Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha leasachaidhean ann an èifeachdas siostaman pumpaidh uisge photovoltaic (PVWPS) air ùidh mhòr a tharraing am measg luchd-rannsachaidh, leis gu bheil an obair aca stèidhichte air cinneasachadh lùth dealain glan. Bidh an smachd a thathar a’ moladh a’ taghadh an ìre sruthadh as fheàrr le bhith a’ lughdachadh call IM. lùghdachadh an t-sruth sinc;Mar sin, tha call motair air a lughdachadh agus èifeachdas air a leasachadh.Tha an ro-innleachd smachd a thathar a’ moladh air a choimeas ri modhan gun lughdachadh call. Bithear a’ dèanamh deuchainn pròiseasar-in-the-loop (PIL) mar dheuchainn deuchainneach air a’ mhodh a thathar a’ moladh. bòrd coltach ri toraidhean atharrais àireamhach.
Lùth ath-nuadhachail, gu sònraichtegrèineteicneòlas photovoltaic, a bhith na roghainn nas glaine an àite connadh fosail ann an siostaman pumpaidh uisge1,2.Tha siostaman pumpaidh photovoltaic air mòran aire fhaighinn ann an sgìrean iomallach gun dealan3,4.
Bithear a’ cleachdadh diofar einnseanan ann an tagraidhean pumpaidh PV.Tha a’ phrìomh ìre de PVWPS stèidhichte air motaran DC. chaidh motaran magnet maireannach a thoirt a-steach, a tha air an comharrachadh le gun bhruis, àrd-èifeachdas agus earbsachd6.An coimeas ri motaran eile, tha coileanadh nas fheàrr aig PVWPS stèidhichte air IM leis gu bheil an motair seo earbsach, cosgais ìosal, gun chumail suas, agus a’ tabhann barrachd chothroman airson ro-innleachdan smachd7 Bithear a’ cleachdadh dòighean Smachd Indirect Field Oriented (IFOC) agus dòighean Smachd Torc Dìreach (DTC) gu cumanta8.
Chaidh IFOC a leasachadh le Blaschke agus Hasse agus leigidh e le astar IM atharrachadh thairis air raon farsaing9,10.Tha sruth an stator air a roinn ann an dà phàirt, bidh aon a’ gineadh an flux magnetach agus am fear eile a’ gineadh an torque le bhith ag atharrachadh gu siostam co-òrdanachaidh dq. smachd neo-eisimeileach air flux agus torque fo staid sheasmhach agus suidheachaidhean fiùghantach.Tha Axis (d) air a cho-thaobhadh ri vectar fànais rotor flux, a tha a’ toirt a-steach am pàirt q-axis den vectar fànais rotor flux an-còmhnaidh neoni.FOC a’ toirt seachad freagairt math agus nas luaithe11 ,12, ge-tà, tha an dòigh seo iom-fhillte agus le ùmhlachd do atharrachaidhean paramadair13. Gus faighinn thairis air na h-uireasbhaidhean sin, thug Takashi agus Noguchi14 a-steach DTC, aig a bheil coileanadh àrd fiùghantach agus a tha làidir agus nach eil cho mothachail air atharrachaidhean paramadair. air an smachd le bhith a’ toirt air falbh an stator flux agus torque bho na tuairmsean co-fhreagarrach.an dà chuid stator flux agus torque.
Is e prìomh mhì-ghoireasachd na ro-innleachd smachd seo na caochlaidhean mòra torque agus flux mar thoradh air a bhith a’ cleachdadh riaghladairean hysteresis airson riaghladh flux stator agus torque electromagnetic15,42.Tha luchd-tionndaidh ioma-ìre air an cleachdadh gus ripple a lughdachadh, ach tha èifeachdas air a lughdachadh leis an àireamh de suidsichean cumhachd16. Tha grunn ùghdaran air atharrachadh vectar fànais (SWM)17, smachd modh sleamhnachaidh (SMC)18 a chleachdadh, a tha nan dòighean cumhachdach ach a tha a’ fulang le buaidhean sèididh neo-mhiannach19.Tha mòran de luchd-rannsachaidh air dòighean inntleachd fuadain a chleachdadh gus coileanadh rianadair a leasachadh, nam measg, (1) lìonraidhean, ro-innleachd smachd a dh’ fheumas luchd-giullachd àrd-astar a chuir an gnìomh20, agus (2) algoirmean ginteil21.
