高次谐波-百度百科
一次谐波和高次谐波
一次谐波和高次谐波
谐波是指在周期性波动中，频率是原始信号频率整数倍的波动。
一次谐波是指频率是原始信号频率的整数倍的波动，而高次谐波则是指频率是原始信号频率整数倍的高于一次谐波的波动。
首先，我们来了解一下一次谐波。
一次谐波是指频率是原始信号频率的整数倍的波动。
在周期性信号中，一次谐波是最简单的谐波形式之一。
举个例子，如果原始信号的频率是100Hz，那么一次谐波的频率就可以是200Hz、300Hz、400Hz等，其频率分别是原始信号频率的整数倍。
一次谐波具有与原始信号相似的波形特征，但是其频率更高。
接下来，我们进一步了解高次谐波。
高次谐波是指频率是原始信号频率整数倍的波动，但是其频率高于一次谐波。
高次谐波在周期性信号中起到了更加细节化的作用。
以原始信号频率为100Hz为例，高次谐波的频率可以是300Hz、400Hz、500Hz等，其频率同样也是原始信号频率的整数倍，但是相比一次谐波更高。
在实际应用中，谐波的产生是由于非线性元件对原始信号的非线性扭曲所致。
在电力系统中，谐波是由于电力负载的非线性特性导致的。
谐波会对电力系统的正常运行产生一系列不良影响，如扰动电流、电压失真以及设备损坏等。
因此，对于谐波的控制和消除具有重要的意义。
总结来说，一次谐波和高次谐波都是指在周期性信号中出现的具有不同频率的波动。
一次谐波的频率是原始信号频率的整数倍，而高次谐波则是频率更高的谐波波动。
在实际应用中，谐波的控制和消除对于保证电力系统的正常运行至关重要。
等离子体高次谐波
等离子体高次谐波
等离子体高次谐波是指通过光的强场作用下，等离子体发射出的高频光学辐射。
这种谐波现象是在极强激光和物质相互作用的时候发生的，也是光学和等离子体物理研究中的一个重要领域。
高次谐波产生的基本原理是激光脉冲在等离子体中产生极短的、高频的荷质比振动，这种振动产生了高频的电流，从而导致等离子体中电子的加速和辐射出高频光的现象。
此外，等离子体的压缩效应、非线性相位偏移等也会对高次谐波的产生产生影响。
高次谐波的产生需要极强的光脉冲能量，这个能量的阈值级别大约是10^14-10^15瓦特/平方厘米。
产生的谐波波长通常在几纳米到几十纳米之间，是可见光和紫外光的高频率光学辐射。
等离子体高次谐波具有很多重要的应用，包括：
1. 掷光谱学：由于高次谐波的强烈非线性特性，可以在等离子体中进行原子和分子的非常精细的光谱分析，快速获得高分辨率的光谱数据。
2. 材料加工：由于高次谐波的非常短的波长和脉冲宽度，可以用于微加工和改变材料表面的特性。
这种特性也被用于激光微细加工、淀粉体成像等领域。
3. 生物医学和医疗：等离子体高次谐波也有应用于生物医学和医疗领域。
例如，可以用来研究蛋白质的结构和动力学等生物学领域问题，同时也可以用来进行激光角膜手术等医疗行为。
总之，等离子体高次谐波是一种重要而有潜力的光学现象，将继续在多个领域发挥广泛的应用和推广。
高次谐波光谱
高次谐波光谱
高次谐波光谱（high harmonic spectroscopy）是一种先进的科学技术，它利用强力激光照射物质，让物质中的电子变得非常活跃，以此来研究物质的微观结构和性质。
高次谐波光谱呈现速降区、平台区和截止频率特征，即随谐波次数的增加其强度先后出现快速降低区、几乎不变的平台区域，之后在某一阶次谐波附近谐波谱强度突然下降，出现截止（Cut-off）现象。
高次谐波光谱具有多种应用前景。
例如，在物理学界对物质微观领域的控制和探测尺度逐渐减小的过程中，高次谐波辐射可以得到相干性、脉冲持续时间短的辐射源。
