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1、本科毕业设计（论文） 题目：光伏水泵控制系统设计院 系：工学院电气与电子工程系 专 业：电气工程及其自动化 班 级：电气工程1104 姓 名：xx 学 号：201102011133 指导教师：xx xxxx学院教务处二一五年五月xxxx学院毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 年 月 日xxxx学院关于毕业设计（论文）使用授权
2、的说明本人完全了解xxxx学院有关保留、使用学士学位论文的规定，即：学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印或其他复制手段保存论文。指导教师签名： 论文作者签名： 年 月 日 年 月 日第 I 页 II 页xxxx学院本科设计（论文）光伏水泵控制系统设计摘要本设计研究了光伏水泵系统结构，进行了工作原理分析，其动力电源由太阳能电池组提供。DC/DC部分采用boost升压电路，将太阳能电池输出的低电压升为高电压；DC/AC部分选用电压型三相桥式逆变器电路，完成机泵的变频驱动和输入电压的稳定控制。本文分析了太阳能电池的工作原理，提出了系统控制策略
3、，采用最大功率跟踪，采用恒压式CVT法实现。用PI调节，PWM输出，不同的负载用不同的PWM脉冲宽度，主要对光伏水泵系统进行硬件设计。选用TI公司生产的专用电机控制的、高性能的32位DSPTMS32042406。采用B00stst 电路图外，进行了电路参数的选择。变频系统逆变单元采用智能控制模块。选用三夌公司的PM50RSA120模块。本文对系统软件进行设计，主要设计了主程序和中断服务程序。并绘制了流程图。 关键词： 光伏水泵系统 光伏电池板 最大功率点跟踪 三相逆变器xxxx学院本科设计（论文）THE DESIGN OF PHOTOVOLTAIC WATER-PUMP CONTROL SYS
4、TEM ABSTRACTThis paper studies the structure of photovoltaic pumping systems, power supply is provided by a solar battery; DC / DC boost booster circuit part, the low voltage of the solar cell output of promoted high voltage; DC / AC part of the selection voltage three-phase bridge reverse variable
5、circuit, complete stability control and input voltage variable frequency drive pump of.This paper analyzes the solar cell works proposed control strategy, using the maximum power point tracking, to achieve constant pressure type CVT method. With PI regulator, PWM output and different loads with diff
6、erent PWM pulse width, mainly photovoltaic pumping system hardware design. Selection of TIs motor control of the production of special, high-performance 32-bit DSPTMS32042406. B00stst circuit diagram using external, carried out the selection circuit parameters.Inverter system inverter unit using int
7、elligent control module. Lings PM50RSA120 choose three modules.In this paper, the system software design, the main design of the program and interrupt service routine. And draw a flow chart. Keywords: PV pumping system Solar array MPPT Three phase inventor 目录第1章 绪论11.1 光伏水泵系统的影响及意义11.2 光伏水泵系统的结构和原理1
8、1.2.1 光伏阵列11.2.2 变频器21.2.3 电机及水泵31.3 光伏水泵系统的发展前景31.4 本文研究的主要内容4第2章 光伏水泵系统的基本原理52.1 光伏水泵系统的拓扑结构52.2 太阳能电池板特性62.3 系统控制策略82.3.1 最大功率点跟踪82.3.2 控制策略的实现102.4 光伏水泵控制的集中结构形式12第3章 光伏水泵系统硬件的设计143.1 系统硬件总体结构设计143.1.1 DC/DC boost升压电路143.1.2 DC/AC逆变器的设计163.1.3 DSP芯片选型及电源电路的设计173.2 采样电路设计18第4章 光伏水泵系统软件设计20结论22致谢2
