一、諧波分析器是什么儀器
簡諧(xie)(xie)運(yun)動(dong)處理起來(lai)是比較簡單的(de)，但是很多(duo)振動(dong)系統的(de)運(yun)動(dong)卻不是簡諧(xie)(xie)的(de)。然而(er)，很多(duo)情況下的(de)振動(dong)是周(zhou)期(qi)的(de)，任何(he)關于(yu)時間的(de)周(zhou)期(qi)函數都能展開成傅立葉級(ji)數，即(ji)無限多(duo)個正(zheng)弦(xian)函數和余弦(xian)函數的(de)和表示，我們將這(zhe)種(zhong)分析(xi)方法稱為諧(xie)(xie)波分析(xi)。
在電力(li)系統(tong)中諧波產生(sheng)(sheng)的根本原因是由于非線性(xing)負載所致。當(dang)電流流經負載時，與所加的電壓(ya)不呈線性(xing)關(guan)系，就(jiu)形成非正弦電流，即電路中有諧波產生(sheng)(sheng)。通過諧波分析器，可(ke)以分析產生(sheng)(sheng)的諧波。
諧(xie)(xie)波分析器(qi)，又稱諧(xie)(xie)波分析儀，就是進行諧(xie)(xie)波分析的儀器(qi)，除了諧(xie)(xie)波（2-63次(ci)）外(wai)，還可(ke)以分析三相不平衡度(du)（負序(xu)、正序(xu)、零序(xu)）、電壓波動和閃(shan)變(bian)、系統頻率(lv)、電壓偏差、功率(lv)、功率(lv)因數等。
二、諧波分析器的分析方法有哪些
諧波(bo)分(fen)(fen)析器可以對產生(sheng)的諧波(bo)進(jin)行分(fen)(fen)析，一(yi)般(ban)是先通過傅(fu)里葉分(fen)(fen)解(jie)（一(yi)般(ban)是FFT方(fang)式(shi)）得(de)到(dao)各次(ci)諧波(bo)的值，再分(fen)(fen)別計算(suan)各次(ci)諧波(bo)的功率參(can)數。具(ju)體主要有兩種分(fen)(fen)析方(fang)法：
1、同步采樣法
顧名思(si)義，就是(shi)使采(cai)樣(yang)(yang)(yang)頻率與(yu)基(ji)(ji)波(bo)頻率同步(bu)(bu)改變。該方(fang)法(fa)從源頭(tou)上保(bao)證(zheng)數(shu)據的(de)采(cai)樣(yang)(yang)(yang)頻率為(wei)基(ji)(ji)波(bo)頻率的(de)整數(shu)倍(bei)，如IEC 61000-4-7標準就規定50Hz使用10倍(bei)基(ji)(ji)波(bo)采(cai)樣(yang)(yang)(yang)率，采(cai)樣(yang)(yang)(yang)數(shu)據經(jing)離散傅里(li)葉變換即(ji)可得到各次諧波(bo)分量。同步(bu)(bu)采(cai)樣(yang)(yang)(yang)常用硬件PLL實現(xian)，需要實時(shi)調整采(cai)樣(yang)(yang)(yang)頻率，頻率的(de)鎖定需要時(shi)間，受(shou)限于(yu)濾(lv)波(bo)器及(ji)相關(guan)器件，很(hen)難做(zuo)到很(hen)寬的(de)頻域(yu)，也很(hen)難保(bao)證(zheng)頻譜特別豐富(fu)時(shi)的(de)準確性。
2、頻率重心法
使用(yong)足夠(gou)高的(de)(de)(de)采(cai)樣(yang)(yang)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)（一般大于4倍(bei)基波(bo)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)）即(ji)可(ke)滿足直接(jie)對信號進行采(cai)樣(yang)(yang)，將信號的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)間隔拉開，并且使用(yong)更(geng)多周期的(de)(de)(de)數據點做離散傅里(li)葉變換，降低(di)頻(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)泄露(lu)的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)。最(zui)后(hou)根據窗函(han)數的(de)(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)譜(pu)(pu)分(fen)布(bu)特性，通(tong)過(guo)頻(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)的(de)(de)(de)譜(pu)(pu)峰(feng)和次(ci)譜(pu)(pu)峰(feng)，找到(dao)(dao)真正的(de)(de)(de)譜(pu)(pu)峰(feng)頻(pin)(pin)(pin)點——即(ji)離散頻(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)的(de)(de)(de)譜(pu)(pu)峰(feng)和次(ci)譜(pu)(pu)峰(feng)的(de)(de)(de)重心(xin)(xin)。