光伏水泵系统设计

摘要

光伏水泵系统是光伏技术的主要应用之一。光伏水泵可广泛应用于众多领域，偏远地区用水、灌溉、蓄电等。它具有无污染、少维修、不消耗其他能源等优点，得到人们的充分肯定。本论文主要的研究内容和结论如下：

（1）讲述光伏水泵的原理，分析了泵站设计的一般要求和技术要求。

（2）泵站建设的条件分析和性能参数如扬程、流量的设计。

（3）光伏水泵的设计方案，包括日照数据处理、光伏组件的特性分析计算、电流电压的大小确定等。

在设计一个光伏水泵系统时有两个很重要的原则，一是选用最合适的系统配件，二是系统配件间达到最佳匹配。

【关键词】光伏水泵；性能参数；扬程

目录

第1章绪论 (1)

第2章光伏水泵简介 (2)

2.1光伏水泵的概述 (2)

2.2光伏水泵的背景 (2)

2.3光伏水泵的意义 (2)

第3章水泵系统 (4)

3.1系统组成及工作原理 (4)

3.1.2变频器主电路及硬件构成 (4)

3.1.3 DC／DC升压电路简述 (5)

3.2 光伏水泵最大功率点跟踪(MPPT)设计 (6)

3.3 系统的保护功能设计 (7)

3.4光伏水泵系统的几种结构形式 (8)

第4章光伏水泵系统设计 (9)

4.1 需水量计算 (9)

4.2 选择倾角并修正日照数据 (10)

4.3 数据处理 (10)

4.4 水泵的选择 (12)

4.5选择兼容的电动机 (13)

4.6 求出子系统的负载曲线 (13)

4.7 光伏系统的规格 (14)

4.8 电压大小 (14)

4.9 电流大小 (15)

参考文献 (16)

Abstract

Photovoltaic photovoltaic water pump is one of the main applications of. Photovoltaic water pump is widely applied in many areas, remote areas, irrigation water, storage etc.. It has the advantages of no pollution, less repair, do not consume other energy a bit, have been fully affirmed. In this paper, the main research contents and conclusions are as follows:

(1) Tells the story of photovoltaic water pump are analyzed the principle, general design requirements and technical requirements.

(2) Pumping station construction condition analysis and parameters head, flow design.

(3) The photovoltaic pump design, including the data processing, photovoltaic modules performance analysis, current and voltage size determination.

In the design of a photovoltaic water pump system has two important principles, one is the most suitable system accessories choice, one is the matching system accessories.

【key words】Photovoltaic pump；Performance parameters；Lift

第1章绪论

光伏水泵亦称太阳能水泵，主要由光伏扬水逆变器和水泵组成。具体应用时，再根据不同扬程和日用水量的需求配以相应功率的太阳能电池阵列，统称为光伏扬水系统。

光伏水泵利用来自太阳的持久能源，日出而作，日落而歇，无需人员看管，不需要柴油、不需要电网，可与滴灌、喷灌、渗灌等灌溉设施配套应用，节水节能，可大幅降低使用化石能源电力的投入成本。是全球“粮食问题”、“能源问题”综合系统解决方案的新能源、新技术应用产品。太阳能水泵与常规柴油抽水系统相比具有以下优点：

光伏电源用到的运动部件、零件少，不会对使用者造成伤害。

所用到能源来源于太阳能，因此不产生废水、废气等有害物质，利于环保。

安装维护简单，可以实现无人值守。

具有较高的兼容性，可以与其他能源配合使用。

从能源角度看，太阳能用之不竭，其应用面广。

但是也有它的缺点，比如前期资金投入比柴油机抽水系统高；使用的太阳能能量分散，间歇性大等【2】。

光伏水泵系统，这种新兴、环保、节能的光伏应用技术，毫无疑问，将对发展干旱少雨地区的现代农业带来巨大的经济效益和社会效益，它符合节能减排、环境友好的社会发展战争略。

近年来，随着全球“粮食问题”、“能源问题”的严重性不断提升，逐步被誉为解决有效耕地提高产量和用清洁能源替代化石能源的最为有效产业整合产品。成为把光伏产业与农业水利、荒漠治理、生活用水、城市水景等传统产业综合发展的新兴经济模式。

第2章光伏水泵简介

2.1光伏水泵的概述

光伏水泵大多由能量系统、控制系统、泵系统及连接管线构成。能量系统由太阳能电池板组件或配以蓄电池构成，控制系统分直流与交流输出两类分别包含MPPT（最大能量跟踪），水泵驱动控制，变频或逆变控制，泵系统主要由泵体与电机构成。

水泵一般多以泵的结构和作用原理来分类，有时根据需要也按使用部门、用途、动力类型和泵的水力性能等进行分类。

(1)按使用部门分：有农业用泵(农用泵)、工作用泵(工业泵 )和特殊用泵等。

(2)按用途分：有水泵、砂泵、泥浆泵、污物泵、井用泵、潜水电泵、喷灌泵、家用泵、消防泵等。

(3)按动力类型分：有手动泵、畜力泵、脚踏泵、风力泵、太阳能水泵、电动泵、机动泵、水轮泵、内燃水泵、水锤泵等。

(4)按工作原理分：有离心泵、混流泵、轴流泵、漩涡泵、射流泵、容积泵( 螺杆泵、活塞泵、隔膜泵 )、链条泵、电磁泵、液环泵。

2.2光伏水泵的背景

光伏水泵技术涉及到的学科领域比较多，从系统构成的角度看，它不同于常规的“电源+水泵”，而是光、机、电、电力电子、计算机技术、多机群控技术等学科的综合。我国清华大学、合肥工业大学、浙江大学、西安交通大学、中科院电工所等多所高等学校和国家级的科研院所在国家科委、国家科委、国家经贸委以及原机械工业部的支持下的科技攻关计划，目前已经达到了可以批量产业化生产的程度，其技术水平已经可和国外发达国家的产品水落石出平相媲美。从经济性的角度看，光伏水泵的运行成本已经证明大大低于柴油机水泵，由于近两年来国内外半导体太阳电池的不断降价，使光伏水泵相对于柴油机水泵的水价优势更加令人瞩目。除此之外，它还具有无人值守、高可靠性、和农作物的水蒸发量适配性好等到物有的优点。

2.3光伏水泵的意义

21世纪中国经济建设的战略重点将移向大西北，不仅矿产等原材料和煤、石油、天然气等能源生产基地将移向西北地区，农业、牧业也将把西北地区作为俦发展地区。

西北地区大部分是我国的边远地区和少数民族聚居地区。由于自然条件差，历史上汉族与少数民族之间的不平等，西北地区的社会发展一直落后于东部地区，加快发展西北地区的经济，消除贫困，对于稳定和平衡发展具有重要意义。

西北贫困地区的首要问题是水的问题。在西北一些严重干旱地区，至今连饮水问题都还没有彻底解决，贫困程度可想而知。在可利用草地面积中，有30％因为缺乏人畜饮水而未能利用。应用光伏水泵对于解决这些贫困地区的饮用水和农牧业用水具有特别重要的意义。

由于人为破坏和不合理开发活动，使本来就很脆弱的生态环境日益恶化，水上流失、森林减少、土地沙化、盐碱化、荒漠化、物种减少等生态环境问题越来越严重。推广应用光伏水泵技术，合理开发水、土等资源，建设绿色大西北，对于改善西北乃至全国的生态环境都有极其重要的意义。

西北地区水资源可以满足需要水资源是指可更新补充可永续利用的淡水资源，属于可再生资源。水资源总量包括河川面只的32%,水资源为全国的8%,因此从总体上看西北地区水资源非常贫乏.二是地下水资源相对丰富,地下水在水资源总量口的比例高达45%,因此在西北地区水资源中,地下水占有十分重要的地位。三是地下水资源大部分分布在山前平原地带，主要如祁连山、天山、昆仑山山前地带。对这些地带而言，地下水资源是丰富或比较丰富的。而这些地带正是可耕土地和人口集中分布的地带，是主要经济带。

应用光伏水泵和节水灌溉技术可以在沙漠中大面积植树造林，大大提高造休成活率，促进三6北防护林建设。扩大41M面积和人工草地面积，可以防止土地退化、沙化将为减入显著。大于20年的费用2万圆，按照20年算的效益更加显著。

