光伏水泵用无位置传感器直流无刷电机的控制技术研究

【摘要】： 本文在具体分析了“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，实现了无位置传感器直流无 刷电机的准确换相。 本课题所研制的光伏水泵系统采用无位置传感器的直流无刷永磁电机作为 容积泵的驱动电机，系统选用MicroChip公司所生产的PIC16F877作为光伏水 泵系统的主控芯片，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 五位置传感器直流无刷电机的数字控制。在本文中还具体的论述了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。 实验样机经实验测定，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。 【关键词】：直流无刷电机 光伏水泵系统 虚拟中性点 最大功率点跟踪 单片机控制
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TM33
【目录】：

• 第一章 概述11-17
• 1.1 太阳能光伏利用在国内外的发展概况11-14
• 1.1.1 太阳能的光伏利用是人类新能源利用的趋势11-12
• 1.1.2 太阳能光伏利用技术在国外的发展情况12-13
• 1.1.3 光伏利用技术在我国的发展情况13-14
• 1.2 光伏水泵系统所用电机的发展历程14-15
• 1.3 光伏水泵系统组成简介15-16
• 1.4 本课题的主要任务16-17
• 第二章 直流无刷电动机的运行原理17-23
• 2.1 直流无刷电机的发展概况17-18
• 2.2 直流无刷电机的工作原理18-23
• 2.2.1 有位置传感器直流无刷电机的控制方法20-21
• 2.2.2 无位置传感器直流无刷电机的控制方法21-23
• 第三章 光伏水泵系统控制原理及方案23-32
• 3.1 直流无刷电机的换相策略23-28
• 3.1.1 虚拟中性点法对直流无刷电机的反电势过零点的检测23-26
• 3.1.2 高压电机反电势过零点的检测原理及实现方法26-28
• 3.2 最大功率点跟踪在光伏水泵中的实现28-32
• 3.2.1 太阳电池的特性28-29
• 3.2.2 CVT在光伏水泵中的实现原理及其实现方法29-30
• 3.2.3 MPPT的在光伏水泵中的实现原理及其实现方法30-32
• 第四章 控制系统的硬件设计32-43
• 4.1 PIC单片机概述32-33
• 4.2 系统实现方法33
• 4.3 直流无刷电机的反电势检测电路33-34
• 4.4 功率器件及其驱动电路设计34-35
• 4.5 辅助开关电源的设计35-39
• 4.5.1 开关电源的基本原理36
• 4.5.2 由UC3842构成的开关电源36-39
• 4.6 光伏水泵的保护设计39-43
• 4.6.1 过流保护39-40
• 4.6.2 打干保护40-42
• 4.6.3 低日照保护42-43
• 第五章 系统的软件设计43-55
• 5.1 系统主程序结构43
• 5.2 MPPT及CVT的控制软件设计43-44
• 5.3 步进起动及自同步切换程序设计44-48
• 5.4 过流保护设计48-55
• 第六章 实验结果及结论55-59
• 6.1 实验结果及分析55
• 6.2 实验结果及分析55-56
• 6.3 未来展望56-59
• 参考文献59-60

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