一、諧波分析器是什么儀器
簡諧運動(dong)處理起來是(shi)(shi)比(bi)較簡單的，但(dan)是(shi)(shi)很(hen)多振動(dong)系(xi)統的運動(dong)卻不是(shi)(shi)簡諧的。然而，很(hen)多情況下(xia)的振動(dong)是(shi)(shi)周(zhou)期的，任何關于時間(jian)的周(zhou)期函(han)數(shu)(shu)都(dou)能展(zhan)開成(cheng)傅(fu)立葉級數(shu)(shu)，即無限多個正弦函(han)數(shu)(shu)和余弦函(han)數(shu)(shu)的和表示，我們將這種分(fen)析方法稱為諧波(bo)分(fen)析。
在電力(li)系(xi)統中諧波產(chan)(chan)生(sheng)的(de)根本原因(yin)是由(you)于非線性(xing)負載所致。當電流(liu)流(liu)經負載時，與所加的(de)電壓(ya)不呈線性(xing)關系(xi)，就形成(cheng)非正弦電流(liu)，即(ji)電路中有諧波產(chan)(chan)生(sheng)。通過諧波分析器，可以(yi)分析產(chan)(chan)生(sheng)的(de)諧波。
諧(xie)波分(fen)析器，又稱諧(xie)波分(fen)析儀，就(jiu)是進(jin)行(xing)諧(xie)波分(fen)析的儀器，除了諧(xie)波（2-63次）外，還可以(yi)分(fen)析三(san)相不平衡(heng)度（負序(xu)、正序(xu)、零序(xu)）、電(dian)壓(ya)波動和閃變、系統頻率(lv)(lv)、電(dian)壓(ya)偏差、功(gong)率(lv)(lv)、功(gong)率(lv)(lv)因數等。
二、諧波分析器的分析方法有哪些
諧波(bo)分析(xi)器可以對(dui)產(chan)生(sheng)的(de)(de)諧波(bo)進(jin)行分析(xi)，一般是(shi)先通(tong)過傅里葉分解（一般是(shi)FFT方式）得到各(ge)次諧波(bo)的(de)(de)值，再分別計算(suan)各(ge)次諧波(bo)的(de)(de)功率(lv)參數。具(ju)體主要有兩種(zhong)分析(xi)方法：
1、同步采樣法
顧名思義，就(jiu)是使采(cai)(cai)樣頻(pin)率(lv)與基(ji)(ji)波頻(pin)率(lv)同步(bu)改(gai)變(bian)。該(gai)方法(fa)從(cong)源頭上保(bao)證數據(ju)的(de)(de)(de)采(cai)(cai)樣頻(pin)率(lv)為基(ji)(ji)波頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)整(zheng)數倍，如(ru)IEC 61000-4-7標準(zhun)就(jiu)規定50Hz使用10倍基(ji)(ji)波采(cai)(cai)樣率(lv)，采(cai)(cai)樣數據(ju)經離散(san)傅里葉變(bian)換(huan)即可得到(dao)各次諧波分量。同步(bu)采(cai)(cai)樣常用硬件PLL實(shi)現，需(xu)要實(shi)時調整(zheng)采(cai)(cai)樣頻(pin)率(lv)，頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)鎖定需(xu)要時間，受限(xian)于濾波器及相(xiang)關器件，很難(nan)做到(dao)很寬的(de)(de)(de)頻(pin)域，也很難(nan)保(bao)證頻(pin)譜特(te)別豐富時的(de)(de)(de)準(zhun)確(que)性。
2、頻率重心法
使用(yong)足(zu)夠高的(de)(de)(de)采(cai)樣頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)（一般大(da)(da)于4倍(bei)基(ji)波(bo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)）即(ji)可滿足(zu)直接對(dui)信號(hao)進行(xing)采(cai)樣，將信號(hao)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)間(jian)隔拉開，并且使用(yong)更(geng)(geng)多周期的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據點做離(li)散傅里(li)葉變換，降低(di)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)泄露的(de)(de)(de)影響。最后根據窗函數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)功率(lv)(lv)(lv)譜(pu)分布特(te)性，通過(guo)(guo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)的(de)(de)(de)譜(pu)峰和(he)次(ci)(ci)譜(pu)峰，找到(dao)真正的(de)(de)(de)譜(pu)峰頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)點——即(ji)離(li)散頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)的(de)(de)(de)譜(pu)峰和(he)次(ci)(ci)譜(pu)峰的(de)(de)(de)重心。