运动轨迹变得复杂。
当外部施加一定频率的激励时，这些非线性相互作用会导致次谐波的产生。
2.湍流相位：湍流相位是指流体微团在空间和时间上的相对位置关系。
在次谐波产生过程中，湍流相位的变化会影响次谐波的强度和相位。
二、湍流相位方法湍流相位方法是一种基于次谐波产生原理的实验技术，通过测量次谐波信号的相位信息，可以揭示湍流结构的动态特性。
1.实验装置：湍流相位实验通常采用热线风速仪、激光多普勒测速仪等设备，对流体速度场进行测量。
同时，通过施加外部激励，如振动、声波等，以产生次谐波信号。
2.相位测量：在实验过程中，通过测量次谐波信号的相位差，可以得到流体微团之间的相对运动信息。
这些信息有助于揭示湍流结构的时空演化规律。
3.数据处理：对测量得到的相位数据进行处理，可以得到湍流结构的动态特性，如涡旋的生成、发展和消亡过程。
三、应用与意义次谐波产生湍流相位方法在湍流研究中具有广泛的应用前景，以下列举几个方面的应用：1.湍流结构识别：通过分析次谐波相位信息，可以识别湍流中的涡旋结构，为研究涡旋动力学提供重要依据。
2.湍流模型验证：该方法可以为湍流模型的验证提供实验数据，有助于改进和完善湍流模型。
次谐波的产生原理
在理想的干净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。
在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。
在实际的供电系统中，由于有非线性负荷的存在，当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时，就形成非正弦电流。
任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。
谐波频率是基频的整倍数，例如基频为50Hz，二次谐波为100Hz，三次谐波则为150Hz。
因此畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波……可能直到第三十次谐波组成。
有几个常见多发的问题是由谐波引起的：电压畸变、过零噪声、中性线过热、变压器过热、断路器的误动作等。
①电压畸变：因为电源系统有内阻抗，所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸变(这是产生"平顶"波的根源)。
此阻抗有两个组成部分：电源接口(PCC)以后的电气装置内部电缆线路的阻抗和PCC以前电源系统内的阻抗，用户处的供电变压器即是PC C的一例。
由非线性负荷引起的畸变负荷电流在电缆的阻抗上产生一个畸变的电压降。
合成的畸变电压波形加到与此同一电路上所接的全部其他负荷上，引起谐波电流的流过，即使这些负荷是线性的负荷也是如此。
解决的办法是把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷的供电线路分开，线性负荷和非线性负荷从同一电源接口点开始由不同的电路馈电，使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去。
②过零噪声：许多电子控制器要检测电压的过零点，以确定负荷的接通时刻。
这样做是为了在电压过零时接通感性负荷不致产生瞬态过电压，从而可减少电磁干扰(EM I)和半导体开关器件上的电压冲击。
当在电源上有高次谐波或瞬态过电压时，在过零处电压的变化率就很高且难于判定从而导致误动作。
实际上在每个半波里可有多个过零点。
③中性线过热：在中性点直接接地的三相四线式供电系统中，当负荷产生3N次谐波电流时，中性线上将流过各相3N次谐波电流的和。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在理想的干净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。
在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。
在实际的供电系统中，由于有非线性负荷的存在，当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时，就形成非正弦电流。
任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。
谐波频率是基频的整倍数，例如基频为50Hz，二次谐波为100Hz，三次谐波则为150Hz。
因此畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波……可能直到第三十次谐波组成。
有几个常见多发的问题是由谐波引起的：电压畸变、过零噪声、中性线过热、变压器过热、断路器的误动作等。
①电压畸变：因为电源系统有内阻抗，所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸变(这是产生"平顶"波的根源)。
此阻抗有两个组成部分：电源接口(PCC)以后的电气装置内部电缆线路的阻抗和PCC以前电源系统内的阻抗，用户处的供电变压器即是PC C的一例。
由非线性负荷引起的畸变负荷电流在电缆的阻抗上产生一个畸变的电压降。
合成的畸变电压波形加到与此同一电路上所接的全部其他负荷上，引起谐波电流的流过，即使这些负荷是线性的负荷也是如此。
解决的办法是把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷的供电线路分开，线性负荷和非线性负荷从同一电源接口点开始由不同的电路馈电，使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去。
②过零噪声：许多电子控制器要检测电压的过零点，以确定负荷的接通时刻。
这样做是为了在电压过零时接通感性负荷不致产生瞬态过电压，从而可减少电磁干扰(EM I)和半导体开关器件上的电压冲击。
当在电源上有高次谐波或瞬态过电压时，在过零处电压的变化率就很高且难于判定从而导致误动作。
