一、諧波分析器是什么儀器
簡(jian)諧運動處(chu)理起來(lai)是比較簡(jian)單的(de)(de)，但是很多振動系統的(de)(de)運動卻不是簡(jian)諧的(de)(de)。然而，很多情況下的(de)(de)振動是周(zhou)期的(de)(de)，任何關于時間(jian)的(de)(de)周(zhou)期函(han)數(shu)都(dou)能展開成(cheng)傅(fu)立葉級數(shu)，即無(wu)限多個正弦函(han)數(shu)和(he)余(yu)弦函(han)數(shu)的(de)(de)和(he)表(biao)示，我們將這種(zhong)分析(xi)方法(fa)稱為諧波(bo)分析(xi)。
在電(dian)(dian)力系統中諧(xie)波(bo)產(chan)生(sheng)的根本原因(yin)是由(you)于(yu)非線性(xing)負(fu)載所(suo)致。當電(dian)(dian)流流經負(fu)載時，與(yu)所(suo)加(jia)的電(dian)(dian)壓(ya)不呈線性(xing)關系，就(jiu)形成非正弦(xian)電(dian)(dian)流，即電(dian)(dian)路(lu)中有諧(xie)波(bo)產(chan)生(sheng)。通過諧(xie)波(bo)分(fen)析(xi)器(qi)，可(ke)以分(fen)析(xi)產(chan)生(sheng)的諧(xie)波(bo)。
諧(xie)波分(fen)析器，又稱諧(xie)波分(fen)析儀，就是進(jin)行諧(xie)波分(fen)析的儀器，除了諧(xie)波（2-63次）外，還可以分(fen)析三相不平衡度（負序、正序、零序）、電壓波動和閃(shan)變、系統(tong)頻(pin)率、電壓偏差、功(gong)率、功(gong)率因(yin)數等。
二、諧波分析器的分析方法有哪些
諧(xie)波分(fen)析(xi)器可以(yi)對產生的(de)諧(xie)波進行(xing)分(fen)析(xi)，一般(ban)是先通過傅里葉(xie)分(fen)解（一般(ban)是FFT方(fang)式）得到各次(ci)諧(xie)波的(de)值(zhi)，再分(fen)別計算各次(ci)諧(xie)波的(de)功(gong)率(lv)參數。具體主要有兩種分(fen)析(xi)方(fang)法：
1、同步采樣法
顧(gu)名思義(yi)，就是使采(cai)(cai)樣(yang)(yang)頻(pin)率(lv)(lv)與基波(bo)(bo)頻(pin)率(lv)(lv)同步改變(bian)。該方法從源頭上(shang)保(bao)證數據(ju)的采(cai)(cai)樣(yang)(yang)頻(pin)率(lv)(lv)為基波(bo)(bo)頻(pin)率(lv)(lv)的整數倍(bei)，如IEC 61000-4-7標準(zhun)就規(gui)定50Hz使用10倍(bei)基波(bo)(bo)采(cai)(cai)樣(yang)(yang)率(lv)(lv)，采(cai)(cai)樣(yang)(yang)數據(ju)經離散傅里葉變(bian)換即可得(de)到各次諧(xie)波(bo)(bo)分量。同步采(cai)(cai)樣(yang)(yang)常用硬件(jian)PLL實現，需(xu)(xu)要(yao)實時(shi)調(diao)整采(cai)(cai)樣(yang)(yang)頻(pin)率(lv)(lv)，頻(pin)率(lv)(lv)的鎖定需(xu)(xu)要(yao)時(shi)間，受限于濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)及相關器(qi)件(jian)，很難做到很寬的頻(pin)域，也很難保(bao)證頻(pin)譜(pu)特(te)別(bie)豐(feng)富時(shi)的準(zhun)確性。
2、頻率重心法
使(shi)(shi)用(yong)足(zu)夠高的(de)(de)(de)(de)采(cai)(cai)樣(yang)頻(pin)(pin)率（一般大于4倍基(ji)波頻(pin)(pin)率）即(ji)可(ke)滿足(zu)直(zhi)接(jie)對(dui)信號進行采(cai)(cai)樣(yang)，將信號的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)(pu)間隔拉開，并且(qie)(qie)使(shi)(shi)用(yong)更多周期的(de)(de)(de)(de)數據(ju)點(dian)做離(li)散傅里(li)葉變換，降低頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)(pu)泄(xie)露的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。