第3章水泵系统

3.1系统组成及工作原理

由图1可知，系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变成电能。经过DC／DC升压，和具有TMPPT功能的变频器后输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向水塔储水功能。其中主要包括4部分：太阳电池阵列；具有TMPPT功能的变频器；水泵负载；储水装置。

3.1.2变频器主电路及硬件构成

本系统所采用的主电路及硬件控制框图如图2所示。主电路DC／DC部分采用性能优越的推挽正激式电路进行升压；DC／AC部分采用三相桥式逆变电路。主功率器件采用ASIPM（一体化智能功率模块）PS12036，系统控制核心由16位数字信号控制器dsPIC30F2010构成。外围控制电路包括阵列母线电压检测和水位打干检测电路。系统首先通过初始设置的工作方式和PI参数工作，然后由MPPT子程序实时搜索出的电压值作为内环CVT的给定，通过PI调节得到工作频率值，计算出PWM信号的占空比，实现光伏阵列的真正最大功率跟踪(TMPPT)，并保持异步电机的V／f比为恒值。系统将MPPT和逆变器相结合，利用ASIPM模块自带的故障检测功能进行检测和保护，结构简单，控制方便。

3.1.3 DC／DC升压电路简述

对于中小功率的光伏水泵来说，光伏阵列电压大都是低压(24v、36v、48V)，对于升压主电路的选择，人们一般选择推挽电路，因为推挽电路变压器原边工作电压就是直流侧输入电压，同时驱动不需隔离，因此比较适合输入电压较低的场合。但是偏磁问题是制约其应用的一大不利因素，功率管的参数差异和变压器的绕制工艺都有可能使推挽电路工作在一种不稳定状态。基于诸多因素的考虑，本系统采用了结构新颖的推挽正激电路，此电路拓扑不仅克服了偏磁问题，而且闭环控制也比较容易(二阶系统)。

推挽正激电路如图2所示，由功率管S1及S2，电容C8和变压器T组成，变压器T原边绕组N1及N2具有相同的匝数，同名端如图2所示。当S1及S2同时关断的时候，电容C8两端电压下正上负，且等于阵列电压，当S1开通，S1、N2和光伏阵列构成回路，N2上正下负，同时C8、N1和S1构成回路，C8放电，N1下正上负，此时的工作相当于两个正激变换器的并联。同理，当S2开通S1关断时，也相当于两个正激变换器的并联。经过理论分析，推挽正激电路是一个二阶系统，因此闭环控制简单，同时输出滤波电感和电容大大减小。

Microchip公司通过在16位单片机内巧妙地添加DSP功能，使Microchip的dsPIC30F 数字信号控制器（DSC）同时具有单片机（MCU）的控制功能以及数字信号处理器（DSP）的计算能力和数据吞吐能力。因为它具有的DSP功能，同时具有单片机的体积和价格，所以本系统采用此芯片作为控制器。此芯片主要适用于电机控制，如直流无刷电机、单相和三相感应电机及开关磁阻电机；同时也适用于不间断电源(UPS)、逆变器、开关电源和功率因数校正等。dsPIC30F2010管脚示意如图3所示。

3.2 光伏水泵最大功率点跟踪(MPPT)设计

3.2.1 常规恒定电压跟踪(CVT)方式的特点与不足

CVT方式可以近似获得太阳电池的最大功率输出，软件上处理比较简单。但实际上日照强度和温度是时刻变化的，尤其是在西部地区，同一天中的不同时段，温度和日照强度变化都相当大，这些都会引起太阳电池阵列最大功率点电压的偏移，其中尤以温度的变化影响最大。在这种情况下，采用CVT方式就不能很好地跟踪最大点。

3.2.2TMPPT的原理与实现

为克服CVT方式弊端，提出了TMPPT(TrueMaximum Power Point Tracking)概念，其意思是“真正的最大功率跟踪”控制，即保证系统不论在何种日照及温度条件下，始终使太阳电池工作在最大功率点处。由于逆变器采用恒V／f控制，故水泵电机的转速与其输入电压成正比，因此，调节逆变器的输出电压，就等于调节了负载电机的输出功率。故本系统采用TMPPT方式使太阳电池尽可能工作在最大功率点处，为负载提供最大的能量。由太阳电池阵列的特性曲线见图4可知，在最大功率点处，dP／dv=O，在最大功率点的左侧，当dP／dV>O时，P呈增加趋势，dP／dVO时，P呈减少趋势，dP／d v

图5为TMPPT型最大功率点跟踪控制框图。系统的输入指令值为0，反馈值为dP ／dV，假定Z3状态为+1，则Usp*指令电压增加，经CVT环节调整，系统的输出电压V跟踪Usp*增加，采样输出电流I，经功率运算环节和功率微分环节，获得dP／dV值，

如dP／dV>0，则Z1为+1，Z2为+1，Z3为+l，Usp*指令电压继续增加。如dP／dV

本，并进一步优化了外围电路。

3.3 系统的保护功能设计

（1）过流和短路保护功能由于ASIPM的下臂IGBT母线上串有采样电阻，所以通过检测母线电流可以实现保护功能。当检测电流值超过给定值时，被认为过流或短路，此时下桥臂IGBT门电路被关断，同时输出故障信号，dsPIC检测到此信号时封锁PWM 脉冲进一步保护后级电路。

（2）欠压保护功能ASIPM检测下桥臂的控制电源电压，如果电源电压连续低于给定电压1OMs，则下桥臂各相IGBT均被关断，同时输出故障信号，在故障期间，下桥臂三相IGBT的门极均不接受外来信号。

（3）过热保护功能ASIPM内置检测基板温度的热敏电阻，热敏电阻的阻值被直接输出，dsPIC通过检测其阻值可以完成过热保护功能。

以上保护是利用了ASIPM自身带有的功能，无须外加电路，进一步简化了硬件电路设计。系统除了具有上述保护功能外，还具有光伏水泵系统特有的低频、日照低、打干(自动和手动打干)等保护功能。对于泵类负载，当转速低于下限值时，光伏阵列所提供的能量绝大部分都转化为损耗，长期低速运行，会引起发热并影响水泵使用寿命，因此，本系统设计了低频保护，对水泵来说，当液面低于水泵进水口时，水泵处于空载状态，若不采取措施，长时间运行则会损坏润滑轴承，而本系统为户外无人值守工作方式，故系统为了增加检测可靠性，采用了自动打干和手动打干两种识别方式，其中，自动打干是根据系统输出功率和电机工作频率来进行判别；手动打干则是通过水位传感器识别当前水位高低来实现的。由于低频、日照低、打干等功能都是由软件来完成，不须增加硬件电路，故系统结构简单。

3.4光伏水泵系统的几种结构形式

图3.2为无人值守交流光伏水泵系统，适合微小供水场合，专门用于供水。

图3.2 微型供水系统

图3.3所示的体统具有多种用途，性能价格比较优越，可用于扬水，还可用于照明，收看电视和驱动冰箱等，能满足无电用户的用电需求。

图3.3 多种用途供水系统

第4章 光伏水泵系统设计

4.1 需水量计算

现将要在景德镇市浮梁县流口村安装一套光伏水泵系统，使用该系统作为洁净的人畜饮用水。景德镇市位于江西东北部，西北与安徽省东至县交界，南与万年县为邻，西同鄱阳县接壤，东北倚安徽祁门县，东南和婺源县毗连，居东经116°57′-117°42′，北纬28°44′-29°56′。年降雨量1763.5毫米，年平均日照时数为2009.8小时。夏季非常炎热，极端最高气温有时会超过摄氏40度。年太阳辐射总量4200～5000 MJ/㎡，相当于日辐射量3.2～3.8KWh/㎡。

农村供水工程的设计年限一般按10～15 年确定，采用太阳能光伏提水系统一般寿命在25～30 年。所以设计年限按25 年确定。该村人员较少，大概600多人口，所以人口增长按5‰考虑，牲畜数量不考虑增长。设计年为2035年，总人口为项目区人数×（l ＋12‰）25 = 设计年总人数，牲畜折合羊单位为200 头（只）。据《农村供水工程技术要点》设计用水定额：居民生活用水： 30kg/d ；牲畜（折合羊单位）：6kg/头·d ；居民用水日变化系数1.5。所以每月需水量约为600000L 。扬程通常是指水泵所能够扬水的最高度，用H 表示。最常用的水泵扬程计算公式是：H=(2p -1p )/ρg+(2c -1c )/2g+2z -1z 。 其中， H ——扬程，m ；1p 、2p ——泵进出口处液体的压力，Pa ；1c 、2c ——流体在泵进出口处的流速，m/s ；1z 、2z ——进出口高度，m ；ρ——液体密度，kg/m3；g ——重力加速度，2/m s 。

