大家好，又见面了，今天我们将一起探讨电磁兼容EMI测试的谐波电流测试，最近有朋友留言说，看了前几篇文章后感觉能够正确操作测试，也明白测试的布局和基本注意点，总结的很全。本喵觉得很欣慰，也有朋友建议将推导或者更深一点的原理附上去供有兴趣的人参考，关于这点，出于这些是入门篇，不宜太过深奥，本喵目的也是将看起来复杂困难的事情简单化，但既然大家有需求，那本喵以后也会在此基础上加些更细点的东西，毕竟本喵的目的是授人以渔。
授人以鱼不如授人以渔
好了，咳咳，下去再思考你为什么读书，我们回到主题"谐波电流测试"。
在正式学习谐波电流测试之前，先给大家分享一个故事：
1807年时年39岁的法国数学家傅里叶于法国科学学会上展示了一篇论文"热的传播"(Mémoire sur la propagation de la chaleur)，论文中有个在那个时代极具争议的论断："任何连续周期信号可以由一组适当的正弦曲线组合而成"。
三个大佬
这篇文章受到极大关注，当时58岁的拉普拉斯赞成傅里叶的观点。71岁的拉格朗日（数学家和物理学家，相当于现在我国的院士）则坚决反对，反对的理由是"正弦曲线无法组合成一个带有棱角的信号"。鉴于此，论文直到拉格朗日去世后的第15年才得以发表。之后的科学家证明：傅里叶和拉格朗日都是对的!为什么呢？
有限数量的正弦曲线的确无法组合成一个带有棱角的信号，然而，随着正弦波数量逐渐的增长，他们最终会叠加成一个标准的矩形，如上图，随着叠加的递增，所有正弦波中上升的部分逐渐让原本缓慢增加的曲线不断变陡，而所有正弦波中下降的部分又抵消了上升到最高处时继续上升的部分使其变为水平线，一个矩形就这么叠加而成了。
但是要多少个正弦波叠加起来才能形成一个标准90度角的矩形波呢？不幸的告诉大家，答案是无穷多个，所以无限数量的正弦曲线叠加可以形成带有棱角的信号。
故事分享完了，我们继续来学习…
电子、电气设备或系统在设计过程中如果使用了非线性负载，那么当电流流经该非线性负载时，与所加的电压不呈线性关系，就会形成非正弦电流，谐波电流就是将非正弦周期性电流函数按傅立叶级数展开时，其频率为原周期电流频率整数倍的各正弦分量的统称。
谐波频率是基波频率的整数倍，如果谐波的频率是基波频率的N倍，就称为N次谐波。知名数学家傅立叶曾分析证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波频率倍数的谐波的正弦波分量，傅里叶变换本质其实就是谐波分析，这说明谐波也是正弦波，只是每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波可以区分为偶次谐波与奇次谐波，如第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波。
有人好奇为什么没有1次谐波呢？我们知道基波是与该重复波形最长周期相等的正弦波分量，相对于这个周期的频率被称为基波（本）频率。而频率等于基波（本）频率整数倍的正弦波分量称为谐波，因此我们认为一次谐波即为基波，所以很少出现一次谐波的叫法，如基波为50Hz时，2次谐波为100Hz，3次谐波则是150Hz。
一般来讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。如果想了解或学习傅里叶分析，推荐一个超Nice教程：""
谐波电流不仅会对同一电网中的其他用电设备造成干扰，还会使电网的中线电流超载而降低电能使用效率。另外还可能造成医用设备超温，产生噪声，加速绝缘老化，缩短使用寿命，甚至造成设备故障或烧毁等。
为了保障电网质量，我国相继公布了GB17625.1《电磁兼容限值低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流小于或等于16A）》及GB17625.2《电磁兼容限值对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限值》，分别等同于IEC61000-3-2和IEC61000-3-3。
我们做谐波电流试验目的旨在检测电子电气设备通过电源线注入到公用供电系统中的谐波电流是否满足相应标准规定的限值要求。
小提示：医疗器械行业谐波电流发射限值参考GB 17625.1，一般来讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大，因此标准中对奇次谐波提出了更高的要求，从而保证医用设备不会对公共电网造成过大的影响。需要注意的是YY 0505对每相电流＞16 A的设备或系统不做要求。
根据GB17626.1标准要求，主要试验设备有以下几种：
（1）纯净电源：其作用是产生一个没有谐波的50Hz交流电源，这样可以保证测试到的谐波完全是由EUT产生的。具体要求如下：
a) 输出电压稳定度在±2.0%以内，频率稳定度在±0.5%以内；
b) 三项电源应保证两两相之间的相角为120°±1.5°；
c) 带载时输出电压2-40次谐波分量不得超过GB17625.1第A.2（C）所规定之比例；
d) 输出电压峰值应为其rms值的1.40到1.42倍之间，且在87°至93°相位角出现；
（2）谐波分析仪：其作用是分析供电电流中的谐波成分，可以使用专门的仪器，也可以使用带FFT功能的示波器来代替。具体要求如下：
a) 应完全符合IEC61000-4-7的要求；
b) 电压、电流、功率的测量准确度满足下表之要求：
（3）电流取样传感器（选用）：其主要作用是将EUT电源线中的电流进行取样，以便于分析。电流取样传感器要求灵敏度高切不能对供电条件产生太大的影响，以此来保证测试误差足够小。
除非另有规定，谐波电流发射试验应在正常工作状态且预期能产生最大总谐波电流的模式下进行，单相设备的测量电路如下图1所示：
三相设备的测量电路如下图2所示：
GB17625.1把设备分成4类
a) A类：平衡的三相设备；家用电器（不包括列入D类的设备）；工具，不包括便携式工具；白炽灯调光器；音频设备；未归入其他三类的设备都视为A类设备。
b) B类：便携式工具；不属于专用设备的弧焊设备。
c) C类：照明设备（包括灯和灯具；主要功能为照明的多功能设备中的照明部分…）。
d) D类：功率不大于600W的个人计算机、计算机显示器及电视接收机。
各类设备的限值要求如下图所示：
其中B类设备的限值为A类设备限值的1.5倍，由上图对比可知谐波电流限值对C类设备要求最为严格，D类次之，也是因为这两类设备在生活中应用最为广泛。
题外话：一个国家某一领域标准做得好不好，要求的严不严，经常是看其受到该领域的影响大不大，比如日本对核污染和家用电器方面的标准，华为对5G方面的标准，当然这个并不绝对。
首先确定设备的分类Class A/B/C/D，依据分类来定下具体的限值；
以某A类设备为例：
限值图如下图蓝色图形所示：
测试数据如下表：
由此可知，测试结果为合格。
对于大多数谐波测试仪来说，可以设定测量时间（测量时间需要足够长以满足测试可重复性的要求，一般默认是2.5min）。设备工作模式的选择首先参照附录C，如果在附录C中没有列出，那么选择合适的工作方式使之产生最大谐波电流。谐波分析软件会根据采样电流算出各次谐波电流的大小，并与限值比较得出测试结果。
好了，本篇课程就分享到这里了，我们下期见~
参考文献
1.基波和谐波详细分析（来源网络）
2.电磁兼容检测报告
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