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基于DSP的光伏水泵系统研究

发布时间:2018-12-21 20:54
【摘要】:面对日益紧张的能源问题,发展新能源,实现经济可持续发展,已成为世界各国的共识。我国西北地区,太阳充足,但地下水资源得不到充分利用,这严重影响了该地区人们的生活质量。而光伏水泵的开发与使用是光能有效利用的一种方式,同时也能解决该地区人们的饮水问题。目前光伏水泵系统应用的瓶颈是效率太低,因此研究提高光伏水泵系统效率的控制策略显的很有必要。基于此,本文主要研究具有最大功率跟踪(MPPT)和变压变频(VVVF)功能的便携式小功率光伏水泵控制系统。 本文主要介绍了全桥高频升压整流电路、IPM逆变电路、以IR2100S为核心的驱动电路、以TMS320F2812为核心的控制电路。该系统采用基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的变压变频(VVVF)控制,实现三相异步电机高性能运转、全数字控制。本文主要研究工作如下: 1、分析和比较了光伏水泵系统组成结构,确定了光伏水泵主电路结构。 2、详细分析了光伏水泵控制系统硬件设计以及元件参数选择。 3、深入研究了SVPWM调制原理和算法以及VVVF控制。VVVF主要是用来调速,目的是为了使得水泵运行在高效率下,并使得水泵的抽水流量更大。 4、深入研究了太阳能电池的输出特性,分析比较了几种常用的MPPT算法,结合其优缺点,提出了一种改进的定步长MPPT算法,使得光伏阵列输出最大功率,使得水泵电机获得更多的能量。 5、设计出一台容量为180W的样机,并进行实验验证,给出了实验波形。实验结果表明系统能够满足设计要求。
[Abstract]:Facing the increasingly tense energy problem, the development of new energy and the realization of sustainable economic development have become the consensus of the world. In Northwest China, the sun is abundant, but the groundwater resources are not fully utilized, which seriously affects the quality of life of people in this area. The development and use of photovoltaic pump is a way to effectively utilize light energy, and it can also solve the drinking water problem of people in this area. At present, the bottleneck of photovoltaic pump system is that the efficiency is too low, so it is necessary to study the control strategy to improve the efficiency of photovoltaic pump system. Based on this, this paper mainly studies the portable low power photovoltaic pump control system with the functions of maximum power tracking (MPPT) and variable voltage conversion (VVVF). This paper mainly introduces the full bridge high frequency boost rectifier circuit, IPM inverter circuit, driving circuit with IR2100S as the core, and control circuit with TMS320F2812 as the core. The system adopts variable voltage variable frequency (VVVF) control based on space voltage vector pulse width modulation (SVPWM) to realize high performance operation and full digital control of three phase asynchronous motor. The main work of this paper is as follows: 1. The structure of photovoltaic pump system is analyzed and compared, and the main circuit structure of photovoltaic pump is determined. 2. The hardware design and component parameter selection of photovoltaic pump control system are analyzed in detail. 3. The principle and algorithm of SVPWM modulation and VVVF control are deeply studied. VVVF is mainly used to adjust the speed of the pump, in order to make the pump run in high efficiency and make the pumping flow of the pump larger. 4. The output characteristics of solar cells are deeply studied, and several commonly used MPPT algorithms are analyzed and compared. Combined with their advantages and disadvantages, an improved fixed step size MPPT algorithm is proposed to make the photovoltaic array output the maximum power. Make pump motor gain more energy. 5. A 180 W prototype is designed, and the experimental waveform is given. The experimental results show that the system can meet the design requirements.
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH38;TM615;TM343.2

【参考文献】

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本文编号:2389450

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