一、諧波分析器是什么儀器

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)處理起來是比較簡(jiǎn)單的，但是很多振動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)卻不是簡(jiǎn)諧的。然而，很多情況下的振動(dòng)是周期的，任何關(guān)于時(shí)間的周期函數(shù)都能展開成傅立葉級(jí)數(shù)，即無限多個(gè)正弦函數(shù)和余弦函數(shù)的和表示，我們將這種分析方法稱為諧波分析。

在電力系統(tǒng)中諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時(shí)，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產(chǎn)生。通過諧波分析器，可以分析產(chǎn)生的諧波。

諧波分析器，又稱諧波分析儀，就是進(jìn)行諧波分析的儀器，除了諧波（2-63次）外，還可以分析三相不平衡度（負(fù)序、正序、零序）、電壓波動(dòng)和閃變、系統(tǒng)頻率、電壓偏差、功率、功率因數(shù)等。

二、諧波分析器的分析方法有哪些

諧波分析器可以對(duì)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行分析，一般是先通過傅里葉分解（一般是FFT方式）得到各次諧波的值，再分別計(jì)算各次諧波的功率參數(shù)。具體主要有兩種分析方法：

1、同步采樣法

顧名思義，就是使采樣頻率與基波頻率同步改變。該方法從源頭上保證數(shù)據(jù)的采樣頻率為基波頻率的整數(shù)倍，如IEC 61000-4-7標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定50Hz使用10倍基波采樣率，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)離散傅里葉變換即可得到各次諧波分量。同步采樣常用硬件PLL實(shí)現(xiàn)，需要實(shí)時(shí)調(diào)整采樣頻率，頻率的鎖定需要時(shí)間，受限于濾波器及相關(guān)器件，很難做到很寬的頻域，也很難保證頻譜特別豐富時(shí)的準(zhǔn)確性。

2、頻率重心法

使用足夠高的采樣頻率（一般大于4倍基波頻率）即可滿足直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，將信號(hào)的頻譜間隔拉開，并且使用更多周期的數(shù)據(jù)點(diǎn)做離散傅里葉變換，降低頻譜泄露的影響。最后根據(jù)窗函數(shù)的功率譜分布特性，通過頻譜的譜峰和次譜峰，找到真正的譜峰頻點(diǎn)——即離散頻譜的譜峰和次譜峰的重心。通過頻率重心法消除了柵欄效應(yīng)的影響，對(duì)各次諧波使用重心法，還得到一個(gè)偏離系數(shù)，使用該系數(shù)配合窗函數(shù)功率譜，可求解得到對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)的相位和幅值等信息。至此，非同步采樣法同樣得到了各次諧波。受限于窗函數(shù)的頻譜特性，該法需要用足夠高采樣率來保證各頻率成分的頻譜互相影響足夠?。欢医?cái)嘣斐傻男孤┮膊荒芴?，否則產(chǎn)生的假頻率疊加到真實(shí)頻譜里，導(dǎo)致結(jié)果誤差更大。

三、諧波分析器分析方法哪種好

1、同步采樣法

此方法的精度取決于PLL的準(zhǔn)確度，而后期計(jì)算簡(jiǎn)單。PLL中用到的濾波器限制了支持的基波頻率上限，因此在基波頻率較高時(shí)，同步采樣法一般無法支持；同樣是濾波器原因，無法很好濾除低偶次諧波，所以低偶次諧波幅值較大時(shí)，PLL就無法同步基波采樣，諧波分析結(jié)果也就完全錯(cuò)誤。

2、頻率重心法

這一方法不需要額外濾波器，采樣器件可工作在支持的最高采樣頻率，使有效譜線拉開的同時(shí)提高了支持的諧波頻率范圍，而為了消除泄漏的影響，需要使用更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換。所以頻率重心法引入了數(shù)倍于同步采樣法的計(jì)算量。另外，重心法需要使用至少兩根譜線，而且受窗函數(shù)主瓣寬度限制，頻率重心法所能支持的頻率下限只能達(dá)到頻率分辨率的三倍以上。由于頻率重心法沒有反饋過程，不依賴于信號(hào)，模擬電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，理論上只要采樣率和使用的數(shù)據(jù)點(diǎn)足夠，就能得到正確的結(jié)果。

綜上所述，兩種方法各有各的優(yōu)勢(shì)，如何選擇主要看實(shí)際分析需要。