直流无刷电机光伏水泵系统控制研究

论文摘要

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，实现了直流无刷电机的准确换相；用基于功率对电压微分的方法讨论了系统最大功率点跟踪。所研究的光伏水泵系统采用直流无刷永磁电机作为容积水泵的驱动电机，系统选用MicroChip公司生产的PIC16F877作为系统的主控芯片，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，实现了对直流无刷电机的数字控制。还具体地论述了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。经过实验测定，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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 概述
• 1.1 光伏利用发展概况
• 1.2 光伏水泵系统应用
• 1.3 光伏水泵系统组成简介
• 1.4 本文的主要任务
• 2 直流无刷电机控制
• 2.1 太阳能电池选择
• 2.2 光伏水泵选择
• 2.3 光伏水泵系统电机选择
• 2.4 直流无刷电机工作原理及控制原理
• 2.5 直流无刷电机换相策略
• 3 光伏水泵系统最大功率点跟踪
• 3.1 太阳能电池的特性
• 3.2 CVT在光伏水泵系统中的原理及其实现方法
• 3.3 MPPT在光伏水泵系统中的原理及其实现方法
• 4 系统硬件设计
• 4.1 PIC单片机概述
• 4.2 控制原理
• 4.3 系统实现方法
• 4.4 DC/DC转换电路
• 4.5 电压、电流的测量
• 4.6 直流无刷电机的反电势检测电路
• 4.7 功率器件及其驱动电路设计
• 4.8 辅助开关电源的设计
• 4.9 光伏水泵的保护设计
• 5 系统软件设计
• 5.1 系统主程序结构
• 5.2 MPPT及CVT的控制软件设计
• 5.3 步进起动及自同步切换程序设计
• 5.4 过流保护设计
• 5.5 软件设计注意事项
• 6 实验结果及结论
• 6.1 实验结果及分析
• 6.2 本系统有待完善的地方
• 6.3 未来展望
• 致谢
• 参考文献