【硕士论文】绿色高效光伏水泵控制技术的研究.pdf

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1、摘要光伏水泵系统是直接利用太阳电池光生伏打效应发电，通过一系列电力电子、电机、水机等控制及执行环节从而在江河湖泊或深井中实现提水的系统，该系统涉及到光、机、电、控制技术等多种交叉学科。由无位置传感器永磁直流无刷电动机驱动的光伏水泵系统为近年来发展起来的新型光伏水泵系统，本文就其驱动电机的控制技术进行了深入、细致的研究。本系统采用的控制芯片为MOTOROLA系列单片机中的JK3CE，反电势过零点可以通过比较电机端电压和虚拟中点电压来得到，将过零点信号送往单片机捕捉端口后由系统软件来确定换相时刻，这样就

2、可以由电子换向装置替代机械换相装置，有利于提高系统运行的可靠性，并降低了系统维护的费用。本系统在软件设计时，定时器中断时间由100us缩短到25us，一个定时器中断时间为相位调节中的一步，这样就提高了相位调节精度。在相位调节时采用变系数比例环节，它能根据相位差值大小自动调整步数，使得相位调节过程更为迅速。将起动方式进行了改进，由步进起动方式发展为全过程自同步起动方式，改进后的起动方式能有效的减小起动电流，并缩短起动时间，有利于解决群控运行中存在的起动问题，促进了群控技术的发展。关键词:光伏水泵无位置

3、传感器直流无刷电机虚拟中点法水泵群控技术AbstractThewaterpumpingsystemusesPhotovoltaic(PV)panelswhichproduceelectricitydirectlyfromsunlightusingsiliconcellsanddrivethepumpthroughseriesofnewtechnologiesofelectronics,motors,controlunitsanddifferentmoderndevicestobringwaterup

4、fromriver,lakeordeepwell.Photovoltaic,mechanicalandelectronictheoriesetc.multi-acrosssubjectareinvolvedinthesystem.ThephotovoltaicwaterpumpingsystemdrovedbysensorlessBLDCisanovelsystemdevelopedrecently.ThispaperstudiedthecontroltechnologyofsensorlessBL

5、DCdeeply.ThechipJK3CEthatisoneofmicro-controllersinMotorola68HC08familyisusedascontrolunitinthissystem.ThezerocrossingpointofthebackEMFcanbeobtainedbycomparingtheterminalvoltagewiththevirtualneutralpoint,thenusingthesoftwareofthesystemcanfigureouttheco

6、mmutationperiod.Theelectroniccommutationreplacesthemechanicalcommutationinthisway.Ithelpstoenhancethereliabilityofthesystemandreducethemaintenancecost.Thetimerinterfacemodulegeneratesinterruptrequestevery25us,whichisfineenoughcomparingwith100usanduseda

7、sone-stepinadjustingcommutationperiods.Thedigital-adjustmodulethatchangesthestepsautomaticallyduetothedifferencebetweentwocommutationperiodsisbeneficialtothequickadjustmentofthecommutationperiod.Thefulltimeself-synchronizationtechnologythatdevelopedfro

8、mstep-starttechnologycanreducethecurrentandstarting-time.Itsolvesoneofthekeyproblemsincontrollingmanywaterpumpstoworktogetheranddevelopsthecontroltechnologygreatly.Keywords:PVwaterpumpsensorlessBLDCvirtualneutralpointthetechnologyofcont