Tha smachd fuzzy làidir, freagarrach airson ro-innleachdan smachd neo-loidhneach, agus chan eil feum air eòlas air an dearbh mhodail. Bidh DTCn stèidhichte air FLC a’ toirt seachad coileanadh nas fheàrr22, ach chan eil gu leòr ann airson èifeachdas an einnsein a mheudachadh, agus mar sin tha feum air dòighean optimization lùb smachd.
Anns a’ mhòr-chuid de sgrùdaidhean roimhe, thagh na h-ùghdaran flux seasmhach mar an flux iomraidh, ach chan eil an roghainn iomraidh seo a’ riochdachadh cleachdadh as fheàrr.
Feumaidh draibhearan motair àrd-choileanadh, àrd-èifeachdais freagairt astar luath agus ceart. Air an làimh eile, airson cuid de dh’ obair, is dòcha nach bi an smachd as fheàrr, agus mar sin chan urrainnear èifeachdas an t-siostam dràibhidh a mheudachadh. iomradh flux caochlaideach rè obrachadh siostam.
Tha mòran ùghdaran air rianadair sgrùdaidh (SC) a mholadh a lughdaicheas call fo chumhachan luchdan eadar-dhealaichte (leithid ann an 27) gus èifeachdas an einnsein a leasachadh. Ach, tha an dòigh seo a’ toirt a-steach torque ripple mar thoradh air oscillations a tha an làthair anns an t-sruth beàrn èadhair, agus tha cur an gnìomh an dòigh seo a’ toirt ùine agus a’ caitheamh mòran ghoireasan. a dhol an sàs ann am minima ionadail, a’ leantainn gu droch thaghadh de pharamadairean smachd29.
Anns a’ phàipear seo, thathas a’ moladh dòigh-obrach co-cheangailte ri FDTC gus an flux magnetach as fheàrr a thaghadh le bhith a’ lughdachadh call motair. Bidh an cothlamadh seo a’ dèanamh cinnteach gum bi comas ann an ìre flux as fheàrr a chleachdadh aig gach puing obrachaidh, agus mar sin ag àrdachadh èifeachdas an t-siostam pumpaidh uisge photovoltaic a tha san amharc. Mar sin, tha e coltach gu bheil e gu math goireasach airson tagraidhean pumpadh uisge photovoltaic.
A bharrachd air an sin, bithear a’ dèanamh deuchainn pròiseasar-an-lùb air an dòigh a thathar a’ moladh a’ cleachdadh bòrd STM32F4 mar dhearbhadh deuchainneach. , tha bòrd tionndaidh FT232RL USB-UART co-cheangailte ris an STM32F4, a tha a’ gealltainn eadar-aghaidh conaltraidh taobh a-muigh gus port sreathach brìgheil (port COM) a stèidheachadh air a ’choimpiutair.
Tha coileanadh PVWPS a’ cleachdadh an dòigh a thathar a’ moladh air a choimeas ri siostaman PV gun lughdachadh call fo chumhachan obrachaidh eadar-dhealaichte.
Tha an còrr den phàipear air a structaradh mar a leanas: Tha modaladh an t-siostam a thathar a’ moladh air a thoirt seachad anns an earrainn “Modeling of Photovoltaic Systems”. Anns an earrann “Ro-innleachd smachd an t-siostam sgrùdaichte”, FDTC, tha an ro-innleachd smachd a thathar a’ moladh agus an dòigh MPPT mar a leanas: Tha na co-dhùnaidhean air an deasbad anns an earrann “Toraidhean Samhlachaidh”.Anns an roinn “Deuchainn PIL leis a’ bhòrd lorg STM32F4", thathas a ’toirt cunntas air deuchainn pròiseasar-an-lùb. Co-dhùnaidhean" earrann.
Tha Figear 1 a’ sealltainn an rèiteachadh siostam a thathar a’ moladh airson siostam pumpaidh uisge PV leis fhèin. , tha modaladh an t-siostam pumpaidh uisge photovoltaic sgrùdaichte air a thaisbeanadh.
Tha am pàipear seo a 'gabhail ris a' mhodail aon-diode degrèineceallan photovoltaic.Tha feartan cealla PV air an comharrachadh le 31, 32, agus 33.