最后根據(ju)窗函數的(de)(de)(de)(de)功率譜(pu)(pu)(pu)分(fen)布特性，通(tong)過頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)(pu)的(de)(de)(de)(de)譜(pu)(pu)(pu)峰(feng)和(he)次(ci)譜(pu)(pu)(pu)峰(feng)，找到(dao)真(zhen)(zhen)正的(de)(de)(de)(de)譜(pu)(pu)(pu)峰(feng)頻(pin)(pin)點(dian)——即(ji)離(li)散頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)(pu)的(de)(de)(de)(de)譜(pu)(pu)(pu)峰(feng)和(he)次(ci)譜(pu)(pu)(pu)峰(feng)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)心。通(tong)過頻(pin)(pin)率重(zhong)心法(fa)消除了柵欄效應(ying)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，對(dui)各次(ci)諧波使(shi)(shi)用(yong)重(zhong)心法(fa)，還得到(dao)一個(ge)偏離(li)系(xi)數，使(shi)(shi)用(yong)該系(xi)數配合窗函數功率譜(pu)(pu)(pu)，可(ke)求(qiu)解得到(dao)對(dui)應(ying)頻(pin)(pin)點(dian)的(de)(de)(de)(de)相位和(he)幅值(zhi)等信息。至此，非同步采(cai)(cai)樣(yang)法(fa)同樣(yang)得到(dao)了各次(ci)諧波。受限于窗函數的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)(pu)特性，該法(fa)需要用(yong)足(zu)夠高采(cai)(cai)樣(yang)率來保(bao)證(zheng)各頻(pin)(pin)率成分(fen)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)(pu)互相影響(xiang)足(zu)夠小；而且(qie)(qie)截斷造成的(de)(de)(de)(de)泄(xie)漏也不能太大，否(fou)則產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)假頻(pin)(pin)率疊加到(dao)真(zhen)(zhen)實頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)(pu)里(li)，導致結(jie)果誤差(cha)更大。
三、諧波分析器分析方法哪種好
1、同步采樣法
此(ci)方(fang)法(fa)的(de)精度取決(jue)于(yu)PLL的(de)準確度，而后期計算簡單。PLL中用到(dao)的(de)濾波(bo)(bo)器限制了(le)支持(chi)的(de)基(ji)波(bo)(bo)頻率上(shang)限，因此(ci)在基(ji)波(bo)(bo)頻率較(jiao)高(gao)時，同(tong)步采樣法(fa)一般無(wu)法(fa)支持(chi)；同(tong)樣是濾波(bo)(bo)器原因，無(wu)法(fa)很好濾除(chu)低偶(ou)次(ci)諧波(bo)(bo)，所以低偶(ou)次(ci)諧波(bo)(bo)幅值較(jiao)大時，PLL就無(wu)法(fa)同(tong)步基(ji)波(bo)(bo)采樣，諧波(bo)(bo)分析結果也(ye)就完全錯誤。
2、頻率重心法
這一方法(fa)(fa)不需要(yao)額外(wai)濾(lv)波器(qi)，采(cai)樣器(qi)件可工作在支持(chi)的(de)(de)最高采(cai)樣頻(pin)(pin)率(lv)，使(shi)有效譜(pu)線拉開的(de)(de)同(tong)時提高了支持(chi)的(de)(de)諧波頻(pin)(pin)率(lv)范圍，而為了消除(chu)泄(xie)漏的(de)(de)影(ying)響，需要(yao)使(shi)用更(geng)多的(de)(de)數(shu)據進行傅(fu)里(li)葉變換。所以頻(pin)(pin)率(lv)重(zhong)(zhong)心法(fa)(fa)引入了數(shu)倍于同(tong)步采(cai)樣法(fa)(fa)的(de)(de)計算量。另外(wai)，重(zhong)(zhong)心法(fa)(fa)需要(yao)使(shi)用至(zhi)少兩根譜(pu)線，而且受窗函數(shu)主瓣(ban)寬度限制(zhi)，頻(pin)(pin)率(lv)重(zhong)(zhong)心法(fa)(fa)所能(neng)支持(chi)的(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)下限只(zhi)能(neng)達到頻(pin)(pin)率(lv)分辨率(lv)的(de)(de)三倍以上。由(you)于頻(pin)(pin)率(lv)重(zhong)(zhong)心法(fa)(fa)沒有反饋過程，不依(yi)賴于信號(hao)，模擬電路實現簡單，理論(lun)上只(zhi)要(yao)采(cai)樣率(lv)和(he)使(shi)用的(de)(de)數(shu)據點足夠，就能(neng)得到正確的(de)(de)結(jie)果。
綜上所述，兩種方法各有各的優勢，如何選擇(ze)主(zhu)要(yao)看實(shi)際分析需(xu)要(yao)。
