dspic30f2010在光伏水泵专用变频控制器中的研究

《dspic30f2010在光伏水泵专用变频控制器中的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、螇莄蒃蚄袀膇荿蚃羂莂芅螂肄膅薄螁螄羈蒀螀羆膃蒆螀肈肆莂蝿螈节芈螈袀肅薆螇羃芀蒂螆肅肃莈袅螅芈芄袄袇肁薃袄聿芇蕿袃膂腿蒅袂袁莅莁蒈羄膈芇蒈肆莃薅蒇螆膆蒁薆袈莁莇薅羀膄芃薄膃羇蚂薃袂芃薈薂羄肅蒄薂肇芁莀薁螆肄芆薀衿艿薅虿羁肂蒁蚈肃芇莇蚇螃肀莃蚆羅莆艿蚆肈腿薇蚅螇莄蒃蚄袀膇荿蚃羂莂芅螂肄膅薄螁螄羈蒀螀羆膃蒆螀肈肆莂蝿螈节芈螈袀肅薆螇羃芀蒂螆肅肃莈袅螅芈芄袄袇肁薃袄聿芇蕿袃膂腿蒅袂袁莅莁蒈羄膈芇蒈肆莃薅蒇螆膆蒁薆袈莁莇薅羀膄芃薄膃羇蚂薃袂芃薈薂羄肅蒄薂肇芁莀薁螆肄芆薀衿艿薅虿羁肂蒁蚈肃芇莇蚇螃肀莃蚆羅莆艿蚆肈腿薇蚅螇莄蒃蚄袀膇荿蚃羂莂

2、芅螂肄膅薄螁螄羈蒀螀羆膃蒆螀肈肆莂蝿螈节芈螈袀肅薆螇羃芀蒂螆肅肃莈袅螅芈芄袄袇肁薃袄聿芇蕿袃膂腿蒅袂袁莅莁蒈羄膈芇蒈肆莃薅蒇螆膆蒁薆袈莁莇薅羀膄芃薄膃羇蚂薃袂芃薈薂羄肅蒄薂肇芁莀薁螆肄芆薀衿艿薅虿羁肂蒁蚈肃芇莇蚇螃肀莃蚆羅莆艿蚆肈腿薇蚅螇莄蒃蚄袀膇荿蚃羂莂芅螂肄膅薄螁螄羈蒀螀羆膃蒆螀肈肆莂蝿螈节芈螈袀肅薆基于dsPIC30F2010控制的光伏水泵变频器的研究贺文涛丁明苏建徽张国荣合肥工业大学能源研究所教育部光伏系统工程研究中心我国西部偏远地区仍有上百万农牧民无电力供应，而且此地区气候干旱，土地荒漠化，草原退化情况越来越严重，采

3、用光伏水泵系统合理地开发地下水资源，对于解决该地区的饮水和农业用水问题，改善生态环境，具有重要意义。而光伏水泵技术的核心是专用变频器的设计，如何设计和太阳电池阵列相匹配，具备太阳电池最大功率点跟踪及光伏水泵系统特有的各种保护功能的变频器，是本文重点。一、系统组成及工作原理1.光伏水泵系统的结构图图1系统的结构图由图1可知，系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变成电能，经过DC-DC升压，和具有TMPPT功能的变频器后输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向水塔储水功能。其中主要包括四部分：太阳电池阵列、具有TMPPT功

4、能的变频器、机泵负载和储水装置。2.变频器主电路及硬件构成本系统所采用的主电路及硬件控制框图如图2所示，主电路DC-DC部分采用性能优越的推挽正激式电路进行升压；DC-AC部分采用三相桥式逆变电路，主功率器件采用ASIPM(一体化智能功率模块)PS12036，系统控制核心由16位数字信号控制器dsPIC30F2010构成，外围控制电路包括阵列母线电压检测和水位打干检测电路，系统首先通过初始设置的工作方式和PI参数工作，然后由MPPT子程序实时搜索出的电压值作为内环CVT的给定，通过PI调节得到工作频率值，计算出PWM信号的占空

5、比，实现光伏阵列的真正最大功率跟踪(TMPPT)，并保持异步电机的V/f比为恒值。系统将MPPT和逆变器相结合，利用ASIPM模块自带的故障检测功能进行检测和保护，结构简单，控制方便。图2主电路及硬件构成(1)DC-DC升压电路简述①主电路选择对于中小功率的光伏水泵来说，光伏阵列电压大都是低压(24V、36V、48V)，对于升压主电路的选择，人们一般选择推挽电路，因为推挽电路变压器原边工作电压就是直流侧输入电压，同时驱动不需隔离，因此比较适合输入电压较低的场合。但是偏磁问题是制约其应用的一大不利因素，功率管的参数差异和变压器的

6、绕制工艺都有可能使推挽电路工作在一种不稳定状态。基于诸多因素的考虑，本系统采用了结构新颖的推挽正激电路，此电路拓扑不仅克服了偏磁问题，而且闭环控制也比较容易(二阶系统)。②推挽正激电路简单分析推挽正激电路如图2所示，由功率管S1、S2，电容Cs和变压器T组成，变压器T原边绕组N1、N2具有相同的匝数，同名端如图所示。当S1、S2同时关断的时候，电容Cs两端电压下正上负，且等于阵列电压，当S1开通S1、N2和光付阵列构成回路，N2上正下负，同时Cs、N1和S1构成回路，Cs放电，N1下正上负，此时的工作相当于两个正激变换器的并联

7、。同理，当S2开通S1关断时也相当于两个正激变换器的并联。经过理论分析，推挽正激电路是一个二阶系统，因此闭环控制简单，同时输出滤波电感和电容大大减小。(2)dsPIC30F2010简单介绍Microchip公司通过在16位单片机内巧妙地添加DSP功能，使Microchip的dsPIC30F数字信号控制器(DSC)同时具有单片机(MCU)的控制功能以及数字信号处理器(DSP)的计算能力和数据吞吐能力。因为它具有的DSP功能，同时具有单片机的体积和价格，所以本系统采用此芯片作为控制器。此芯片主要适用于电机控制，如直流无刷电机、单相

8、和三相感应电机及开关磁阻电机；同时也适用于不间断电源(UPS)、逆变器、开关电源和功率因数校正等。dsPIC30F2010管脚示意如图3所示。主要结构：12KB程序存储器、512字节SRAM、1024字节EEPROM、3个16位定时器、4个输入捕捉通道、2个输出比较/标准PW