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[科普中国]-间谐波

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交流非正弦信号可以分解为不同频率的正弦分量的线性组合。当正弦波分量的频率与原交流信号的频率相同时,称为基波;当正弦波分量的频率是原交流信号的频率的整数倍时,称为谐波;当正弦波分量的频率是原交流信号的频率的非整数倍时,称为分数谐波,也称分数次谐波或间谐波。

定义英文(inter-harmonics)

间谐波是指非基波频率整数倍的谐波。也称分数次谐波或分数谐波。

简介随着电力电子元件等非线性设备在电力系统中的广泛应用,由此而产生的谐波对电网的污染也越来越严重。谐波问题已引起广泛关注。通常的谐波一般指频率为工频(基波频率)整数倍的成分,而对非整数倍基波频率的成分则称之为间谐波1。

产生间谐波往往由较大的电压波动或冲击性非线性负荷所引起,所有非线性的波动负荷,如电弧焊、电焊机、各种变频调速装置、同步串级调速装置及感应电动机等均为间谐波波源,电力载波信号也是一种间谐波。

在各种电压等级供电网中都可能出现间谐波。间谐波源主要有静止频率变换器,循环换流器,感应电机和电弧设备等。

危害间谐波源的特点是放大电压闪变和音频干扰,影响电视机画面及增大收音机噪音,造成感应电动机振动及异常。对于由电容、电感和电阻构成的无源滤波器电路,间谐波可能会被放大,严重时会使滤波器因谐波过载而不能正常运行,甚至造成损坏。间谐波的影响和危害等同整数次谐波电压的影响和危害1。

分析通常的谐波测量仪器使用傅立叶变换的方法进行谐波分析,而傅立叶变换的前提是假定所有的周期波形都是相同的,从这个角度讲,傅立叶变换只适用于整数次谐波的分析。

对于包含间谐波的信号,每个相邻周期(基波周期)的信号可能不同,也就是说,信号是变化的,当变化满足一定的规律时,比如说,每N个基波周期变化重复一次。我们可以将N个基波周期视为一个周期,这样,信号就是周期信号了。对该周期信号取N个基波周期进行傅里叶变换,可以得到下述表达式:

其中:

当bm≥0时,

当bm