保定方长电力技术有限公司
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阅读：215发布时间：2022-9-27
变频器的输入和输出都不是标准的正弦波，尤其是输出的PWM波含有大量的高次谐波，使用通用的功率分析仪和电力谐波分析仪存在较大的误差。
采样频率不足导致VFD谐波分析错误。分析VFD输出波形时，应先对信号进行采样。为了避免混叠，一般功率分析仪的常用做法是增加抗混叠滤波器，限制信号带宽，滤除VFD输出PWM波中高于fs/2的信号。抗混叠滤波器的带宽是分析仪的实际带宽。这种先滤除谐波再分析谐波的方法，误差非常大，甚至可以说是错误的。
目前大部分分析仪采用FFT算法进行谐波分析。利用FFT谐波分析，首先用一个数据序列截取信号，然后对信号进行采样，通过FFT变换在频域对信号进行离散化。由于FFT的特性，要求截取的数据序列必须包含整数个信号周期，数据序列中的采样点数必须是2的n次方。事实上，用于FFT变换的信号周期是Z后检测到的信号周期。
因为VFD output的信号周期不是*稳定的，必然会产生误差。从FFT的要求可以看出，FFT算法的局限性是显而易见的，如果从信号中截取的数据序列不是整数个信号周期，就会造成频谱泄漏和严重误差。使用FFT谐波分析时，频谱泄漏影响谐波分析的测量精度，而频谱泄漏根本的原因是采样中周期同步的误差。
为了处理频谱泄漏现象，一般分析仪采用加窗函数，这只是在一定程度上抑制了频谱泄漏，可以说带来了新的误差。VFD谐波分析是基于对电信号的测量，功率分析仪对电信号测量的误差必然导致分析结果的误差。要降低测量误差对谐波分析的影响，选择真正高精度的功率分析仪是关键。
电信号采样为功率分析仪可以处理的数字信号后，需要根据公式计算有效值、平均值、功率、总谐波失真、谐波因数等相关参数，这会导致计算误差。根据VFD谐波分析中的误差来源，可以对功率分析仪提出要求：采样频率要足够高，满足VFD谐波分析的要求，不低于200kHz。谐波分析算法采用DFT算法，不需要数据序列的整个周期和点数。采用具有明确误差参考条件的高精度功率分析仪，参考条件包括实际使用条件。
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