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总谐波畸变率

谐波畸变率,在电气工程学科中表征波形相对正弦波畸变程度的一个性能参数,缩写为THD(Total Harmonics Distortion)。其定义为全部谐波含量均方根值与基波均方根值之比,用百分数表示。

根据傅立叶分析的理论,任何周期信号可以视为一系列不同频率、幅值和相位的正弦信号的叠加,包括和原始信号同周期的信号(基波)和更高频率的正弦信号(谐波)。以电压信号为例,如基波电压的有效值U1,二次谐波电压的有效值为U2,……,一般地,可以记n谐波的有效值为Un。

对于工程应用中的实际信号,如电网电压,通常认为其基波频率为50Hz,但是,实际的电网电压有低频波动,并非严格的周期信号,此时,对多个周期的信号进行傅里叶变换,可以得到频率为基波周期整数倍的谐波和非整数倍的间谐波。也就是说,电网电压中既包含谐波,又包含间谐波。

关于THD的计算公式,不同标准的定义略有不同。

《GBT--17626.7-2008电磁兼容 试验和测量技术 供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则》中,对THD的定义如下:

按照上述定义,THD不包含间谐波,并且,有一固定的谐波上限。

《GB/T12668.2-2002调速电气传动系统 一般要求 低压交流变频电气传动系统额定值的规定》对THD定义如下:

按照上述定义,THD包含间谐波和直流分量。

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