色哟哟视频在线观看-色哟哟视频在线-色哟哟欧美15最新在线-色哟哟免费在线观看-国产l精品国产亚洲区在线观看-国产l精品国产亚洲区久久

您好,歡迎來電子發(fā)燒友網(wǎng)! ,新用戶?[免費注冊]

您的位置:電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子元器件>IGBT>

光伏電機(jī)IGBT模塊的應(yīng)用和精簡型風(fēng)電變流器的設(shè)計與分析

2017年05月23日 10:50 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評論(0

  風(fēng)電變流器的設(shè)計:

  能源是人類社會存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。過去200多年,建立在煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大地推動了人類社會的發(fā)展。然而,人們在物質(zhì)生活和精神生活不斷提高的同時,也越來越感悟到大規(guī)模使用化石燃料所帶來的嚴(yán)重后果,資源日益枯竭,環(huán)境不斷惡化。能源與環(huán)境問題已成為全球可持續(xù)發(fā)展所面臨的主要問題。因此,人類必須尋求一種新的、清潔、安全、可靠的可持續(xù)能源系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電以其無污染和可再生性,日益受到世界各國的重視,風(fēng)能成為保持增長最快的能源。風(fēng)能資源是清潔的可再生能源,風(fēng)力發(fā)電是新能源中技術(shù)最成熟、最具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。世界上很多國家,已經(jīng)充分認(rèn)識到風(fēng)電在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、緩解環(huán)境污染等方面的重要性,對風(fēng)電的開發(fā)給予了高度的重視。

  風(fēng)電變流器是將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電壓幅值、頻率變化的電能轉(zhuǎn)換為恒壓、恒頻的交流電能的裝置,是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的一個重要部件。因此,研制適用于風(fēng)電轉(zhuǎn)換的高可靠性、高效率、控制及供電性能良好的風(fēng)力發(fā)電變流系統(tǒng),是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究重點,具有重要的意義。風(fēng)電變流器可以分為兩部分:轉(zhuǎn)子側(cè)模塊和網(wǎng)側(cè)模塊。文中著重研究了網(wǎng)側(cè)風(fēng)電變流器的控制系統(tǒng),以達(dá)到2個控制目標(biāo):1)保證其良好的輸入特性,即輸入電流的波形接近正弦,諧波含量少,功率因數(shù)接近1,這就為整個系統(tǒng)的功率因數(shù)的控制提供了一個途徑;2)保證直流母線電壓的穩(wěn)定,直流母線電壓的穩(wěn)定是風(fēng)電變流器正常工作的前提。

  1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

  圖1所示是網(wǎng)側(cè)變流器控制板電路結(jié)構(gòu)圖,包括DSP控制板(DSP芯片TI公司的TMS320LF2407A,負(fù)責(zé)A/D采樣、運算控制等功能),信號采集電路,信號放大調(diào)節(jié)電路(對霍爾傳感器采集的電壓、電流信號進(jìn)行放大、偏移處理),IGBT驅(qū)動、保護(hù)電路(使用光耦隔離將DSP控制板和強(qiáng)電部分隔離起來,降低干擾,并實現(xiàn)IGBT模塊的保護(hù)功能)。下面介紹這幾部分的電路實現(xiàn)。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1 網(wǎng)側(cè)變流器控制板電路結(jié)構(gòu)圖

  1.1 控制芯片的選擇

  文中采用的是面向數(shù)字控制、運動控制的TMS320C2000系列的TMS320LF2407A,它們兼DSP的高運算速度和單片機(jī)的強(qiáng)控制能力。TMS320 LF2407A芯片集成了16通道10位500 ns的高性能A/D轉(zhuǎn)換器CAN2.0模塊等模塊。TMS320LF2407A具有2個事件管理器模塊EVA和EVB事件管理器包括:2個16位通用定時器,8個16位PWM(脈寬調(diào)制)通道,可以實現(xiàn)三相反相器控制、PWM的中心或邊緣校正,當(dāng)外部引腳DPINTX出現(xiàn)低電平時快速關(guān)閉PWM通道,防止擊穿故障的可編程的PWM死區(qū)控制,對外部事件進(jìn)行定時捕捉的3個捕獲單元,片內(nèi)光電編碼器接口電路,如此功能強(qiáng)大使得TMS320LF2407A大大簡化了外部硬件電路的設(shè)計。