根据物探工作的结果，该地区潜水面的埋深为2.5～7m 之间，潜水含水层为13～25m 之间。根据该地区地下水位埋深较浅和居民居住分散等特征，在该地区布设井深为8～10m 的大口径井，选择扬程较小的光伏提水系统，解决该地区的人畜饮水问题。所以我们选择扬程为9m 。

辅助建筑物：管理房，蓄水池。利用太阳能提水最大的不足是阴天和夜间不能工作，为了解决这一问题，设计利用水池蓄水。利用蓄水池可以解决阴天和夜间的饮水问题。蓄水池采用钢筋混凝土结构。

4.2 选择倾角并修正日照数据

因为全年的需水量比较稳定，唯独在夏季时人畜饮用水较多，所以选择纬度角加上10°左右的倾角最令人满意[14]。

图4.1 光线落在与水平面成一定角度的斜面上

落在水平面上的直射成分S 需要转换成在相对水平面倾角β的斜面上的直射成分s β，如图所示，所以我们得到

sin ()/sin s s βαβα=+

式中 是太阳正午时的高度。所以由下式给出

090αθδ=--

其中θ是在南半球时的纬度。

以上是位于南半球，朝向北的太阳能组件，如果位于北半球而向南，应当使用090αθδ=-+，其中θ是北半球的纬度。

(81)360(81)360arcsin sin sin sin 365365d d δεε?-?-????=?≈??????????

?? 所以由公式得出正午太阳高度角大约是71°，相应的太阳能板倾角就是11°。同理由上述公式计算出投射到板面上的辐射量平均为572，漫射日照为180。

4.3 数据处理

（1）求出s I 和c I

由上述公式和结论：0.678001.3530.7 1.1sin(7111)AM s I =???+

其中AM=1/sin 071，所以求得2104/s I mW cm =

（2）计算晴天和阴天的辐射量（mWh/2cm /天）

晴天的辐射量为：5.52i si N I ??

阴天的辐射量为：5.52i ci N I ??

（3）确定晴天和阴天的比例

晴天阴天比例：11 5.72 1.4103 5.72 1.49.4R X Y =???+???

其中11R =572+180=752mWh/2cm ，X 和Y 分别为晴天和阴天的百分比，所以由此得出：X=0.86，Y=0.14。

由计算结果得出，每月有86%的晴天，14%的阴天。阴天时水泵基本上无法工作，所以可以忽略，从而得到其有效的辐射强度：20.86752647/R mWh cm =?=

（4）求出光照强度为sa I 时泵水的时速。

晴天的日照强度为：0.7681.3530.7 1.10sin()AM si I αβ=???+

其中si I 的单位为2/KWh cm ，α是i 月份中正午太阳高角度，β是太阳能阵列的倾角，AM 是大气光学质量。

将一年中的全部si I 值平均可求得一个平均值sa I 。计算方法如下

()()i i si

i

sa i i

i

X M I I X M =∑∑ （4-1） 在该式中要考虑晴天和阴天的百分比。

图4.2 晴天光照数据与每日峰值光照强度I 的关系图[14

] 由公式4-1和图4.2可知，将晴天中的辐照量转换为一个等同的阳光照射时间：

6.76i s i i sa

N I E I = （4-2） 这就相当在晴天时，峰值光照强度为s I ，有E 个小时的辐照时间，日照强度为sa I 。而每月的E 值为：

m i i i E X M E = （4-3）

其中i 指代某个月 。使用公式4-1，sa I =1042/mW cm 。使用公式4-2，6.76 1.4104/1049.5E h =??=

使用公式4-3，得出每月份泵水平均时数为：

9.5310.86253m E h =??=

4.4 水泵的选择

由前面需水量计算得出平均每月需水60.610?L ，因此，抽水速率（Q ）为 60.610/(2536060)0.66/Q L s =???=

4.5选择兼容的电动机

图4.3 适合设计要求的离心泵性能表现及其泵水率

由图4.3可知，工作扬程为9m ，泵水率为0.66/L s 的离心泵将需要2300rpm 的转速。其对应的功率P 约为125W 。扭矩（τ）可以通过功率P 和角速度ω求出

/125/(22300/60)0.519P Nm τωπ==?=

4.6 求出子系统的负载曲线

图4.3提供了水泵特性，通过曲线，只要带入水泵的功率值就可以确定不同转速所对应的扭矩。

0.0674

0.136m I τ+= （4-4）

69.216.670.4

m m N I V ++= （4-5） 由上述的两个公式和图4.3读出水泵和电动机的效率值，就可以得到下表：

表4.1 负载曲线的计算值 /N rpm

（转速） 1/30/()N rad s ωπ-=?（角速度）

/in P w (输入功率)

1//in P NM τω= （扭矩）

2800

293 250 0.85 2600

272 220 0.81 2400

251 170 0.68 2200

230 110 0.48 2120

222 89 0.40 2100 220 50 0.23

/N rpm

/%m η /%p η /%sub η /m a I I A = /m V V /a V V 2800

75.5 47.5 36 6.75 46 47 2600

75.0 47.5 35.6 6.45 43 44 2400

74.0 45.5 33.3 5.50 40 41 2200

73.0 35.5 25.5 4.03 35 36 2120

73.0 21.4 15.6 3.44 34 35 2100 0.00 0.00 0.00 2.19 32 33

注：/%p η为电动机效率值，/%p η为水泵的效率值，/a V V 为光伏阵列必须输出的电压。

4.7 光伏系统的规格

图4.5 电流电压曲线对应每日日照数据

由图4.5可知，需要合理选择并搭配太阳能板，保证光伏输出可以达到电动机和水泵系统的要求。

4.8 电压大小

一个标准的太阳能组件在45℃时，单个组件输出15.5V ，这时若串联两个组件，输出电压为31V ，串联三个组件输出电压为46.5V 。由此可以看出，最大功率点的电压不随光照强度变化。选择电压时要考虑接线会损耗2%的电压，所以要选择适当的组件串联数目。

由公式四和公式五可以得出电动机电压为37V ，但是接线损耗，其数值要比电动机高2%。若该系统要正常运行，光伏阵列必须输出的电压为38V 。

4.9 电流大小

当光照强度为（L ）时，子系统可以按设计以最高运行效率工作。光照强度可以由以下公式求出：0.80sa L I =所以，在12/KM m 光照下，额定最大功率点电流（mp I ）为： 1000.80m mp sa

I I I =其中m I 是子系统最高效运行时的电机电流。 100100 4.3/(0.80104) 5.20.80m mp sa

I I A I ==??= 由于太阳能组件表面有灰尘等杂物会照成大约6%的功率损失；日照量与预期的有可能不一样，在将输出功率误差算在内，将有10%的功率背消耗；随着系统运行年限增加，系统某些配件老化也会照成约10%的额定功率损失。所以要引入定额降低因子（一般认为是0.74）的概念，也就是需要增加35%的太阳能面积。

额定短路电流sc I =5.2/(0.740.95)7.4A ?=，所以当光照强度为0.80sa I ?时，还是保证了

5.2A 的最大功率点电流。

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汽车制动性能测试系统设计

XX工学院 毕业设计(论文)开题报告学生XX：学号： 专业：汽车服务工程 设计(论文)题目：汽车制动性能测试系统开发 指导教师: 司传胜 2012 年02 月16 日 毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述