通過(guo)(guo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)重心法(fa)消(xiao)除了柵欄效應的(de)(de)(de)影響，對(dui)各次(ci)(ci)諧波(bo)使用(yong)重心法(fa)，還得到(dao)一個偏(pian)離(li)系(xi)數(shu)(shu)(shu)，使用(yong)該系(xi)數(shu)(shu)(shu)配合窗函數(shu)(shu)(shu)功率(lv)(lv)(lv)譜(pu)，可求(qiu)解得到(dao)對(dui)應頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)點的(de)(de)(de)相位和(he)幅值等信息。至此，非同(tong)(tong)步采(cai)樣法(fa)同(tong)(tong)樣得到(dao)了各次(ci)(ci)諧波(bo)。受限于窗函數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)特(te)性，該法(fa)需要用(yong)足(zu)夠高采(cai)樣率(lv)(lv)(lv)來保證各頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)成(cheng)分的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)互相影響足(zu)夠小；而且截斷(duan)造成(cheng)的(de)(de)(de)泄漏也(ye)不能太大(da)(da)，否則產(chan)生的(de)(de)(de)假頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)疊加到(dao)真實頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)譜(pu)里(li)，導(dao)致結果(guo)誤差更(geng)(geng)大(da)(da)。
三、諧波分析器分析方法哪種好
1、同步采樣法
此方(fang)法的精度(du)取決(jue)于(yu)PLL的準(zhun)確度(du)，而后期計算簡單。PLL中用(yong)到的濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)限制了支(zhi)持的基波(bo)(bo)頻(pin)率上(shang)限，因此在基波(bo)(bo)頻(pin)率較高時(shi)，同(tong)(tong)步采(cai)樣(yang)法一般無法支(zhi)持；同(tong)(tong)樣(yang)是濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)原因，無法很好濾(lv)除低偶次諧(xie)(xie)波(bo)(bo)，所(suo)以低偶次諧(xie)(xie)波(bo)(bo)幅(fu)值較大時(shi)，PLL就(jiu)無法同(tong)(tong)步基波(bo)(bo)采(cai)樣(yang)，諧(xie)(xie)波(bo)(bo)分析結果也(ye)就(jiu)完全(quan)錯誤。
2、頻率重心法
這一(yi)方(fang)法不(bu)需(xu)要額外濾波器，采(cai)(cai)樣(yang)器件可工作在支持的(de)(de)(de)(de)最高采(cai)(cai)樣(yang)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)，使有(you)效譜(pu)線拉開的(de)(de)(de)(de)同時提(ti)高了(le)支持的(de)(de)(de)(de)諧波頻(pin)(pin)率(lv)(lv)范(fan)圍，而為了(le)消(xiao)除泄漏的(de)(de)(de)(de)影響，需(xu)要使用更多的(de)(de)(de)(de)數據進行(xing)傅里葉變換。所(suo)以(yi)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)重心(xin)法引入了(le)數倍于(yu)同步采(cai)(cai)樣(yang)法的(de)(de)(de)(de)計算(suan)量。另外，重心(xin)法需(xu)要使用至(zhi)少兩(liang)根(gen)譜(pu)線，而且(qie)受窗函(han)數主瓣(ban)寬度(du)限制，頻(pin)(pin)率(lv)(lv)重心(xin)法所(suo)能(neng)支持的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)下限只(zhi)能(neng)達(da)到頻(pin)(pin)率(lv)(lv)分辨率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)三倍以(yi)上。由于(yu)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)重心(xin)法沒有(you)反饋過(guo)程，不(bu)依賴(lai)于(yu)信號，模擬電路實現簡單，理論上只(zhi)要采(cai)(cai)樣(yang)率(lv)(lv)和使用的(de)(de)(de)(de)數據點足(zu)夠(gou)，就(jiu)能(neng)得(de)到正(zheng)確(que)的(de)(de)(de)(de)結果。
綜上(shang)所述，兩種方法各有各的優勢，如何選擇主要(yao)看(kan)實際分析需要(yao)。
