具有光伏水泵控制功能的通用變頻裝置研制

【摘要】： 光伏水泵系統(tǒng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為太陽能光伏應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，其具有的巨大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益受到社會(huì)越來越多的關(guān)注。但是目前，光伏水泵系統(tǒng)中用到的變換器以專用、小功率為主，這些專用、小功率變換器功能單一，市場(chǎng)占有率低，成本較高，勢(shì)必會(huì)影響光伏水泵系統(tǒng)的發(fā)展。占中、小功率絕大部分市場(chǎng)的通用變頻器雖然技術(shù)成熟、工藝先進(jìn)、成本低且可靠性高，產(chǎn)品也實(shí)現(xiàn)了系列化，但是不能直接應(yīng)用于光伏水泵系統(tǒng)。本文針對(duì)光伏水泵系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合通用變頻原理，研制了一臺(tái)具有光伏水泵控制功能的通用變頻裝置。具體講，本文的主要內(nèi)容如下： 1．通過對(duì)通用變頻器和光伏水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)的研究，設(shè)計(jì)了具有光伏水泵控制功能的通用變頻裝置的實(shí)現(xiàn)方案，確定了系統(tǒng)的功能、性能指標(biāo)和主電路、控制電路結(jié)構(gòu)。 2．詳細(xì)分析了電壓空間矢量(SVPWM)的基本原理和算法，并采用優(yōu)化分段同步調(diào)制技術(shù)對(duì)該算法進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn)； 3．根據(jù)光伏水泵系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，詳細(xì)分析了CVT(Constant Voltage Tacking)和TMPPT(True Maximum Power Point Tracking)這兩種光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，并深入探討了這兩種方法在通用變頻裝置中的實(shí)現(xiàn)。 4．綜合通用變頻系統(tǒng)和光伏水泵系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，確定了系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，對(duì)系統(tǒng)各功能模塊進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn)； 5．制作了容量為5.7KVA實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的合理性和正確性。 【關(guān)鍵詞】：通用變頻器 電壓空間矢量 恒壓頻比控制 光伏水泵 最大功率點(diǎn)跟蹤 模塊化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TM921.51
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致謝7-8
• 目錄8-10
• 插圖清單10-12
• 圖表清單12-13
• 第一章 緒論13-16
• 1.1 課題研究背景和意義13
• 1.2 變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展13-15
• 1.3 本文主要工作15-16
• 第二章 通用變頻器理論16-25
• 2.1 通用變頻器特點(diǎn)16-17
• 2.2 通用變頻器結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2.1 主電路17-18
• 2.2.2 控制電路18
• 2.3 通用變頻器控制方式18-20
• 2.3.1 V/F控制原理19
• 2.3.2 V/F控制特點(diǎn)19-20
• 2.4 通用變頻器脈寬調(diào)制方式20-25
• 2.4.1 SVPWM磁通正弦基本原理20-22
• 2.4.2 SVPWM算法分析22-24
• 2.4.3 SVPWM和SPWM調(diào)制方法比較24-25
• 第三章 通用變頻器中光伏水泵控制功能的實(shí)現(xiàn)25-35
• 3.1 光伏水泵系統(tǒng)基本理論25-28
• 3.1.1 光伏水泵系統(tǒng)的組成25
• 3.1.2 光伏陣列特性25-26
• 3.1.3 光伏變換器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)26
• 3.1.4 光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤26-28
• 3.2 通用變頻器中光伏水泵控制功能的實(shí)現(xiàn)28-32
• 3.2.1 CVT方式的實(shí)現(xiàn)28-29
• 3.2.2 TMPPT方式的實(shí)現(xiàn)29-31
• 3.2.3 打干和低日照保護(hù)的實(shí)現(xiàn)31-32
• 3.3 光伏水泵系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)32-35
• 3.3.1 峰值日射小時(shí)數(shù)的折算32-33
• 3.3.2 流量的估算33
• 3.3.3 電機(jī)輸出功率的估算33
• 3.3.4 陣列組件配置估算33-34
• 3.3.5 變頻器容量選擇34-35
• 第四章 系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)35-48
• 4.1 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)35
• 4.2 主電路設(shè)計(jì)35-39
• 4.2.1 主電路形式及其工作原理35-36
• 4.2.2 主電路元器件及其參數(shù)選擇36-39
• 4.3 控制電路設(shè)計(jì)39-42
• 4.3.1 DSP選型及其電源電路設(shè)計(jì)39-40
• 4.3.2 采樣電路設(shè)計(jì)40-41
• 4.3.3 通信電路設(shè)計(jì)41-42
• 4.4 監(jiān)控系統(tǒng)介紹42-44
• 4.4.1 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)42-43
• 4.4.2 監(jiān)控系統(tǒng)主程序結(jié)構(gòu)43
• 4.4.3 系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)間的通信協(xié)議43-44
• 4.5 本系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)44-48
• 4.5.1 系統(tǒng)控制框圖44
• 4.5.2 系統(tǒng)主程序和中斷程序設(shè)計(jì)44-45
• 4.5.3 SVPWM算法實(shí)現(xiàn)45-48
• 第五章 主要功能實(shí)現(xiàn)48-54
• 5.1 過載保護(hù)48-49
• 5.2 防失速保護(hù)49-50
• 5.3 內(nèi)置數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)50-53
• 5.4 直流制動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)53-54
• 第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和展望54-63
• 6.1 實(shí)驗(yàn)用設(shè)備及主要設(shè)備參數(shù)55-56
• 6.2 通用變頻控制實(shí)驗(yàn)56-59
• 6.3 光伏水泵控制實(shí)驗(yàn)59-62
• 6.4 進(jìn)一步工作展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-64

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直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)光伏水泵控制技術(shù)的研究    鮑勝華

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一種可靠高效的BLDC光伏水泵控制器設(shè)計(jì)    朱亦丹;孫佩石;張國(guó)榮;蘇建徽;

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通用變頻器的開發(fā)動(dòng)向及展望    倪文乞;

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基于DSP的恒壓頻比控制SVPWM方式的研究和實(shí)現(xiàn)    李燕;林忠岳;田茂;

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