使用单相脉冲整流器的电力机车,在接入牵引网时,可能会发生网压网流低频振荡、谐波不稳定和谐波谐振的现象,造成牵引变流器封锁,危害铁路行车安全。通常采用阻抗模型对车网系统进行稳定性分析。但是,已有的CRH3型动车组建模采用状态空间平均建模法,无法找到稳定工作点;而且建模中忽略了电压外环控制和锁相环(Phase Locked Loop,PLL)的影响,这些会导致建模和稳定性分析不准确。本文以CRH3型动车组的单相脉冲整流器为研究对象,基于谐波线性化的方法,建立了其开环控制和考虑电压外环控制以及PLL影响的闭环控制输入阻抗。采用阻抗判据,以波特图方式,分析网侧电感、电流控制器参数和电压控制器参数对车网系统稳定性的影响。首先,采用传统状态空间平均建模方法建立了CRH3型动车组单相脉冲整流器的开环控制阻抗模型。然后,基于谐波线性化的方法,建立了其正负镜像频率开环控制阻抗模型,并提出一种正负镜像频率阻抗测量计算方法。最后,通过扫频法进行阻抗验证,说明了传统状态空间平均模型的缺陷,验证了正负镜像频率阻抗模型的准确性。其次,对二阶广义积分器锁相环(Second Order Generalized Integrator,PLL)进行了精确建模和验证,然后考虑了电压外环控制,建立了CRH3型动车组单相脉冲整流器正负镜像频率闭环控制阻抗模型,并采用扫频法在半实物仿真平台上进行验证。考虑高次谐波耦合作用,采用多重谐波线性化建模方法,建立系统高阶小信号阻抗模型,通过扫频法验证其单输入单输出(Single Input Single Output,SISO)阻抗的准确性。最后,基于已经建立的高阶小信号阻抗模型,采用阻抗判据,以波特图的形式分析了网侧电感、电流控制器比例系数和电压控制器比例和积分系数对车网系统稳定性的影响,发现网侧电感越大、电流控制器比例系数越小、电压控制器比例系数越小、积分系数越大,系统越不稳定。最后,搭建仿真模型验证了上述推论。上述结果可以用于指导实际CRH3型动车组参数设计,为提高稳定性,网侧方面,可以适当减小电感值;电力机车方面,可以适当增大电流控制器比例系数、增大电压控制器的比例系数,减小电压控制器积分系数。