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光伏水泵用无位置传感器直流无刷电机的控制技术研究

作　者: 陶磊
导　师: 孙佩石
学　校: 合肥工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 直流无刷电机光伏水泵系统虚拟中性点最大功率点跟踪单片机控制
分类号: TM33
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 401次
引　用: 3次
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内容摘要

本文在具体分析了“虚拟中性点法”的实现方法的情况下，采用具体硬件电路实现了对直流无刷电机绕组反电势过零点的检测，并考虑了如何将过零点检测电路应用在各种电压等级的直流无刷电机上，实现了无位置传感器直流无刷电机的准确换相。本课题所研制的光伏水泵系统采用无位置传感器的直流无刷永磁电机作为容积泵的驱动电机，系统选用MicroChip公司所生产的PIC16F877作为光伏水泵系统的主控芯片，并设计了系统的软硬件。系统中采用三个独立通道分别检测无刷电机三相绕组的反电势的各自过零点，同时在软件中采用数字滤波以消除其它噪声干扰，使检测电路检测到的反电势过零点更加准确可靠，实现了对五位置传感器直流无刷电机的数字控制。在本文中还具体的论述了CVT及MPPT在光伏水泵系统中的实现方法，并编制了相应的软件。实验样机经实验测定，能够实现直流无刷电机的准确换相，电机运行稳定。在论文结尾分析了本系统有待改善的地方。

全文目录

第一章概述  11-17
  1.1 太阳能光伏利用在国内外的发展概况  11-14
    1.1.1 太阳能的光伏利用是人类新能源利用的趋势  11-12
    1.1.2 太阳能光伏利用技术在国外的发展情况  12-13
    1.1.3 光伏利用技术在我国的发展情况  13-14
  1.2 光伏水泵系统所用电机的发展历程  14-15
  1.3 光伏水泵系统组成简介  15-16
  1.4 本课题的主要任务  16-17
第二章直流无刷电动机的运行原理  17-23
  2.1 直流无刷电机的发展概况  17-18
  2.2 直流无刷电机的工作原理  18-23
    2.2.1 有位置传感器直流无刷电机的控制方法  20-21
    2.2.2 无位置传感器直流无刷电机的控制方法  21-23
第三章光伏水泵系统控制原理及方案  23-32
  3.1 直流无刷电机的换相策略  23-28
    3.1.1 虚拟中性点法对直流无刷电机的反电势过零点的检测  23-26
    3.1.2 高压电机反电势过零点的检测原理及实现方法  26-28
  3.2 最大功率点跟踪在光伏水泵中的实现  28-32
    3.2.1 太阳电池的特性  28-29
    3.2.2 CVT在光伏水泵中的实现原理及其实现方法  29-30
    3.2.3 MPPT的在光伏水泵中的实现原理及其实现方法  30-32
第四章控制系统的硬件设计  32-43
  4.1 PIC单片机概述  32-33
  4.2 系统实现方法  33
  4.3 直流无刷电机的反电势检测电路  33-34
  4.4 功率器件及其驱动电路设计  34-35
  4.5 辅助开关电源的设计  35-39
    4.5.1 开关电源的基本原理  36
    4.5.2 由UC3842构成的开关电源  36-39
  4.6 光伏水泵的保护设计  39-43
    4.6.1 过流保护  39-40
    4.6.2 打干保护  40-42
    4.6.3 低日照保护  42-43
第五章系统的软件设计  43-55
  5.1 系统主程序结构  43
  5.2 MPPT及CVT的控制软件设计  43-44
  5.3 步进起动及自同步切换程序设计  44-48
  5.4 过流保护设计  48-55
第六章实验结果及结论  55-59
  6.1 实验结果及分析  55
  6.2 实验结果及分析  55-56
  6.3 未来展望  56-59
参考文献  59-60

光伏水泵用无位置传感器直流无刷电机的控制技术研究

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