珠海云梯车, 珠海租赁云梯车, 珠海出租云梯车   在混合动力云梯车中，双向ＤＣ／ＤＣ变换器通过中间直流环节与逆变器构成级联关系，因此双向ＤＣ／ＤＣ变换器的稳定性分析可等效为级联系统的稳定性分析。本文首先介绍了级联 系统稳定性分析的阻抗比判据，然后借助该判据对双向ＤＣ／ＤＣ－逆变器级联系统的开环、闭环稳定性进行分析，研究系统稳定性的影响因素并进行仿真验证，最后基于上述分析，提出了系统稳定性的改善措施。

     １级联系统稳定性的阻抗比判据。前级变换器的输出阻抗，为后级变换器的输入阻抗，两个独立模块级联后的传递函数，为前级输出阻抗与后级输入阻抗之比，根据控制原理，此时系统的稳定条件是１＋７特征多项式零点具有负实部。这也就是将ｒ作为系统等效增益并应用奈奎斯特判据判定级联系统稳定。满足奈奎斯特判据来判定系统的稳定性，并进一步提出，通过确保全频段前级变换器输出阻抗｜而｜均远小于后级变换器输入阻抗，可实现负载与源解锅，保证系统级联后的稳定性，且动态性能不受影响，要求阻抗比曲线不得进入复平面上的单位圆以外区域。然而，想要在所有频率范围内都做到｜ｊ＜｜，是十分困难的，为简化设计规范，提出了基于禁止区域的阻抗比判据。该判据允许阻抗比曲线与单位圆在在禁止区域以外相交，此时系统保持具有６ｄＢ的增益裕量和６０°的相角裕量，将确保系统稳定性。假设己知源变换器的输出阻抗。在输入阻抗幅值，大于＋６ｄＢ的区域，负载输入阻抗的相位角，不受任何限制，而在输入阻抗幅值问小于＋６的区域，输入阻抗的相位角，必须在图示的有效区域之内。

     ２级联系统开环稳定性分析根据,  本文４．１节混合动力云梯车运行特性，０- １２０ｋｍ／ｈ全速度范围内，牵引和制动功率随速度发生变化，系统将处在不同工作点，本节主要对列车全速度范围内级联系统的开环稳定性进行分析。根据逆变桥等效关系和Ｐａｒｋ变换得到三相逆变器的ｄ－ｑ坐标系等效受控源模，推导出从直流侧等效的逆变器－电机系统的开环阻抗表达式。采用电流闭环控制系统，电流控制器为Ｃ，此时逆变器－电机闭环阻抗ｋ.  Ｂｏｏｓｔ工作模式下，级联系统开环阻抗比的奈奎斯特曲线不包围（－１Ｊ０）点，系统始终处于稳定状态。随着车速的増加，奈奎斯特曲线略微右移，车速高于４５ｋｍ／ｈ之后，奈奎斯特曲线变化相对较慢。４５ｋｍ／ｈ是牵引稳定性分析的典工作点。对４５ｋｍ／ｈ的稳定性单独进行分析，得到相应的输入输出阻抗波特图和开环阻抗比奈奎斯特曲线。输出阻抗和输入阻抗的幅频曲线有２个交点，低频交点处相角裕量充足而高频交点处相角裕量较小；奈奎斯特曲线不包围（－Ｕ０）点，表示此时系统处于稳定状态。

    Ｂｕｃｋ模式开环稳定性分析, Ｂｕｃｋ模式下，输入电压＝１７５０Ｖ，输出电压＝１１００Ｖ，电感、电容同Ｂｏｏｓｔ电路，电感等效电阻＝０．０１０，车速由口Ｏｋｍ／ｈ降为０，此时逆变器－电机的开环输出阻抗与直流侧电容并联后，共同构成前级变换器的开环输出阻抗。将各项参数代入及开环阻抗比公式，得到全速度范围内Ｂｕｃｋ变换器输入阻抗。逆变器输出阻抗。的波特图及开环阻抗比的奈奎斯特曲线。在列车运行的全频率范围内，级联系统开环阻抗比的奈奎斯特曲线始终不包围（－１0）点，系统始终处于稳定状态。随着车速的降低，４８ｋｍ／ｈ前输出阻抗幅值基本不变，４８ｋｍ／ｈ后幅值略有增加，但与交点位置几乎不变。４８ｋｍ／ｈ是稳定性分析的典工作点。