文献综述 一、课题的研究背景及意义 当今社会，汽车已成为现代人们生活不可或缺的工具。汽车在为人类社会造福的同时，也带来了大气污染、噪声和交通安全等一系列的严重问题。汽车本身是一个复杂的系统，随着行驶里程和使用时间的增加，其技术状况逐渐变差，出现动力性下降，经济性变差，排放染污物增加，使用可靠性降低等现象。因此，一方面要不断研制性能优良的汽车，另一方面要对汽车进行维护和修理，恢复其技术状况。汽车的性能检测就是在汽车使用、维护和修理过程中对汽车的技术状况进行测试、检测和故障诊断的一门技术。 汽车检测技术大约是从20世纪50年代开始逐步形成、发展和完善起来的。早期检测主要是靠耳听、眼看、手摸等人体感观的方法对汽车技术状况做出判断。从60年代开始，随着西方 工业发达国家汽车生产能力的提高和汽车保有量的迅速增加，交通安全与环境保护问题开始 引起人们的重视，为解决这些问题，各国一方面依法实行交通管制，规X交通参与者的行为； 另一方面加强对车辆的管理，尤其是对车辆技术状况实行监控。在此期间，各国相继开始研制和生产先进的检测设备，希望用更科学的手段快速准确地判断汽车技术状况是否处于规定水平。新的检测设备和检测方法的出现，不仅提高了检测的精度和工作效率，同时也促进了汽车工业的技术进步。 汽车检测，是一种主动地检查行为，包含着检测与测量两层含义。其主要意义体现在以下三个方面： 1.保证交通安全 2.减少环境污染 3.改善汽车性能 安全、环保和节能构成了当今世界X围内汽车发展需解决的三大问题。制动性能是汽车在行驶中人为地强制降低行驶速度并根据需要停车的能力。 据统计，根据日本损害保险协会2001年5月6日公布的调查结果，1999年该国在交通事故中伤亡约125万人，造成的经济损失和赔偿额高达3.48万亿日元。2000年我国交通事故死亡人数己达到76400多人，180000多人受伤，直接经济损失26.7亿元。我国的汽车保有量仅占世界汽车保有量的2.1％，而交通事故死亡率却占世界交通事故死亡率的14％，成为世界上交通事故最严重的国家。 在汽车交通事故中，约有半数以上是由于汽车制动性能不佳引起的。不仅如此，汽车制动性

光伏水泵与方案

一、太阳能光伏交流水泵系统简介 交流光伏水泵系统是接将太阳电池组件发出的直流电输入水泵逆变器进而 驱动专用通用的交流水泵抽水的系统。 1.1 交流光伏水泵系统组成 交流光伏水泵系统由太阳电池组件、水泵逆变器以及通用交流水泵组成，其示意图如下图所示。 光伏水泵逆变器三相异步交流水泵 交流光伏水泵系统组成示意图 1.2 交流光伏水泵优缺点 优点： 适用性强：交流系列水泵可以抽污水也可以抽清水，耐酸性也强； 易于选型配套：交流系列水泵是通用标准型产品、容易选型、配套； 可靠性好：交流水泵过载能力强、使用寿命长； 可控性好：可以采用现在流行的变频技术进行调速，更好的保护水泵和 最大程度利用太阳电池组件抽水。 缺点： 效率较直流水泵系统低：因为它经过一次DC-AC的转换，不可避免的存 在一些损耗；

二、主要设备介绍 2.1 设备介绍 1）光伏水泵逆变器 产品特点： 本公司自主研发、外协生产，经多次试验运行稳定可靠。 VI最大功率点跟踪（MPPT）算法，响应速度快，运行稳定性好，解决了 传统MPPT方法在日照强度快速变化时跟踪效果差、运行不稳定甚至造成水锤危害的问题。 采用新型变频技术，保证水泵在日照较差的情况下也可工作，最大限度 利用太阳电池阵列功率。 全数字式控制，具备全自动运行、数据存储以及完善的保护功能，完全 可以做到无人值守。 基于开发环保型和经济型光伏产品的设计理念，以蓄水替代蓄电，无蓄 电池装置，直接驱动水泵扬水，装置的可靠性高，同时大幅降低的建设 和维护成本。 主电路采用智能功率模块，可靠性高，转换效率达96%。 可选配上下水位检测与控制电路 产品图片： JNPB-3700光伏水泵逆变器图片

井下排水泵自动化系统设计分析

井下排水泵自动化系统设计分析 摘要：地下涌水是矿井生产过程中时常发生的现象之一，通过有效的排水系统 及时排出涌水是保障全矿井生产高效、安全开展的关键所在。针对煤矿井下排水 泵自动化系统的设计开展分析，希望能够为其他矿井排水系统的自动化建设提供 借鉴与参考。 关键词：煤矿；排水泵；自动化；系统设计 1 引言 煤矿开采过程中，利用井下排水系统能够及时、高效的将地下涌水排出井外，防止发生水害事故，确保矿井生产的安全，在井下排水系统之中，水泵是极为关 键的设备，如果在排水系统之中水泵出现故障，不仅会导致煤矿无法正常生产， 甚至会出现淹井安全事故，严重的威胁到井下作业人员生命安全。所以，井下排 水系统对于保证矿井生产的安全与稳定极为重要，开发水泵自动化系统，自动控 制井下排水工作，对于确保煤矿安全生产意义重大。 2 水泵自动化监控体系 2.1 设备、结构组成 水泵的监控处理包括外围传感器、就地控制箱、PLC柜、低压柜等。其中PLC 柜包括中间继电器、指示平面、信号处理器等，借助运算控制可完成信号处理， 从而提高水泵运行稳定性；低压开关柜包括继电器、接触器导等，起到对电磁阀 的控制管理作用；就地接线箱包括I/O模块、指示装置等；传感器包括流量传感 装置、闸门转矩行程开关等。 2.2 系统功能 监控系统借助水位计便可实现水量监控，及时将相关数据传送至对应设备。 水位正常状况下，为了避免水泵负荷过高，可让水泵轮换运转工作，一旦水位发 生异常问题，相应信号便可进行阀门控制管理，需引起重视的是必须及时向水泵 中添加一定量的水，这是确保水泵正常运行的关键，尽量避开高峰用水时间，合 理控制水泵开关对水泵监控、节能控制等均具有积极影响。从提高设备实用性出发，需要在设计中留出对应接口，这对水泵数据的采集、传递而言是基础环节， 然后借助互联网可将相关数据传递到对应人员，该方法实用价值较高。 2.3 操作方式分析 系统监控可实现检修、半自动、全自动控制处理。其中全自动借助传感器进 行水位监测，还可根据人工设定、水位等进行泵设备运行状况的分析，从而实现 水量调整、阀门控制处理，该方法对设备全自动运转具有保障作用，此外还需要 及时进行系统防护处理，避免意外事故的发生；半自动处理、水位调整中一般需 要人工手动处理，系统仅自动进行水位采集处理，该方法是当下较为常用的方法，具有安全性高的特点；检修状态下，系统设备处于半停滞状态，相关作业人员需 要在短时间内完成检修处理，专业技术要求高。 3 井下水泵自动化系统设计分析 3.1 水仓水位监测设计 监测作业主要通过MPM281压力传感装置予以实现。在主水仓和副水仓内分 别布设压力感应装置一台。所使用的MPM281压力感应装置是一种被广泛应用于 工业生产领域的高性能设备，属于自带隔离的精密补偿型硅压阻式元件。主要核

水泵性能测试系统设计

摘要 本文对水泵性能参数测试方法进行了分析和研究，提出了基于虚拟仪器技术的水泵性能参数测试系统的解决方案。在研究过程中，分析讨论了数据采集卡与虚拟仪器软件的接口方法;分析了光电传感器法、感应线圈法和霍尔传感器法三种转速测量方法在水泵转速测量中的优缺点;提出了在LabVIEW 虚拟仪器软件平台上，采用模块化设计方法开发应用程序的方法;分析讨论了对采集数据的软件滤波处理及应用最小二乘法对水泵参数数据的拟合。 试验结果表明这种基于虚拟仪器技术的水泵测试系统，可以适用于科研院校和水泵厂的使用要求，具有一定的推广应用价值。 关键词:水泵性能、虚拟仪器技术、转速测量、数据处理

ABSTRACT The paper does some research and analysis on the measurement methods of the Pump performance parameters. During the researching, the methods of interface between data acquisition card and visual instrument software are discussed; analyzing the difference among the methods of rotate measurement of asynchronous motor using photo electricity sensor, induce and hall sensor; using the style in the programming of system application software; analyzing the method of the median filter and using the conic approach technique in dealing with the measuring data; Experiment results approve that the pump performance measurement system based on visual instrument technology can be used in the institutes and small-scale Pump manufactory. Key words: pump testing research, visual instrument technology, rotational velocity measurement, data processing.

