引言

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各種電力電子裝置設(shè)備及開關(guān)電源產(chǎn)品等已被廣泛使用。技術(shù)高速發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)于用電環(huán)境造成比較嚴(yán)重的污染，市電網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生了大量的諧波，這些諧波對(duì)電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭用電產(chǎn)品產(chǎn)生了越來越嚴(yán)重的危害。世界各國對(duì)諧波問題都給予了充分的關(guān)注，不少國家和國際組織都制定了限制電力系統(tǒng)和用電設(shè)備諧波的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。

一、諧波的定義

 諧波(harmonic wave)，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(duì)周期性的非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。如下圖所示，一周期性失真波形可以為基波和多次諧波的疊加而成。

根據(jù)諧波頻率的不同，可以分為：

奇次：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：額定頻率為基波頻率偶數(shù)倍的諧波，被稱為“偶次諧波”，如2、4、6、8次諧波。

二、諧波的產(chǎn)生原因和危害

諧波產(chǎn)生的原因主要有：由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。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。

諧波的危害：降低線路使用容量，如線路最大容量20kW，但由于諧波的干擾使用到17kW線路就可能飽和；加速設(shè)備老化，縮短設(shè)備使用壽命，甚至損壞設(shè)備；浪費(fèi)電能，諧波也消耗能源，但都是做無用功；諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀；對(duì)于電力電子設(shè)備而言，電力電子設(shè)備對(duì)供電電壓的諧波畸變很敏感，這種設(shè)備常常須靠電壓波形的過零點(diǎn)或其它電壓波形取得同步運(yùn)行。電壓諧波畸變可導(dǎo)致電壓過零點(diǎn)漂移電壓位置點(diǎn)的改變?？刂葡到y(tǒng)對(duì)這兩點(diǎn)的判斷錯(cuò)誤可導(dǎo)致控制系統(tǒng)失控。而電力與通訊線路之間的感性或容性耦合亦可能造成對(duì)通訊設(shè)備的干擾。

三、諧波模擬

對(duì)于電力電子設(shè)備而言，在設(shè)計(jì)階段，就要求研發(fā)人員必須要考慮到電網(wǎng)中各次諧波對(duì)用電設(shè)備的影響。 在EMI/EMC AC電源濾波器測(cè)試領(lǐng)域，至少需要模擬到50次電網(wǎng)諧波對(duì)濾波器的影響。

IT7600系列高性能可編程交流電源擁有強(qiáng)大的電壓諧波模擬能力，最高可達(dá)50次諧波。10-500Hz頻率范圍內(nèi)，可以模擬50次諧波；500Hz頻率以上，可以模擬20次諧波。

AC 220V 50Hz 疊加3次諧波和5次諧波模擬。

1.在IT7600主界面選擇THDWave，頁面的正下方會(huì)出現(xiàn)THD Config 的頁簽，按[THD

Config] 進(jìn)入“THD Wave Configure”界面，如下圖所示。

2. 設(shè)置3次諧波、諧波畸變率0.01 諧波相位60°；5次諧波、諧波畸變率0.1 諧波相位180°，按[Enter] 鍵確認(rèn)后，按前面板復(fù)合按鍵[Shift] + [Recall]（Save）鍵對(duì)設(shè)置好的波形進(jìn)行保存。如下圖所示。

設(shè)置AC 220V 50HZ電源on 輸出波形如下圖。

IT7600系列電源除具有強(qiáng)大的諧波模擬能力外，還內(nèi)置了全方位的功率表和大屏幕示波器功能，功率高達(dá)54KVA，支持主從并聯(lián)，內(nèi)建任意波形產(chǎn)生器，可模擬諧波和各種任意波形輸出，同時(shí)具有強(qiáng)大的交流測(cè)量及分析功能，可廣泛應(yīng)用于新能源、家電產(chǎn)品、電力電子、航空電子設(shè)備、軍事與IEC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的開發(fā)和運(yùn)用等多個(gè)領(lǐng)域。