试验一谐波分析试验File

实验一--谐波分析实验- 1 -实验一 谐波分析实验（波形分解、合成不失真条件研究）一、实验目的1．了解分解、合成非正弦周期信号的物理过程。

2．观察合成某一确定的周期信号时，所必须保持的合理的频率结构，正确的幅值比例和初始相位关系。

二、实验原理对某一个非正弦周期信号X （t ），若其周期为T 、频率为f ，则可以分解为无穷项谐波之和。

即∑∞=++=10)2sin()(n n n t TnA a t x φπ ∑∞=++=100)2sin(n n n t nf A a φπ (1－1)上式表明，各次谐波的频率分别是基波频率0f 的整数倍。

如果f （t ）是一个锯齿波，其波形如图1.1所示，则其数学表达式为：)21()()(0,2)(-=+≤≤-=t x nT t x Tt E t T E t x对f （t ）进行谐波分析可知 πφπ===n n nEA a ,2,00 所以- 2 -∑∑∞=∞=+=+=101)2sin(2)2sin(2)(n n t nf n Et Tn n E t x ππππππ)31(,...])2(2sin[21)2sin(200-⎭⎬⎫⎩⎨⎧++++=πππππt f t f E即锯齿波可以分解成为基波的一次、二次…n 次…无数项谐波之和，其幅值分别为基波幅值的n 1，且各次谐波之间初始相角差为零（基波幅值为π2E）。

反过来，用上述这些谐波可以合成为一个锯齿波。

同理，只要选择符合要求的不同频率成份和相应的幅值比例及相位关系的谐波，便可近似地合成相应的方波、三角波等非正弦周期波形。

三、实验内容及操作步骤利用计算机及Excel 、Matlab 或其它应用软件完成下面的工作： 1．合成方波① 观察基波与三次谐波幅值分别为1、1/3，相位差为零时的合成波波形； ② 再分别将5次、7次、9次…谐波叠加进去（各次谐波的幅值为1/n ，注意各次谐波与基波间的相位关系），观察并记录合成波的波形，找出合成波的形状与谐波次数之间有何关系。

文库资料 ©2016 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.文章源自ZLG 致远电子，转载或引用请注明出处1 谐波分析实验及习题思考一、实验目的1、检测电机在不同负载运行状态下的50次谐波畸变率及各次谐波幅值2、分析电机控制器输出电力的品质。

二、实验步骤1、检查系统。

检查系统接线，电源电压是否正常，插座是否已经插好，如无异常，开启控制柜电源，打开电机测试软件，查看控制柜绿灯是否点亮，完成后系统准备就绪。

2、进入测试界面。

查看配置信息，是否和实际的信息一致，如果一致即可进入测试阶段。

打开，进入开放测试界面，点击按钮启动开放测试。

这时，如果有勾选更新数据选项，数据显示栏将会有部分数据显示跳动；如无，只需要将更新数据选项勾选上，即可在数据显示栏里显示数据。

图19.1 勾选使能与更新数据3、点击使能负载和使能被测，在负载转速和油门比例输入栏里边输入数据，在“负载转速（rpm ）”输入栏里边输入“600”，然后“回车”，速度稳定后后在“油门比例（%）”的输入栏里边输入“20”然后“回车”。

4、通过功率分析仪，查看并记录驱动器输出的谐波畸变率，谐波幅值等相应的数据（具体操作请查看功率分析仪的使用手册）。

5、改变运行状态，测试不同运行状态下的谐波畸变率和相关参数。

注意：调节油门时，避免调节跨度太大，以免PID 过程中损坏设备。

如果发生电机运行状态异常，请立即结束测试，有必要时请按下红色急停开关。

6、根据已有的数据分析电机控制器的输出电力品质。

三、实验总结和思考1、驱动器输出的谐波畸变率，谐波幅值等相应数据和电机的运行状态有什么关系？2、驱动器输出为什么会存在谐波，跟驱动器驱动的算法有什么关系？查找资料是否有办法降低谐波畸变率？。

实验一 谐波分析实验一、实验目的1）了解分解、合成非正弦周期信号的物理过程2）观察合成某一确定的周期信号时，所必须保持的合理的频率结构，正确的幅值比例和初始相位关系。

