基于MPPT的户用光伏水泵变频控制器的研制

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1、基于MPPT的户用光伏水泵变频控制器的研制摘要当前世界能源短缺以及环境污染问题日益严重，这些问题迫使人们改变能源结构，寻找新的替代能源。可再生洁净能源的开发愈来愈受到重视，太阳能以其经济、清洁等优点倍受青睐，其开发利用技术亦得以迅速发展，而光伏水泵成为其中重要的研究领域。本文针对采用异步电机作为光伏水泵驱动电机的光伏水泵系统，详细介绍了推挽DC／DC升压电路、DC／ACIPM模块逆变电路、及基于dsPIC30F2010的控制电路等，并制作了一台试验样机。同时围绕多种最大功率跟踪方法展开研究，设计了最大功率跟踪程序。论文的主要工作如下：1)设计了DC—DC推挽升压电路，

2、并通过加入TPS2812改进了推挽功率MOS管的驱动电路；2)研究分析了光伏水泵系统最大功率跟踪控制，通过Matlab对多种MPPT方式进行了仿真，确定系统采用黄金分割法最大功率跟踪方式；3)采用SVPWM调制技术，实现了系统的稳定快速跟踪控制；4)采用IPM模块作为逆变器主电路，大大简化了逆变器驱动电路和保护电路设计，缩小了系统体积，提高了效率和系统的可靠性；5)采用微芯公司的dsPIC20F2010作为主电路的控制核心，并设计了包括保护电路在内的外围电路和相关的软件；6)详细介绍了系统主电路各元件参量的选择和设计；7)在样机上进行了不同负载下的试验，给出了试验波形

3、和效率测试结果，验证了本系统的可靠性和高效性。关键词：光伏水泵、变频、控制器、SVPWM、黄金分割法TheResearchAndRealizationOfControllerBasedOnMPPTOnPhotovoltaicPumpSystemABSTRACTShortageofenergysourcesandPollutionofenvironmentintheworldarebecomingmoreandmoreserious．Thedelicateproblemscompelscientiststosearchfornewenergysourcesthatcan

4、substituteconventionalones．Therefore，developingandusingrenewableandcleanenergysourcessuchassolarenergywhichisEconomicalandnonPollutingaretakenintoaccountseriously．Allsortsoftechnologiesofutilizingsolarenergyincludingphotovoltaicpumphavemadegreatstrides．Thephotovoltaicpump(PVpump)systemb

5、aseonInductionMotor--Driven，inthispaper，presentadetailedintroductionofDC／DCpush—pullinverter、DC／ACIPMconverterandcontrolcircuitbasedondsPIC30F2010，andmadeaspecimenforsystem．ThevarioustrackingmethodsofMPPTarestudiedandsimulated，andMPPTprogramsaredesigned．Themaincontentinthispaperis：1)DC—

6、DCboostinverterisdesigned，andparallelconnectionprincipleofpowerMOSFETissummarizedbytheadditionofTPS2812；2)ResearchthewayofPVpumpsystemmaxpowerpointtrackingcontrol，thevarioustrackingmethodsofMPPTarestudiedandsimulatedandadoptSVPWMtechnologytorealizesteadyandrapidcontrolofsystem．3)IPMasma

7、incircuitofinverterisadopted，thedrivencircuitandprotectioncircuitofinverterarepredigestedgreatly，volumeofinverterisreduced，efficiencyandreliabilityareimproved；41DSCdsPIC30F2010ofMicrochipisusedascontrollerandthehardwarecircuitincludingprotectedcircuitandsoftwareflowaredesigned；