一、諧波分析器是什么儀器
簡諧(xie)運動處(chu)理起來是(shi)比較(jiao)簡單的(de)，但是(shi)很多(duo)(duo)振動系統(tong)的(de)運動卻(que)不是(shi)簡諧(xie)的(de)。然而，很多(duo)(duo)情況(kuang)下的(de)振動是(shi)周(zhou)期(qi)的(de)，任(ren)何(he)關于(yu)時間的(de)周(zhou)期(qi)函數(shu)都能展開成傅立葉級數(shu)，即無限多(duo)(duo)個(ge)正(zheng)弦(xian)函數(shu)和余弦(xian)函數(shu)的(de)和表(biao)示，我(wo)們將這(zhe)種分析方法稱為諧(xie)波(bo)分析。
在電(dian)力(li)系統(tong)中諧(xie)波(bo)(bo)(bo)產(chan)(chan)生的根本(ben)原(yuan)因是由于非(fei)線性(xing)負載所致。當電(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)經負載時，與所加的電(dian)壓(ya)不呈(cheng)線性(xing)關系，就形成非(fei)正弦(xian)電(dian)流(liu)(liu)，即電(dian)路中有諧(xie)波(bo)(bo)(bo)產(chan)(chan)生。通(tong)過(guo)諧(xie)波(bo)(bo)(bo)分(fen)析(xi)器，可(ke)以(yi)分(fen)析(xi)產(chan)(chan)生的諧(xie)波(bo)(bo)(bo)。
諧波(bo)(bo)分(fen)(fen)析(xi)器，又(you)稱諧波(bo)(bo)分(fen)(fen)析(xi)儀，就是(shi)進行諧波(bo)(bo)分(fen)(fen)析(xi)的儀器，除了諧波(bo)(bo)（2-63次）外(wai)，還可以分(fen)(fen)析(xi)三(san)相(xiang)不平衡度（負序、正序、零序）、電(dian)壓波(bo)(bo)動和閃(shan)變、系統頻率、電(dian)壓偏差、功(gong)率、功(gong)率因數等。
二、諧波分析器的分析方法有哪些
諧(xie)波分(fen)析器可以(yi)對(dui)產生的諧(xie)波進行分(fen)析，一(yi)般(ban)是先通過傅(fu)里(li)葉(xie)分(fen)解（一(yi)般(ban)是FFT方(fang)式）得到各(ge)次(ci)諧(xie)波的值(zhi)，再分(fen)別(bie)計算各(ge)次(ci)諧(xie)波的功率(lv)參數。具體(ti)主要有兩種分(fen)析方(fang)法：
1、同步采樣法
顧名(ming)思義，就是使采(cai)樣(yang)(yang)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)與基(ji)波頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)同步(bu)改變(bian)。該方法從(cong)源頭上保證數據的(de)(de)采(cai)樣(yang)(yang)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)為(wei)基(ji)波頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)整數倍(bei)，如IEC 61000-4-7標準就規定50Hz使用(yong)(yong)10倍(bei)基(ji)波采(cai)樣(yang)(yang)率(lv)(lv)(lv)(lv)，采(cai)樣(yang)(yang)數據經離散傅里(li)葉(xie)變(bian)換即可得到各(ge)次諧波分量。同步(bu)采(cai)樣(yang)(yang)常用(yong)(yong)硬件(jian)PLL實現，需(xu)要實時調整采(cai)樣(yang)(yang)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)，頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)鎖定需(xu)要時間，受限于濾(lv)波器(qi)及相關(guan)器(qi)件(jian)，很難做(zuo)到很寬(kuan)的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)域，也很難保證頻(pin)(pin)(pin)譜特別豐富時的(de)(de)準確性(xing)。
2、頻率重心法
使用(yong)(yong)足(zu)夠(gou)高(gao)的(de)采樣(yang)(yang)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)（一般大于(yu)4倍基波(bo)(bo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)）即可(ke)滿(man)足(zu)直接對(dui)信號進行采樣(yang)(yang)，將信號的(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)間隔(ge)拉(la)開，并且(qie)使用(yong)(yong)更多周期的(de)數(shu)(shu)據點(dian)做(zuo)離散傅里葉變換，降低頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)泄(xie)露(lu)的(de)影響(xiang)。