太阳能光伏水泵系统组成及工作原理

光伏水泵系统组成及工作原理 光伏水泵系统组成及工作原理 系统组成及工作原理 1．1 光伏水泵系统的结构图 由图1可知，系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变成电能。经过DC／DC升压，和具有TMPPT功能的变频器后输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向水塔储水功能。其中主要包括4部分：太阳电池阵列；具有TMPPT功能的变频器；水泵负载；储水装置。 1．2 变频器主电路及硬件构成 本系统所采用的主电路及硬件控制框图如图2所示。主电路DC／DC部分采用性能优越的推挽正激式电路进行升压；DC／AC部分采用三相桥式逆变电路。主功率器件采用ASIPM(一体化智能功率模块)PS12036，系统控制核心由16位数字信号控制器 dsPIC30F2010构成。外围控制电路包括阵列母线电压检测和水位打干检测电路。系统首先通过初始设置的工作方式和PI参数工作，然后由MPPT子程序实时搜索出的电压值作为内环CVT的给定，通过PI调节得到工作频率值，计算出PWM信号的占空比，实现光伏阵列的真正最大功率跟踪(TMPPT)，并保持异步电机的V／f比为恒值。系统将MPPT和逆变器相结合，利用ASIPM模块自带的故障检测功能进行检测和保护，结构简单，控制方便。

1．2．1 DC／DC升压电路简述 1．2．1．1主电路选择 对于中小功率的光伏水泵来说，光伏阵列电压大都是低压(24v、36v、48V)，对于升压主电路的选择，人们一般选择推挽电路，因为推挽电路变压器原边工作电压就是直流侧输入电压，同时驱动不需隔离，因此比较适合输入电压较低的场合。但是偏磁问题是制约其应用的一大不利因素，功率管的参数差异和变压器的绕制工艺都有可能使推挽电路工作在一种不稳定状态。基于诸多因素的考虑，本系统采用了结构新颖的推挽正激电路，此电路拓扑不仅克服了偏磁问题，而且闭环控制也比较容易(二阶系统)。 1．2.l.2推挽正激电路简单分析 推挽正激电路如图2所示，由功率管S1及S2，电容C8和变压器T组成，变压器T原边绕组N1及N2具有相同的匝数，同名端如图2所示。当S1及S2同时关断的时候，电容C8两端电压下正上负，且等于阵列电压，当S1开通，S1、N2和光伏阵列构成回路，N2上正下负，同时C8、N1和S1构成回路，C8放电，N1下正上负，此时的工作相当于两个正激变换器的并联。同理，当S2开通S1关断时，也相当于两个正激变换器的并联。经过理论分析，推挽正激电路是一个二阶系统，因此闭环控制简单，同时输出滤波电感和电容大大减小。 1.2.2 dsPIC30F2010简单介绍 Microchip公司通过在16位单片机内巧妙地添加DSP功能，使Microchip的dsPIC30F数字信号控制器(DSC)同时具有单片机(MCU)的控制功能以及数字信号处理器(DSP)的计算能力和数据吞吐能力。因为它具有的DSP功能，同时具有单片机的体积和价

太阳能提水系统

太阳能提水系统 可 行 性 研 究 报 告 河南华源光伏科技有限公司 2012.12.05 1 国外开发应用现状 联合国国际开发署(UNDP)、世界银行(WB)、亚太经社会(ESCAP)等国际组织部先后充分肯定了它的先进性与合理性,目前在这些国际组织的支持下,一些工业发达国家推出了一批光伏水泵产品，其中丹麦的一家公司在世界各地销售了数千台光伏水泵。目前，全世界已有数万台光伏水泵在各地运行。德国西门子公司基于近年在世界各地安装、试验、销售各种规格光伏水泵经验的基础上,得出的结论是：柴油机水泵初期投资低是其优点,但随着运行年数的增加,其运行维护费用将不断增加,每立方米水的成本将因此而逐年增长。光伏水泵的初期投资偏大是其缺点,但此后由于它的运行费用低和维护少或免维护等特点,其水的成本上升很缓慢,十年以后,柴油机水泵的水成本将是光伏水泵水成本的两倍还多,两者的盈亏平衡点约在三年左右。新疆新能源公司在塔克拉玛干沙漠进行的光伏扬水生态环境试验站也得到了相同的结论。印度在现有4000台光伏水泵的基础上,政府给予一定补贴计划再推广安装50000台(套)光伏水泵系统,每个系统的容量在1~5kW之间。 由于光伏水泵系统从技术上说是一个比较典型的"光、机、电一体化"系统,它涉及太阳能的采集、变换及电力电子、电机、水机、计算机控制等多个学科的最新技术,因此已被许多国家列为优先发展的高新技术和进一步发展的方向,中东、非洲有不少国家更是期望依藉太阳能水泵及省水微灌、现代化农业等新技术在地下水资源比较充裕的干旱地区把家园改造为绿洲。 光伏水泵与柴油机水泵相比具有相当良好的经济性。世界银行在盛产石油的中东地区(如阿联酋、约旦等国)作出了具有明确结论的经济性比较,就其每立方米的水价而言,光伏水泵的水价与柴油机水泵水价持平的系统功率约在40kW,由于近几年太阳电池及其它电子控制器件的降价,两者水价持平的功率在75kW左右.如果太阳电池的价格下降至3美元/wp,两者水价持平的功率在150kW~200kW左右。

光伏发电期末大作业光伏水泵系统组成及工作原理

光伏发电原理与应用 期末大作业 姓名：崔亮 班级：0312406 学号：031240610 指导教师：李绍武

题目1. 光伏水泵系统组成及工作原理 1.系统组成及工作原理 1．1光伏水泵系统的结构图 由图1可知，系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变成电能。经过DC／DC升压，和具有TMPPT功能的变频器后输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向水塔储水功能。其中主要包括4部分：太阳电池阵列；具有TMPPT功能的变频器；水泵负载；储水装置。 1．2变频器主电路及硬件构成 本系统所采用的主电路及硬件控制框图如图2所示。主电路DC／DC部分采用性能优越的推挽正激式电路进行升压；DC／AC部分采用三相桥式逆变电路。主功率器件采用ASIPM(一体化智能功率模块)PS12036，系统控制核心由16位数字信号控制器dsPIC30F2010构成。外围控制电路包括阵列母线电压检测和水位打干检测电路。系统首先通过初始设置的工作方式和PI参数工作，然后由MPPT子程序实时搜索出的电压值作为内环CVT的给定，通过PI调节得到工作频率值，计算出PWM信号的占空比，实现光伏阵列的真正最大功率跟踪(TMPPT)，并保持异步电机的V／f比为恒值。系统将MPPT和逆变器相结合，利用ASIPM模块自带的故障检测功能进行检测和保护，结构简单，控制方便。

1．2．1 DC／DC升压电路简述 1．2．1．1主电路选择 对于中小功率的光伏水泵来说，光伏阵列电压大都是低压(24v、36v、48V)，对于升压主电路的选择，人们一般选择推挽电路，因为推挽电路变压器原边工作电压就是直流侧输入电压，同时驱动不需隔离，因此比较适合输入电压较低的场合。但是偏磁问题是制约其应用的一大不利因素，功率管的参数差异和变压器的绕制工艺都有可能使推挽电路工作在一种不稳定状态。基于诸多因素的考虑，本系统采用了结构新颖的推挽正激电路，此电路拓扑不仅克服了偏磁问题，而且闭环控制也比较容易(二阶系统)。 1．2.l.2推挽正激电路简单分析 推挽正激电路如图2所示，由功率管S1及S2，电容C8和变压器T组成，变压器T原边绕组N1及N2具有相同的匝数，同名端如图2所示。当S1及S2同时关断的时候，电容C8两端电压下正上负，且等于阵列电压，当S1开通，S1、N2和光伏阵列构成回路，N2上正下负，同时C8、N1和S1构成回路，C8放电，N1下正上负，此时的工作相当于两个正激变换器的并联。同理，当S2开通S1关断时，也相当于两个正激变换器的并联。经过理论分析，推挽正激电路是一个二阶系统，因此闭环控制简单，同时输出滤波电感和电容大大减小。 1.2.2 dsPIC30F2010简单介绍 Microchip公司通过在16位单片机内巧妙地添加DSP功能，使Microchip的dsPIC30F数字信号控制器(DSC)同时具有单片机(MCU)的控制功能以及数字信号处理器(DSP)的计算能力和数据吞吐能力。因为它具有的DSP功能，同时具有单片机的体积和价格，所以本系统采用此芯片作为控制器。此芯片主要适用于电机控制，如直流无刷电机、单相和三相感应电机及开关磁阻电机；同时也适用于不间断电源(UPS)、逆变器、开关电源和功率因数校正等。 dsPIC30F2010管脚示意如图3所示。

