农村户用型太阳能水泵的研究

【摘要】：可再生资源的综合利用对我国社会经济的可持续发展和环境保护起着极为重要的作用。太阳能具有无污染、资源丰富、无区域限制等优点,因此作为一种可再生利用的新能源得到了广泛应用。 本文在现有研究成果基础上,将太阳能转换为电能驱动水泵工作,是一种节能环保的灌溉方式。文章设计了一种基于永磁无刷直流电机的光伏水泵控制系统。该设计选用一片无刷直流电机控制器UCC3626,三片IR2110驱动芯片和三相MOSFET逆变电路构成其控制驱动电路。根据水位传感器传输的数据,通过单片机来控制开关变换电路对阻抗的变换原理。单片机的主要工作包括以下几点：一是采用最大功率点跟踪算法来优化太阳能电池板的工作效率；二是通过电压检测仪装置对太阳能电池板进行检测,同时接收到水塔传输的水位信号后经计算机控制系统处理,(1)确保在水泵供电时给水电动阀“S”优先接太阳能电池板“S1”；(2)当无光或光照时间不足时给水电动阀“S”接正常家庭电源“S2”；(3)当水塔水量达到设定参范围时给水电动阀“S”将不发出指令。三是保证光伏水泵驱动电路的恒流输出；四是结合控制器实现电机起动平稳,带动水泵正常运行。 【关键词】：光伏水泵 无刷直流电机 逆变电路 最大功率点跟踪
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S214;S277.92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究意义9-11
• 1.2.1 太阳能资源及其分布10-11
• 1.3 国内外研究现状11-12
• 1.3.1 国内研究现状11-12
• 1.3.2 国外研究现状12
• 1.4 研究的内容12
• 1.5 研究的方法及技术路线12-14
• 1.5.1 研究的方法12-13
• 1.5.2 技术路线13-14
• 第二章 农村户用型太阳能水泵整体研究思路14-16
• 2.1 本课题研究的主要任务14
• 2.2 农村户用型太阳能水泵整体研究方案14-15
• 2.2.1 系统总体结构设计14-15
• 2.3 系统的工作原理15-16
• 第三章 农村户用型太阳能电池的研究与分析16-24
• 3.1 太阳能电池简介16-17
• 3.2 太阳能电池的原理17
• 3.3 太阳能电池的分类17-18
• 3.4 太阳能电池的等效电路18-19
• 3.5 太阳能电池板的主要参数19-23
• 3.5.1 光伏电池的主要参数19-22
• 3.5.2 太阳的光照强度对光伏电池转换效率的影响22
• 3.5.3 温度对光伏电池输出特性的影响22-23
• 3.6 太阳能电池板的选择23-24
• 第四章 太阳能水泵及其驱动控制系统24-38
• 4.1 太阳能水泵24-29
• 4.1.1 太阳能水泵的种类及原理24-26
• 4.1.2 太阳能水泵选型的步骤26
• 4.1.3 太阳能水泵的工作参数26-27
• 4.1.4 太阳能水泵的选择27-29
• 4.2 无刷直流电机的结构29
• 4.3 太阳能水泵驱动控制部分29-37
• 4.3.1 无刷直流电机太阳能水泵的驱动系统30-32
• 4.3.2 水位感应器的工作原理32
• 4.3.3 UCC3626的基本结构及原理32-37
• 4.4 IR2110集成驱动电路37-38
• 第五章 太阳能水泵供电部分38-48
• 5.1 太阳能供电主电路38-40
• 5.1.1 功率MOSFET逆变电路38-40
• 5.2 DC-DC转换电路40-41
• 5.3 MPPT控制41-46
• 5.3.1 MPPT算法流程图42-44
• 5.3.2 仿真及调试44-45
• 5.3.3 电压检测仪检定装置的设计45-46
• 5.4 单片机(计算机控制系统)的选择46-48
• 第六章 结论与展望48-49
• 6.1 结论48
• 6.2 展望48-49
• 结束语49-50
• 参考文献50-53
• 致谢53-54
• 作者简介54

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