交流異步電機光伏水泵控制系統(tǒng)研究

【摘要】： 當(dāng)前社會的快速發(fā)展伴隨著極大的能源消耗,能源和環(huán)境問題已經(jīng)日益突出。開發(fā)利用清潔的可再生能源已經(jīng)勢在必行。太陽能是當(dāng)前世界上最清潔同時具有大規(guī)模開發(fā)利用前景的可再生能源之一,世界各國都在積極發(fā)展太陽能。光伏水泵系統(tǒng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)成為太陽能應(yīng)用領(lǐng)域的一個重要分支,其巨大的社會效益和經(jīng)濟效益使得光伏水泵獲得越來越多的關(guān)注。 本文采用異步電機作為光伏水泵驅(qū)動電機,詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的主電路、控制電路的硬件電路設(shè)計,元器件的選用和參數(shù)的選定。本文還對光伏水泵系統(tǒng)最大功率跟蹤和空間電壓矢量PWM變頻控制策略進行了研究。論文的主要工作如下: (1)介紹了光伏水泵系統(tǒng)的拓?fù)浼肮ぷ髟?對光伏陣列最大功率點跟蹤控制方法及其實現(xiàn)進行了詳細(xì)的闡述。 (2)隨著系統(tǒng)頻率的升高使開關(guān)管的損耗也逐漸增大,影響了整個系統(tǒng)的效率,為此著重分析了SVPWM的降損開關(guān)調(diào)制模式。在Matlab中構(gòu)建仿真模型,并把該調(diào)制模式運用到系統(tǒng),在硬件電路上測得實際工作時的波形。結(jié)果表明該調(diào)制方法減小了開關(guān)管損耗,提高了系統(tǒng)的效率。 (3)設(shè)計了主電路結(jié)構(gòu),詳細(xì)介紹了系統(tǒng)主電路各元件參數(shù)的選擇和設(shè)計。 (4)采用飛思卡爾公司的快速數(shù)字處理芯片56F8037作為主電路的控制核心,針對系統(tǒng)設(shè)計了自動識別打干保護、過流保護、過欠壓保護等多種智能保護措施。 (5)對系統(tǒng)進行相關(guān)的實驗,實驗結(jié)果證明系統(tǒng)達到了設(shè)計要求。 【關(guān)鍵詞】：光伏水泵系統(tǒng) 交流異步電機 電壓空間矢量 最大功率點跟蹤
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM343
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 致謝8-14
• 第一章 緒論14-17
• 1.1 光伏系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景14-15
• 1.2 光伏水泵系統(tǒng)研究的意義15-16
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容16-17
• 第二章 光伏水泵系統(tǒng)的基本原理17-25
• 2.1 光伏水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 光伏陣列最大功率跟蹤18-24
• 2.2.1 光伏陣列輸出特性18-22
• 2.2.2 最大功率點跟蹤22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 光伏水泵系統(tǒng)的SVPWM 控制25-35
• 3.1 空間矢量PWM 的原理與實現(xiàn)25-30
• 3.1.1 SVPWM 基本原理25-28
• 3.1.2 SVPWM 的實現(xiàn)方法28-30
• 3.2 SVPWM 的降損開關(guān)模式30-32
• 3.2.1 降損SVPWM 原理30-31
• 3.2.2 降損SVPWM 的實現(xiàn)方法31-32
• 3.3 算法仿真分析32-34
• 3.3.1 驅(qū)動波形分析33
• 3.3.2 電流諧波分析33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計35-51
• 4.1 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計35
• 4.2 DC/DC 升壓變換器設(shè)計35-42
• 4.2.1 升壓電路拓?fù)溥x擇35-36
• 4.2.2 推挽變換器參數(shù)設(shè)計36-39
• 4.2.3 推挽變換器控制電路設(shè)計39-41
• 4.2.4 驅(qū)動電路設(shè)計41-42
• 4.3 DC/AC 變頻逆變器設(shè)計42-44
• 4.3.1 逆變主電路結(jié)構(gòu)選擇42-43
• 4.3.2 智能功率模塊簡介及硬件結(jié)構(gòu)圖43-44
• 4.4 基于56F8037 的控制系統(tǒng)44-50
• 4.4.1 控制核心56F8037 特點及其外圍電路設(shè)計45-46
• 4.4.2 采樣檢測電路46-49
• 4.4.3 輔助電源49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第五章 系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)及軟件實現(xiàn)51-59
• 5.1 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)51-52
• 5.2 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)52-58
• 5.2.1 主程序設(shè)計53-54
• 5.2.2 SVPWM 中斷程序54
• 5.2.3 PI 調(diào)節(jié)的頻率給定實現(xiàn)54-55
• 5.2.4 最大功率跟蹤的軟件實現(xiàn)55-57
• 5.2.5 保護功能的實現(xiàn)57-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 實驗結(jié)果與展望59-63
• 6.1 實驗結(jié)果59-62
• 6.1.1 DC/DC 變換器實驗59-61
• 6.1.2 DC/AC 變換器實驗61-62
• 6.2 進一步展望62-63
• 參考文獻63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文66-67

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