Gus an atharrachadh a dhèanamh, thathas a’ cleachdadh inneal-tionndaidh àrdachadh.
Faodar am modail matamataigeach de IM a mhìneachadh anns an fhrèam iomraidh (α, β) leis na co-aontaran a leanas 5,40:
Far a bheil \(l_{s }\), \(l_{r}\): inductance stator agus rotor, M: inductance dha chèile, \(R_{s }\), \(I_{s }\): strì an aghaidh stator agus stator An-dràsta, \(R_{r}\), \(I_{r}\): strì an aghaidh rotor agus sruth rotor, \(\phi_{s}\), \(V_{s}\): stator flux agus stator bholtaids , \(\phi_{r}\), \(V_{r}\): flux rotor agus bholtaids rotor.
Faodar torque luchdan pumpa ceud-ghluasadach a tha co-rèireach ri ceàrnag astar IM a dhearbhadh le:
Tha smachd air an t-siostam pumpa uisge a thathar a 'moladh air a roinn ann an trì subsadaidhean sònraichte. DTC stèidhichte air FLC a leigeas le sruthan iomraidh a dhearbhadh.
Anns an obair seo, thathas a’ cleachdadh innleachd P&O le ceum caochlaideach gus sùil a chumail air a’ phuing cumhachd as àirde. Tha e air a chomharrachadh le tracadh luath agus oscillation ìosal (Fig.
Is e am prìomh bheachd aig DTC smachd a chumail gu dìreach air flux agus torque an inneil, ach tha cleachdadh riaghladairean hysteresis airson torque electromagnetic agus riaghladh flux stator a’ leantainn gu torque àrd agus ripple flux. Faodaidh modh DTC (Fig. 7), agus an FLC stàitean vectar inverter gu leòr a leasachadh.
Anns a’ cheum seo, tha an cur-a-steach air atharrachadh gu caochladairean fuzzy tro ghnìomhan ballrachd (MF) agus briathrachas cànanach.
Tha na trì gnìomhan ballrachd airson a’ chiad chur-a-steach (εφ) àicheil (N), dearbhach (P), agus neoni (Z), mar a chithear ann am Figear 3.
Is e na còig gnìomhan ballrachd airson an dàrna cuir a-steach (\(\varepsilon\)Tem) Negative Mòr (NL) Negative Small (NS) Zero (Z) Positive Small (PS) agus Positive Large (PL), mar a chithear ann am Figear 4.
Tha an t-slighe stator flux air a dhèanamh suas de 12 roinnean, anns a bheil an seata fuzzy air a riochdachadh le gnìomh ballrachd triantanach isosceles, mar a chithear ann am Figear 5.
Buidhnean Clàr 1 180 riaghailtean fuzzy a bhios a’ cleachdadh gnìomhan ballrachd cuir a-steach gus stàitean suidse iomchaidh a thaghadh.
Tha an dòigh co-dhùnaidh air a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh innleachd Mamdani.Tha am bàillidh cuideim (\(\alpha_{i}\)) den riaghailt i-th air a thoirt seachad le:
far a bheil \( \ mu Ai \ clì ( { e \ varphi } \ deas) \ ), \ ( \ mu Bi \ clì ( {eT} \ deas), \ ) \ ( \ mu Ci \ clì ( \ theta \ deas ) \): Luach ballrachd flux magnetach, torque agus mearachd ceàrn flux stator.
Tha Figear 6 a’ sealltainn na luachan biorach a gheibhear bho na luachan fuzzy a’ cleachdadh an dòigh as àirde a mhol Eq.(20).
Le bhith ag àrdachadh èifeachdas motair, faodar an ìre sruth àrdachadh, a tha e fhèin ag àrdachadh pumpadh uisge làitheil (Figear 7). Is e adhbhar an dòigh a leanas ro-innleachd stèidhichte air lughdachadh call a cheangal ri dòigh smachd torque dìreach.
Tha fios gu bheil luach an flux magnetach cudromach airson èifeachdas an motair.Tha luachan flux àrd a’ leantainn gu barrachd call iarann a bharrachd air sùghaidh magnetach den circuit.Conversely, tha ìrean flux ìosal ag adhbhrachadh call àrd Joule.