利用只有几个光学周期的超短超强激光脉冲与惰性气体互相作用，可以获得“水窗”波段（2.33~4.37nm）的谐波，这可以实现在分子水平上观察活体生物，对活的生物细胞和亚细胞结构的三维全息成像或显微成像，这在生物制药方面具有重要意义。
此外，高次谐波辐射具有脉冲持续时间短、波长可调、频带窄等特点，非常适合应用于高时间与空间分辨的微观快过程研究领域中。
如需了解更多高次谐波光谱相关的知识，可以查阅物理领域相关的专业书籍或咨询物理学专业人士。
谐波名词解释
谐波名词解释
谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。
谐波可以分为奇次谐波和偶次谐波，其中奇次谐波的危害相对较大。
谐波的产生主要源于电力系统中非线性设备的存在，这些设备会导致电流和电压之间的非线性关系，从而产生谐波。
谐波的存在会对电力系统的电能质量产生负面影响，例如导致电压畸变、设备过热、干扰通讯系统等。
因此，需要对电力系统中的谐波进行监测和管理，采取相应的措施来减少谐波的危害。
此外，在音频领域中，“谐波”一词通常用于描述一种声音的特性，指声音在频率、振幅和相位等方面的不规则变化。
例如，吉他手经常使用效果器来制造谐波失真的声音效果。
“谐波”一词在不同的领域有不同的含义，需要根据具体的语境来理解。
电力设备高次谐波的原因
电力设备高次谐波的原因电力设备高次谐波指的是电力系统中产生的频率比基波频率高的谐波波形，通常指2次到50次谐波。
这些高次谐波的形成有多种原因，主要包括以下几个方面：1. 非线性负载非线性负载是产生高次谐波最主要的原因之一。
非线性负载指的是电流与电压之间不是简单的线性关系，在电压或电流发生大幅度变化时，会出现非线性反应。
这些反应会在电路中产生高次谐波。
非线性负载包括电子设备、电弧炉和磁性元件等。
2. 电容器的回路谐振在电容器组成的回路中，当电容器与电感器并联连接时，电路有可能在频率上产生谐振。
这种谐振是因为电容器与电感器的组合会形成一个回路谐振腔。
这种谐振会产生高次谐波信号，其频率为基波频率的整数倍。
3. 开关的开关瞬间瞬间大功率开关在其操作状态转换的瞬间，容易产生高次谐波。
当大功率开关切换电源时，因为有一个瞬间性的电压变化，会在电路中产生高次谐波。
这些高次谐波会影响其他设备的运行，甚至会损坏电气设备。
4. 地电容和地电阻的影响在电力系统中，地电容和地电阻都会导致高次谐波。
地电容与地电阻存在的目的是提高电路的安全性，但是由于这些元件的存在，电路产生的谐波会受到一定程度的限制。
当地电容量很大，或者地电阻值很小时，这些元件会在电路中产生显著的高次谐波。
5. 系统本身的失调电力系统在运行过程中，由于各种原因，可能出现系统失调。
这种失调可能是由于电气设备的操作不良，或由于电气设备的年限过去而导致的。
这种失调会导致系统产生各种高次谐波，为系统的正常运行带来威胁。
高次谐波及其抑制措施
高次谐波及其抑制措施字号显示：大中小2006-05-23 09:21:47来源：电子查询网以前，人们基本上只根据电压的幅值和周波的稳定性来衡量电能的质量。
近年来，随着工业生产的发展，尤其是冶金、化工产品的开发、电气铁道系统的不断扩大，以及电力电子技术的迅速发展，各种整流装置、频率变换装置得到广泛应用，大量的非线性负荷接入电网，使得电网电压已不是人们所想象的正弦波，而是发生了较大畸变，即产生了高次谐波。
高次谐波污染电网，会引起各种电气设备过热、振动、产生噪音甚至损坏，还会引起计量仪表失准，或导致继电保护装置误动作，造成重要的生产过程中断甚至重大事故的发生。
所以近10多年来，世界上许多国家已相继把电网电压中高次谐波的含量当作衡量电能质量的一项重要指标。
在谐波抑制技术方面，有了许多成果，由交流电抗器和电容器组成的无源滤波器国内外均已大量应用到工程保护项目中，而有源电力滤波器的初步应用实践表明这一新型的谐波抑制装置有着更为广阔的发展前景。