循环水系统设计

循环水系统设计 1.1循环水系统设备组成 循环水系统作用为为窑炉、xx通道、xx设备提供降温冷却水。为了满足上述设备的不间断冷却水的供应，循环水系统分为水泵系统，柴油机泵系统和自来水系统三个小系统，以备设备故障，停电停水故障使上述设备出现无法冷却导致火灾发生。以下对系统进行逐个分解。 水泵系统和柴油机泵系统是组合在一起的，其中有水箱一个，电水泵两台，保安过滤器两台，板式换热器两台减压阀两套，安全阀一套，冷冻水一路，纯水补水管路一路，各型号阀门若干，不锈钢管道若干。 自来水系统是由自来水管道，保安过滤器一台组成，接入水泵系统的供水管道上。1.1循环水系统工作原理 整个循环水系统采用一用三备的工作方式，通过西门子S7100PLC冗余控制方式，水泵将纯水由水箱抽至保安过滤器，经过再次过滤后，纯水进入板式换热器与冷冻水进行热交换，使纯水温度降至10℃，然后经过减压阀降压至设备所需要的压力，供窑炉，xx通道，xx设备降温，回水由回水管道流入水箱进行循环使用。当其中一台水泵故障时，PLC控制系统自动切换至另一台水泵进行运行，两台水泵都故障时，系统自动启动柴油机，由柴油机带动柴油机水泵进行工作。当上述三台水泵全部故障时，设备管理人员手动开启自来水供水阀门，用自来水给设备紧急降温冷却。 循环水水质管理：动力部化验室每天对循环水水质进行检测，发现硬度、电导率等参数超标时通知设备管理人员进行换水，保证水质在规定的规格范围之内。 控制系统操作 本系统是采用西门子S7100冗余控制方式，系统可靠性高。控制柜上有“手动/自动”转换开关，可以在手动自动状态下运行，注意，手动状态一般用于调试阶段，正常运行不用手动，一定要用自动。自动状态下有两种运行方式：单动和联动。正常生产时用联动，程控运行。运行之前先观察冷却水水箱液位，如果低液位低于设定液位1.1米,电磁阀自动打开补水，补至1.6米自动停止。

性能测试之场景设计思想

验证测试是用于验证在特定的场景、时间、压力、环境和操作方式下系统能够正常的运行，服务器、应用系统和网络环境等软硬件设施还能否良好的支撑这些情况下用户的使用。验证性测试主要针对有明确的压力目标和预期结果，验证系统在这种压力下的各方面反映能够达到预期结果。 主要分以下几种： 压力测试：已知系统高峰期使用人数，验证各事务在最大并发数（通过高峰期人数换算）下事务响应时间能够达到客户要求。系统各性能指标在这种压力下是否还在正常数值之内。系统是否会因这样的压力导致不良反应（如：宕机、应用异常中止等）。 Ramp Up 增量设计如并发用户为75人系统注册用户为1500人已5％－7％作为并发用户参考值。 一般以每15s加载5人的方式进行增压设计，该数值主要参考测试加压机性能，建议Run几次。 已事务通过率与错误率衡量实际加载方式。 Ramp Up增量设计目标寻找已增量方式加压系统性能瓶颈位置抓住出现的性能拐点时机一般常用参考 Hits点击率与吞吐量、CPU、内存使用情况综合判断。 模拟高峰期使用人数，如早晨的登录，下班后的退出，工资发送时的消息系统等。 另一种极限模拟方式，可视为在峰值压力情况下同时点击事务操作的系统极限操作指标。 加压方式不变，在各脚本事务点中设置同集合点名称（如： lr_rendzvous("same");） 在场景设计中，使用事务点集合策略。以同时达到集合点百分率为标准，同时释放所有正在Run的Vuser. 稳定性测试：已知系统高峰期使用人数、各事务操作频率等。设计综合测试场景，测试时将每个场景按照一定人数比率一起运行，模拟用户使用数年的情况。并监控在测试中，系统各性能指标在这种压力下是否能保持正常数值。事务响应时间是否会出现波动或随测试时间增涨而增加。系统是否会在测试期间内发生如宕机、应用中止等异常情况。 根据上述测试中，各事务条件下出现性能拐点的位置，已确定稳定性测试并发用户人数。

机械传动性能测试和系统方案设计

机械传动系统方案设计和性能测试综合实验指导书 一、实验目的 (2) 二、实验设备介绍 (2) 三、实验任务 (4) 四、实验安排 (4) 五、实验台的使用与操作 (5) 1．实验台各部分的安装连线 (5) 2．实验前的准备及实验操作 (6) 六、测试软件介绍 (8) 1．界面总览 (8) ２．数据操作面板 (8) ３．电机控制操作面板 (8) ４．下拉菜单 (9) 附录1：机械传动方案设计和性能测试综合实验任务卡12 附录2：机械传动方案设计和性能测试综合实验方案书13 附录3：机械传动方案设计和性能测试综合实验报告.. 13 附录4：实验系统各模块展示 (14) 附录５：转矩转速传感器介绍 (25) 附录6: 实验注意事项 (27)

一、实验目的 1.培养学生根据机械传动实验任务，进行自主实验的能力。实验在“机械传动性能 综合测试实验台”上进行，实验室提供机械传动装置和测试设备资料，学生根据 实验任务自主设计实验方案，写出实验方案书，搭接传动系统进行测试，分析传 动系统设计方案，写出实验报告。 2.掌握机械传动合理布置的基本要求，机械传动方案设计的一般方法，并利用机械 传动综合实验台对机械传动系统组成方案的性能进行测试，分析组成方案的特点； 3.通过实验掌握机械传动性能综合测试的工作原理和方法，掌握计算机辅助实验的 新方法。 4.测试常用机械传动装置（如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等）在传递运 动与动力过程中的参数曲线(速度曲线、转矩曲线、传动比曲线、功率曲线及效率 曲线等)，加深对常见机械传动性能的认识和理解； 二、实验设备介绍 “机械传动性能综合测试实验台”由机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置、和工控机几个模块组成，另外还有实验软件支持。系统性能参数的测量通过测试软件控制，安装在工控机主板上的两块转矩转速测试卡和转矩转速传感器联接。学生可以根据自己的实验方案进行传动连接、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。

太阳能水泵的系统组成及工作原理

系统组成及工作原理 1．1 光伏水泵系统的结构图 由图1可知，系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变成电能。经过DC／DC升压，和具有TMPPT功能的变频器后输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向水塔储水功能。其中主要包括4部分：太阳电池阵列；具有TMPPT功能的变频器；水泵负载；储水装置。 1．2 变频器主电路及硬件构成 本系统所采用的主电路及硬件控制框图如图2所示。主电路DC／DC部分采用性能优越的推挽正激式电路进行升压；DC／AC部分采用三相桥式逆变电路。主功率器件采用ASIPM(一体化智能功率模块)PS12036，系统控制核心由16位数字信号控制器dsPIC30F2010构成。外围控制电路包括阵列母线电压检测和水位打干检测电路。系统首先通过初始设置的工作方式和PI参数工作，然后由MPPT子程序实时搜索出的电压值作为内环CVT的给定，通过PI 调节得到工作频率值，计算出PWM信号的占空比，实现光伏阵列的真正最大功率跟踪(TMPPT)，并保持异步电机的V／f比为恒值。系统将MPPT和逆变器相结合，利用ASIPM模块自带的故障检测功能进行检测和保护，结构简单，控制方便。 1．2．1 DC／DC升压电路简述 1．2．1．1主电路选择 对于中小功率的光伏水泵来说，光伏阵列电压大都是低压(24v、36v、48V)，对于升压主电路的选择，人们一般选择推挽电路，因为推挽电路变压器原边工作电压就是直流侧输入电压，同时驱动不需隔离，因此比较适合输入电压较低的场合。但是偏磁问题是制约其应用的一大不利因素，功率管的参数差异和变压器的绕制工艺都有可能使推挽电路工作在一种不稳定状态。基于诸多因素的考虑，本系统采用了结构新颖的推挽正激电路，此电路拓扑不仅克服了偏磁问题，而且闭环控制也比较容易(二阶系统)。 1．2.l.2推挽正激电路简单分析 推挽正激电路如图2所示，由功率管S1及S2，电容C8和变压器T组成，变压器T原边绕组N1及N2具有相同的匝数，同名端如图2所示。当S1及S2同时关断的时候，电容C8两端电压下正上负，且等于阵列电压，当S1开通，S1、N2和光伏阵列构成回路，N2上正下负，同时C8、N1和S1构成回路，C8放电，N1下正上负，此时的工作相当于两个正激变换器的并联。同理，当S2开通S1关断时，也相当于两个正激变换器的并联。经过理论分析，推挽正激电路是一个二阶系统，因此闭环控制简单，同时输出滤波电感和电容大大减小。

