基于太阳能最大功率点跟踪的无刷直流电动机无位置控制系统的研究

发布时间：2020-05-26 17:31

【摘要】：在全球能源消耗和环境污染日益严重的今天,太阳能作为一种可再生和无污染的能源,成为了人类解决能源危机的有效途径之一。但目前光伏系统普遍存在利用率低的问题,因此开展对太阳能最大功率点跟踪的研究对于提高光伏系统利用效率具有非常重要的意义。无刷直流电动机作为21世纪电机领域的佼佼者,已在很多领域中得到了广泛应用,但其位置传感器仍然在一定程度上限制了其应用场合,因此开展对无刷直流电动机无位置传感器控制方法的研究也是十分必要的。本文设计的基于太阳能最大功率点跟踪的无刷直流电动机无位置控制系统是光伏系统和电机系统的结合,具有非常广阔的应用前景。本文围绕此系统进行了如下工作:首先,本文对光伏电池和无刷直流电动机的基本原理进行了介绍。在光伏电池方面,主要介绍了光伏电池的物理结构、工作原理和数学模型,并在Matlab/Simulink环境中搭建了光伏电池模型。为了验证该模型的正确性,对光伏电池模型的输出特性进行了仿真分析。在无刷直流电动机方面,主要介绍了无刷直流电动机的系统组成、运行原理和数学模型。其次,本文对太阳能最大功率点跟踪方法中的扰动观测法和无刷直流电动机无位置控制中的反电动过零点位置检测法的实现原理进行了详细的介绍。为了对这两种算法的性能进行验证,本文搭建了基于扰动观测法的最大功率点跟踪系统和基于反电动势过零位置检测的无刷直流电动机无位置控制系统,并对这两个系统的仿真实现结构图做了详细的介绍。仿真结果表明了这两种算法的正确性和有效性。然后,本文搭建了一套基于太阳能最大功率跟踪的无刷直流电动机无位置控制系统,并对系统中的硬件设计和软件设计都做了详细的说明。硬件部分主要介绍了以TMS320F28035数字信号处理器为核心的控制系统的硬件设计、基于Buck变换器的最大功率点跟踪系统的硬件设计和基于三相全桥逆变电路的无刷直流电动机驱动系统的硬件设计。软件部分主要介绍了扰动观测法的程序设计、无刷直流电动机起动程序的设计、无刷直流电动机位置闭环程序的设计和速度检测程序的设计。最后,为了验证系统的性能,本文进行了一系列的实验。最终结果一方面证明了本文所搭建系统的硬件设计和软件设计的正确性,另一方面也证明了基于反电动势过零点位置检测算法能够很好的实现无刷直流电动机的无位置控制。
【图文】：

图１．１我国与世界矿石能源储量现状图逡逑无刷直流电动机因其优越的调速性能、良好的控制性能，较大的起动转矩，被广泛应用逡逑

图１．３邋ＢＬＤＣＭ控制器的基本构成逡逑由图可知，ＢＬＤＣＭ控制器主要由控制器、功率变换器和端电压检测三部分组成，以下逡逑
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP273;TM33

【参考文献】

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1 杨宜勇;温鹏莉;;日本代表性战略性新兴产业的发展[J];市场论坛;2014年04期

2 陈丽;王英健;;基于Buck变换器的光伏发电系统MPPT控制[J];计算技术与自动化;2010年02期

3 王自力;张文英;张卫东;;基于神经网络的直流无刷电机预测模糊控制[J];控制工程;2009年S1期

4 乐晓蓉;王念春;;基于IR2103的方波逆变电路设计与分析[J];电源技术应用;2009年02期

5 崔纳新,张承慧,孙丰涛;异步电动机的效率优化快速响应控制研究[J];中国电机工程学报;2005年11期

6 郭鹏义,杨耕,孙梅生,牛晨,陈e，

本文编号：2682181