谐波分析法_ansys电磁谐波单频分析_谐波分析方法(2)

信号一：基波频率50Hz，含2~15次谐波，各次含量均为10%

图 1 50Hz基波2~15次含量10% 谐波波形

图 2 50Hz基波2~15次含量10% 谐波常规谐波分析结果

图 3 50Hz基波2~15次含量10% 谐波的谐波模式分析结果

如图 1所示包含谐波的50Hz信号波形，常规谐波和谐波模式谐波均能得到正确的谐波含量，并且精度很高。

信号二：基波频率50Hz，含2~15的奇次谐波，各次含量同样均为10%

图 4 50Hz基波2~15奇次含量10% 谐波波形

图 5 50Hz基波2~15奇次含量10% 常规谐波分析结果

图 6 50Hz基波2~15奇次含量10% 谐波模式分析结果

如图 4所示只包含2~15次的奇次谐波的波形，常规谐波和谐波模式结果同样精确。

信号三：基波频率50，含2~15偶次谐波，各次含量均为10%

图 7 50Hz基波2~15偶次含量10% 谐波波形

图 8 50Hz基波2~15偶次含量10% 常规谐波分析结果

图 9 50Hz基波2~15偶次含量10% 谐波模式分析结果

如图 7所示只包含50Hz基波的2~15次的偶次谐波的波形，受偶次谐波的影响，每个基波周期多了两次过零，而且频率与基波相近，PLL的滤波器亦无法滤除该谐波，因此PLL结果错误，导致谐波分析结果也完全错误，此时的常规谐波分析结果仍然正确，而且保持了很高的精度。说明常规谐波可以不受偶次谐波影响，在采样率和FFT点数足够时，具有受被测信号影响低的优势。谐波分析方法

信号四：基波频率6kHz，含2~15次谐波，各次含量均为10%

图 10 6kHz基波2~15次含量10% 谐波波形

图 11 6kHz基波2~15次含量10% 常规谐波分析结果

图 12 6kHz基波2~15次含量10% 谐波模式分析结果

如图 10所示包含6kHz基波的2~15次谐波的波形，由于已经超出谐波模式支持的频率范围，谐波模式无法测量，而常规谐波分析时使用了200kHz的采样率，6kHz的15次谐波频率为90kHz，小于采样频率的一半，因此仍然可以精确测量。

总结

由上实例看出，非同步采样拓宽了谐波的分析范围，在许多同步采样受到约束的场合可以实现互补，是一种强有力的谐波分析方法。

需要指出的是，虽然以上用例中常规谐波分析结果都正确且精度很高，但在谐波模式PLL正确时，谐波模式在高次谐波的稳定性和精度会比常规谐波高，因为常规谐波在高次谐波的频率上有累积误差，且频谱两端会受负频率的影响。特别需要注意常规谐波一个致命缺点是频率下限较高(PA5000功率的常规谐波支持基波的频率下限是15Hz)，而且需要保证更新周期内有足够的采用点。

关键词： 谐波分析

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