光伏水泵逆变器几个冷知识

关于光伏水泵逆变器几个冷知识 光伏扬水逆变器，英文为Solar Pumping Inverter，对光伏扬水系统（太阳能水泵系统）的运行实施控制和调节，将光伏阵列发出的直流电转化成交流电，驱动水泵，并根据日照强度的变化实时调节输出频率，实现最大功率点跟踪(MPPT)。 光伏水泵逆变器是逆变器诸多分类的一种，和我们常见的并网逆变器主要功能是一样的，都是把光伏直流电转化为交流电。但水泵逆变器做了很多改进措施，为系统节省了大量的成本，拓展了光伏应用范围。 光伏水泵逆变器是离网逆变器，不依赖于电网，可以独立带负载工作，但常规的离网逆变器需配置蓄电池才能工作，而铅酸蓄电池价格贵，成本占系统的30%左右，寿命短，只有3-5年，影响系统的投资收益。光伏扬水系统无需配置蓄电池，有阳光就工作，在高处建一个水塔，需要用水时从水塔取水即可，逆变器本身也会配水位开关，非常方便实用，其功能相当于离网系统中的蓄电池，但水塔的成本要比蓄电池低很多。 电动机是离网系统最难带的负载，因为电动机启动需要很大的能量，常规电动机启动功率是额定功率的3倍左右，而水泵电机需要把水抽到高处，启动功率是额定功率的5倍左右，常规的离网逆变器如果要带水泵电机，需放大5倍，如2kW的水泵电机，需要10kW的离网逆变器才可带动，正常运行时，直流

端输入也要大于2kW，电动机才能持续运行。这就增加了系统成本，而光伏水泵逆变器加入了特殊算法，一般只增加20%的功率即可，如4kW的水泵电机，用5kW扬水逆变器就可以启动。运行过程中，光伏输入功率也不需要4kW才能持续运行，1kW左右也能让水泵运行。 为什么水泵逆变器能有如此逆天的功能，这要从交流电的原理谈起，交流电有三个元素，电压、电流和频率，正常情况下，频率都是不变的50Hz，电机启动，每秒转50次，功率随电流电压而变化，所以我们一般都是用电压和电流来计算功率。但是电动机不一样，其功率和频率有关系，正常额定功率是在频率为50Hz下的功率，当频率下降时，功率也会下降。电机的额定功率=额定转矩×额定转，只要额定转矩不变，电机就能运行，这样频率、电压下降时，额定功率与转速或者说频率成正比下降。水泵逆变器在逆变器里加入了变频器功能，可以改变交流电输出的频率，在启动的时候，把频率降低，以速度换功率，电机启动后，再提升频率，增加转速。频率还可随光照而变化，这样，即使1kW的光伏输入，也可以带动4kW的水泵运行，是不是很神奇。 水泵逆变器的功能既然这么逆天，那么能不能拓展他们应用范围呢，答案是否定的，由于水泵逆变器的输出电压、电流、相位、频率都在随着光照而变化，很多场合都不能使用。 1、受到技术限制，水泵逆变器尚不能多台并联使用，必须是一台逆变器配一台电机，因此最大功率会受到限制；目前还没有支持储能的水泵逆变器，直流耦合在一些冬天低温地区，外面的水塔会结冰，光伏扬水系统也会受到限制；水泵逆变器不能并到电网，因为电网要求频率和电压同步。 2、水泵逆变器能带的负载很有限，目前除了水泵电机外，凡是功率稳定，对电压和频率有要求的负载均不能带，如水泵逆变器不能直接带电灯、冰箱、电脑、洗衣机、甚至变频空调也不能带，只能带纯电阻性负载热水器。

水泵设计说明书

目录 摘要 绪论 1.矿水的来源及性质 2．新形势下对排水系统的要求 3．设计的指导思想 4．有关的方针政策 5. 设计原始资料的估似 第一章.设计必备的原始资料和设计任务 1.1设计原始资料 1.2设计任务 第二章.初选排水系统 第三章.设备选型 3.1定水泵参数、选择水泵型号和台数 3.2选择水管 3.3水泵装置的工况 3.4筛选方案、校验计算 第四章. 确定泵房、水仓和管子道尺寸并绘制泵房布置图4.1估算泵房尺寸 4.2经济计算 4.3确定泵房、水仓和管子道尺寸 第五章.论述水泵注水方式及底阀泄漏与防治 5.1水泵的注水方式 5.2水泵底阀产生泄漏的原因 5.3消除和防止水锤破坏作用的措施 5.4水泵底阀堵塞的防治 参考文献

矿井主排水设备选型设计 摘要： 认真分析题目要求，根据矿井安全生产的政策，法规，应用历史设计经验，结合煤炭行业发展现状，确定以严格遵守《矿井安全规程》和《煤矿工业设计规范》所规定的有关条款为依据，以安全可靠为根本，以投入少、运行费用低为原则的设计指导思想。 根据设计任务书所提供资料，拟估矿井条件，确定矿井对排水系统的具体要求：通过多种渠道掌握给排水行业最新信息，初步选择排水方案并对设备选型，进行相关计算，确定设备工况；校验水泵的稳定工作条件、经济运行条件，排除不合理方案。对所剩方案进行经济核算，以吨水百米费用和初期投入为指标筛选出最终方案。 选择系统配套附件，根据各设备外形尺寸及安装要求，并考虑其运行条件，最终确定泵房及管路的布置图。 最后对水泵的充水方式及底阀泄漏与防治进行专题论述。

绪论 ⑴对排水系统的要求 在矿井建设和生产过程中，随时都有各种来源的水涌入矿井。只有极少数例外的矿井是干燥。将涌入矿井的水排出，只是和矿水斗争的一方面，另一方面是采取有效措施，减少涌入矿井的水量。特别是防止突然涌水的袭击，对保证矿井生产有重要意义。 矿井排水设备不仅要排除各时期涌入矿井的矿水，而且在遭到突然涌水的袭击有可能淹没矿井的情况下，还要抢险排水。在恢复被淹没的矿井时，首要的工作就是排水。排水设备始终伴随着矿井建设和生产而工作，直至矿井寿命截止才完成它的使命。因此，排水设备是煤矿建设和生产中不可缺少的，它对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。 为了使排水设备能在安全、可靠和经济的状况下工作，必须做好确定排水方案，选择排水设备，进行布置设计，施工试运转，直到正常运行各环节的工作。 ⑵矿水 在矿井建设和生产过程中，涌入矿井的水流称为矿水。 ①矿水来源 矿井水的来源分为地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水及雨水、融雪和山洪等，如果有巨大裂缝与井下沟通时，就会造成水灾。地下水包括含水层水、断层水和老空水。地下水在开采过程中不断涌出。 ②涌水量 矿水可以用单位时间涌入矿井内的体积来度量，称为绝对涌水量。一般用“q”表示，其单位为m3/h。涌水量的大小与该矿区的地理位置、地形、水文地质及气候等条件有关；同一矿井在一年四季中涌水量也是不同的，如春季融雪或雨季里涌水量大些，其他季节则变化不大，因此前者称最大涌水量，而后者称为正常涌水量。 为了对比不同矿井涌水量的大小，通常还采用同一时期内，相对于单位煤炭产量（以吨计）的涌水量作为比较参数，称它为相对涌水量，或称为含水系数。若以K表示相对涌水量，则