9、3参考文献24附录I 光伏水泵控制系统结构框图26附录II 三相逆变桥原理图27附录III DSP及周边电路接线图28附录IV 程序清单29第 29 页xxxx学院本科设计（论文）第1章 绪论 1.1 光伏水泵系统的影响及意义近些年来，伴随着全球“粮食问题”、“能源问题”等一些问题的恶劣化，光伏产业逐步的发展成熟，越来越被一些发达国家所看好，被誉为用清洁能源替代化石能源的最为有效的产业整合产品。由此，大力发展光伏技术，并将其用于水泵系统，合理而有效地开发地下水资源，将给偏远干旱地区带来巨大生态和经济效益，水力资源和电力资源的缺乏严重制约着发展中国家农村和偏远干旱地区发展，但是这些地区拥有丰富的
10、太阳能资源，如何利用好这些地区的一级能源，是我们现在要重点研究的问题1。光伏水泵技术具有如下优点：不消耗化石燃料和其他有机能源、无污染，对环境的保护和能源的节约都十分的有利，太阳能电池不仅使用寿命长，而且维修费用较低，使用这一技术使得生活供水和干旱地区灌溉等方面的应用都有很大程度的改善。特别是我国的西部地区以及西亚等地区气候十分干燥，常年干旱且少雨，这些地区极度的缺水，是当今世界急于解决几大难题之一。由于极度缺乏水，导致土地的沙漠化速度加快，生态环境也日益恶化，沙漠正在和人类打一场持久仗。在一些极度干旱地带，甚至连饮用水问题都得不到解决，严重影响了当地的经济建设和社会发展。值得庆喜的是，根据相
11、关水资源资料，在这些地区蕴藏着非常丰富的地下水资源，如果我们能很好的将干旱地区的地下水资源与光伏水泵技术进行结合，合理的开发利用，定能带动当地的经济建设，其带来的好处也是不可比拟的2。1.2 光伏水泵系统的结构和原理光伏水泵系统大致由四部分组成（光伏水泵控制系统结构图见附录I）： （1）光伏阵列 （2）变频逆变器 （3）电机 （4）水泵1.2.1 光伏阵列光伏阵列由大多数的太阳电池串、并联构成，它的作用是直接把太阳能转换为直流形式的电能，他能够利用逆变器将直流电转成交流电以供使用。太阳能电池按结晶状态可分为单结晶形和多结晶形的结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式两大类，按材料可将其分为硅薄膜形、化合物
12、半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形、V族、族和磷化锌等3。太阳能电池可以根据所用材料的不同，可分为：单晶硅太阳能电池、多晶体薄膜太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池等，其中单晶硅太阳能电池的发展已将比较成熟，在实际当中大量被应用，已居主导地位4。(1) 单晶硅太阳能电池硅太阳能电池分为： （1）单晶硅太阳能电池 （2）多晶硅薄膜太阳能电池 （3）非晶硅薄膜太阳能电池三种。(2) 多晶体薄膜电池多晶体薄膜电池当中，硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率相对于非晶硅薄膜太阳能电池来说，效率高，成本也较单晶硅电池低，并且可用于大规模生产，但由于镉含有剧毒，会
13、对环境造成严重的污染。因此，用它做太阳能电池并不是一种很好的方案，需要慎重利用2。(3) 纳米晶电池纳米晶体化学能太阳能电池是是一种新型的太阳能电池，它具有廉价的成本、简单的工艺及稳定的性能的优点，是一种很有应用前景的太阳能电池。这种电池的研究起步较晚，正处于开发阶段，相信在不久的将来，它就可以批量上市了。1.2.2 变频器(1) 逆变器的作用逆变器的主要功能是如表1.1所示：表1.1 逆变器的功能（1）直流与交流相互转换的功能。（2）逆变器的直流侧可能存在两种电源形式为直流电压和直流电流；（3）可以完成直流电流变换的是电流型逆变器，而可以完成直流电压变换的是电压型逆变器(2) 逆变器的分类逆
14、变器的类型种类繁多，但主要可按以下进行分类如表1.1所示：表1.2 逆变器的分类（1） 电压型逆变器和电流型逆变器是按直流侧储能元件的性质分为。（2）逆变器按功率电路的功率器件的不同可分为半控型逆变器和全控型逆变器。（3）逆变器按输出频率的不同可分为工频逆变器、中频逆变器以及高频逆变器。（4）逆变器按输出电平的不同可分为两电平逆变器和多电平逆变器。1.2.3 电机及水泵光伏水泵系统只要充分利用太阳能，就可以完成对农田的灌溉等。除此之外，国外对这种技术的推崇，可以充分表明，光伏水泵系统技术的具有非常广阔的发展前景。光伏水泵系统技术的起步相对来说较晚，结合我国的国情，这种技术可以在我国西部及干旱地带得到充分的利用，必将带动这些地区的经济发展。以这些条件为前提，一般的光伏水泵系统按照日出而作，日入而息的工作特点，想要使光伏水泵的利用率达到最高，我们需要考虑更多的东西，它不象普通电动机那样可以认为是一直由恒定的电压电源来带动它工作的。光伏水泵系统中水泵的选择与设计也甚有特点。根据不同用户对流量、扬程的不同要求，按经济性、可靠性大致可按表1.3选择泵型