1 谐波及其产生按国际上公认谐波定义为：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波的倍数”。
由于谐波的频率是基波频率的整数倍数，也常称它为高次谐波。
除了特殊情况外，谐波的产生主要是由于大容量电力和用电整流或换流，以及其他非线性负荷造成的。
这些电力或用电设备从电力系统中吸收的畸变电流可以分解为基波和一系列的谐波电流分量。
其谐波电流值实际上和50 Hz基波电压值和供电网的阻抗几乎无关。
因此，对大多数谐波源视作为恒流源，它们与 50 Hz 基波不同，后者一般是恒流源。
现代电力系统中发电机和变压器在正常稳态运行条件下，它们本身不会造成电网中电压或电流的较大畸变，虽然在暂态扰动时（例如系统发生短路故障时、切合空载或空载投入变压器时）以及超出其正常工作条件时（例如变压器运行在其额定工作电压以上时）将可能增大其产生的谐波含量。
系统中主要的谐波源是各种整流设备、交直流换流设备、电子电压调整设备、电弧炉、感应炉、现代工业设施为节能和控制使用各种电力电子设备、非线性负荷以及多种家用电器和照明设备等。
高次谐波光谱
高次谐波光谱全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：高次谐波光谱是一种非线性光学技术，它利用高功率激光与材料相互作用产生的高次谐波来研究材料的性质和结构。
高次谐波光谱在过去几十年里得到了广泛的应用，特别是在材料科学和光谱学领域。
本文将介绍高次谐波光谱的原理、技术和应用，以及未来的发展方向。
高次谐波光谱是一种通过非线性过程产生高频光（通常是紫外或软X射线）的技术。
它的原理是通过激光脉冲的高强度与材料相互作用，使得材料原子的电子被激发到较高能级，然后在电子返回基态时，会产生高次谐波。
这些高次谐波包含了原始激光波长的整数倍，因此可以用来研究材料的光电性质和结构。
高次谐波光谱的测量是一种相对简单的技术，通常使用高功率飞秒激光器和高灵敏度探测器。
激光脉冲通过样品后，探测器会记录样品发射的高次谐波信号，并通过频谱分析和信号处理得到样品的光谱信息。
高次谐波光谱技术的发展使得人们可以研究材料的细微结构和性质，从而可以在材料科学、光电子学和纳米技术等领域中得到广泛的应用。
高次谐波光谱在材料科学领域的应用非常广泛。
它可以用来研究材料的非线性光学特性、光谱特性和电子结构，从而揭示材料的物理和化学性质。
高次谐波光谱还可以用来研究材料的表面形貌和晶体结构，为材料科学家提供重要的信息。
高次谐波光谱还可以用来研究材料的超快动力学过程，如光诱导动力学和量子调控。
除了在材料科学领域，高次谐波光谱还在其他领域得到了广泛的应用。
在生物医学和药物研究中，高次谐波光谱可以用来研究生物分子的结构和动力学过程，为药物设计和生物医学领域提供重要的信息。
在环境科学领域，高次谐波光谱可以用来研究大气和水质中的污染物质，为环境保护提供重要的数据。
在光谱学和光子学领域，高次谐波光谱还可以应用于激光频率校正和分析等方面。
未来，高次谐波光谱技术将继续发展，为人类社会带来更多的好处。
随着激光技术的发展和进步，高次谐波光谱的分辨率和灵敏度将不断提高，从而可以研究更多种类的材料和现象。
高次谐波分量
高次谐波分量高次谐波分量是指在非线性光学中，当激光强度足够高时，产生的频率为原始激光频率的整数倍的谐波分量。
这些谐波分量通常被称为高次谐波（High Harmonic Generation，HHG）。
一、高次谐波产生机制1.1 三步跃迁模型高次谐波产生的机制可以通过三步跃迁模型来解释。
该模型包括以下三个步骤：第一步：电子被强激光场加速并获得足够的能量以跃迁到价带的连续态。
