電力電子級聯(lián)系統(tǒng)動態(tài)特性與控制研究.pdf

1、電力電子級聯(lián)系統(tǒng)是由不同種類變換器組成的復雜系統(tǒng)，具有靈活性、擴展性和冗余性等廣泛優(yōu)點，目前在電動汽車動力系統(tǒng)、工業(yè)控制、電訊工業(yè)、計算機系統(tǒng)、國際空間站、飛船、大型艦船動力系統(tǒng)和軍事等領域都得到了廣泛應用。系統(tǒng)中各模塊都是獨立進行設計，在級聯(lián)時模塊間存在潛在交互作用，因此研究其級聯(lián)穩(wěn)定性具有重要意義。 本文以電動汽車動力系統(tǒng)為具體研究對象，深入研究了電力電子級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析和改進方法，全文的主要內(nèi)容如下： 描述了混合

2、建模方法；綜合采用等效受控源法、派克變換和小信號分析等手段，建立了Boost變換器、三相逆變器電機系統(tǒng)和兩種結(jié)構(gòu)濾波器的數(shù)學模型，分析了對應傳遞函數(shù)；用Matlab軟件結(jié)合各模型的狀態(tài)方程建立了平均模型；對重點研究對象Boost變換器和電機系統(tǒng)，進一步建立了與實際控制系統(tǒng)實現(xiàn)原理一致的器件仿真模型。 闡述了級聯(lián)穩(wěn)定性分析的阻抗規(guī)范，分析了系統(tǒng)開環(huán)穩(wěn)定性；根據(jù)不同負載特性對穩(wěn)定性的影響，提出了線性控制作用下系統(tǒng)的穩(wěn)定條件；設計了B

3、oost變換器和三相逆變器的閉環(huán)調(diào)節(jié)器，結(jié)合主電路與控制傳遞函數(shù)采用新穎的分析方法計算了閉環(huán)阻抗，解釋了電機系統(tǒng)的恒功率負載特性與等效原則，并分析了系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定性，表明此系統(tǒng)中存在潛在交互作用，仿真結(jié)果驗證了理論分析。 從多個角度提出了改善系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，分別從設計主電路參數(shù)，設計中介濾波器，設計Boost變換器非線性控制和逆變器前饋控制等方法全面進行理論分析和仿真驗證；并結(jié)合實際條件，采用150kWBoost變換器和100/