  1.2 信號采樣電路設(shè)計

  根據(jù)圖1,可以看到系統(tǒng)設(shè)計中需要采集模擬信號包括了網(wǎng)側(cè)電流、網(wǎng)側(cè)電壓、直流母線電壓。本設(shè)計選用了霍爾元件作為電壓、電流傳感器。選用的霍爾電流傳感器型號為CHB-50A,其工作原理為霍爾磁補(bǔ)償,額定電流為50 A,匝數(shù)比為1:1 000,工作電壓為±5 V,具體電路如圖2所示。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖2 電壓、電流采樣電路

  1.3 信號調(diào)節(jié)電路設(shè)計

  電壓、電流采樣電路輸出的電流信號首先經(jīng)過一個功率電阻轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號,電壓信號經(jīng)RC濾波后與一直流電壓給定信號相加后經(jīng)比例放大,送入DSP的A/D口。與直流電壓給定信號疊加的目的是使輸入的交流信號經(jīng)過直流偏置后在0~3.3 V之間變化,滿足DSP的A/D口對輸入信號的要求。濾波以及比例放大是為了減小干擾。如圖3所示為電流、電壓信號的調(diào)節(jié)電路。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖3 電壓、電流調(diào)節(jié)電流

  1.4 電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計

  圖4所示為電源轉(zhuǎn)換電路。本控制板的輸入電壓為僅為±15 V,由于控制系統(tǒng)中的部分芯片需要5 V電源,而且LF2407A芯片的供電電壓只能是3.3 V,因而需要將±15 V電源變換為5 V和3.3 V,作為DSP和外設(shè)的電源。因此,使用LM2576S元件作為±15 V/5 V的轉(zhuǎn)換芯片,使用TPS7333QP元件作為5 V/3.3 V的轉(zhuǎn)換芯片。LM2576S輸入可為7~40 V,輸出為5 V,輸出最大電流為3 A.TPS7333QP輸入可為3.77~10 V,輸出為3.3 V,輸出最大電流為500 mA.

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖4 電源轉(zhuǎn)換電路

  1.5 IGBT驅(qū)動電路設(shè)計

  IGBT驅(qū)動電路設(shè)計,由DSP輸出的6路3.3 V的PWM信號首先經(jīng)電平轉(zhuǎn)換為5 V的PWM信號。之后輸出的信號作為IGBT驅(qū)動模塊EXB841的輸入。IGBT驅(qū)動電路設(shè)計要求:1)動態(tài)驅(qū)動能力強(qiáng),能為IGBT柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動脈沖。否則IGBT會在開通及斷過程中產(chǎn)生較大的開關(guān)損耗。2)能向IGBT提供適當(dāng)?shù)恼蚝头聪驏艍骸R话闳?15 V左右的正向柵壓比較恰當(dāng),取-5 V反向柵壓讓IGBT能可靠截止。3)具有柵壓限幅電路,保護(hù)柵極不被擊穿。IGBT柵極極限電壓一般為±20 V,驅(qū)動信號超出此范圍可能破壞柵極。4)當(dāng)IGBT處于負(fù)載短路或過流狀態(tài)時,能在IGBT允許時間內(nèi)通過逐漸降低柵壓自動抑制故障電流,實現(xiàn)IGBT的軟關(guān)斷。驅(qū)動電路的軟關(guān)斷過程不應(yīng)隨輸入信號的消失而受到影響。

  驅(qū)動電路中D6起保護(hù)作用,避免EXB841的6腳承受過電壓,通過D7檢測是否過電流,接D8的目的是為了改變EXB模塊過流保護(hù)起控點,以降低過高的保護(hù)閾值從而解決過流保護(hù)閾值太高的問題。R19,C10和D11接在+20 V電源上保證穩(wěn)定的電壓。D9和D10避免柵極和射極出現(xiàn)過電壓,R21是防止IGBT誤導(dǎo)通。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖5 IGBT驅(qū)動電路