实际上在每个半波里可有多个过零点。
③中性线过热：在中性点直接接地的三相四线式供电系统中，当负荷产生3N次谐波电流时，中性线上将流过各相3N次谐波电流的和。
如当时三相负荷不平衡时，中性线上流经的电流会更大。
最近研究实验发现中性线电流会可能大于任何一相的相电流。
造成中性线导线发热过高，增加了线路损耗，甚至会烧断导线。
现行的解决措施是增大三相四线式供电系统中中性线的导线截面积，最低要求要使用与相线等截面的导线。
国际电工委员会(IEC)曾提议中性线导线的截面应为相线导线截面的200%。
④变压器温升过高：接线为Yyn的变压器，其二次侧负荷产生3N次谐波电流时，其中性线上除有三相负荷不平衡电流总和外，还将流过3N次谐波电流的代数和，并将谐波电流通过变压器一次侧流入电网。
解决上述问题最简单的办法是采用Dyn接线的变压器，使负荷产生的谐波电流在变压器△形绕组中循环，而不致流入电网。
无论谐波电流流入电网与否，所有的谐波电流都会增加变压器的电能损耗，并增加了变压器的温升。
⑤引起剩余电流断路器的误动作：剩余电流断路器(RCCB)是根据通过零序互感器的电流之和来动作的，如果电流之和大于额定的限值它就将脱扣切断电源。
出现谐波时RCC B误动作有两个原因：第一，因为RCC B是一种机电器件，有时不能准确检测出高频分量的和，所以就会误跳闸。
第二，由于有谐波电流的缘故，流过电路的电流会比计算所得或简单测得的值要大。
大多数的便携式测量仪表并不能测出真实的电流均方根值而只是平均值，然后假设波形是纯正弦的，再乘一个校正系数而得出读数。
在有谐波时，这样读出的结果可能比真实数值要低得多，而这就意味着脱扣器是被整定在一个十分低的数值上。
现在可以买到能检测电流均方根值的断路器，再加上真实的均方根值测量技术，校正脱扣器的整定值，便可保证供电的可靠性。
(2)影响供电电源的谐波问题及解决措施：
《中华人民共和国电力法》指出："用户用电不得危害供电、用电安全和扰乱供电、用电秩序"，《供电营业规则》中规定："用户的非线性阻抗特性的用电设备接入电网运行所注入电网的谐波电流和引起公共连接点至正弦波畸变超过标准时，用户必须采取措施予以消除。
"
由畸变电流造成的电压畸变取决于电源阻抗。
阻抗愈大则由同一电流畸变所造成的电压畸变就愈大。
对于10次以下的谐波而言，供电网络通常是感性的，所以电源阻抗就和频率成正比，谐波次数越高，所造成的畸变就越大。
通常不可能减小供电系统的阻抗，所以需要采用别的步骤来保证电压畸变不超过限度。
可能的解决方法有：装用谐波滤波器、装用隔离变压器和装用有源的谐波调节器。
①装用谐波滤波器：对于电动机控制器产生的谐波，谐波的形状很分明，可以用滤波器来降低谐波电流。
对于六脉冲的控制器，滤波器可去掉20%的五次谐波以及全部的高次谐波，对基波影响甚微。
为了避免增益顶峰靠近谐波，必须用解谐的滤波器，而且可能需装多个滤波器。
在12脉冲桥路中最低次的谐波是11次的，此时情况比较简单。
②装用隔离变压器：均衡的三次谐波电流传回到电源去的问题可以用一台Dyn接法的隔离变压器来削弱。
使用这种变压器时，通常装设一个旁路的电路以避免在进行变压器的维护工作时长时期地对负荷停止供电。
在这种情况下，应采用中性线有足够大的通用四芯馈线。
在重要的配电系统中，有时把隔离变压器就地装在每一配电盘上，使3N次谐波电流与配电系统相隔离。
隔离变压器要适当提高额定值，否则也会产生电压畸变和过热。
③装用有源的谐波调节器：由变流器/逆变器产生的边频带和谐波不能很好地用普通的滤波器来滤除，这是因为边频带上的频率是随传动装置的速度而变化的，并且时常很接近于基波频率。
目前有源滤波器日益推广应用，它在工作时主动地注入一个电流来精确地补偿由负荷产生的谐波电流，就会获得一个纯粹的正弦波。
这种滤波设备的工作靠数字信号处理(DSP)技术来控制快速绝缘栅双极晶体管(IGB T)。
因为设备是与供电系统并联工作的，它只控制谐波电流，基波电流并不流过该滤波器。
如果所需过滤的谐波电流比滤波器的容量大的话，它只是简单地起限制作用而使波形得到部分的纠正。
谐波"一词起源于声学。
有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。
傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。
电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。
当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。
1945年J.C.R ead发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。
70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。
世界各国都对谐波问题予以充分和关注。
国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。
供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。
谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）称为谐波次数。
电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波（Non-harmonics）或分数谐波。
谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。
电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2≤n≤40。
谐波是怎么产生的？
电网谐波来自于3个方面：
一是发电源质量不高产生谐波：
发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。