便攜式光伏逆變器設(shè)計(jì)

【摘要】：在家庭戶外旅行,野外醫(yī)療,特種作業(yè)場(chǎng)合,需要便攜式移動(dòng)電源來為重要負(fù)載供電。目前市場(chǎng)上的光伏類移動(dòng)電源系統(tǒng)普遍具有設(shè)備笨重,充電模式單一,在光照發(fā)生突變的情況下,光伏電源輸出能力不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。研究“便攜式光伏移動(dòng)電源”關(guān)鍵技術(shù),在自然災(zāi)害、軍事、醫(yī)院等場(chǎng)合有廣闊的應(yīng)用前景。本課題研究的是非隔離光伏逆變結(jié)構(gòu),主電路使用智能功率模塊搭建,智能功率模塊可靠性高,集開關(guān)管,驅(qū)動(dòng),保護(hù)電路于一體,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠,本課題采用的功率模塊可工作在更高頻率,將減小逆變器設(shè)備的濾波器體積,使得光伏電源更加便攜。本課題提出針對(duì)光照突變以及最大功率點(diǎn)附件擾動(dòng)的最大功率追蹤算法,給出相應(yīng)的原理說明,數(shù)學(xué)模型和算法流程圖。文中對(duì)最大功率追蹤電路和單相逆變器電路進(jìn)行了小信號(hào)建模分析,并且設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器,在數(shù)學(xué)分析軟件Mathcad中驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的PI控制器的合理性。本課題設(shè)計(jì)光伏逆變器樣機(jī)一套,其中涉及到硬件和軟件方面內(nèi)容。本論文具體工作內(nèi)容包含:硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件分為智能功率模塊用法,磁性元件設(shè)計(jì),供電電源設(shè)計(jì),檢測(cè)電路和信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì),軟件主要是基于DSP28335算法程序的編程實(shí)現(xiàn)。課題研制出便攜式光伏移動(dòng)電源樣機(jī)一套,可作戶外便攜式移動(dòng)電源使用,可穩(wěn)定輸出220V/50Hz電壓且電流波形畸變率小,樣機(jī)在2015年上海國際工業(yè)博覽會(huì)上展示且獲高校區(qū)二等獎(jiǎng)。 【關(guān)鍵詞】：便攜式移動(dòng)電源 最大功率追蹤 光伏逆變器 小信號(hào)建模
【學(xué)位授予單位】：上海電機(jī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 本課題研究的背景和意義10
• 1.2 國內(nèi)外便攜式光伏逆變器研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 便攜式移動(dòng)電源設(shè)計(jì)指標(biāo)12
• 1.4 論文主要研究工作12-13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 第二章 光伏逆變器的結(jié)構(gòu)和原理14-18
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成14-15
• 2.2 光伏逆變器基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)15-17
• 2.2.1 按是否隔離分類15-16
• 2.2.2 按功率變換的級(jí)數(shù)分類16-17
• 2.3 本設(shè)計(jì)選用拓?fù)浼霸?/span>17
• 2.4 本章小結(jié)17-18
• 第三章 光伏逆變系統(tǒng)的最大功率追蹤18-27
• 3.1 光伏電池等效電路和數(shù)學(xué)模型18-20
• 3.2 光伏最大功率追蹤原理20-21
• 3.3 光伏最大功率追蹤常用MPPT策略21-22
• 3.4 本課題提出的光伏最大功率追蹤算法22-26
• 3.5 本章小結(jié)26-27
• 第四章 光伏逆變器的建模與控制策略27-41
• 4.1 MPPT變換器建模27-31
• 4.2 單相逆變器建模31-35
• 4.3 逆變器控制參數(shù)的設(shè)計(jì)35-40
• 4.3.1 瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)35-38
• 4.3.2 平均值外環(huán)的設(shè)計(jì)38-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第五章 光伏逆變器的硬件和軟件設(shè)計(jì)41-62
• 5.1 主回路參數(shù)計(jì)算及器件選型41-46
• 5.2 光伏逆變器供電系統(tǒng)46-47
• 5.3 光伏逆變器IGBT驅(qū)動(dòng)方案47-50
• 5.4 輔助電源設(shè)計(jì)50-56
• 5.5 電流電壓檢測(cè)及信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)56-59
• 5.6 功率電感設(shè)計(jì)59
• 5.7 軟件設(shè)計(jì)59-61
• 5.7.1 控制單元框圖結(jié)構(gòu)59-60
• 5.7.2 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)60-61
• 5.8 本章小結(jié)61-62
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析62-72
• 6.1 實(shí)驗(yàn)概述62-63
• 6.2 實(shí)驗(yàn)過程63-71
• 6.2.1 功率電感測(cè)試63-64
• 6.2.2 MPPT電路的調(diào)試64-69
• 6.2.3 單相逆變器的調(diào)試69-71
• 6.3 本章小結(jié)71-72
• 第七章 總結(jié)與展望72-74
• 7.1 論文總結(jié)72
• 7.2 工作展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果79

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