  2 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計

  根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖6 程序流程圖

  3 結(jié)束語

  本文詳細(xì)介紹了基于DSP的網(wǎng)側(cè)風(fēng)電變流器控制板的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。經(jīng)過多次試驗測試表明,該控制板具有很好的穩(wěn)定度,并且很好的達(dá)到了控制目標(biāo),由該控制板控制的變流器能夠很好的滿足雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的要求。

  光伏IGBT電機(jī)設(shè)計:

  1.1家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)的要求

  現(xiàn)以家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)來說明逆變器及其控制電路的工作原理。對于家用太陽能發(fā)電系統(tǒng)的逆變器來說,應(yīng)滿足下述技術(shù)要求:

  (1) 輸出功率為l—lOkW;

  (2) 效率為90%-95%;

  (3) 直流側(cè)電源電壓的變化范圍在100~350V時,仍能輸出穩(wěn)定的交流電壓;

  (4) 交流輸出電壓為220V;

  (5) 輸出頻率為50Hz土0.5Hz;

  (6) 輸出波形失真度小于10%。

  滿足上述技術(shù)要求的拓?fù)渥灏ㄍ仆焓健霕蚴健⑷珮蚴降龋娐方Y(jié)構(gòu)包括有工頻變壓器(低頻環(huán)節(jié))、有高頻變壓器(高頻環(huán)節(jié))和無變壓器等多種形式。

  1.2 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

  太陽能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖l-l所示。從圖中可以看出,系統(tǒng)包括太陽能電池陣列和直流控制器、能量變換(逆變電路)、控制電路、保護(hù)電路等部分。本節(jié)將對能量變換(逆變電路)和控制電路作重點介紹。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-1 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

  圖1-2為太陽能發(fā)電系統(tǒng)的低頻環(huán)節(jié)全橋式逆變器電路。在該電路中,太陽能電池陣列的直流輸出電壓經(jīng)工頻PWM逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷海俳?jīng)過低頻濾波器得到 50Hz的交流輸出電壓并并人電網(wǎng)。由于季節(jié)和天氣的變化,太陽能電池陣列接受到的光照強(qiáng)度會有很大的變化。這就要求逆變器能在直流側(cè)電源電壓有較大范圍的變化時,仍能提供穩(wěn)定的交流輸出。為此,會對控制電路提出較高的技術(shù)要求,如采用多種工作模式,即晴天時,系統(tǒng)工作在SPWM逆變模式,太陽能轉(zhuǎn)變成電能后,直接給負(fù)載供電或并人電網(wǎng);在多云天氣時,系統(tǒng)工作在后備模式,由蓄電池為負(fù)載供電;在深夜、不需要為負(fù)載供電時,系統(tǒng)工作在整流模式,由電網(wǎng)為蓄電池充電。另外,工頻變壓器的重量和體積很大,影響了低頻環(huán)節(jié)逆變器在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的推廣使用。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-2 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的低頻環(huán)節(jié)全橋式逆變器電路

  圖1-3為太陽能發(fā)電系統(tǒng)的高頻環(huán)節(jié)全橋式逆變器電路。圖1-3(a)的屯路結(jié)構(gòu)為太陽能電池陣列一高頻PWM逆變一高頻變壓器一一整流濾波一工頻PWM逆變一濾波一并入電網(wǎng)或負(fù)載。其中高頻PWM逆變部分為推挽式逆變器,工頻PWM逆變部分為全橋式逆變器。而圖1-3 (b)的電路結(jié)構(gòu)為太陽能電池陣列一高頻PWM逆變一高頻變壓器一整流濾波一極性反轉(zhuǎn)逆變橋一并入電網(wǎng)或負(fù)載。其中高頻PWM逆變部分為全橋式逆變器,極性反轉(zhuǎn)逆變橋也可視為全橋式逆變器。兩種電路相比較,圖l-3(b)的電路比圖1-3 (a)的電路少用了一個低頻濾波環(huán)節(jié),其工作原理完全相同。該電路采用了高頻變壓器隔離方式,體積小、重量輕。但有高頻逆變和極性反轉(zhuǎn)逆變橋兩個逆變電路,所以相對于圖1-3 (a),電路比較復(fù)雜。與圖1-2所示電路一樣,系統(tǒng)也可以采取多模式工作方式。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-3 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的高頻環(huán)節(jié)全橋式逆變器電路