光伏水泵系统中CVT及MPPT的控制比较

光伏水泵系统中CVT 及 MPPT 的控制比较a 余世杰　何慧若　曹仁贤 (合肥工业大学能源研究所,合肥230009) 文　摘:光伏阵列的最大功率点跟踪器可使光伏水泵系统获得实时的最大功率输出。出于方便及 降低系统造价,世界上大多数国家的光伏水泵系统产品迄今仍采用恒定电压跟踪器(CVT ),以代 替真正的最大功率点跟踪器(MPP T )。本文通过计算机仿真进一步阐明了CVT 与MP PT 的区别 并证明MP PT 在很大程度上优于CVT ,特别是对于冬、夏及全日内温差较大的场合。 关键词:光伏水泵,CVT ,M PP T ,仿真,比较 0　引　言 近几年光伏水泵系统数量在世界范围内迅速增长,特别是非洲、南美、澳洲及亚洲各国,其增长幅度相当大,印度近5年来新安装的光伏水泵系统约有4000台套,连能源供应远不算紧张的泰国,1992年以来也在其乡村安装了近千台光伏水泵系统,其它如马来西亚、印度尼西亚、孟加拉、缅甸等许多国家也都有一定幅度的增长。其迅速增长的原因,不外是近几年来太阳电池、电力电子及微电子技术的快速发展及人们环保意识的不断增强,许多实例都进一步证明了光伏水泵系统的经济性要优于柴油机水泵,而且具有全自动、高可靠性、无人值守等特点,非常适合边远地区使用。当然,许多国家都制定了相应的鼓励政策,这也是光伏水泵快速发展的原因之一。 由于CVT (恒定电压跟踪器)的制造相对简单,目前许多国家的产品仍然采用这种跟踪方式以代替相对复杂一些的MPPT (最大功率点跟踪器),但这种方式所带来的功率损失相比于近代微电子技术的迅速发展及微电子器件的大幅度降价,已经显得很不经济。本文通过对具体系统的计算机仿真阐明了MPPT 远较CVT 合理。 1　CVT 与MPPT 硅太阳电池阵列具有如图1所示的伏安特性,在不同的日射强度下它与负载特性L 的交点,如a 、b 、c 、d 、e 等为系统当前的工作点。可以看出,这些工作点并不正好落在阵列可能提供最大功率的那些点,如a ?、b ?、c ?、d ?、e ? 上,这就不能充分利用在当前日射下阵列所能提供的最大功率,被浪费的阵列容量为如图1中阴影线所示的面积。如果把在不同日射下阵列所能提供最大功率的点联起来,就构成了图1中曲线P max 所示的最大功率点轨迹线,任何时候都应设 第19卷　第4期 1998年10月 ACT A ENERGIAE SOLARIS SINICA Vol .19,No.4 Oct.,1998　 a 本文1997-10-31收到

制冷系统性能测试试验台设计修订稿

制冷系统性能测试试验 台设计 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

本科毕业设计（论文） 题目制冷循环性能测试试验台 学生姓名 XXXX 专业班级 04热能与动力工程2班 学号 XXXXXXXXXX 院别 XX学院 指导老师（职称） XXXXXX 教授 完成时间 2XXX-6-6

摘要 近20年来，制冷和空调技术得到了飞速的发展和广泛应用。从人们的日常生活到国民经济的各部门，从传统产业到高新技术产业，从国防科技到航空航天，到处都离不开制冷技术及其设备。 本文简单介绍单级蒸汽压缩式制冷循环性能测试实验台的设计中的几个问题：新型绿色制冷剂的使用，热力循环的计算，蒸发器和冷凝器的设计计算，制冷循环附件的选型，各种热工测量仪器的选型及安装使用要求，以及制冷技术的发展和展望。 本实验台选用最有前途的绿色制冷剂R134a，广东美芝制冷设备有限公司的全封闭压缩机，及各种性能优良的控制设备和热工测量仪器 制冷循环性能测试实验台的作用，顾名思义是用实验的方法去测试各种实际因素对循环的影响，以便更好的分析研究实际循环的各种不完善因素和应作出的改进。用本实验台能研究高压液体过冷、是否有回热、压缩机吸气过热（有用及无用过热）等因素对循环的影响 关键词制冷循环/实验台/新型制冷剂/测试技术/环保

ABSTRACT This article simply introduced the in design several questions: New green refrigerant use，the calculation of the thermodynamic energy circulation, evaporator and condenser computation，air-conditioner appendix choice, as well as heat pump room air-conditioner development and forecast. The air conditioning is as the name suggests carries on the adjustment to the air parameter, in order to cause the environment to suit our request. With development of our country national economy and the improvement of the people's lives level，people's living conditions condition request also in gradually enhancement. Therefore the air conditioning holds the very important position in the daily life. Also causes the air conditioning technology in the unceasing enhancement, achieves the people to the environment request. The heat pump room air-conditioner both can make cold and heat, can satisfy the requests of the winter and summer, so it gets a fast development. The air-conditioner is facing the miniaturization, the energy conservation, the intellectualization, is artistic, the health direction develops. In recent years, along with the housing condition change, some users stemming from saved spatial the consideration, started to purchase ＂one-drivers-two＂ air-conditioners, the promotion pulls as soon as tows two air-conditioners the development and the improvement. KEY WORDS The heat pump , One-drivers-two air-conditioner, New green refrigerant, Energy conservation, Environmental protection

光伏水泵系统

太阳能光电工程学院 《光伏综合实践》 课程设计报告书 题目：光伏水泵系统 姓名： 专业： 准考证号： 设计成绩： 指导教师： 摘要 有人把太阳能水泵比作是农家的“及时雨”,这并不夸张。因为每当酷暑热

浪席卷大地之时,正是它大显身手之际。它能为濒于干枯的禾苗,及时送来甘露。光伏水泵亦称太阳能水泵，主要由光伏扬水逆变器和水泵组成。具体应用时，再根据不同扬程和日用水量的需求配以相应功率的太阳能电池阵列，统称为光伏扬水系统。目前, 太阳能泵主要有两种类型。一种是光热水泵即把太阳能转换为热能例如热管技术, 使水或氟里昂变成压力蒸汽, 并使其做功, 例如美国的OASTS泵与MONDESH泵, 靠水蒸汽利用双隔膜泵来抽水。而德国的太阳能泵则是利用氟里昂作为介质推动类似蒸气机的装置来抽水。这类水泵的缺点是效率低,且对环境有污染。另一种便是光伏水泵, 它具有无污染、全自动、运行成本低等优点。本文主要阐述了光伏水泵的系统组成，以及各个组件在系统中的作用。 关键词系统组成水泵作用 目录

绪言 (2) 1. 光伏水泵系统 (3) 1.1概述 (3) 1.1系统的基本构成 (4) 1.2光伏阵列 (5) 1.3控制器 (5) 1.4最大功率点跟踪器 (6) 1.5变频逆变器 (7) 1.6电机和水泵 (8) 2.光伏水泵的技术特点 (9) 2.1要求平均效率有最大值 (9) 2.2关死点功率越小越好 (9) 2.3要求平均流最有最大值 (9) 3.应用前景 (9) 参考文献 (11) 绪言 光伏水泵系统的基本工作原理是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能,

然后通过控制器驱动电机带动光伏水泵运行。光伏水泵系统可广泛用于无电地区的人畜用水、农业灌溉以及边防、海岛哨所等高度分散点的用水。目前, 太阳能泵主要有两种类型。一种是光热水泵以, 即把太阳能转换为热能例如热管技术, 使水或氟里昂变成压力蒸汽, 并使其做功, 例如美国的OASTS泵与MONDESH泵, 靠水蒸汽利用双隔膜泵来抽水。而德国的太阳能泵则是利用氟里昂作为介质推动类似蒸气机的装置来抽水。这类水泵的缺点是效率低,且对环境有污染。另一种便是光伏水泵, 它具有无污染、全自动、运行成本低等优点。近年来, 光伏水泵系统的数量迅速增长,特别是非洲、南美、澳洲及亚洲各国。世界银行和联合国共同推荐光伏水泵系统作为解决边远地区人畜饮水、农田灌溉的首选技术。我国光伏水泵系统技术经过“八五”、“九五”科技攻关, 取得了长足进步, 但仍然没有对光伏水泵系统中的关键装置—光伏水泵进行专门的研究。 1. 光伏水泵系统 1.1概述 “光伏水泵系统”亦称“太阳能光电水泵系统”，其基本原理是利用太阳电池将太阳能直接转换为电能，然后驱动各类电动机带动水泵从深井、江、河、湖、