【正文】 十年來(lái)，太陽(yáng)能利用技術(shù)在研究開(kāi)發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場(chǎng)開(kāi)拓方面都獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，成為世界快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。我國(guó)西部偏遠(yuǎn)地區(qū)仍有上百萬(wàn)農(nóng)牧民無(wú)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(lái)越嚴(yán)重，采用光伏水泵系統(tǒng)合理地開(kāi)發(fā)地下水資源，對(duì)于解決該地區(qū)的飲水和農(nóng)業(yè)用水問(wèn)題，改善生態(tài)環(huán)境，具有重要意義。開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能的主要途徑是光伏發(fā)電，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：無(wú)污染、無(wú)噪聲，能源隨處可得，地域限制比較少，無(wú)須人員值守，建設(shè)周期較短，規(guī)模設(shè)計(jì)自由度大等特點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)都是常軌發(fā)電方式所不能比擬的。對(duì)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，控制器能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)的準(zhǔn)確換相，電機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)，帶動(dòng)水泵正常運(yùn)行。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日摘要水資源和電力資源是制約發(fā)展中國(guó)家農(nóng)村和偏遠(yuǎn)干旱地區(qū)發(fā)展的重要因素，而這些地區(qū)往往擁有豐富的太陽(yáng)能資源，因此，發(fā)展光伏技術(shù)并將其用于水泵系統(tǒng)，合理地開(kāi)發(fā)地下水資源，將給這些地區(qū)帶來(lái)巨大生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏(yíng)利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)論文工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文單功率光伏水泵驅(qū)動(dòng)器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本文在現(xiàn)有研究成果基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于永磁無(wú)刷直流電機(jī)的光伏水泵控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)光伏水泵調(diào)速等相關(guān)問(wèn)題，并對(duì)未來(lái)工作進(jìn)行了展望關(guān)鍵詞： 光伏水泵、無(wú)刷直流電機(jī)、逆變電路、最大功率點(diǎn)跟蹤AbstractWater and electricity are important factors which dominate the development of rural and remote dry regions in developing countries. Statistically, there are abundant solar energy resources available in those regions. Therefore, developing solar based technologies, such as solar powered pumping systems to exploit groundwater, will bring enormous ecological and economical benefits to these regions.In this paper, based on the existing research results, design a kind of photovoltaic pump control system drives which based on permanent brushless dc motor .This design chooses a brushless dc motor controller, UCC3626 , three pieces of IR2110 drive chips and threephase MOSFET inverter circuits constitute its control drive circuit. And by using switch to impedance transformation of mutation circuit principle, make the equivalent impedance load with solar cells, making the output impedance load of solar cells and basic matching, solar cells in the maximum power point that work in realizing the maximum power point sample test, the controller can achieve brushless dc motor accurate mutation, motor starting smoothly, drive the pumps normal operation.The experimental research, summarizes problems related to solar pumps speed for future work, and prospectedKeywords：solar water , sensorless BLDC, Inverter circuits， MPPT目錄摘要 IIAbstract III1. 緒論 1 1 1 3光伏水泵系統(tǒng)工作原理 4 4 5 5 無(wú)刷直流電機(jī)工作原理 6 無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 7光伏水泵系統(tǒng)的解決方案 8 8 10 12單級(jí)光伏水泵解決方案 12 功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 13 IR2110集成驅(qū)動(dòng)電路 13 16 19 UCC3626的基本結(jié)構(gòu)及原理 19 26 基于單片機(jī)的最大功率追蹤 28 MPPT算法流程圖 30 31結(jié)果與分析 33未來(lái)工作展望 37 37 今后工作展望 37致謝 38參考文獻(xiàn) 3942揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)論文1. 