  圖1-4為太陽能發(fā)電系統(tǒng)的無變壓器全橋式逆變器電路。該電路的主要特點是:

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-4 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的無變壓器全橋式逆變器電路

  由于沒有變壓器,效率高,且體積小、重量輕、成本較低;

  (1) 由于采用了升壓和高頻SPWM控制方式,可以允許太陽能電池陣列的輸出直流電壓有較寬的變化范圍,其系統(tǒng)的交流輸出電壓保持穩(wěn)定;

  (2) 要采取措施解決輸入和輸出之間的隔離問題。

  解決輸入和輸出之間的隔離問題,應(yīng)采取如下措施:

  (1)太陽能電池陣列的正極和負(fù)極不能直接接地。系統(tǒng)的接地點應(yīng)在交流輸出的單相三線制中性點。另外,由于太陽能電池陣列的正、負(fù)極均沒接地,其必然對地存在等效對地電容,該電容的充放電對電路的正常工作造成影響。當(dāng)其低頻部分達(dá)到漏電流的保護(hù)閡值時,漏電的正常工作。等效對地電容充放電電流的低頻部分的影響可通過控制逆變器變換方式來消除;高頻部分的影響可由濾波的辦法來解決。

  (2)應(yīng)增設(shè)接地保護(hù)電路。在系統(tǒng)運行過程中,應(yīng)通過零序互感器來檢測太陽能電池陣列的正、負(fù)極的接地電流。正常情況下,正、負(fù)極的接地電流應(yīng)基本平衡,若不平衡電流值超過接地保護(hù)電路的閾值,說明太陽能電池陣列的正極或負(fù)極有可能接地,此時,接地保護(hù)電路動作,切斷逆變器的輸出,系統(tǒng)停止工作。

  1.3 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的控制方案

  在1.2節(jié)中介紹了三種類型的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的逆變器電路,它們的控制方案是不同的。由于低頻環(huán)節(jié)逆變器近來已少見應(yīng)用,這里僅對后兩種逆變器電路的控制方案予以簡單介紹。太陽能發(fā)電系統(tǒng)的逆變器的控制方案(一)如圖1-5所示。該控制方案適用于高頻環(huán)節(jié)逆變器電路。控制方案(二)如圖1-6所示,該方案適用于無變壓器全橋式逆變器電路。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-5 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的逆變器控制方案(一
根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-6 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的逆變器控制方案(二)

  1. 高頻環(huán)節(jié)逆變器電路的控制方案

  在圖1-5所示的控制方案中,基準(zhǔn)正弦波發(fā)生器是與市電電網(wǎng)電壓同步的,它提供基準(zhǔn)電流信號ir,經(jīng)絕對值電路得到與逆變器輸出電流(電感電流)iL同極性的參考電流 jrd,ird與iL的反饋電流 iLf,在電流誤差放大器中進(jìn)行比較放大,得到誤差電流 ie,ie與三角形載波ic比較,得到SPWM控制信號,通過驅(qū)動電路分別驅(qū)動Vl、V4和V2、V3[見圖1-3( b)]。為避免同一橋臂上的兩只開關(guān)管同時導(dǎo)通,兩組SPWM控制信號之間應(yīng)存在死區(qū)時間。調(diào)節(jié)SPWM控制信號的占空比,可以調(diào)節(jié)逆變器的輸出電流iL,使其達(dá)到穩(wěn)定。基準(zhǔn)電流信號ir,通過兩個過零比較器得到兩組驅(qū)動信號,分別驅(qū)動SCR1、SCR4和SCR2、SCR3,得到工頻輸出,并并入電網(wǎng)。同樣,兩組驅(qū)動信號之間應(yīng)存在死區(qū)時間。

  2.無變壓器逆變器 電路的控制方案

  在圖1-6所示的控制方案中,通過面板設(shè)置太陽能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量,即逆變器電路的輸出功率,直流最佳工作點追蹤單元根據(jù)發(fā)電量計算并提供電流指令ir,ir與電感電流iL的反饋值iLf在電流誤差 放大器中進(jìn)行比較放大,得到誤差電流信號ie,ie與三角形載波電流信號交截,得到SPWM控制信號,通過驅(qū)動器分別驅(qū)動Vl、V4和Vz、V3(見圖1-4)。兩組SPWM控制信號之間應(yīng)存在死區(qū)時間。調(diào)節(jié)SPWM控制信號的占空比,可以調(diào)節(jié)逆變器的輸出電流iL,使其達(dá)到穩(wěn)定。

