【摘要】：純電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與諧波特性隨使用環(huán)境的改變而發(fā)生變化,本文以三相PWM整流器模塊與DC-DC變換器模塊組成的充電系統(tǒng)為研究對(duì)象,分析電網(wǎng)分布參數(shù)、動(dòng)力電池特性、充電模塊數(shù)量的變化對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、瞬態(tài)響應(yīng)、諧波特性的影響,以便為純電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論和實(shí)踐的支持。 首先,建立了理想工作環(huán)境中的三相PWM整流器在dq坐標(biāo)系中的降階線性小信號(hào)二端口模型與DC-DC變換器在恒壓充電模式與恒流充電模式中的線性小信號(hào)二端口模型。理想工作環(huán)境中充電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立為充電機(jī)在非理想工作環(huán)境中的穩(wěn)定性、瞬態(tài)響應(yīng)與諧波特性分析奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。 在考慮輸入電源與輸出負(fù)載特性的情況下,建立了三相PWM整流器與DC-DC變換器的數(shù)學(xué)模型,找出了影響數(shù)學(xué)模型穩(wěn)定性的關(guān)鍵因子。針對(duì)關(guān)鍵因子分析在理想使用環(huán)境下設(shè)計(jì)的充電機(jī)在非理想輸入電源與非理想輸出負(fù)載的情況下的穩(wěn)定性與瞬態(tài)響應(yīng)如何改變。研究表明：電源的輸出阻抗與負(fù)載的輸入阻抗共同作用影響充電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與瞬態(tài)響應(yīng),不同的負(fù)載類型對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響程度不同,針對(duì)理想使用環(huán)境設(shè)計(jì)的充電機(jī)要留有足夠的穩(wěn)定裕量才能夠在使用環(huán)境變化時(shí)仍然穩(wěn)定。 在充電系統(tǒng)的兩種基本結(jié)構(gòu),即共交流母線結(jié)構(gòu)與共直流母線結(jié)構(gòu)中,建立了三相PWM整流器與DC-DC變換器的數(shù)學(xué)模型,找出了影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因子。針對(duì)關(guān)鍵因子分析充電機(jī)組成充電系統(tǒng)后的穩(wěn)定性與瞬態(tài)響應(yīng)如何改變。研究表明：在交流母線或直流母線容量足夠大時(shí),母線上可以同時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行的充電模塊數(shù)量仍然是有限的,該數(shù)量可以使用母線輸出阻抗與充電模塊輸入阻抗比值的根軌跡在虛軸上分岔點(diǎn)處的增益來(lái)估計(jì)。 建立三相PWM整流器在dq坐標(biāo)系中的Norton模型,將電網(wǎng)諧波電壓與基波電壓一同轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系中,分析電網(wǎng)輸出阻抗與PWM整流器輸入阻抗相互作用對(duì)電網(wǎng)中諧波電壓引起的諧波電流的放大作用。研究表明：電網(wǎng)輸出阻抗與三相PWM整流器的輸入阻抗相互作用會(huì)放大電網(wǎng)中某些頻率的諧波電壓成分所產(chǎn)生的諧波電流。
【圖文】：

充電站總體結(jié)構(gòu)

1.2.1純電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)常用的純電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。共交流母線結(jié)構(gòu)如圖1-2(a)所示，，充電機(jī)的輸入端為交流電壓源，所有的充電機(jī)共用一條交流母線，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，充電機(jī)可以模塊化設(shè)計(jì)，單獨(dú)調(diào)整，缺點(diǎn)是每個(gè)充電機(jī)都需要整流裝置。共直流母線結(jié)構(gòu)如圖1-2 (b)所示，充電系統(tǒng)由一個(gè)大功率的PWM整流器將電網(wǎng)提供的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓形成直流母線，直接給動(dòng)力電池組充電的多個(gè)DC/DC變換器連接在直流母線上，這種結(jié)構(gòu)便于對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一治理。輸出擴(kuò)流模式如圖1- 2 (C)所示，為了增大充電機(jī)的功率可以將多個(gè)小功率充電機(jī)輸出端并聯(lián)使用，增加輸出電流。在純電動(dòng)汽車充電站中，通常根據(jù)具體情況混合使用這三種充電結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U469.72;TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2585629