Mar sin, tha lùghdachadh call ann an IM ceangailte gu dìreach ris an roghainn ìre flux.
Tha an dòigh a thathar a’ moladh stèidhichte air modaladh call Joule co-cheangailte ris an t-sruth a tha a’ sruthadh tro lùban stator san inneal.Tha e a’ toirt a-steach a bhith ag atharrachadh luach flux an rotor gu luach as fheàrr, agus mar sin a’ lughdachadh call motair gus àrdachadh èifeachdais. Faodar a chuir an cèill mar a leanas (a’ seachnadh call bunaiteach):
Tha an torque electromagnetic \(C_{em}\) agus rotor flux\(\phi_{r}\) air an tomhas san t-siostam co-òrdanachaidh dq mar:
Tha an torque electromagnetic \ (C_{em}\) agus rotor flux \ (\ phi_{r}\) air an tomhas ann an iomradh (d, q) mar:
le bhith a’ fuasgladh a’ cho-aontar.(30), lorgaidh sinn an sruth stator as fheàrr a nì cinnteach gum bi flux rotor as fheàrr agus glè bheag de chall:
Chaidh diofar shamhlaidhean a dhèanamh a’ cleachdadh bathar-bog MATLAB/Simulink gus neart agus coileanadh an dòigh-obrach a chaidh a mholadh a mheasadh. tha na crìochan sònraichte aige air an sealltainn ann an Clàr 3. Tha na pàirtean den t-siostam pumpaidh PV air an sealltainn ann an Clàr 4.
Anns an earrainn seo, thathas a’ dèanamh coimeas eadar siostam pumpaidh uisge photovoltaic a’ cleachdadh FDTC le iomradh flux seasmhach agus siostam a thathar a’ moladh a tha stèidhichte air an flux as fheàrr (FDTCO) fo na h-aon chumhachan obrachaidh.
Tha an earrann seo a’ taisbeanadh suidheachadh tòiseachaidh an t-siostam pumpaidh a tha san amharc stèidhichte air ìre insolation de 1000 W/m2. Tha Figear 8e a’ sealltainn freagairt astar an dealain s, agus le FDTC, a 'ruigsinn staid sheasmhach aig 1.93 s.Figure 8f a' sealltainn a 'pumpadh an dà ro-innleachdan smachd.It faodar fhaicinn gu bheil an FDTCO a' meudachadh an t-suim pumpaidh, a tha a 'mìneachadh an leasachadh ann an lùth a thionndaidh an IM.Figures 8g agus 8h a’ riochdachadh an sruth stator air a tharraing.Is e 20 A an sruth tòiseachaidh a’ cleachdadh an FDTC, agus tha an ro-innleachd smachd a thathar a’ moladh a’ moladh sruth tòiseachaidh de 10 A, a lughdaicheas call Joule. Bidh PVPWS ag obair aig flux iomraidh seasmhach de 1.2 Wb, agus anns an dòigh a thathar a’ moladh, is e an flux iomraidh 1 A, a tha an sàs ann a bhith a’ leasachadh èifeachdas an t-siostam photovoltaic.
(a)Solarrèididheachd (b) às-tharraing cumhachd (c) Cearcall dleastanais (d) bholtadh bus DC (e) Astar rotor (f) Uisge pumpaidh (g) Sruth ìre stator airson FDTC (h) Sruth ìre stator airson FDTCO (i) Freagairt flux a’ cleachdadh FLC (j) Freagairt flux a 'cleachdadh FDTCO (k) Stator flux slighe a' cleachdadh FDTC (l) Stator flux slighe a 'cleachdadh FDTCO.
Tha angrèinebha rèididheachd eadar-dhealaichte bho 1000 gu 700 W/m2 aig 3 diogan agus an uairsin gu 500 W/m2 aig 6 diogan (Fig. 8a). Tha figearan 8c agus 8d a’ sealltainn cearcall dleastanais agus bholtadh ceangail DC, fa leth.Tha Figear 8e a’ sealltainn astar dealain IM, agus chì sinn gu bheil astar agus ùine freagairt nas fheàrr aig an dòigh a thathar a’ moladh an taca ris an t-siostam photovoltaic stèidhichte air FDTC.Figure 8f a’ sealltainn pumpadh uisge airson diofar ìrean irradiance a gheibhear le bhith a’ cleachdadh FDTC agus FDTCO.Faodar barrachd pumpadh a choileanadh le FDTCO na le FDTC. , tha an leudachd gnàthach air a lughdachadh, a tha a’ ciallachadh nas lugha de chall copair, agus mar sin a’ meudachadh èifeachdas an t-siostaim. Mar sin, faodaidh sruthan tòiseachaidh àrd leantainn gu coileanadh inneal nas lugha.An coimeas ri Figear 8i, tha an flux seasmhach, nach eil a’ riochdachadh an obrachaidh as fheàrr. Tha 8l a’ nochdadh an leasachadh flux as fheàrr agus a’ mìneachadh a’ phrìomh bheachd air an ro-innleachd smachd a tha san amharc.