  由于天氣的原因,太陽能光伏陣列的直流輸出電壓不是恒定的,為了使逆變器直流側(cè)的電源電壓保持穩(wěn)定,在圖1-4的電路中,增加了升壓部分。在圖1-6中,太陽能光伏陣列的輸出電壓UGF,與逆變器直流側(cè)電源電壓的反饋值U DCF,在電壓誤差放大器中進(jìn)行比較放大,得到的誤差信號控制PWM的輸出信號占空比,以期升壓電路的輸出達(dá)到逆變器所需要的直流側(cè)電源電壓值。

  1.4 光伏并網(wǎng)技術(shù)

  1.并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

  太陽能發(fā)電又稱為光伏發(fā)電。上面介紹的家用光伏發(fā)電系統(tǒng)若作為一個獨立系統(tǒng),則不需要與電網(wǎng)并網(wǎng)運行的。在沒有公共電力網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū),提倡建立獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。在獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)中,采用蓄電池作為儲能單元,在日照較強(qiáng)時將剩余的電能儲存在蓄電池中。在日照不足或夜晚時,再將蓄電池中的電能通過逆變器變換為50Hz的交流電,供給照明和家用電器使用。圖1-7為獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-7 獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

  若將光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)并岡,構(gòu)成并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)圖如圖1-8所示。與獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)的不同之處,并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)不需要蓄電池作為儲能單元,而是以電網(wǎng)作為儲能單元。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變主電路參見圖1-2~圖1-4。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-8 并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

  2. 光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點

  光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率是由太陽能電池的輸出功率決定的。圖1-9是太陽能電池的輸出特性。在輸出功率P的曲線上,輸出功率達(dá)到最大值Pmax的工作點稱為最大功率點,Pmax=UPmax; IPmax。UPmax和lPmax分別稱為最大功率點電壓和最大功率點電流。在實際運行中,通過穩(wěn)定最大功率點電壓UPmax來使太陽能電池的輸出功率達(dá)到最大功率點Pmax.在圖1-2和圖1-3所示的電路中,最大功率點電壓UPmax就是PWM逆變器的輸入電壓。

  需要說明的是,圖1-9所示的太陽能電池的輸出特性是對應(yīng)于某一特定光照強(qiáng)和溫度下得到的。即在不同的光照強(qiáng)度和溫度下得到的太陽能電池的輸出性是不同的,所以在一天內(nèi)最大功率點是漂移的,即最大功率點電壓UPmax(PWM逆變器的輸入電壓)是漂移的,可以采用圖1-6所示的控制方案,利用升壓電路來實現(xiàn)U Pmax的穩(wěn)定,以取得最大功率點Pmax的穩(wěn)定。從圖1-9的功率曲線上可以看出,在最大功率點Pmax處,對電壓或電流的微分為零,根據(jù)這一特性,可以判斷PWM逆變器的輸入電壓是否等于UPmax。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-9 太陽能電池的輸出特性

