一、定義

　　對于任意一復合周期振動函數Y（T）按傅氏級數分解表示為：第一項稱均值或直流分量，第二項為基波或基本振動，第三項稱二次諧波，依次類推或把二次諧波以后的統(tǒng)稱為高次諧波 。

二、分析

　　根據傅立葉級數的原理，周期函數都可以展開為常數與一組具有共同周期的正弦函數和余弦函數之和。
　　滿足Dirichlet條件的、以T為周期的時間的周期函數f(t)，在連續(xù)點處，可用下述的三角函數的線性組合（傅里葉級數）來表示：

　　上式稱為f(t)的傅里葉級數，其中，ω=2π/T。

　　 n為整數，n>=0。

　　n為整數，n>=1。

　　在間斷點處，下式成立：

　　a0/2為信號f(t)的直流分量。

　　令　　

　　c1為基波幅值，cn為n次諧波的幅值。c1有時也稱一次諧波的幅值。a0/2有時也稱0次諧波的幅值。

　　諧波的頻率必然也等于基波的頻率的整數倍，基波頻率3倍的波稱之為三次諧波，基波頻率5倍的波稱之為五次諧波，以此類推。不管幾次諧波，他們都是正弦波。

　　高于基波頻率的諧波，稱為高次諧波，高次諧波的頻率是基波頻率的整數倍?；蛘哒f頻率為基波頻率2倍以上的正弦波均為高次諧波。

三、測量

　　諧波分析是信號處理的一種基本手段。在電力系統(tǒng)的諧波分析中，主要采用各種諧波分析儀分析電網電壓、電流信號的諧波，該類儀表的諧波分析次數一般在40次以下。對于變頻器而言，其諧波分布與電網不同，電網諧波主要為低次諧波，而變頻器的諧波主要為集中在載波頻率整數倍附近的高次諧波，一般的諧波分析設備只能分析50次以下的諧波，不能測量變頻器輸出的高次諧波。對于PWM波，當載波頻率固定時，諧波的頻率范圍相對固定，而所需分析的諧波次數，與基波頻率密切相關，基波頻率越低，需要分析的諧波次數越高。一般宜采用寬頻帶的，運算能力較強、存儲容量較大的變頻功率分析儀，根據需要，其諧波分析的次數可達數百甚至數千次。例如，當載波頻率為2kHz，基波頻率為50Hz時，其40次左右的諧波含量最大；當基波頻率為5Hz時，其400次左右的諧波含量最大，需要分析的諧波次數一般至少應達到2000次。

　　同時，選擇儀表的同時，還應選擇合適帶寬的傳感器，因為傳感器的帶寬將限制進入二次儀表的信號的有效帶寬。一般用選擇寬頻帶的變頻電壓傳感器、變頻電流傳感器或電壓、電流組合式的變頻功率傳感器。

圖. 適用高次諧波測試的SP變頻功率傳感器及DT數字變送器

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