     逆变器－电机负载特性对系统稳定性的影响,  逆变器－电机是电力电子中一类典负载，在本文研究的混合动力系统中，某转速以下电机控制的输出转矩７；是一定的，因此在某一工作点的电机功率尸二７＞是恒定的，逆变器－电机具有恒功率特性。在恒功率假设下，直流侧电压电流关系，受到微小扰动时，忽略高阶分量，得到当前工作点处逆变器等效电阻； 可知，当功率Ｐ为正时，为负，即牵引工况下逆变器－电机作为恒功负载具有负阻抗特性，制动工况下则不存在该特性，而负阻抗特性是影响稳定性的重要原因，下面分析Ｂｏｏｓｔ模式下负载的负阻抗特性对稳定性的影响。为简化计算，理想转矩控制、工作点附近产生小扰动时，将Ｂｏｏｓｔ变换器与电机系统的拓扑图简化成下图形式，均为Ｂｏｏｓｔ变换器的等效参数。

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      上述电路的特征方程表达式, 为保证系统稳定性，特征方程必须有负实根，实际应用中则特征方程具有负实根必须满足以下条件：加牵引时由于等效负载是负的，或许不满足上述条件。忽略逆变器和电机的损耗，逆变器输入功率尸的表达式。 可见为实现系统的稳定性，某一速度点的电机转矩将受到限制。实际应用中，根据牵引特性曲线，得到不同电机频率下限制转矩和实际转矩曲线如图３－９所示，从图中看出，当电机频率増大到一定值，实际转矩会超过限制转矩，造成系统不稳定。还可以总结出改善系统开环稳定性的方法：增大阻尼ｒ，增大输出电容Ｃ，减小电感。上稳定性分析和改进方案是根据主电路得出的，并没有考虑闭环控制系统的作用。

     ３级联系统闭环稳定性分析,  经开环稳定性分析可知，双向ＤＣ／ＤＣ－逆变器系统开环运行时始终处于稳定状态，实际应用中，闭环控制环节会改变前后级的输入输出阻抗，对稳定性产生影响，本节主要分析全速度范围内及不同电路参数下系统的闭环稳定性。Ｂｏｏｓｔ模式闭环稳定性分析:  （１）列车全速度范围内Ｂｏｏｓｔ级联系统闭环稳定性,车速分别取５、１５、３０、４０、６０、８０，绘出Ｂｏｏｓｔ变换器闭环输出阻抗。 逆变器－电机闭环输入阻抗的波特图以及级联系统闭环阻抗比ｗ／ｋ的奈奎斯特图。随着车速增加，几乎不变，ｋ不断减小，奈奎斯特曲线左移包围（－ＩｊＯ）点，系统逐渐进入不稳定状态，临界车速约为ｌＯｋｍ／ｈ。其中，４５ｋｍ／ｈ之后的奈奎斯特曲线十分接近，下面对４５ｋｍ／ｈ的阻抗特性进行分析。根据阻抗波特图，４５ｋｍ／ｈ时，逆变器输入阻抗负载。谐振频率附近大于，同时该区段内输入阻抗相角，在输出阻抗相角。±１２０＂的区域之内，即位于禁区规范所划定的禁止区域，可判断系统状态不稳定。搭建的双向ＤＣ／ＤＣ－逆变器仿真模，电池采用Ｓｉｍｕｌｉ址内置电池模，设置电池电压１１００Ｖ，内阻０．０４４Ｑ，电感＝４ｍＨ，电容Ｃ＝８００〇ｍＦ，目标电压值设为１５００Ｖ。

      车辆运行至约３ｓ时，直流电压Ｃ／ｄｃ及电池电流。开始振荡发散，其中电压振荡幅度可达±１５００Ｖ，电池电流振荡幅度可达±３００Ａ；０．６３ｓ车速达到，系统进入恒功区，之后直流电压。和电池电流，波形基本不变，仿真结果与理论分析相符。基于上文分析，取恒功转折点４５ｋｍ／ｈ进行讨论，保持电容值Ｃ＝８ｍＦ，电感分别取２、８、１４、２０，相应的阻抗波特图及闭环阻抗比的奈奎斯特图。

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