基于dsPIC30F2010數(shù)字信號控制器(DSC)光伏水泵變頻器的研究
基于dsPIC30F2010數(shù)字信號控制器(DSC)光伏水泵變頻器的研究
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/162557.htm設(shè)計了一種基于數(shù)字信號控制器(DSC)結(jié)構(gòu)的光伏水泵系統(tǒng)。系統(tǒng)以Mimochip公司最新推出的dsPIC30F2010芯片為核心,采用一種實用的最大功率點跟蹤(MPPT)控制方式,實現(xiàn)了太陽電池的真正的最大功率跟蹤(TMPPT)功能;系統(tǒng)主電路DC/DC部分采用結(jié)構(gòu)新穎的推挽正激電路,DC/AC部分采用具有完善保護功能的一體化智能功率模塊(ASIPM)。實踐證明該系統(tǒng)具有體積小,重量輕,運行可靠穩(wěn)定等特點。
關(guān)鍵詞:變頻器;太陽能光伏陣列;推挽正激;恒定電壓跟蹤;最大功率點跟蹤:光伏水泵
0 引言
我國西部偏遠地區(qū)仍有上百萬農(nóng)牧民無電力供應(yīng),而且該地區(qū)氣候干旱,土地荒漠化,草原退化情況越來越嚴重,采用光伏水泵系統(tǒng)合理地開發(fā)地下水資源,對于解決該地區(qū)的飲水和農(nóng)業(yè)用水問題,改善生態(tài)環(huán)境,具有重要意義。而光伏水泵技術(shù)的核心是專用變頻器的設(shè)計,如何設(shè)計和太陽電池陣列相匹配,具備太陽電池最大功率點跟蹤及光伏水泵系統(tǒng)特有的各種保護功能的變頻器,是本文重點。
1 系統(tǒng)組成及工作原理
1.1 光伏水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖
由圖1可知,系統(tǒng)利用太陽電池陣列將太陽能直接轉(zhuǎn)變成電能。經(jīng)過DC/DC升壓,和具有TMPPT功能的變頻器后輸出三相交流電壓驅(qū)動交流異步電機和水泵負載,完成向水塔儲水功能。其中主要包括4部分:太陽電池陣列;具有TMPPT功能的變頻器;水泵負載;儲水裝置。
1.2 變頻器主電路及硬件構(gòu)成
本系統(tǒng)所采用的主電路及硬件控制框圖如圖2所示。主電路DC/DC部分采用性能優(yōu)越的推挽正激式電路進行升壓;DC/AC部分采用三相橋式逆變電路。主功率器件采用ASIPM(一體化智能功率模塊)PS12036,系統(tǒng)控制核心由16位數(shù)字信號控制器dsPIC30F2010構(gòu)成。外圍控制電路包括陣列母線電壓檢測和水位打干檢測電路。系統(tǒng)首先通過初始設(shè)置的工作方式和PI參數(shù)工作,然后由MPPT子程序?qū)崟r搜索出的電壓值作為內(nèi)環(huán)CVT的給定,通過PI調(diào)節(jié)得到工作頻率值,計算出PWM信號的占空比,實現(xiàn)光伏陣列的真正最大功率跟蹤(TMPPT),并保持異步電機的V/f比為恒值。系統(tǒng)將MPPT和逆變器相結(jié)合,利用ASIPM模塊自帶的故障檢測功能進行檢測和保護,結(jié)構(gòu)簡單,控制方便。
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