你知道變頻器諧波分析誤差是哪兒來的嗎？

時間：2018-01-29

變頻器的輸入輸出都不是標準的正弦波，特別是輸出PWM波中含有大量的高次諧波，采用一般的功率分析儀及諧波分析方法存在較大的誤差。接下來，西諾爾電氣就告訴大家變頻器諧波分析的誤差大概都是來自哪里。
一、采樣頻率不夠造成變頻器諧波分析誤差
　　對變頻器輸出波形進行分析時首先要對信號進行采樣，根據(jù)采樣定理，采樣頻率fs必須大于信號較高頻率fm的兩倍（fs≥2fm）才能得到信號全部的頻譜。當fs<2fm時，頻率較高只能得到fs/2,信號中頻率**fs/2的部分會被重建成低于fs/2的混疊信號，造成頻譜混疊，產(chǎn)生嚴重的誤差。
二、測量儀器實際帶寬不夠造成變頻器諧波分析誤差
　　為了避免混疊現(xiàn)象，一般的功率分析儀通常的做法是加入抗混疊濾波器來限制信號帶寬，將變頻器輸出PWM波中**fs/2的信號過濾掉?？够殳B濾波器的帶寬就是分析儀實際帶寬。這種將諧波先濾除，再進行諧波分析的做法，分析結果誤差非常大，甚至可以說分析結果是錯誤的。
三、分析算法造成變頻器諧波分析誤差
? 　目前，絕大部分分析儀都是采用FFT算法進行諧波分析。采用FFT諧波分析，首先將信號截取一段數(shù)據(jù)序列，再對信號進行采樣，最后作FFT變換將信號進行頻域離散化。由于FFT的特性，要求截取的數(shù)據(jù)序列必須包含整數(shù)個信號周期，并且數(shù)據(jù)序列中采樣的點數(shù)必須是2的N次冪。實際上， 進行FFT變換采用的信號周期為上一個檢測到的信號周期，由于變頻器輸出的信號周期并非是完全穩(wěn)定不變的，所以勢必會造成誤差。從FFT的要求可以看出，F(xiàn)FT算法的局限性是很明顯的：如果從信號中截取的數(shù)據(jù)序列并不是整數(shù)個信號周期，會造成頻譜泄漏現(xiàn)象，產(chǎn)生嚴重誤差。
　　利用FFT諧波分析時，頻譜泄漏影響了諧波分析的測量精度，而導致頻譜泄漏的較根本原因是采樣中周期同步的誤差。應對頻譜泄漏現(xiàn)象，一般分析儀的做法是采用加窗函數(shù)（如漢寧窗、布萊克曼窗等）處理，這種做法只是一定程度的抑制頻譜泄漏，并且可以說是又帶入了新的誤差。
四、測量精度造成變頻器諧波分析誤差
　　變頻器諧波分析是建立在對電信號的測量基礎上的，功率分析儀對電信號測量產(chǎn)生的誤差，勢必會引起分析結果的誤差。減小測量誤差對諧波分析的影響，選擇一款真正高精度功率分析儀是關鍵。
五、計算誤差
　　在電信號采樣為功率分析儀能處理的數(shù)字信號后，需要根據(jù)公式來計算如有效值、平均值、功率、總諧波失真、諧波因數(shù)等相關參數(shù)，這個過程會帶入計算誤差。
六、選擇合適的功率分析儀
針對變頻器諧波分析中誤差的來源，可以對功率分析儀提出以下幾點要求：
　　采樣頻率應足夠高，滿足變頻器諧波分析的要求，不低于200kHz。
　　帶寬應**6倍變頻器的開關頻率，綜合考慮，帶寬應不低于100kHz。
　　諧波分析算法采用對數(shù)據(jù)序列整周期、點數(shù)沒有要求的DFT算法。
　　具有強大的硬件支撐，滿足DFT算法對于計算速度、計算量的需求。
　　采用具有明確誤差參比條件，并且參比條件包含實際使用條件的高精度功率分析儀。

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