諧波定義及其危害
在對電網(wǎng)、UPS、開關(guān)電源、整流器、變頻器、逆變器、電機(jī)等測試中，大家除了關(guān)注電壓、電流和功率等一些基本參數(shù)后，其它關(guān)注得最多的應(yīng)該是很多事故的罪魁禍?zhǔn)住C波。那么什么是諧波？諧波的分類又有什么呢？它的危害又是什么呢？
在介紹“諧波”之前，我們要先了解一個名詞——基波。在百度百科中對“基波”的定義如下：
復(fù)合波的最低頻率分量。在復(fù)雜的周期性振蕩中，包含基波和諧波。和該振蕩最長周期相等的正弦波分量稱為基波。相應(yīng)于這個周期的頻率稱為基本頻率。
設(shè)定如圖1所示是一個基波信號。如果一個信號只有“基波”，那這就是完美的信號，但是在實際中這是不可能的，這其中夾雜最多的是諧波，俗話說，龍生九子，各有不同，可以這樣說，基波就屬于正統(tǒng)，那么諧波就像“九子”中的“睚眥”，具有“嗜殺喜斗，刻鏤于刀環(huán)、劍柄吞口”的特性，那么什么是諧波呢？
在百度百科中，對諧波的定義是“從嚴(yán)格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講，由于交流電網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波，這時“諧波”這個詞的意義已經(jīng)變得與原意有些不符。正是因為廣義的諧波概念，才有了“分?jǐn)?shù)諧波”、“間諧波”、“次諧波”等等說法” 。
這段話看起來挺復(fù)雜的，其實簡單理解就是“對周期性交流量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解，得到頻率為基波頻率（大于1）整數(shù)倍的分量就是諧波”。如圖2所示，是3次諧波。諧波根據(jù)頻率來進(jìn)行分類，分為奇次諧波、偶次諧波和間諧波。
奇次諧波——額定頻率為基波頻率奇數(shù)倍的諧波，被稱為奇次諧波，如3、5、7次諧波；
偶次諧波——額定頻率為基波頻率偶數(shù)倍的諧波，被稱為奇次諧波，如2、4、6次諧波；
間諧波——頻率為基波頻率的整數(shù)倍的諧波，倍稱為簡諧波，也叫分量諧波。
如所示，是電網(wǎng)（50Hz）對諧波的分類。
我們通過一組圖片來看看諧波的影響。在圖1的基波上添加一個3次諧波，如圖2所示，那么就得到了如圖 4所示的波形，當(dāng)繼續(xù)的疊加奇次諧波后，就變成了方波，如圖5所示，是疊加3、5、7次諧波，圖6所示是疊加后的波形。
通過上面的波形，我們看到了，由于諧波的產(chǎn)生，然后疊加到基波上，原來的基波發(fā)生了很大的改變，由原來的正弦波快要變成了方波，這樣不僅會降低系統(tǒng)容量如變壓器、斷路器、電纜等，還會加速設(shè)備老化，縮短設(shè)備使用壽命，甚至損壞設(shè)備危害生產(chǎn)安全與穩(wěn)定。
那么諧波究竟是怎么產(chǎn)生的呢？經(jīng)過分析，諧波產(chǎn)生主要有是由于正弦信號加壓于非線性負(fù)載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。像常見的主要非線性負(fù)載有UPS、開關(guān)電源、整流器、變頻器、逆變器等。因此這類型的產(chǎn)品需要使用功率分析儀對其諧波進(jìn)行測試，后續(xù)將為大家介紹市面上的各廠家的功率分析儀測試諧波的優(yōu)劣勢。
