【摘要】：面對日益緊張的能源問題,發(fā)展新能源,實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展,已成為世界各國的共識。我國西北地區(qū),太陽充足,但地下水資源得不到充分利用,這嚴重影響了該地區(qū)人們的生活質量。而光伏水泵的開發(fā)與使用是光能有效利用的一種方式,同時也能解決該地區(qū)人們的飲水問題。目前光伏水泵系統(tǒng)應用的瓶頸是效率太低,因此研究提高光伏水泵系統(tǒng)效率的控制策略顯的很有必要�；诖�,本文主要研究具有最大功率跟蹤(MPPT)和變壓變頻(VVVF)功能的便攜式小功率光伏水泵控制系統(tǒng)。 本文主要介紹了全橋高頻升壓整流電路、IPM逆變電路、以IR2100S為核心的驅動電路、以TMS320F2812為核心的控制電路。該系統(tǒng)采用基于空間電壓矢量脈寬調制(SVPWM)的變壓變頻(VVVF)控制,實現(xiàn)三相異步電機高性能運轉、全數(shù)字控制。本文主要研究工作如下： 1、分析和比較了光伏水泵系統(tǒng)組成結構,確定了光伏水泵主電路結構。 2、詳細分析了光伏水泵控制系統(tǒng)硬件設計以及元件參數(shù)選擇。 3、深入研究了SVPWM調制原理和算法以及VVVF控制。VVVF主要是用來調速,目的是為了使得水泵運行在高效率下,并使得水泵的抽水流量更大。 4、深入研究了太陽能電池的輸出特性,分析比較了幾種常用的MPPT算法,結合其優(yōu)缺點,提出了一種改進的定步長MPPT算法,使得光伏陣列輸出最大功率,使得水泵電機獲得更多的能量。 5、設計出一臺容量為180W的樣機,并進行實驗驗證,給出了實驗波形。實驗結果表明系統(tǒng)能夠滿足設計要求。
[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.
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH38;TM615;TM343.2

【參考文獻】

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本文編號：2389450