緒論能源是人類(lèi)社會(huì)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，但隨著能源緊張和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題的日益突出，大力開(kāi)拓新能源和可再生能源已經(jīng)成為全球各國(guó)共識(shí)。目前，開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能已經(jīng)成為世界上許多國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略決策。目前我國(guó)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是直流系統(tǒng),即將太陽(yáng)電池發(fā)出的電能給蓄電池充電,而蓄電池直接給負(fù)載供電,成本低廉,但由于負(fù)載直流電壓的不同(如12V、24V、48V等),很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性,特別是民用電力,由于大多為交流負(fù)載,光伏發(fā)電最終將實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行,這就必須采用成熟的市場(chǎng)模式,今后交流光伏發(fā)電系統(tǒng)必將成為光伏發(fā)電的主流.包括太陽(yáng)能在內(nèi)的可再生能源在下世紀(jì)將會(huì)以前所未有的速度發(fā)展，逐步成為人類(lèi)的基礎(chǔ)能源之一。特別是2008年北京奧運(yùn)會(huì)提出“綠色奧運(yùn)”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，以及上海世博會(huì)大力使用新能源，極大推動(dòng)了我國(guó)新能源的推廣和利用。、并增加光伏水泵系統(tǒng)的效率，有必要保持太陽(yáng)能電池的溫度和硅晶片反射盡可能低。Yasuro Haseo和Toru Fujisawa認(rèn)為傳統(tǒng)控制方法不合適運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)，研究了有效性的最大功率點(diǎn)跟蹤算法：功耗比較法（PCM）和爬山法（HCM）。我國(guó)好多學(xué)者、工程人員也對(duì)光伏水泵系統(tǒng)做了大量研究和嘗試。好多研究生也對(duì)光伏水泵系統(tǒng)進(jìn)行了不同控制方案、算法、實(shí)際運(yùn)用作了相當(dāng)多的研究，如南京理工大學(xué)的劉蘇龍?jiān)谄浯T士論文直流無(wú)刷電機(jī)光伏水泵系統(tǒng)控制研究中給出一種實(shí)際運(yùn)用，將硬件與軟件結(jié)合起來(lái)，分析其性能，得出檢測(cè)電路檢測(cè)到的反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)更加準(zhǔn)確可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)直流無(wú)刷電機(jī)的數(shù)字控制。水泵全自動(dòng)地日出而作，日落而歇，無(wú)需人員看管，維護(hù)工作量可降至最低，是理想的集經(jīng)濟(jì)性、可靠性和環(huán)保效益為一體的綠色能源高技術(shù)產(chǎn)品 光伏水泵系統(tǒng)是近若干年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的光機(jī)電一體化系統(tǒng)，它利用太陽(yáng)電池發(fā)出的電力，通過(guò)最大功率點(diǎn)跟蹤以及變換、控制等裝置驅(qū)動(dòng)直流、永磁、無(wú)刷、無(wú)位置傳感器、定轉(zhuǎn)子雙塑封電機(jī)或高效異步電機(jī)或高速開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)帶動(dòng)高效水泵，將水從地表深處提至地面供農(nóng)田灌溉或人畜飲用。光伏水泵利用太陽(yáng)能，在無(wú)需任何外來(lái)能源的情況下可以機(jī)動(dòng)靈活地用于農(nóng)田灌溉、提供潔凈人畜飲水、發(fā)展庭院經(jīng)濟(jì)、美化園區(qū)、構(gòu)造彩色噴泉、為養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)蝦池增氧、海濱鹽場(chǎng)供排水等。：圖2. 1 光伏水泵基本結(jié)構(gòu)框圖光伏水泵種類(lèi)很多，性能范圍廣泛。揚(yáng)程，俗稱(chēng)水頭，定義為泵的葉輪傳給單位重量液體的總重量，可以由泵進(jìn)、出口斷面上的單位總能量差值表示，以符號(hào)H表示，其單位為液柱（米，m）。其定義為(2 2)效率，有效功率與軸功率的比值為水泵的效率。允許吸上真空高度，表征水泵抽水性能的重要參數(shù)，由水泵級(jí)數(shù)和內(nèi)壓力所決定，是確定水泵安裝揚(yáng)程的主要參數(shù)。對(duì)于三相六拍式的無(wú)刷直流電機(jī)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈，定子繞組需要換相六次，每個(gè)極下?lián)Q相三次，此時(shí)的直流無(wú)刷電機(jī)相當(dāng)于只有三個(gè)換向片的直流有刷電動(dòng)機(jī)。（1）。定轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)互相作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。此時(shí)A相繞組正向?qū)ǎ珻相繞組反向?qū)?，定子磁?dòng)勢(shì)Fa和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)Fr之間的夾角重新為電角度。VV6導(dǎo)通，此時(shí)B相繞組正向?qū)?，C相繞組反向?qū)āV2導(dǎo)通，B相繞組正向?qū)?，A相繞組反向?qū)āV2導(dǎo)通，C相繞組正向?qū)?，A相繞組反向?qū)?。VV4導(dǎo)通，C相繞組正向?qū)?，B相繞組反向?qū)āo(wú)刷直流電機(jī)典型的反電勢(shì)波形為梯形波，理想電流波形為方波，由直流電源和逆變器供電。磁路不飽和，不計(jì)渦流損耗；電樞繞組間互感忽略的情況下，三相繞組的電壓平衡方程式可以表示為： (2 3) 式中為電機(jī)三相繞組的相電壓（V）；為電機(jī)三相繞組的相電流（A）；為電機(jī)三相繞組的相反電動(dòng)勢(shì)（V）； 為電機(jī)每相繞組自感（H）；為電機(jī)繞組間的互感（H）；為電機(jī)繞組的電阻（）。其驅(qū)動(dòng)控制的核心是專(zhuān)用的變頻與控制一體化電源，本質(zhì)上是將變頻技術(shù)與光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)及若干必要的運(yùn)行保護(hù)措施集合在同一個(gè)控制器中，由中央控制器完成光伏水泵系統(tǒng)中所需的全部控制功能，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)