諧波檢測電路

A. 求 有關 單相電路諧波電流檢測方法模擬研究 的英文文獻（中文也行）

單相電路諧波電流檢測的一種參考方法的模擬研究
Simulation Research on A Referenced Method for Harmonic Current Detection of Single-Phase Circuit

提出了基於三相電路瞬時無功理論的單相電路諧波電流檢測方法(參考方法)的模擬研究.根據該參考方法建立了Matlab模擬模型,確定了低通濾波器的類型、階數和截止頻率.在電源電壓無畸變、發生畸變和頻率變化情況下,對該參考方法檢測精度進行了模擬研究.研究結果表明,以上3種情況對該參考方法檢測精度基本無影響,但在電源電壓無畸變且負載電流變化時存在過跟蹤.

作 者： 李自成 孫玉坤 劉國海 李鳳祥 楊建寧 LI Zicheng SUN Yukun LIU Guohai LI Fengxiang RANG Jianning 作者單位： 江蘇大學,電氣信息工程學院,江蘇,鎮江,212013
刊 名： 低壓電器 英文刊名： LOW VOLTAGE APPARATUS 年，卷(期)： 2008 (17) 分類號： TM714 關鍵字： 有源電力濾波器 諧波電流 瞬時無功功率理論 低通濾波器 機標分類號： TM9 TM 機標關鍵字： 單相電路 諧波電流檢測方法 參考方法 模擬研究 檢測精度 電源電壓 瞬時無功理論 畸變 低通濾波器 三相電路 頻率變化 截止頻率 模擬模型 電流變 階數 負載 基金項目： 江蘇省培養創新工程項目，江蘇省高新技術項目

B. 求串聯有源濾波器，並聯有源濾波器的matlab模擬電路圖，包括諧波檢測、PWM控制、驅動電路和主電路等

引言以往在煤礦電網諧波治理方面，通常是並接無源濾波器組，對電網進行固定式補償。由於提升機為短時循環工作制的負載，一個提升機循環分為加速、等速、減速和休止幾個工作狀態，各階段所需功率均不同，另外，許多分散設備的運行周期也有差異，而電容器組只能輸出恆定無功功率，導致有時無功不夠，有時過補現象的產生。採用有源濾波器，可根據每個設備負載無功的變化進行動態補償，使設備運行和電網始終處於最佳狀態。
引言

以往在煤礦電網諧波治理方面，通常是並接無源濾波器組，對電網進行固定式補償。由於提升機為短時循環工作制的負載，一個提升機循環分為加速、等速、減速和休止幾個工作狀態，各階段所需功率均不同，另外，許多分散設備的運行周期也有差異，而電容器組只能輸出恆定無功功率，導致有時無功不夠，有時過補現象的產生。採用有源濾波器，可根據每個設備負載無功的變化進行動態補償，使設備運行和電網始終處於最佳狀態。

有源濾波器包括三個部分：諧波檢測、驅動電路和主電路。有源濾波器的關鍵是諧波電流的檢測與補償控制，本文以三相電路瞬時無功功率理論為基礎，建立了有源濾波器模型，並應用MATLAB對其在某煤礦主提升機諧波治理方面的應用進行了模擬驗證。

MATLAB模擬模型的建立

本文的設計使用了MATLAB的POWERLIB工具箱、DSP 工具箱和SIMULINK模擬模塊,以建立該有源濾波器各部分的模擬模型。

有源濾波器的模擬模型

該有源濾波器主要由諧波電流檢測電路、驅動電路、主電路、電容器和變壓器5大部分組成。變壓器的設置主要是為調節有源電力濾波器交流側電壓之用。其原理如圖1所示。其中的諧波源模塊是根據主提升機房實際諧波測試數據建成的。

圖1 有源濾波器原理圖

諧波檢測電路的模擬模型

諧波檢測電路如圖2所示。

圖2 諧波檢測電路模型

該方法中，需要用到與a相電網電壓ea同相位的正弦信號sin(wt)和對應的餘弦信號-cos(wt)，它們由一個單相鎖相環得到。

因為APF要求實時性高，能隨時跟蹤諧波電流的變化，而低通濾波器是整個系統中決定實時性的一個重要因素。因此在選用LPF時，一定要兼顧動態響應速度與截止頻率，應遵從以下原則：在低通濾波器能完全濾出交流分量的前提下，選用的低通濾波器階數應盡可能低，截止頻率盡可能高。本文選用巴特沃斯LPF，其階數取為2，截止頻率fc選為20Hz。

