光伏水泵变频器的设计

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1、技术交流地球地球太阳能光伏水泵变频器的设计合肥工业大学能源研究所贺文涛#苏建徽张国荣摘要本文设计了一种基于数字信号控制器（)-*）结构的光伏水泵系统。系统以’./0102.3公司最新推出的45(6*789,8!8芯片为核心，采用一种实用的’((&控制方式，实现了太阳电池的&’((&（真正的最大功率跟踪）功能；系统主电路)*+)*部分采用结构新颖的推挽正激电路，)*+:*部分采用具有完善保护功能的:-6(’（一体化智能功率模块）模块。实践证明该系统具有体积小，重量轻，运行可靠稳定等特点。关键词变频器太阳能电池阵列推挽正激&’((&光伏水泵$%&’&(&)*+

2、%,-.%,/,0,1/)2+.345267860&*/&*9)(&:;<=>?=@?ABC1"，-D=E.CA2D.=CA4=F2CAG=HD1/1AG;<(/*)+/@?=4?5.GA?4=C=I.A4=1J=321B1K1LBC.0=3DM3.AG=5<5B?M=NC5?=1A=4.G.BCL=5.GACL=01AB/1LL?/（)-*）%&2?=5<5B?M=D5?5=B2?=02.3=1J=45(6*789,8!8=B2CB=B2?=01M3CA<=1J=’.0/102.3=/?L?C5?4=LCB?L<，C=5.M3L?=3/C0B.0CL=0

3、1AB/1L=M?B214=1J=51LC/=C//C<=MCO.MDM=31P?/=31.AB=B/C0I.AG=.5=C413B?4，51=B2CB=B2?=MCO.MDM=31P?/=31.AB=B/C0I.AG=01AB/1L=1J=B2?=5<5B?M=.5=/?CL.Q?4%=&2?=5<5B?M=MC.A=0./0D.B=)*+)*=3C/B=D5?5=C=A1K?L=(D52+3DLL=91/PC/4=0./0D.B，)*+:*=3C/B=C413B5=B2?=:-6(’=P.B2=3?/J?0B=3/1B?0B.1A=JDA0B.1A%（

4、:33L.0CB.1A=-3?0.J.0=6AB?LL.G?AB=(1P?/=’14DL?）%&2?=/?5DLB=3/1K?5=B2CB=B2?=5<5B?M=2C5=B2?=02C/C0B?/.5B.05=1J=5MCLL=K1LDM?，L.G2B=P?.G2B，/DAA.AG=5BCN.L.B<=CA4=0/?4.N.L.B<%=&>?,*:(6AK?/B?/(21B1K1LBC.0=C//C<(D52+3DLL=91/PC/4&’((&(21B1K1LBC.0=3DM3!引言输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向水我国西部偏远地区气候干

5、旱，土地荒漠化，草原退化情况塔输水功能。越来越严重，采用光伏水泵系统合理地开发地下水资源，对于!%,变频器主电路及硬件构成及设计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!%,%!变频器的主电路及硬件构成意义。而光伏水泵技术的核心是专用变频器的设计，如何设计本系统所采用的主电路及硬件控制框图如图,所示，主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，是我们研究的重点。"#.-+,"系统组成及工作原理*)(’%&!%!光伏水泵系统的结构图$$"#光伏水泵系统由四部分组成：太阳电池阵列、具有最大功!!

6、!率跟踪（以下简称&’((&）功能的变频器、机泵负载和储水装置（如图!）。图!系统的结构图由图!可知，系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变"贺文涛，!#$!生，硕士!"成电能，经过)*+)*升压，和具有&’((&功能的变频器后地址：合肥工业大学能源研究所地球地球太阳能技术交流电路!"#!"部分采用推挽正激式电路进行升压，!"#$"部但驱动复杂而且成本也较高，推挽电路驱动不需隔离，原边工分采用三相桥式逆变电路，主功率器件采用一体化智能功率作电压就是直流侧输入电压，因此比较适合输入电压较低的模块（$%&’(）’%)*+,-，由)-位数字信号控制器./’&",+

7、0*+)+场合，但是偏磁问题又是无法回避的，功率管的参数差异和变构成系统控制核心，外围控制电路包括阵列母线电压检测和压器的绕制工艺都有可能使推挽电路工作在一种不稳定状水位打干检测电路，系统首先通过初始设置的工作方式和’&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参数工作，然后由(’’1子程序实时搜索出的电压值作为内式电路，此电路拓扑不仅克服了偏磁问题，而且闭环控制也比环"21的给定，通过’&调节得到工作频率值，最后从./’&"较容易（二阶系统）。中取出预先存入的正弦值，计算出’3(信号的占空比，实现*）推挽正激电路简单分析太阳能电池阵列的真正最

8、大功率跟踪（1(’’1）并保持异步推挽正激电路如图*所示，由功率管