光伏水泵控制與雙閉環(huán)最大功率跟蹤研究.pdf

1、隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，能源危機和環(huán)境污染日益嚴峻，作為一種綠色可再生能源的太陽能越來越受到青睞。中國西部的一些干旱地區(qū)擁有豐富的太陽能，但存在著用水難的問題，同時這些地區(qū)往往擁有豐富的地下水資源，發(fā)展光伏水泵系統(tǒng)提取地下水，將會給這些地區(qū)帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益。
　　 在光伏水泵系統(tǒng)中，最大功率點跟蹤和水泵機組的控制問題一直是研究的熱點。論文根據(jù)系統(tǒng)的要求，選用無位置傳感器無刷直流電機作為水泵的驅(qū)動電機，并設(shè)計出一款以dsPI

2、C30F6015為控制核心的光伏水泵控制器。
　　 論文首先對光伏電池板的原理及輸入輸出特性進行了描述，對傳統(tǒng)的光伏水泵最大功率跟蹤技術(shù)進行了分析，指出傳統(tǒng)方法在光伏電池板受到非均勻輻射時的局限性，在此基礎(chǔ)上提出了新型的雙閉環(huán)在線檢測電導(dǎo)增量法。該算法的通用性比常規(guī)算法好，保證了系統(tǒng)在各種條件下都能準確找到最大功率點。
　　 然后分析了對水泵驅(qū)動電機的控制，介紹了無刷直流電機的工作原理及數(shù)學(xué)模型，然后討論了無位置傳感器無

3、刷直流電機的起動和電子換相的問題。為了使光伏水泵穩(wěn)定可靠的運行，論文采用“預(yù)定位起動法”實現(xiàn)電機的起動，采用“虛擬中點法”檢測反電勢的過零點，解決了傳統(tǒng)反電勢法產(chǎn)生相移而檢測不準確的問題。
　　 最后根據(jù)理論分析制定了相應(yīng)的控制方案，設(shè)計制作了控制器的硬件電路和軟件程序。硬件電路主要包括DC/DC斬波電路，功率驅(qū)動電路和反電勢檢測電路;軟件設(shè)計主要包括最大功率跟蹤程序和電機起動至自同步切換程序。利用制作好的光伏水泵控制器，論文進