实验一 谐波分析实验

简谐振动中的谐波实验探究在物理学中，简谐振动是一种重要的现象，它具有周期性和谐波性质。

在本文中，我们将探究简谐振动中的谐波实验，以了解谐波的产生和性质。

本实验使用简单的装置和仪器，通过实际观察和数据分析，揭示了谐波的奇妙之处。

实验所需材料和装置：1. 弹簧振子：用来实现简谐振动的主要装置，由弹簧和挂在其上的质量块组成。

2. 直尺：用于测量振子的位移。

3. 计时器：用于测量振子的振动周期。

4. 铅笔和纸：用于记录实验数据。

实验步骤：1. 将弹簧振子固定在水平位置，并保持其自由悬挂。

2. 将振子拉至一定位移，然后松开，观察振子的振动情况，并用直尺测量振子的位移。

3. 启动计时器，并记录振子完成一个完整的往复振动所需的时间，即振动周期。

4. 重复步骤2和3，至少进行5次实验，以获得准确的数据。

数据分析：1. 绘制振子的位移-时间图像，通过该图像可以观察到振子的周期性振动。

2. 根据记录的振动周期数据，计算出平均振动周期。

讨论和结论：通过上述实验，我们可以得出以下结论：1. 弹簧振子在受到外力作用下产生了简谐振动，并具有周期性。

2. 振子的位移随时间的变化呈现谐波形态，这是谐波性质的体现。

3. 根据实验数据和计算结果，我们可以验证振子的平均振动周期与弹簧的劲度系数和挂在弹簧上的质量无关。

实验的局限性：1. 实验中未考虑其他因素对振子的影响，如空气阻力、振子本身的摩擦等。

2. 实验中所使用的弹簧振子可能存在一定的误差，对结果的准确性可能有一定影响。

推广和应用：谐波在许多领域中都有广泛的应用，例如声学、电磁学和光学等。

掌握谐波的产生和性质对于我们理解自然界中的现象以及应用于工程和技术领域具有重要意义。

通过这个实验，我们可以进一步学习和深入研究谐波的其他方面，如共振、阻尼等。

总结：简谐振动中的谐波实验探究了谐波的产生和性质。

通过实际观察和数据分析，我们发现弹簧振子在受到外力作用下能够产生周期性的谐波振动，并且振子的位移随时间的变化呈现谐波形态。

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？。

谐波检测报告
一、检测人员
本次谐波检测由本公司工程师王先生负责完成。

二、检测时间
本次检测时间为2021年6月1日，检测地点位于某某路XX号。

三、被检设备
本次检测设备为某某工厂的电动机，型号为XXX。

四、检测原理
谐波是在电力系统中产生的重要问题之一。

它是指电力设备在
工作过程中产生的非正弦交流电波。

谐波可能会引起噪声扰动、
设备损坏、能量损失和电网电压波动等问题。

因此，对谐波进行
检测是非常必要的。

本次检测采用了三相对地的谐波检测法。

通过对电动机的电压、电流信号进行傅里叶变换，我们可以确定电动机内部谐波情况，
并进行定量分析。

五、检测结果
本次检测对电动机的电压、电流信号进行了检测，并得出了如下结果：
1. 电压谐波分析：
在电压谐波方面，本次检测结果显示XXX。

2. 电流谐波分析：
在电流谐波方面，本次检测结果显示XXX。

六、分析结论
综合以上结果，经过分析本次检测结果显示某某工厂的电动机在工作时产生了较大的谐波。

如果不及时采取措施，谐波可能会对设备造成影响，并引起电网电压波动等问题。

因此建议某某工厂在后期工作中加强电动机的谐波抑制工作，确保设备可靠稳定地运行。

七、备注
本次检测报告仅供检测人员参考，检测结果及报告内容不得用于其他商业用途。

如有需要，请与本公司联系，我们将为您提供更加专业的服务。

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。

实验1 照明器件谐波电流的测量电磁兼容（electromagnetic compatibility ，简称EMC ）：设备或系统在其电磁环境中正常工作，并不对该环境的任何其他东西产生不能承受的电磁骚扰的能力。