第二步：电子在连续态中运动，并最终与离子发生碰撞。
在这个过程中，电子会失去一部分能量，并向基态跃迁。
第三步：当电子回到基态时，它会释放出能量，并产生一个高次谐波光子。
1.2 量子隧穿效应除了三步跃迁模型外，量子隧穿效应也是高次谐波产生的重要机制之一。
在这种情况下，电子通过隧穿效应从价带穿过禁带进入导带，并被强激光场加速。
当电子回到价带时，它会释放出能量并产生一个高次谐波光子。
二、高次谐波分量的特性2.1 频率高次谐波分量的频率是原始激光频率的整数倍。
如果原始激光频率为800 nm，则第二次谐波的频率为400 nm，第三次谐波的频率为266.7 nm，以此类推。
2.2 能量高次谐波分量的能量远远低于原始激光的能量。
这是因为在高次谐波产生过程中，只有少量电子参与了跃迁过程，并且每个电子只会释放出极小的能量。
2.3 相位高次谐波分量的相位通常是正弦形式。
这是因为在跃迁过程中，电子受到强激光场的周期性作用力，并以正弦形式振荡。
三、应用领域由于高次谐波分量具有短脉冲、高频率和低能量等特性，因此在许多领域都有广泛应用。
3.1 光学成像利用高次谐波分量可以实现非线性显微镜成像，可以用于生物医学和材料科学等领域的研究。
3.2 光谱学高次谐波分量可以用于研究物质的电子结构和动力学过程，例如表面等离子体共振、分子振动和电子自旋等。
3.3 激光制造高次谐波分量可以用于激光加工、激光打印和激光切割等领域，具有高精度、高效率和低热影响等优点。
四、总结高次谐波分量是非线性光学中的重要现象，具有许多独特的特性和广泛的应用。
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高次谐波（high order harmonic component）
对于任意一复合周期振动函数Y（T）按傅氏级数分解表示为：第一项称均值或直流分量，第二项为基波或基本振动，第三项称二次谐波，依次类推或把二次谐波以后的统称为高次谐波。
危害
与一般无线电电磁干扰一样，变频器产生的高次谐波通过传导、电磁辐射和感应耦合三种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。
传导是指高次谐波按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载，对并联的电气设备产生干扰，感应耦合是指在传导的过程中，与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰，电磁辐射是指变频器输出端的高次谐波还会产生辐射作用，对邻近的无线电及电子设备产生干扰。
高次谐波的危害具体表现在以下几个方面：
①变压器
电流和电压谐波将增加变压器铜损和铁损，结果使变压器温度上升，影响绝缘能力，造成容量裕度减小。
谐波还能产生共振及噪声。
②感应电动机
电流和电压谐波同样使电动机铜损和铁损增加，温度升。
同时谐波电流会改变电磁转距，产生振动力矩，使电动机发生周期性转速变动，影响输出效率，并发出噪声。
③电力电容器
当高次谐波产生时，由于频率增大，电容器阻抗瞬间减小，涌人大量电流，因而导致过热、甚至损坏电容器，还有可能发生共振，产生振动和噪声。
④开关设备
由于谐波电流使开关设备在起动瞬间产生很高的电流变化率，使暂态恢复峰值电压增大，破坏绝缘，还会引起开关跳脱、引起误动作。
⑤保护电器
电流中含有的谐波会产生额外转距，改变电器动作特性，引起误动作，甚至改变其操作特性，或烧毁线圈。
⑥计量仪表
计量仪表因为谐波会造成感应盘产生额外转距，引起误差，降低精度，甚至烧毁线圈。
⑦电力电子设备
