光伏水泵控制系统及最大功率跟踪研究

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1、摘要(AbsWact)摘要水资源和电力资源是制约发展中国家农村和偏远干旱地区发展的重要因素，而这些地区往往拥有丰富的太阳能资源，因此，发展光伏技术并将其用于水泵系统，合理地开发地下水资源，将给这些地区带来巨大生态和经济效益。本文在现有研究成果基础上，设计了一种基于数字信号处理器DSP56F8037的光伏水泵控制系统，该系统具备一定的智能保护功能。本文给出了光伏水泵控制系统的硬件电路，并提出了一种改进的无位置传感器无刷直流电机控制方法。文中根据DC／DC拓扑结构，提出一种改进的干扰观察法，使水泵系

2、统与太阳能电池匹配，实现了光伏水泵系统的最大功率点跟踪。主要研究内容如下：1、研究了传统的最大功率点跟踪算法和复杂的控制算法，分析比较了几种常用的最大功率点跟踪方法。2、提出了整个系统的控制方案，重点讨论光伏水泵系统的最大功率点实现和无刷直流电机换相策略。3、设计了光伏水泵控制系统的硬件电路及软件编程；完成了元件参数的选择、电路板的制作、元件的焊接及所有调试工作。4、通过IR2130控制三相逆变电路驱动电机，着重研究反电动势过零点检测及校正；分析及其补偿了无位置传感器无刷直流电机的转子位置检测误

3、差。5、对样机实验测试，控制器能够实现无刷直流电机的准确换相，电机起动平稳，带动水泵正常运行。6、通过实验研究，总结光伏水泵调速等相关问题，并对未来工作进行了展望。关键词：光伏水泵、最大功率点跟踪、无刷直流电机、反电势检测II摘要(Abstract)AbstractWaterandelectricityareimportantfactorswhichdominatethedevelopmentofruralandremotedryregionsindevelopingcountries．Stat

4、istically,thereareabundantsolarenergyresourcesavailableinthoseregions．Therefore，developingsolarbasedtechnologies，suchassolarpoweredpumpingsystemstoexploitgroundwater,willbringenormousecologicalandeconomicalbenefitstotheseregions．Thisthesisintroducest

5、hecontrolsystemdesignofasolarpoweredwaterpump，usingadigitalsignalcontrollerDSP56F8037；thesystemoffersintelligentprotectionfunctions．ThehardwaredesignandcontrolalgorithmofasensodessBrushlessDC(BLDC)drivearepresented．Basedonthetopologyofdc—deconverter,

6、amodifiedadaptivePerturbationandObservation(P&o)methodisintroduced，whichrealizesthemaximumpowerpointtracking(MPPT)ofasolarpanel．Themaincontentsofthisthesisareasfollow：1、ToinvestigateconventionalandadvancedcontrolmethodsofMPPT．Toanalyzeandcomparethedi

7、fferenceofseveralmethodswhichwereoftenused．2、Toproposethecontrolschemeofthesystem，whichfocusesonrealizationofMPPTandBLDCcommutation．3、Todesignthecircuitandthesoftwareofthesolarpumpingcontrolsystem．Inparticular,thechoiceofcomponentparameteroncircuit，t

8、hedesignprocedureofaPrintedCircuitBoard(PCB)，PCBcomponentswelding，andthedebuggingofsystem．4、Anthree—phaseinverterisusedtodrivebrushlessDCmotor,inwhichthegatedriverICIR2130isused．Todetectandcorrectthezero-crossingofBackEMF,andconductanalysisandcompens