通(tong)過(guo)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)重心(xin)(xin)法消(xiao)除了(le)柵欄效應的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)，對各(ge)次(ci)諧(xie)波(bo)使用(yong)重心(xin)(xin)法，還得到(dao)(dao)一個(ge)偏離系數，使用(yong)該系數配合窗函(han)數功(gong)率(lv)(lv)譜(pu)(pu)，可(ke)求解得到(dao)(dao)對應頻(pin)(pin)(pin)點的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)位和幅值等信息(xi)。至此，非同步(bu)采(cai)樣(yang)(yang)法同樣(yang)(yang)得到(dao)(dao)了(le)各(ge)次(ci)諧(xie)波(bo)。受(shou)限于窗函(han)數的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)特性，該法需(xu)要(yao)用(yong)足夠(gou)高采(cai)樣(yang)(yang)率(lv)(lv)來保證各(ge)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)成分(fen)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)互相(xiang)(xiang)影響(xiang)(xiang)(xiang)足夠(gou)小；而且截(jie)斷造成的(de)(de)(de)泄漏也不能太(tai)大，否(fou)則產生的(de)(de)(de)假頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)疊加到(dao)(dao)真實頻(pin)(pin)(pin)譜(pu)(pu)里(li)，導致結果誤差更(geng)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)(fa)的精度取決于PLL的準確度，而后期計(ji)算簡單(dan)。PLL中用到(dao)的濾波(bo)(bo)器限(xian)制了支持的基(ji)(ji)波(bo)(bo)頻(pin)(pin)率上限(xian)，因此在基(ji)(ji)波(bo)(bo)頻(pin)(pin)率較高時(shi)，同(tong)步采(cai)(cai)樣(yang)(yang)法(fa)(fa)(fa)一般(ban)無法(fa)(fa)(fa)支持；同(tong)樣(yang)(yang)是濾波(bo)(bo)器原因，無法(fa)(fa)(fa)很好濾除(chu)低偶(ou)次(ci)(ci)諧波(bo)(bo)，所(suo)以(yi)低偶(ou)次(ci)(ci)諧波(bo)(bo)幅值較大(da)時(shi)，PLL就(jiu)無法(fa)(fa)(fa)同(tong)步基(ji)(ji)波(bo)(bo)采(cai)(cai)樣(yang)(yang)，諧波(bo)(bo)分析結果也就(jiu)完全錯(cuo)誤(wu)。
2、頻率重心法
這一方法(fa)不需(xu)要額外(wai)濾(lv)波(bo)(bo)器，采(cai)樣器件(jian)可工作在支持(chi)的(de)(de)最高采(cai)樣頻(pin)(pin)(pin)率(lv)，使(shi)有效(xiao)譜(pu)線拉開的(de)(de)同(tong)時提高了(le)支持(chi)的(de)(de)諧波(bo)(bo)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)范圍(wei)，而為了(le)消(xiao)除泄(xie)漏的(de)(de)影響，需(xu)要使(shi)用更(geng)多(duo)的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)進行傅里(li)葉變換。所以(yi)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)重心(xin)(xin)法(fa)引入了(le)數(shu)(shu)倍(bei)(bei)于同(tong)步(bu)采(cai)樣法(fa)的(de)(de)計算(suan)量(liang)。另(ling)外(wai)，重心(xin)(xin)法(fa)需(xu)要使(shi)用至少兩根譜(pu)線，而且受窗(chuang)函(han)數(shu)(shu)主瓣寬度限制，頻(pin)(pin)(pin)率(lv)重心(xin)(xin)法(fa)所能支持(chi)的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)下(xia)限只能達(da)到(dao)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)分辨率(lv)的(de)(de)三倍(bei)(bei)以(yi)上。由于頻(pin)(pin)(pin)率(lv)重心(xin)(xin)法(fa)沒有反饋(kui)過程，不依(yi)賴于信號(hao)，模(mo)擬電路實現簡單(dan)，理(li)論上只要采(cai)樣率(lv)和使(shi)用的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)點足夠，就能得到(dao)正(zheng)確(que)的(de)(de)結果(guo)。
綜上(shang)所述，兩種(zhong)方(fang)法各有各的優勢，如何選擇主要看實(shi)際分析(xi)需要。