二、实验原理本实验主要运用傅立叶分解的方式对方波、锯齿波以及三角波进行分解与合成。

下面就对这三种波形的傅立叶分解原理进行介绍。

傅立叶分解原理对某一个非正弦周期信号X(t)（在有限区间上满足狄里赫利条件的函数），若其周期为T 、频率为f ，则可以分解为无穷项谐波之和。

即010100122()(cos sin )22sin()2sin(2)2n n n n n n n n n a n n x t a t b t T T a n A t T a A f t πππφπφ∞=∞=∞==++ =++ =++∑∑∑ 上式表明，各次谐波的频率分别是基波频率0f 的整数倍。

只要选择符合要求的不同频率成分和相应幅值比例及相位关系的谐波，便可近似地合成相应的方波、三角波等非正弦周期波形，以及任何在有限区间上满足狄里赫利条件的函数。

三、实验内容（一）方波1）方波的谐波分析，右图的一个方波(),022()0,2()()E T x t t T x t t T x t nT x t ⎧=≤≤⎪⎪⎪= ≤≤ ⎨⎪+=⎪⎪⎩进行谐波分析可知：00n a a ==/20/22()sin (1cos )2,1,3,5...0,2,4,6...T n T b x t n tdt T En n En n n ωπππ-= =-⎧ =⎪ =⎨⎪ =⎩⎰ 所以 000211()(sin sin 3sin 5...)35Ex t t t t ωωωπ=+++ 根据实验要求取基波的幅值为1，即212E E ππ=⇒=为了方便，可以取01ω=即方波可以展开成傅立叶级数为：11()(sin sin 3sin 5...)35x t t t t =+++2）合成方波根据讲义的讲解，编写以下程序实现功能要求 a 、一次谐波、三次谐波合成 x=0:4*pi/100:4*pi; y1=sin(x); y2=sin(3*x)/3;plot(x,y1,x,y2,x,y1+y2); grid onb 、一次谐波、三次谐波、五次谐波合成 x=0:4*pi/100:4*pi;y1=sin(x);y2=sin(3*x)/3;y3=sin(5*x)/5;plot(x,y1,x,y2,x,y3,x,y1+y2+y3);grid on之后的谐波合成类似，省略程序，得到的合成方波分别如图所示一次谐波、三次谐波、五次谐波、七次谐波合成方波一次谐波、三次谐波、五次谐波、七次谐波、九次谐波合成方波总结：方波可以通过谐波的叠加得到，叠加的谐波级次越高，方波的失真越小。

谐波测试报告范文一、引言谐波是指在周期性信号中出现的频率高于基波频率的分量。

对于电力系统而言，谐波是一种很常见的问题，它可能引起电力设备的故障、损坏，甚至对用户造成干扰。

因此，对电力系统中的谐波进行检测与分析是非常重要的。

本报告将对一些电力系统进行谐波测试，并对测试结果进行详细分析，以期帮助用户了解该电力系统中的谐波情况，并制定相应的解决方案。

二、测试内容本次谐波测试主要包含以下内容：1.测试环境：测试电力系统的主要参数和拓扑结构。

2.测试设备：使用的仪器设备，包括谐波测试仪、电能质量分析仪等。

3.测试方法：测试仪器的使用方法以及测试过程中的注意事项。

4.谐波测试结果：对测试数据进行分析和总结，包括谐波程度、谐波频率和谐波含量等。

5.结果分析：根据测试结果对电力系统谐波问题的原因进行分析，并提出相应的改进方案。

三、测试环境测试对象电力系统，该电力系统为三相四线制，供电电源为220V/380V，50Hz。

其中，谐波测试点包括发电机、变压器、配电线路等。

四、测试设备本次测试使用了谐波测试仪和电能质量分析仪两种设备。

谐波测试仪用于对电力系统中的谐波进行定量分析，电能质量分析仪则可以对谐波进行定性分析。

五、测试方法1.连接测试仪器：首先，将谐波测试仪和电能质量分析仪与电力系统相应部位进行连接，确保测试仪器可以获取准确的数据。

2.预热与校准：打开测试仪器的电源，进行预热和校准，确保测试结果的准确性。

3.测量参数：根据测试需求，设置测试仪器的相应参数，例如测试频率范围、采样率等。

4.进行测试：根据测试计划，对电力系统中的关键部位进行测试，并记录测试数据。

5.数据分析：将测试数据导入电脑，使用专业软件对数据进行分析，包括谐波程度、谐波频率和谐波含量等。

6.结果总结：根据数据分析结果，对电力系统中的谐波问题进行总结，并提出相应的改进方案。

六、谐波测试结果经过对电力系统中的谐波进行测试和数据分析，我们得到了以下结果：1.谐波程度：对电力系统的各个测试点进行谐波分析，发现谐波程度较高的有变压器和一些配电线路。

