基于dsPIC單片機(jī)小功率光伏水泵系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著能源短缺問題日益嚴(yán)重，太陽能利用越來越受到重視。光伏水泵作為太陽能應(yīng)用一個(gè)分支，憑借無污染、無需值守、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的關(guān)注。光伏水泵的出現(xiàn)，為經(jīng)濟(jì)作物灌溉、荒山綠化、偏遠(yuǎn)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(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前，由于光伏水泵系統(tǒng)價(jià)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(duì)光伏陣列輸出特性、最大功率點(diǎn)跟蹤算法、無位置傳感器無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測、無刷直流電機(jī)啟動(dòng)等問題研

2、究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套基于dsPIC30F2010單片機(jī)為控制核心的光伏水泵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了光伏陣列輸出直流電直接經(jīng)過逆變后供機(jī)泵負(fù)載使用，同時(shí)系統(tǒng)具有豐富的保護(hù)功能，為系統(tǒng)穩(wěn)定性提供了保障，本文主要研究內(nèi)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(qiáng)度）對(duì)光伏電池的影響，引出光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤的重要性。
　　 (2)最大功率點(diǎn)跟蹤研究。分析了恒壓法及擾動(dòng)觀察法、

3、電導(dǎo)增量法和黃金分割法，提出一種改進(jìn)的擾動(dòng)觀察法，實(shí)驗(yàn)說明了該方法具有良好的追蹤效果，且相比傳統(tǒng)擾動(dòng)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(jī)換相研究。在對(duì)反電勢檢測方法研究的基礎(chǔ)上確定了本文需要采用“虛擬中點(diǎn)法”檢測反電勢過零點(diǎn)，從而確定了電機(jī)換相時(shí)間。
　　 (4)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)研究。通過性能與價(jià)格對(duì)比選擇dsPIC30F2010作為系統(tǒng)控制核心，根據(jù)系統(tǒng)所需功能確定了主電路

4、結(jié)構(gòu)，并著重分析了以LD7575為核心的開關(guān)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(hù)電路。
　　 (5)系統(tǒng)軟件研究。主要分析系統(tǒng)工作流程、電機(jī)啟動(dòng)流程、變步長擾動(dòng)觀察法流程及系統(tǒng)保護(hù)子程序流程，為系統(tǒng)編程奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 (6)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)軟硬件設(shè)計(jì)方案完成控制器原理圖繪制、元器件參數(shù)選擇、PCB打樣、元器件焊接、軟件編程及樣機(jī)調(diào)試等工作。根據(jù)系統(tǒng)功率大小完成光伏陣列及機(jī)泵選型，最終