基于dsPIC單片機小功率光伏水泵系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著能源短缺問題日益嚴重，太陽能利用越來越受到重視。光伏水泵作為太陽能應用一個分支，憑借無污染、無需值守、高可靠性等優(yōu)點得到了廣泛的關注。光伏水泵的出現，為經濟作物灌溉、荒山綠化、偏遠地區(qū)飲水等問題提供了一種新的解決方案，可以帶來巨大的經濟和社會效益。目前，由于光伏水泵系統(tǒng)價格比較昂貴，因而光伏水泵系統(tǒng)效率問題的研究變得尤為重要。本文在對光伏陣列輸出特性、最大功率點跟蹤算法、無位置傳感器無刷直流電機轉子位置檢測、無刷直流電機啟動等問題研

2、究的基礎上設計了一套基于dsPIC30F2010單片機為控制核心的光伏水泵系統(tǒng)，實現了光伏陣列輸出直流電直接經過逆變后供機泵負載使用，同時系統(tǒng)具有豐富的保護功能，為系統(tǒng)穩(wěn)定性提供了保障，本文主要研究內容如下:
　　 (1)光伏電池輸出特性研究。分析了光伏電池發(fā)電原理、輸出特性及外界環(huán)境（主要是溫度和光照強度）對光伏電池的影響，引出光伏電池最大功率點跟蹤的重要性。
　　 (2)最大功率點跟蹤研究。分析了恒壓法及擾動觀察法、

3、電導增量法和黃金分割法，提出一種改進的擾動觀察法，實驗說明了該方法具有良好的追蹤效果，且相比傳統(tǒng)擾動觀察法，該方法更加適用于外界環(huán)境變化較快的情況。
　　 (3)無位置傳感器無刷直流電機換相研究。在對反電勢檢測方法研究的基礎上確定了本文需要采用“虛擬中點法”檢測反電勢過零點，從而確定了電機換相時間。
　　 (4)系統(tǒng)硬件設計研究。通過性能與價格對比選擇dsPIC30F2010作為系統(tǒng)控制核心，根據系統(tǒng)所需功能確定了主電路

4、結構，并著重分析了以LD7575為核心的開關電源電路、以PS21564智能功率模塊為核心的逆變電路及系統(tǒng)保護電路。
　　 (5)系統(tǒng)軟件研究。主要分析系統(tǒng)工作流程、電機啟動流程、變步長擾動觀察法流程及系統(tǒng)保護子程序流程，為系統(tǒng)編程奠定了理論基礎。
　　 (6)樣機實驗研究。根據軟硬件設計方案完成控制器原理圖繪制、元器件參數選擇、PCB打樣、元器件焊接、軟件編程及樣機調試等工作。根據系統(tǒng)功率大小完成光伏陣列及機泵選型，最終