谐波分析报告报告编号：HA-2021-001报告时间：2021年5月10日报告人：XXX公司电力设计研究院摘要：本报告主要对XXX变电站进行了谐波分析，通过测量数据和分析，发现变电站内存在谐波扰动，且谐波含量较高。

我们提出了相应的措施，以减轻谐波扰动对电力质量带来的影响。

一、谐波分析1.1 测点布置本次谐波分析以XXX变电站为研究对象，共设立4个测点，分别布置于主变、母线、电容器组和主变出线。

如下图所示：[插入布置图]1.2 测量数据通过谐波分析仪进行谐波测试，得到测量数据如下表所示：[插入数据表]1.3 谐波分析根据测量数据，我们对变电站的谐波情况进行了分析。

测试结果显示，变电站内谐波含量较高，其中3、5、7次谐波含量占比较大，分别为15.24%、26.98%、33.76%。

此外，还存在较多的9次、11次、13次等高次谐波，占比分别为7.09%、6.62%、5.34%。

这些谐波扰动将会对电力质量产生一定影响。

二、措施建议2.1 添加滤波器针对电容器组及其电抗器，我们建议添加谐波滤波器。

通过滤波器来控制电容器组及其电抗器的谐波电流，减少谐波扰动。

2.2 替换谐波产生源变电站内谐波扰动的主要产生源为电容器组、逆变器及大功率电子设备。

建议对这些设备进行替换，选择质量更好的设备，以减少谐波的产生。

2.3 增加接地电阻适当增加接地电阻，以减少谐波在地网中的扩散。

三、结论本次谐波分析显示，XXX变电站内存在较高的谐波含量，将对电力质量产生一定影响。

建议采取上述措施，减轻谐波扰动对电力质量的影响。

同时，在以后的运营中，应定期对变电站进行谐波监测，及时发现故障并进行处理。

谐波分析实验机15 权奇勋2011010562一.合成方波对于方波，n次谐波的表达式为：1sin nx,n=1,3,5......n1) 合成基波与三次谐波，幅值分别为1、1／3，相角均为0，（2）分别合成叠加5次、7次、9次谐波：叠加5次谐波叠加7次谐波叠加9次谐波通过观察波形，发现：叠加谐波次数越高，合成波形越趋近于方波。

（3）分别改变3、5次谐波与基波间的相角，研究谐波间相角改变对合成波形的影响将3次谐波的初相角改为-π/2将5次谐波的初相角改为-π/2分析结论：改变谐波与基波间的相角，会使合成波形与方波相比有较大的失真。

且改变相角的谐波次数越低，失真越大。

（4）分别改变3、5次谐波与基波间的幅值比例关系，研究谐波间幅值比例改变对合成波形的影响3次谐波幅值改为(1/3)×2=2/35次谐波幅值改为(1/5)×2=2/5分析结论：改变谐波的幅值，会使合成波形与方波相比产生失真；且幅值改变的倍率相同的情况下，改变谐波的次数越低，失真越大。

二.合成锯齿波（最高谐波次数选为9）对于锯齿波，n次谐波的表达式为：π1nx+p),n=1,2,3......1)合成波的形状与谐波次数的关系叠加2次谐波叠加4次谐波叠加9次谐波通过观察波形，发现：叠加谐波次数越高，合成波形越趋近于锯齿波。

（2）分别改变2、4次谐波与基波间的幅值比例关系2次谐波的幅值改为(1/2)×2=14次谐波的幅值改为(1/4×2)=1/2分析结论：改变谐波的幅值，会使合成波形与锯齿波相比产生失真；且幅值改变的倍率相同的情况下，改变谐波的次数越低，失真越大。

（3）分别改变2、4次谐波与基波间的相角2次谐波的初相角改为pi+pi/2=3pi/24次谐波的初相角改为pi+pi/2=3pi/2分析结论：改变谐波与基波间的相角，会使合成波形与锯齿波相比有较大的失真。

且改变相角的谐波次数越低，失真越大。

三.合成三角波（最高谐波次数选为9）对于三角波，n次谐波的表达式为：π×π1nx,n=1,3,5......1)合成波的形状与谐波次数的关系叠加3次谐波叠加5次谐波叠加9次谐波通过观察波形，发现：叠加谐波次数越高，合成波形越趋近于三角波。

实验一、信号的相关分析与谐波分析一、实验目的1．通过实验熟悉典型信号的波形和频谱特征，进一步认识复杂周期信号的组成（观察各成份的幅值、频率、相位关系），建立信号的时域表达和频域表达的概念。

