【硕士论文】直流无刷电机驱动光伏水泵控制技术的研究.pdf

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1、直流无刷电机驱动光伏水泵控制技术的研究摘要本论文叙述了一种智能、高效的光伏水泵系统，系统采用无位置传感器的永磁直流无刷电机驱动水泵。对于电机控制，提出了采用虚拟中心点的方法代替传感器实现电机转子位置检测，以完成电机准确换相，并在理论上证明了其正确性;对于光伏阵列工作点最大功率跟踪问题，提出了一种以寻求转速最大点为控制目标实现TMPPT的思想，并进行了稳态跟踪误差分析。系统以MOTOROLA单片机JL3为核心，完成了系统外围硬件电路和控制软件设计.实现了直流无刷电机反电势过零检测.利用软件滤波的方

2、式消除了PWM波干扰及换相干扰;采用三点预估算法，进行相位锁定，以完成直流无刷电机准确换相;同时实现了光伏阵列工作点的TMPPT跟踪、系统无人监控和故障检测等功能。妙际研制的样机经实验测试，能够控制直流无刷电机准确换相，系统运行稳定，同时最大功率跟踪也取得了很好的跟踪效果。论文的最后分析了系统存在的问题，并指出系统有待提高和完善的地方。于关键词:光伏水泵夕直流无刷电动机;TMPP又TheResearchofPhotovoltaicWaterPumpSystemDrivingbySensorles

3、sBLDCAbstractAkindofintelligentandhighefficiencyphotovoltaicwaterpumpisintroducedinthisdissertation.PermanentmagnetbrushlessDCmotorisselectedforpumpdriving.aneutralsimulatorofback-EMFissetupforrotorpositionsensingsolutioninsteadofsensor,whichprovedto

4、berightintheory.Atthesametime,theprinciplewhichtakingsearchingmotormaximum-speedpointascontrolobjectforMPPT(MaximumPowerPointTracking)isputforwardandthestaticerroroftrackingisanalyzedindetail.ChipJL3,akindofmicro-controllersof68HC08series,isusedascon

5、trolunitofthesystem,withwhichwecompletethedesignsoftheperipheryhardwarecircuitandthecontrolsoftware.Inthesystem,controlunitaccomplishesback-EMFzero-crossinginformationreadingandclosedloopcommutation.thesystemeliminatesthePWMinterferencesandthecommuta

6、tinginterferencesbyfilteringwithsoftwarealgorithm.InordertomaketheBLDCcommutateexactly,themethodofthree-pointestimationisusedforphaselockinginthesystem.Thesystemalsoaccomplishesseveralimportantobjects,suchasTMPPTofphotovoltaicarrays,unmannedsupervisi

7、onofthesystem,faultdetectionetcTheresultsoftheexperimentshowthatthedevice,whichismadeonthebaseoftheprincipleabove,cancontrolthemotortocompletetheexactcommutation.ThesystemrunssmoothlyandpresentsgoodstaticanddynamicperformanceAlso,wegetagoodtrackingre

8、sultofMPPT.Intheend,weanalyzethedrawbackofthissystemindetailandgivesomeadviceforimprovement‘Keywords:PhotovoltaicpumpBLDCmotorTMPPT第一章概述1.1太阳能光伏利用的发展概况1.1.1太阳能的光伏利用是人类能源利用的趋势据专家预测，本世纪中叶太阳能和其它可再生能源能够提供世界能耗量的50%。目前，太阳能的利用形式主要有光热、光伏和光化学利用等几种形式。光热利用具有方便、