電磁兼容諧波電流測試怎麼作？看完這篇文章90%的人都能明白

在正式學習諧波電流測試以前，先給你們分享一個故事：

1807年時年39歲的法國數學家傅里葉於法國科學學會上展現了一篇論文"熱的傳播"(Mémoire sur la propagation de la chaleur)，論文中有個在那個時代極具爭議的論斷：「任何連續週期信號能夠由一組適當的正弦曲線組合而成」。

三個大佬

這篇文章受到極大關注，當時58歲的拉普拉斯同意傅里葉的觀點。71歲的拉格朗日（數學家和物理學家，至關於如今我國的院士）則堅定反對，反對的理由是"正弦曲線沒法組合成一個帶有棱角的信號"。鑑於此，論文直到拉格朗日去世後的第15年才得以發表。以後的科學家證實：傅里葉和拉格朗日都是對的!爲何呢？

有限數量的正弦曲線的確沒法組合成一個帶有棱角的信號，然而，隨着正弦波數量逐漸的增加，他們最終會疊加成一個標準的矩形，如上圖，隨着疊加的遞增，全部正弦波中上升的部分逐漸讓本來緩慢增長的曲線不斷變陡，而全部正弦波中降低的部分又抵消了上升到最高處時繼續上升的部分使其變爲水平線，一個矩形就這麼疊加而成了。

可是要多少個正弦波疊加起來才能造成一個標準90度角的矩形波呢？不幸的告訴你們，答案是無窮多個，因此無限數量的正弦曲線疊加能夠造成帶有棱角的信號。

故事分享完了，咱們繼續來學習…

一、 什麼是諧波電流
電子、電氣設備或系統在設計過程當中若是使用了非線性負載，那麼當電流流經該非線性負載時，與所加的電壓不呈線性關係，就會造成非正弦電流，諧波電流就是將非正弦週期性電流函數按傅立葉級數展開時，其頻率爲原週期電流頻率整數倍的各正弦份量的統稱。

諧波頻率是基波頻率的整數倍，若是諧波的頻率是基波頻率的N倍，就稱爲N次諧波。知名數學家傅立葉曾分析證實，任何重複的波形均可以分解爲含有基波頻率和一系列爲基波頻率倍數的諧波的正弦波份量，傅里葉變換本質其實就是諧波分析，這說明諧波也是正弦波，只是每一個諧波都具備不一樣的頻率，幅度與相角。諧波能夠區分爲偶次諧波與奇次諧波，如第三、五、7次編號的爲奇次諧波，而二、四、六、8等爲偶次諧波。

有人好奇爲何沒有1次諧波呢？咱們知道基波是與該重複波形最長週期相等的正弦波份量，相對於這個週期的頻率被稱爲基波（本）頻率。而頻率等於基波（本）頻率整數倍的正弦波份量稱爲諧波，所以咱們認爲一次諧波即爲基波，因此不多出現一次諧波的叫法，如基波爲50Hz時，2次諧波爲100Hz，3次諧波則是150Hz。

通常來說，奇次諧波引發的危害比偶次諧波更多更大。若是想了解或學習傅里葉分析，推薦一個超Nice教程：""

二、 諧波電流試驗目的
諧波電流不只會對同一電網中的其餘用電設備形成干擾，還會使電網的中線電流超載而下降電能使用效率。另外還可能形成醫用設備超溫，產生噪聲，加速絕緣老化，縮短使用壽命，甚至形成設備故障或燒燬等。

爲了保障電網質量，我國相繼公佈了GB17625.1《電磁兼容限值低壓電氣及電子設備發出的諧波電流限值（設備每相輸入電流小於或等於16A）》及GB17625.2《電磁兼容限值對額定電流不大於16A的設備在低壓供電系統中產生的電壓波動和閃爍的限值》，分別等同於IEC61000-3-2和IEC61000-3-3。

咱們作諧波電流試驗目的旨在檢測電子電氣設備經過電源線注入到公用供電系統中的諧波電流是否知足相應標準規定的限值要求。

小提示：醫療器械行業諧波電流發射限值參考GB 17625.1，通常來說，奇次諧波引發的危害比偶次諧波更多更大，所以標準中對奇次諧波提出了更高的要求，從而保證醫用設備不會對公共電網形成過大的影響。須要注意的是YY 0505對每相電流＞16 A的設備或系統不作要求。

三、 試驗設備及必備條件
根據GB17626.1標準要求，主要試驗設備有如下幾種：

（1）純淨電源：其做用是產生一個沒有諧波的50Hz交流電源，這樣能夠保證測試到的諧波徹底是由EUT產生的。具體要求以下：

a) 輸出電壓穩定度在±2.0%之內，頻率穩定度在±0.5%之內；

b) 三項電源應保證兩兩相之間的相角爲120°±1.5°；

c) 帶載時輸出電壓2-40次諧波份量不得超過GB17625.1第A.2（C）所規定之比例；

d) 輸出電壓峯值應爲其rms值的1.40到1.42倍之間，且在87°至93°相位角出現；

（2）諧波分析儀：其做用是分析供電電流中的諧波成分，可使用專門的儀器，也可使用帶FFT功能的示波器來代替。具體要求以下：

a) 應徹底符合IEC61000-4-7的要求；

b) 電壓、電流、功率的測量準確度知足下表之要求：

（3）電流取樣傳感器（選用）：其主要做用是將EUT電源線中的電流進行取樣，以便於分析。電流取樣傳感器要求靈敏度高切不能對供電條件產生太大的影響，以此來保證測試偏差足夠小。

四、 試驗方法及配置
除非另有規定，諧波電流發射試驗應在正常工做狀態且預期能產生最大總諧波電流的模式下進行，單相設備的測量電路以下圖1所示：

圖1

三相設備的測量電路以下圖2所示：

圖2

五、 舉例
GB17625.1把設備分紅4類

a) A類：平衡的三相設備；家用電器（不包括列入D類的設備）；工具，不包括便攜式工具；白熾燈調光器；音頻設備；未納入其餘三類的設備都視爲A類設備。

b) B類：便攜式工具；不屬於專用設備的弧焊設備。

c) C類：照明設備（包括燈和燈具；主要功能爲照明的多功能設備中的照明部分…）。

d) D類：功率不大於600W的我的計算機、計算機顯示器及電視接收機。

各種設備的限值要求以下圖所示：

其中B類設備的限值爲A類設備限值的1.5倍，由上圖對比可知諧波電流限值對C類設備要求最爲嚴格，D類次之，也是由於這兩類設備在生活中應用最爲普遍。

題外話：一個國家某一領域標準作得好很差，要求的嚴不嚴，常常是看其受到該領域的影響大不大，好比日本對核污染和家用電器方面的標準，華爲對5G方面的標準，固然這個並不絕對。

首先肯定設備的分類Class A/B/C/D，依據分類來定下具體的限值；

以某A類設備爲例：

限值圖以下圖藍色圖形所示：

測試數據以下表：

由此可知，測試結果爲合格。

對於大多數諧波測試儀來講，能夠設定測量時間（測量時間須要足夠長以知足測試可重複性的要求，通常默認是2.5min）。設備工做模式的選擇首先參照附錄C，若是在附錄C中沒有列出，那麼選擇合適的工做方式使之產生最大諧波電流。諧波分析軟件會根據採樣電流算出各次諧波電流的大小，並與限值比較得出測試結果。