1.5kW交流光伏水泵系统研究

发布时间：2017-07-18 23:19

  本文关键词：1.5kW交流光伏水泵系统研究

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【摘要】：光伏水泵具有节能、环境友好和全自动等优点,在世界各地的应用证明,光伏水泵既能解决生活用水问题,又能为人民提高经济效益,对其进行改善性能的研究,可使光伏水泵具有更广阔的应用前期。本文在总结光伏水泵技术发展和应用基础上,设计了一种光伏水泵控制器,主要工作内容如下:1、首先对光伏水泵系统中的各个环节进行了建模分析,归纳总结了异步电机和水泵各自的特点,以及两者结合的技术要素;2、设计了光伏水泵控制策略,采用了一种便于工程实现的基于DDS(直接数字频率合成)技术的SVPWM(电压空间矢量)调制策略,并给出了一种关于电机调速的优化方法;3、为了实现水泵的光伏发电直接驱动,设计了一种基于模糊PI控制的电机调压调速控制器,以实现水泵按照光伏阵列的输出功率来调节出水量;4、为了避免电机在弱光时的频繁启停而造成的损坏,在控制软件上加设了延时控制策略;5、基于台湾凌阳公司出产的16位工业控制单片机SPMC752413A,设计了光伏水泵控制器。仿真和部分试验结果验证了本文设计的光伏水泵控制器的有效性。
【关键词】：光伏水泵 SPVWM调制策略 模糊PI控制 最大功率跟踪
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK519;TH38
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 背景9-10
• 1.2 光伏水泵的应用和研究现状10-11
• 1.3 论文的内容简介11-12
• 第二章 交流光伏水泵系统建模与分析12-25
• 2.1 交流光伏水泵系统结构12-13
• 2.2 光伏阵列工作特性13-18
• 2.2.1 光伏电池工作原理13
• 2.2.2 光伏阵列数学模型13-14
• 2.2.3 最大功率跟踪14-16
• 2.2.4 电导增量法16-18
• 2.3 水泵数学模型18-22
• 2.3.1 泵类选择19
• 2.3.2 离心水泵特性19-21
• 2.3.3 离心水泵数学模型21-22
• 2.4 三相异步电机特性22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 基于DDS技术的SVPWM调制策略25-34
• 3.1 电压空间矢量调制技术25-28
• 3.2 基于DDS技术的SVPWM调制策略28-31
• 3.2.1 直接数字频率合成（DDS）技术29-30
• 3.2.2 基于DDS的SVPWM调制算法30-31
• 3.3 SVPWM算法程序设计31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 光伏水泵的控制策略34-51
• 4.1 直流电压控制34-40
• 4.1.1 电机调速的V-f曲线优化34-38
• 4.1.2 直流电压控制原理38-40
• 4.2 模糊控制40-43
• 4.2.1 模糊控制结构40-41
• 4.2.2 模糊化设计41-42
• 4.2.3 模糊控制规则设计42-43
• 4.2.4 解模糊43
• 4.3 防电机频繁启停的延时控制策略43-44
• 4.4 仿真44-50
• 4.4.1 直流电压控制仿真验证44-46
• 4.4.2 光伏水泵系统仿真46-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 光伏水泵控制器设计及实验51-65
• 5.1 控制器整体框架51-53
• 5.2 系统主控制设计53-58
• 5.2.1 储能电容选择53-54
• 5.2.2 主控制电路54-56
• 5.2.3 数字PI控制处理56-58
• 5.3 系统采样及保护58-60
• 5.3.1 直流采样电路58-59
• 5.3.2 交流电流采样电路59
• 5.3.3 IPM温度采样电路59-60
• 5.3.4 系统保护程序设计60
• 5.4 反激拓扑辅助电源60-61
• 5.5 实验结果61-64
• 5.6 本章小结64-65
• 总结与展望65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果69-70
• 致谢70-71
• 附件71

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本文编号：560262