  3.基于DSP的并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制

  圖1-10為基于DSP的并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制框圖。從圖中可以看出,該控制系統(tǒng)由 電壓電流檢測單元、DC/DC變換器控制單元和DC/AC逆變器控制單元組成。該控制系統(tǒng)以DSP為核心芯片,它的作用是除了根據(jù) DC/DC變換器的輸出電壓lJd和系統(tǒng)輸出電流iL、電壓US,為DC/AC逆變器提供PWM信號外,還要根據(jù)太陽能電池陣列輸出的功率(Ui·Ii),經(jīng)過計算為PWM控制芯片提供最大功率點指令電壓U*Pmax,實現(xiàn)對太陽能電池陣列最大功率點的跟蹤。PWM控制芯片可以是前面介紹的任一種FWM集成控制器(視DC/DC變換器所用開關(guān)器件的類型而定)。功率開關(guān)管采用MOSFET時,PWM集成控制器采用SG3525A、SG3526 等芯片。若功率開關(guān)管采用IGBT時,PWM集成控制 器采用TDA4918、UC3825A 等芯片。具體選擇哪種芯片請聯(lián)系南京微葉科技咨詢。DC/DC變換器根據(jù)需要,在小功率場合可以是采用單相半橋式電路,在中大功率場合可以采用全橋式電路,當(dāng)然也可以采用三相電路。圖1-11給出了單相半橋式DC/DC變換器電路。C/AC逆變器通常采用全橋式逆變器,如圖1-12所示。IGBT的驅(qū)動集成電路的選用請聯(lián)系南京微葉科技咨詢。DSP通常采用TI 公司的TMS320系列產(chǎn)品,如TMS320F240、TMS320LF2407、TMS320F2812、TMS320LF2407A 等DSP芯片。

根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-10 基于DSP的并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制框圖
根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-11 單相半橋式DC/DC變換器電路
根據(jù)整個裝置所要完成的不同功能,將控制系統(tǒng)軟件劃分為主程序和中斷服務(wù)程序。主程序中包括DSP初始化和定時器設(shè)置,如圖6(a)所示;中斷程序包括A/D采樣,過流過壓判斷,對采樣數(shù)據(jù)處理和計算,產(chǎn)生PWM波形等,如圖6(b)所示。編程時采用順序結(jié)構(gòu),使調(diào)用子程序方便。

  圖1-12 DC/AC逆變器通常采用 全橋式逆變器

  DSP對DC/AC逆變器控制的結(jié)構(gòu)框圖如圖1-13所示。設(shè)定的直流側(cè)指令電壓U*d與DC/DC變換器的輸出電壓Ud比較后,得到誤差電壓△Ud,經(jīng)PI調(diào)節(jié)器輸出電流幅值指令I(lǐng)*L,再與正弦表值sinwt在乘法器中相乘得到輸出電流指令ZL,Il與輸出電流 iL比較,其誤差電流厶吐經(jīng)比例調(diào)節(jié),與電網(wǎng)電壓(系統(tǒng)輸出電壓)US相加得到參考電壓Ur,U,與三角形載波Uc送入 PWM發(fā)生器,得到四路PWM輸出,經(jīng)驅(qū)動電路驅(qū)動圖1-12中的IGBT功率開關(guān)管V1~V4。

非常好我支持^.^

(0) 0%

不好我反對

(0) 0%

( 發(fā)表人:易水寒 )

      發(fā)表評論

      用戶評論
      評價:好評中評差評

      發(fā)表評論,獲取積分! 請遵守相關(guān)規(guī)定!

      ?
      主站蜘蛛池模板: 亚洲男人天堂2018av| 国产精品永久免费视频| 久久有码中文字幕| 亚洲 综合 欧美在线 热| 国产不卡无码高清视频| 欧美色偷偷亚洲天堂bt| 最近中文字幕2019国语4| 精品久久久无码21P发布| 亚洲 日韩 自拍 视频一区| 国产成人啪精品视频免费网| 日本在线免费播放| YIN荡的老师系列第6部分视频| 蜜芽资源高清在线观看| 2020亚洲国产在线播放在线| 九色PORNY真实丨国产免费| 亚洲欧美视频在线| 果冻传媒APP免费网站在线观看| 午夜福利试看120秒体验区| 国产精品白浆精子流水合集| 色琪琪丁香婷婷综合久久| 处破女免费播放| 日日噜噜噜夜夜爽爽狠狠| thermo脱色摇床安卓下载| 欧美一区二区VA毛片视频| BL低喘贯穿顶弄老师H| 欧美精品99久久久啪啪| av先锋影音资源男人站| 日本高清免费一本在线观看| 大地影院在线播放| 日日干夜夜艹| 国产激情视频在线播放| 午夜DV内射一区区| 国产在线高清视频无码| 亚洲精品无码不卡| 久久99热成人精品国产| 在线成年av动漫电影| 毛片免费观看的视频| 99久久精品国产交换| 全彩acg无翼乌火影忍者| 大学生高潮无套内谢视频| 善良的小峓子2在钱中文版女主角|