最(zui)后(hou)根(gen)據窗函(han)數(shu)(shu)的(de)功(gong)(gong)率(lv)譜(pu)(pu)分布特性，通過頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)的(de)譜(pu)(pu)峰(feng)(feng)和(he)次譜(pu)(pu)峰(feng)(feng)，找到真(zhen)正(zheng)的(de)譜(pu)(pu)峰(feng)(feng)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)點(dian)——即離散頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)的(de)譜(pu)(pu)峰(feng)(feng)和(he)次譜(pu)(pu)峰(feng)(feng)的(de)重心(xin)。通過頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)重心(xin)法(fa)消除了(le)柵欄效應(ying)(ying)的(de)影響(xiang)，對(dui)各次諧(xie)波(bo)(bo)使用(yong)(yong)重心(xin)法(fa)，還得(de)到一個(ge)偏(pian)離系數(shu)(shu)，使用(yong)(yong)該系數(shu)(shu)配合窗函(han)數(shu)(shu)功(gong)(gong)率(lv)譜(pu)(pu)，可(ke)求(qiu)解得(de)到對(dui)應(ying)(ying)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)點(dian)的(de)相位和(he)幅值等信息。至此，非(fei)同(tong)(tong)步采樣(yang)(yang)法(fa)同(tong)(tong)樣(yang)(yang)得(de)到了(le)各次諧(xie)波(bo)(bo)。受限于(yu)窗函(han)數(shu)(shu)的(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)特性，該法(fa)需要用(yong)(yong)足(zu)夠(gou)高(gao)采樣(yang)(yang)率(lv)來保證各頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)成分的(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)互相影響(xiang)足(zu)夠(gou)小；而且(qie)截(jie)斷造成的(de)泄(xie)漏也不能太(tai)大，否則(ze)產(chan)生的(de)假(jia)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)疊加到真(zhen)實頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)里，導致結果誤差更大。
三、諧波分析器分析方法哪種好
1、同步采樣法
此方法(fa)(fa)的(de)精(jing)度(du)取決于PLL的(de)準確度(du)，而后期(qi)計算(suan)簡單。PLL中用到的(de)濾波(bo)(bo)器(qi)限制了支(zhi)持的(de)基波(bo)(bo)頻率上限，因此在基波(bo)(bo)頻率較高時，同(tong)(tong)步采樣(yang)法(fa)(fa)一(yi)般無(wu)法(fa)(fa)支(zhi)持；同(tong)(tong)樣(yang)是濾波(bo)(bo)器(qi)原因，無(wu)法(fa)(fa)很(hen)好濾除低(di)偶(ou)次諧(xie)波(bo)(bo)，所(suo)以低(di)偶(ou)次諧(xie)波(bo)(bo)幅值(zhi)較大時，PLL就無(wu)法(fa)(fa)同(tong)(tong)步基波(bo)(bo)采樣(yang)，諧(xie)波(bo)(bo)分析結(jie)果也(ye)就完全錯(cuo)誤。
2、頻率重心法
這一方法(fa)(fa)(fa)不(bu)需(xu)要(yao)額外(wai)濾(lv)波(bo)器(qi)，采樣器(qi)件可工作在支(zhi)持的(de)最高采樣頻(pin)率(lv)，使有效譜(pu)線拉開的(de)同時提(ti)高了(le)支(zhi)持的(de)諧波(bo)頻(pin)率(lv)范(fan)圍，而為了(le)消除泄(xie)漏的(de)影響(xiang)，需(xu)要(yao)使用更多(duo)的(de)數據進(jin)行傅里葉變換。所(suo)以(yi)頻(pin)率(lv)重(zhong)心(xin)法(fa)(fa)(fa)引入了(le)數倍于(yu)同步采樣法(fa)(fa)(fa)的(de)計算(suan)量。另外(wai)，重(zhong)心(xin)法(fa)(fa)(fa)需(xu)要(yao)使用至(zhi)少兩根譜(pu)線，而且受窗函數主瓣寬度限制，頻(pin)率(lv)重(zhong)心(xin)法(fa)(fa)(fa)所(suo)能(neng)支(zhi)持的(de)頻(pin)率(lv)下限只能(neng)達到(dao)頻(pin)率(lv)分辨率(lv)的(de)三倍以(yi)上(shang)。由于(yu)頻(pin)率(lv)重(zhong)心(xin)法(fa)(fa)(fa)沒有反饋(kui)過程，不(bu)依賴于(yu)信號，模(mo)擬電路實現簡單，理論上(shang)只要(yao)采樣率(lv)和(he)使用的(de)數據點足夠，就能(neng)得到(dao)正確的(de)結果。
綜(zong)上所述，兩(liang)種方法各有各的(de)優勢(shi)，如(ru)何選(xuan)擇主要看實際(ji)分析需要。