了解信号频谱分析的基本方法及仪器设备。

2. 进一步理解傅立叶变换的基本思想和物理意义，通过本实验熟悉复杂周期信号的合成、分解原理，了解信号频谱的含义。

3.利用相关分析的原理，完成周期信号、非周期信号的相关分析，加深对相关分析概念、性质、作用的理解。

掌握用相关分析法测量信号中周期成分的方法。

4. 能够综合运用信号分析的原理分析解决工程实际问题。

二、实验设备1. 计算机 若干台2. DRVI 快速可重组虚拟仪器平台 1套3. 打印机 1台三、实验原理1. 典型信号及其频谱分析的作用正弦波、方波、三角波和白噪声信号是实际工程测试中常见的典型信号，这些信号时域、频域之间的关系很明确，并且都具有一定的特性，通过对这些典型信号的频谱进行分析，对掌握信号的特性，熟悉信号的分析方法大有益处，并且这些典型信号也可以作为实际工程信号分析时的参照资料。

2. 周期信号的频谱分析任何一个周期信号X(t)，若满足狄里赫莱条件，则可用傅里叶级数展开如下形式： ∑∞=++=10)sin cos (2)(00n n n t n b t n a a t X ωω (n=1，2，3···∞)其中： ⎰-=220000)(2TT dt t X T a⎰-=220000cos )(2TT n dt n t X T a ω ⎰-=220000sin )(2TT n dt n t X T b ω 002T πω=上述表达式也可改写为： ∑∞=-∙+=100)c o s ((2)(n n n t n C a t X θω 其中： 22n n n b a C +=)(nn n a b a r c t g =θ n=1,2,3,… 也就是说，若满足狄里赫莱条件的周期信号，都可以分解成为一个平均值为20a 和无限多个成谐波关系的正谐波关系的正弦分量，且相邻频率的间隔为02T π，即所有频率成分都是002T πω=的整数倍，称为002T πω=基频，而把n 次倍频成分称为n 次谐波。

ipiq谐波检测实验报告1．引言随着现代工业和科学技术的发展，电力电子装置被广泛应用，在为人类创造物质文明的同时也导致人量谐波注入电网，使电网电压和电流波形发生畸变，电能质量日益下降"。

使用无源滤波装置来解决无功和谐波问题是一种传统的解决方案，但存在许多缺点，为此有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)应运而生2。

这种装置通过向电网注入与原有谐波和无功电流大小相等方向相反的补偿电流，使电网的总谐波和无功电流为零，从而达到净化电网的目的，因而受到广泛的应用。

对于有源电力滤波器而言，实时准确地检测出谐波电流是非常关键的，它直接决定了装置的整体滤波性能。

目前应用最为广泛的检测万法是基于瞬北2功率理论的ip-iq法。

该方法采用内部的参考正余弦信号,没有直接使用系统电压信息参与运算，不受电网电压畸变或不对称的影响，因此检测的结果更准确"。

本文在阐述ip-iq。

谐波检测法的原理基础上建立了该算法的仿真模型，并构建了相应的实验系统，设计了电流信号调理电路和锁相环及倍频电路等硬件电路。

从仿真和实验研究两方面验证该算法的合理性与准确性。

2. ip-iq谐波检测法的原理三相瞬时无功功率理论自1983年由赤木论泰文提出以来，首先在谐波和无功电流实时检测方面得到了成功应用l5。

以该理论为基础，计算ip、iq ,为出发点可以得出三相电路谐波电流检测方法，称之为ip-iq检测法。

根据瞬时无功功率理论可推导出瞬时有功电流i,和瞬时无功电流i,的表达式为该方法中,需用到与A相电网电压e,同相位的正弦信号sinot和对应的余弦-cosot，它们由一个锁相环和一个正、余弦信号发生电路得到。

根据定义可以计算出i,、iq，经低通滤波器滤波得出i,、iq的直流分量ip、iq。

这里，ip、 iq是由i f、iof、ie产生的，因此由ip、iq即可计算出iar、ir、ie为将i、i、ic与iaf、ior、iex相减，进而计算出i、ib、ic的谐波分量ia、 ioh 、 ich3．仿真及实验系统设计3.1仿真模型的建立为了验证ip-i,检测法的可行性和准确性，我们首先从仿真的角度出发，建立了如图2所示的仿真模型，实现了ip-i,算法的功能,并在Matlab/Simulink环境下对其进行仿真，主要包括C32、C 计算模块、低通滤波器模块以及反变换C1、Cz;模块。