在照明电器领域，如果大量使用电源电流谐波含量高的灯具会导致对电网的污染，大功率的高频电子元器件和霓虹灯会对周围用电器具造成干扰。

为了保证照明电器和灯具在其电磁环境下能正常工作和有效防止其它用电器对照明电器和灯具正常工作的干扰，就要考虑到照明电器和灯具的电磁兼容问题，应尽量设法减少照明电器和灯具所产生的谐波电流。

这个谐波电流可以通过UI2001型智能电参数测试仪进行测量，以看出器件是否符合要求。

一、实验目的1.了解对照明电器和灯具进行谐波电流测量的意义。

2.掌握照明电器和灯具谐波电流测量的方法。

3.熟练使用UI2001型智能电参数测试仪。

二、实验原理1.电力电子设备在稳态运行时，其电压波形和电流波形都是周期函数，并满足狄里赫利条件，所以可以用傅里叶级数分解，变换到频域。

设周期函数为f(wt)，（非正弦周期函数）其角频率为w ，可以分解为下列傅里叶级数：)2sin()sin()(22110ψψ++++=wt A wt A A wt f m m +….∑∞=++=10)sin(k k km kwt A A ψ式中0A 为恒定分量，也就是一个周期内的平均值；第二项)sin(11ψ+wt A m 的频率与非正弦周期函数的频率相同，称为基波或一次谐波；其余各项的频率为周期函数频率的整数倍，称为高次谐波。

例如 k=2,3…的各项，分别称为二次谐波和三次谐波等。

在照明器件中，象日光灯（包括镇流器）这样的感性负载实际上是非线性负载，是产生奇次谐波电流的谐波源，日光灯工作时其电流波形中奇次谐波含量大，偶次谐波含量很小。

单个这样的非线性负载由于容量小，产生的谐波电流较微弱，接入无穷大电网不会引起大的电流、电压畸变，但是这个谐波电流如果不加限制，则大量的日光灯这样的负载接入电网所引起的谐波干扰可能对电网及用电设备带来极大危害。

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。

电路分析基础谐波分析法五篇范文第一篇：电路分析基础谐波分析法电路分析基础谐波分析法本章实训谐波分析法的验证实训任务引入和介绍在电路分析的应用过程中～遇到非正弦周期电流电路的情况并不少见。

有时候～电流波形非常简单,如矩形波、三角波等,～可以通过简单的计算得出其有效值、平均值及平均功率,但有时候非正弦周期电流的波形非常复杂～那么通过谐波分析法来进行电路分析就显得尤为重要。

本次实训我们就以一个简单的电路为基础～通过简单的理论计算和实际测量的结合来验证谐波分析法。

实训目的1.掌握非正弦周期电流电路的测量方法,2.理解谐波分析法的基本原理,3.学会用谐波分析法进行简单的电路分析。

实训条件100V直流电源、150V/50Hz交流电源、100V/100Hz交流电源、功率计、R=10Ω、L=1H、3C=1.11*10uF、电压表、电流表。

操作步骤(1)连接电路。

如图5-12所示，将在直流、交流电源串联，根据叠加定理，可以知道电路中的电流为非正弦周期电流，且该信号可以分解为100V直流、150V/50Hz交流、100V/100Hz电源给出的信号。

图5-12 实训电路(2)理论计算。

已知: U,100，150sin,t，100sin(2,t,90:)V s R,10, 1X，90,，c,C X，L,10, L ? 直流分量作用于电路时，电感相当于短路，电容相当于开路。

故有: I,0,U,0,P,0000 ? 一次谐波作用于电路时，有: 150 U,，0:Vs12 150，0:U2s1 I，,1.32，82.9:A1R，j(X,X)10，j(10,90)L1C1 U,1.31，82.9:(10，j10),18.5，127.9:V1 ? 二次谐波作用于电路时，有: 100，,90:U2s2 I，,2.63，,21.8:A2R，j(X,X)10，j(20,45)L2C2 U,2.63，,21.8:(10，j20),58.8，41.6:V2 综合以上，根据谐波分析公式(5-11)、(5-12)及功率的计算公式，可计算得出电流、电压的有效值及有功功率: 222I,0，1.32，2.63，2.94A 222 U,0，18.5，58.8,61.7V 22P,1.32，10，2.63，10,86.6W(3)测量比较。