由於基於ip、iq運算方式的諧波檢測方法只有sin(wt)、cos(wt)參與計算，電壓的諧波成分不參與計算，因此，無論電網電壓是否畸變，本方法都能有效地檢測出諧波電流。這也是該方法優於基於p、q運算方式的諧波檢測方法的一個原因。

該方法電路簡單，但是對硬體的精度要求很高，為了降低對硬體精度的要求，提高系統的穩定性和控制精度，可在LPF後增加PI調節器。

驅動電路的模擬模型

由於並聯型有源濾波器產生的補償電流應實時跟隨其指令電流信號的變化，要求補償電流發生器有很好的實時性，因此，電流控制採用跟蹤型PWM控制方式。目前跟蹤型PWM控制的方法主要有兩種，即瞬時值比較方式和三角波比較方式。本文採用三角波比較方式。

主電路的模擬模型

有源電力濾波器的主電路是一個電壓型PWM變流器，其直流側電容值為1200F，由於容量小，故功率器件選用了電力MOSFET。

模擬結果分析

圖3 未載入有源濾波器時的電流波形和諧波

圖4 載入有源濾波器後的電流波形和諧波

抑制諧波的關鍵在於濾波器能夠實時地、准確地、快速地檢測出諧波。本文所提出的根據瞬時無功功率理論檢測諧波電流的方法, 能夠較好地滿足以上要求。由模擬的波形圖(見圖3和圖4) 可以總結出該有源濾波器具有如下特點：

(1) 從得到的模擬結果可以看出，有源濾波器對主提升機房供電電源中的諧波有著明顯的抑製作用，使流入電網的電流波形得到明顯改善，電源電流的畸變率由原來的29.68%下降到3.31%，達到了補償和抑制諧波的目的。

(2) 有源濾波器的主電路採用MOSFET管，由於MOSFET管具有良好的可控性, 因此,該濾波器可以快速地反應波形的變化,這使得有源濾波器有良好的跟蹤性, 可實時地濾除諧波。

(3) 從有源濾波器的總體結構來看，該有源濾波器結構簡單,根據瞬時無功功率理論,可以設計出諧波檢測電路或應用DSP 晶元來實現電流檢測。這樣，不僅提高了運算的速度,而且降低了濾波器的損耗,經濟上是可行的。

結語

本文所設計的有源電力濾波器可以有效抑制電力電子裝置所產生的諧波,它與無源濾波器相比,具有更好的補償特性,在一些諧波成分復雜、多變的場合更具有優勢。實踐表明，MATLAB模擬軟體可以很容易地應用於電力系統模擬領域,是電力系統分析的有利工具。

C. 如何檢查和測量電力系統的諧波

1.在simpowersystems-extra
library-measurements下面有個模塊-fourier，進入屬性之後，設置如下參數：基波50Hz，諧波次數2.可以得到2次諧波的輸出幅值。有效值需要除以根號2.
2.使用simpowersystems下的powergui-fft
analysis

D. 如何用SIMULINK檢測電力系統諧波

在simpowersystems-extra library-measurements下面有個模塊-fourier，進入屬性之後，設置如下參數：基波50Hz，諧波次數2.可以得到2次諧波的輸出幅值。有效值需要除以根號2。2.使用simpowersystems下的powergui-fft analysis即可檢測。
諧波：諧波(harmonic wavelength)，是一個數學或物理學概念，是指周期函數或周期性的波形中能用常數、與原函數的最小正周期相同的正弦函數和餘弦函數的線性組合表達的部分。從嚴格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉級數分解，其餘大於基波頻率的電流產生的電量。從廣義上講，由於交流電網有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波，這時「諧波」這個詞的的意義已經變得與原意有些不符。正是因為廣義的諧波概念，才有了「分數諧波」、「間諧波」、「次諧波」等等說法。

