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绿色高效光伏水泵控制技术的研究

作　者: 赵彦
导　师: 茆美琴
学　校: 合肥工业大学
专　业: 电力电子及电力传动
关键词: 光伏水泵无位置传感器直流无刷电机虚拟中点法水泵群控技术
分类号: TM921.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 237次
引　用: 2次
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内容摘要

光伏水泵系统是直接利用太阳电池光生伏打效应发电，通过一系列电力电子、电机、水机等控制及执行环节从而在江河湖泊或深井中实现提水的系统，该系统涉及到光、机、电、控制技术等多种交叉学科。由无位置传感器永磁直流无刷电动机驱动的光伏水泵系统为近年来发展起来的新型光伏水泵系统，本文就其驱动电机的控制技术进行了深入、细致的研究。本系统采用的控制芯片为MOTOROLA系列单片机中的JK3CE，反电势过零点可以通过比较电机端电压和虚拟中点电压来得到，将过零点信号送往单片机捕捉端口后由系统软件来确定换相时刻，这样就可以由电子换向装置替代机械换相装置，有利于提高系统运行的可靠性，并降低了系统维护的费用。本系统在软件设计时，定时器中断时间由100us缩短到25us，一个定时器中断时间为相位调节中的一步，这样就提高了相位调节精度。在相位调节时采用变系数比例环节，它能根据相位差值大小自动调整步数，使得相位调节过程更为迅速。将起动方式进行了改进，由步进起动方式发展为全过程自同步起动方式，改进后的起动方式能有效的减小起动电流，并缩短起动时间，有利于解决群控运行中存在的起动问题，促进了群控技术的发展。

全文目录

第一章前言  11-18
  1.1 太阳能利用的历史回顾  11-12
  1.2 太阳能的光伏利用技术  12
  1.3 发展光伏水泵系统技术的意义  12-14
  1.4 光伏水泵系统的构成  14-18
第二章直流无刷电机的控制  18-39
  2.1 BLDC基本工作原理  18-20
  2.2 电子换相控制方法介绍  20-22
  2.3 虚拟中点法直流无刷电机的无传感器位置检测  22-26
  2.4 含有滤波电容的单片机系统与专控芯片LM4425组成的系统对比实验  26-29
  2.5 电子换相中的数字滤波和相位锁定  29-31
  2.6 直流无刷电机的起动  31-39
第三章 BLDC驱动光伏水泵集中群控的实现  39-46
  3.1 集中群控系统拓扑结构  39-42
  3.2 步进起动方式下集中群控出现的问题  42-43
  3.3 新型起动方式下光伏水泵集中群控的实现  43-46
第四章系统控制芯片介绍  46-51
  4.1 JK3功能介绍  46-47
  4.2 定时器接口模块(TIM)  47-51
第五章控制系统软件设计  51-61
  5.1 编码模块设计  51-54
  5.2 转子定位模块设计  54-55
  5.3 自同步起动模块  55
  5.4 换相模块  55-57
  5.5 捕捉中断模块  57-58
  5.6 定时器中断模块  58-61
第六章实验结果与结论  61-65
  6.1 系统电压电流实验波形  61-62
  6.2 起动电流实验波形  62-63
  6.3 群控运行成功时光伏阵列端电压波形  63-64
  6.4 系统设计还需要改进的地方:  64-65
参考文献:  65-66

绿色高效光伏水泵控制技术的研究

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