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 閘門(mén)啟閉機對水庫排水蓄水有著(zhù)重要作用,但其啟停機運行一般需要電力驅動(dòng),這給閘門(mén)啟閉機的使用帶來(lái)了一定的限制,如對某些區域無(wú)電網(wǎng),架設電力線(xiàn)路成本昂貴的情況,而太陽(yáng)能資源豐富,具有無(wú)污染、無(wú)區域限制等優(yōu)點(diǎn)。因此,如將太陽(yáng)能作為閘門(mén)啟閉機驅動(dòng)能源,不僅可以解決閘門(mén)啟閉機在無(wú)市電供應的情況下的供電問(wèn)題,而且有利于擴大啟閉機在水利方面的使用范圍,提高水利資源的利用率。

本文通過(guò)對太陽(yáng)能閘門(mén)啟閉機系統的功能要求和控制機理分析,在現有研究成果的基礎上,對閘門(mén)啟閉機驅動(dòng)系統總體方案、中小型閘門(mén)啟閉機參數要求、太陽(yáng)能電池的輸出功率影響因素、優(yōu)化MPPT控制策略、無(wú)刷直流電機驅動(dòng)控制策略等進(jìn)行了系統研究。

首先建立了太陽(yáng)能電池輸出特性數學(xué)模型,對各種傳統*大功率點(diǎn)跟蹤方法進(jìn)行了分析,提出基于數據采集的變步長(cháng)增量電導法,并進(jìn)行仿真驗證控制算法的可行性和有效性。然后選定具有功率密度大、效率高、調速性能和起動(dòng)性能優(yōu)良的永磁無(wú)刷直流電機作為太陽(yáng)能閘門(mén)啟閉機的驅動(dòng)電機。為實(shí)現永磁無(wú)刷直流電機定子繞組正確換相,采用改進(jìn)型線(xiàn)反電勢過(guò)零檢測技術(shù)。同時(shí)為解決功率器件產(chǎn)生高頻干擾的問(wèn)題,選用二階有源濾波電路進(jìn)行濾波處理。

*后為驗證無(wú)位置傳感器控制算法控制效果,用數字信號處理器TMS320F2812作為電機驅動(dòng)控制芯片,進(jìn)行硬件電路設計,建立無(wú)刷直流電機驅動(dòng)控制系統,實(shí)現電機速度、電流雙閉環(huán)控制,實(shí)驗表明:本文采用的線(xiàn)電勢過(guò)零檢測技術(shù),使無(wú)刷直流電機具有良好的運行性能。