E. 如何判別電路是否發生諧振測試諧振點的方案有哪些

1、從定義上看可以通過判斷串聯迴路電抗時候為零來判斷；

2、在實驗中可以通過改變信號源頻率，使總阻抗達到最小，此時電路發生諧振。

測試方案：

1、改變L、C的數值，測電路中的電流，達到最大值時即為諧振點。

2、改變L、C的數值，同時測電路中的Ul和Uc，當Ul=Uc時，就為諧振點。

3、改變L、C的數值，測電路中的Ur，當Ur=Ui時就為諧振點。

(5)諧波檢測電路擴展閱讀：

對於包含電容和電感及電阻元件的無源一埠網路，其埠可能呈現容性、感性及電阻性，當電路埠的電壓U和電流I，出現同相位，電路呈電阻性時。稱之為諧振現象，這樣的電路，稱之為諧振電路。

諧振的實質是電容中的電場能與電感中的磁場能相互轉換，此增彼減，完全補償。電場能和磁場能的總和時刻保持不變，電源不必與電容或電感往返轉換能量，只需供給電路中電阻所消耗的電能。

諧振電路在無線電技術、廣播電視技術中有著廣泛的應用。各種無線電裝置、設備、測量儀器等都不可缺少諧振電路。這種電路的顯著特點就是它具有選頻能力，它可以將有用的頻率成分保留下來，而將無用的頻率成分濾除，比如收音機、電視機。

收音機的天線會同時接收多個電台發射的不同載波的廣播節目，改變諧振電路的諧振頻率，使其諧振在所需要接收台的載頻上，從而選擇出所接收台的廣播信號，而濾除掉除此之外的其他台及外來的無用信號，這就完成了選台。電視機的選台也是這樣。

F. 做畢業設計了 題目：電力系統諧波檢測方法研究

本文介紹了電力系統諧波的基本概念、諧波產生機理、諧波危害、諧波源及傳統的諧波測量方法及其不足，探討了連續小波變換、離散小波變換等小波理論中幾種重要的變換方法，分析了這幾種小波變換的時頻特性。 針對目前電力系統諧波分析方法存在的難以快速、准確地對動態諧波進行實時分析檢測等問題，充分利用FFT對穩態諧波分析和WT對對波動諧波、快速變化諧波檢測各自的優勢和二者具有很強的互補性的特點，提出了一種將傅立葉分析與小波變換綜合在一起，適合各種諧波的分析方法。 小波與傅立葉結合進行諧波檢測的演算法，是對於待檢信號首先進行離散小波變換，將原信號分解為高頻(細節)部分和低頻(概貌)部分。非穩態諧波以及突變、間斷點等奇異信號分量一般在小波變換以後的細節部分，對該部分信號繼續進行小波分析；對於穩態的低頻概貌部分採用傅立葉變換進行分析，取出穩態諧波分量。這樣既可以得出各種暫態的波形成分，也可以得出准確的穩態諧波。本文對採用FFT與小波變換結合進行諧波檢測的方法進行了系統模擬，通過模擬驗證了小波分析具有時域和頻域的雙重解析度，能夠較好的解決傅立葉分析所不能解決的問題，在電網諧波分析中，採用小波分析演算法，不僅能正確...

G. 高分求！！！試驗用變壓器諧波損耗測試電路圖

真沒聽說過有這個試驗，能說說具體試驗方法和要求嗎？
我看明白了，這是一種在實際諧波環境下計算降容系數的方法。按提供的原理，只需在運行變壓器電源側或負載側每相接入真有效值電流表和峰值電流表（可以用示波器），測得電流的真有效值和最大峰值，就可以按公式計算出該諧波環境下的降容系數。不過我認為這有幾個缺陷：
1）降容系數只能用在當時的測試環境，真正運行時諧波分量是不斷變化的。
2）該計算方法的理論依據不足。
3）沒有考慮鐵芯材料、外殼材料和結構對降容特性的影響。
4）沒有考慮不同諧波分量在變壓器中熱效應的不同。

H. 諧波測試儀器的工作原理

諧波測試儀Mavowatt 230

1、根據法國數學家傅立葉(M．Fourier)分析原理證明，任何重復的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波分量。因此將測量得到電流、電壓等模擬信號轉換為數字信號，再進行傅立葉分解，即可得到各階次諧波大小、畸變率、相位等數據。

2、如圖Mavowatt系列，這款產品電壓諧波可以測到127次，電流諧波63次，在諧波測試儀中算比較高的。

3、功率分析儀也可以測諧波，LMG671最高可以到2000次。