电力电子设备通常靠精确电源零交叉原理或电压波形的形态来控制和操作，若电压有谐波成分时，零交叉移动、波形改变、以致造成许多误动作。
⑧其它
高次谐波还会对电脑、通信、设备电视及音响设备、载波遥控设备等产生干扰，使通信中断，产生杂讯，甚至发生误动作，另外还会对照明设备产生影响。
治理
高次谐波的对策，从设计制造角度：选用IGBT功率元件，空间电压矢量控制，多相叠加，例如六相，十二相，多重化移相，调制过程中选择合理的参数值等。
一般以高品位，名牌和采用新技术的产品为好。
从使用安装角度：采用进线AC电抗器，出线采用DC电抗器或正弦滤波器；不共用地线，分开供电电源（变频器，受干扰设备分开供电）；易受干扰的设备采用隔离电感器供电；变频器出线与进线采用屏蔽线并接地，且分开一定距离；进、出线穿金属管并接地；输出使用四芯电缆（一芯接地），电机外壳接地，变频器单独接地；采用绝缘型电源变压器（中性点不接地）；缩短线路长度；电源线和信号线单独敷设，避免交叉，不能避免时，必须垂直交叉，绝对不能平等敷设；信号线屏蔽层不接到电机或变频器的地，而应该接到控制线路的公共端；必要时可采用零序电抗器、电涌吸收器、电涌抑制器，输入抑制电抗器；使用绞线布线。
亦可降低变频器的载波频率来消除干扰的影响。
一般频率降低干扰会下降，但噪音可能要大些，电流波形平滑性要差些。
具体可根据现场调试而定，必须时采用专用的变频电机。
总之，采用以上对策后，基本可消除高次谐波的干扰或大大减弱高次谐波的影响。
以上诸多措施，只是选其中几项即可，按现场具体条件、情况而定。
特征量
综述
为了便于谐波的计量和管理，在实际工作中常需用数字来集中表征畸变波形的某种特性，因此定义了一些特征量,诸如畸变率、谐波含量、通信干扰指标(TIF)、波幅系数、波形系数等，其中畸变率和谐波含量应用最广泛。
畸变率：表征波形畸变的程度。
它是衡量电能质量的一个指标。
各次谐波电压的有效值的均方根值与额定电压或其基波电压有效值的百分比，称为电压正弦波形畸变率，简称畸变率(DφU)，即(％)许多国家规定低压供电电压的畸变率不许超过5％。
谐波含量：工程上常要求给出电压或电流畸变波形中某次谐波的含量，以便于监测和采取防治措施。
定义电压（或电流）畸变波形的第n次谐波含量等于第n次谐波电压（或电流）有效值U n（或I n）与其基波电压(或电流)有效值U1（或I1）的百分比。
管理
为了防治电力系统谐波的危害，许多国家制订了谐波管理标准。
中国原水利电力部曾于1984年颁行了《电力系统谐波管理暂行规定》。
有的国家对谐波源负荷实行分级限制：首先限制小容量换流装置和交流电压调整装置的最大容量；当超过限定的最大容量时，则应限制单个换流装置注入电网联接点的各次谐波电流；如不满足此二条件，则应要求联接点的电压畸变率和谐波含量不超过规定的限值。
中国暂行规定(SD126-84)的电网电压畸变率和谐波含量如表。
抑制
考虑
供电部门在确定新接入用户的谐波含量允许值时，除考虑系统中原有的谐波含量外，还应为以后接入系统的负荷留有逾度。
措施
在产生谐波含量较大的负荷点装设电力滤波器是抑制谐波电流流入电网而造成危害的一个重要措施。
电力滤波器的另一个作用是提供部分以至全部容量的无功补偿以改善负荷的功率因数。
对于无功冲击较大的负荷,如粗轧机等,往往需要安装快速动态无功补偿装置（如静止无功补偿器）和电力滤波器。
单调谐滤波器对某次谐波呈低电阻，因而仅对某次谐波调谐。
单调谐滤波器的品质因数,一般为30～60。
双调谐滤波器的阻抗特性与两个并联的单调谐滤波器的阻抗特性相近似，因此它比较经济，但调谐较难。
高通滤波器在高于某一频率的很宽的频率范围内呈低阻抗Zh≈R。
高通滤波器的品质因数,一般为0.7～1.4。
近年来，一些工业先进的国家正在研究和试验有源滤波器。