基于感应电机户用光伏水泵调速系统

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1、电气传动2011年第41卷第8期ELECTRICDRIVE2011VoI．41No．8基于感应电机的户用光伏水泵调速系统罗皓泽，苏建徽，刘洋(合肥工业大学能源研究所教育部光伏系统研究中心，安徽合肥230009)擅要：介绍了一种基于空间矢量脉宽调制的(SVPWM)户用型光伏水泵系统。该系统采用两级变换方式，主电路DC／DC部分为推挽正激电路，DC／AC部分采用一体化智能功率模块(ASIPM)。同时结合光伏水泵的工作特点，提出了一种基于最优梯度法的光伏电池最大功率跟踪控制方式。实验结果表明，该系统运行稳定可靠，

2、输出电流谐波失真小。关键词：光伏水泵；空间矢量脉宽调制；最优梯度法；最大功率跟踪中圈分类号：TM464文献标识码：AResidentialPVPumpingSystemBasedonInductionMotorLUOHao-ze，SUJian_hui，LIUYang(ResearchCenterforPhotovoltaicSystemEngineeringMinistryofEducation。HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，Anhui，China)Abst

3、ract：AresidentialPVpumpingsystembasedonSVPWMwasintroduced．ThissystemadoptstWO—stagetransform，themaincircuitDC／DCpartusesanovelpush—pullforwardcircuit，DC／ACpartadoptstheASIPM．Acontrolmethodofsolararraymaximumpowerpointtrackingbasedonoptimalgradientmethodwas

4、performedconsideringtheoperationcharacteristicsofPVpumpingsystem．Theexperimentalresultsshowthatthesystemisrealizedstabilityandhaslessoutputcurrentharmonicsdistortion．Keywords：photovoltaicpump；spacevecterpulsewidthmodulation(SVPWM)；optimalgradientmethod；max

5、imumpowerpointtracking(MPPT)光伏水泵系统有着全自动、高可靠性和无人中能量的输入可以是太阳能电池或者是蓄电池。值守等优点，非常适合边远地区使用[1]。我国的前级的DC／DC部分采用推挽正激式电路进行升西部偏远地区气候干旱，土地沙漠化严重，但是光压，将低压直流输入升至高压350V；后级的逆变照资源丰富，采用光伏水泵系统合理地利用地下部分完成了机泵的变频驱动以及控制输入电压的水资源，对解决该地区的生活与农业用水，改善生稳定，在变频调速的过程中维持u／f不变，保证态环境，有着重要意义。电

6、机在恒磁通状况下高效运行。此外光伏水泵系目前的户用型光伏水泵大多数采用的是专用统还具有最大功率跟踪、打干保护、电机堵转、故型机泵，制造工艺复杂与维护成本高，不利于大规障指示等功能。模推广。本文采用并研制了基于高频链变换的光光伏阵列一⋯⋯⋯⋯⋯⋯机泵伏水泵系统，这类系统前级采用升压变换，使得直流输入电压宽泛，在阴雨天气可使用蓄电池(36V，48V)进行供电。后级逆变环节可直接使用通用型高效异步电机驱动潜水泵。制造工艺简单，维护费用低，性价比高，使得此类系统具有很好的应用前景。1系统的结构及组成图1户用型光伏水

7、泵系统的结构户用型光伏水泵系统的结构如图1所示。其Fig．1ThestructureofresidentialPVpumpingsystem作者简介；罗皓泽(1986一)，男，硕士研究生，Email：luohaoze@163．corn12罗皓泽，等：基于感应电机的户用光伏水泵调速系统电气传动2011年第41卷第8期To—Ts—T1—7(3)2空间矢量PWM调制技术式中：为逆变器输出电压矢量【，的幅值；U-，U2空间矢量调制技术(SVPWM)是根据逆变器为非零矢量，的幅值；Ts为PWM开关周的不同开关模式直接

8、产生的实际磁通去不断逼近期；T，T2为非零矢量U，【，z的作用时间；To为基准磁通圆[引，与传统的SPWM调制技术相比具零矢量的作用时间；I【，I=luzI=2U如／3。有直流电压利用率高，转矩脉动小等特点。图2实际合成时采用两个非零矢量一分为二，同为逆变器主电路结构图，DC／AC部分为全控式逆时将零矢量插入各个分割点的办法。这样既可以变桥，电容C为直流高压侧Ua。=350V的滤波电降低逆变器的谐波输出含量，又有