Atharrachadh gu h-obann ann angrèinechaidh rèididheachd a chuir an sàs, a’ tòiseachadh le irradiance de 1000 W / m2 agus gu h-obann a’ lughdachadh gu 500 W / m2 às deidh 1.5 s (Fig. 9a). W/m2.Tha figearan 9c agus 9d a' sealltainn a' chuairt dleastanais agus bholtaids ceangail DC, fa leth.Mar a chithear bho Fig. 9e, tha an dòigh a thathar a' moladh a' toirt seachad ùine freagairt nas fheàrr. le FDTCO nas àirde na le FDTC, a’ pumpadh 0.01 m3/s aig irradiance 1000 W/m2 an coimeas ri 0.009 m3/s le FDTC;A bharrachd air an sin, nuair a bha irradiance 500 W Aig / m2, phump FDTCO 0.0079 m3/s, fhad ‘s a bha FDTC a’ pumpadh 0.0077 m3/s.Figures 9g agus 9h. tha an ro-innleachd smachd a thathar a’ moladh a’ sealltainn gu bheil an leudachd gnàthach air a lughdachadh fo atharrachaidhean obann irradiance, a’ leantainn gu call copair nas lugha. a’ nochdadh a choileanadh le flux de 1Wb agus irradiance de 1000 W/m2, fhad ‘s a tha an flux 0.83Wb agus an irradiance aig 500 W/m2.An coimeas ri Fig. 9i, tha an flux seasmhach aig 1.2 Wb, rud nach eil Tha figearan 9k agus 9l a’ sealltainn mean-fhàs an stator flux trajectory.Figure 9l a’ sealltainn an leasachadh flux as fheàrr agus a’ mìneachadh a’ phrìomh bheachd air an ro-innleachd smachd a thathar a’ moladh agus leasachadh an t-siostam pumpaidh a thathar a’ moladh.
(a)Solarrèididheachd (b) Cumhachd air a thoirt a-mach (c) Cearcall dleastanais (d) bholtadh bus DC (e) Astar rotor (f) Sruth uisge (g) Sruth ìre stator airson FDTC (h) Sruth ìre stator airson FDTCO (i) ) Freagairt flux a’ cleachdadh FLC (j) Freagairt flux a’ cleachdadh FDTCO (k) Stator flux trajectory a’ cleachdadh FDTC (l) Stator flux trajectory a’ cleachdadh FDTCO.
Tha mion-sgrùdadh coimeasach air an dà theicneòlas a thaobh luach flux, amplitude gnàthach agus pumpadh ri fhaicinn ann an Clàr 5, a tha a’ sealltainn gu bheil am PVWPS stèidhichte air an teicneòlas a tha san amharc a’ toirt seachad àrd-choileanadh le barrachd sruth pumpaidh agus sruth is call leudachaidh as ìsle, a tha ri thighinn. gu taghadh flux as fheàrr.
Gus an ro-innleachd smachd a chaidh a mholadh a dhearbhadh agus a dhearbhadh, thèid deuchainn PIL a dhèanamh stèidhichte air bòrd STM32F4.Tha e a’ toirt a-steach còd gineadh a thèid a luchdachadh agus a ruith air a ’bhòrd freumhaichte. tricead cloc, aonad puing fleòdraidh, stiùireadh DSP, 192 KB SRAM.Rè an deuchainn seo, chaidh bloc PIL leasaichte a chruthachadh anns an t-siostam smachd anns a bheil an còd gineadh stèidhichte air bòrd bathar-cruaidh lorg STM32F4 agus air a thoirt a-steach ann am bathar-bog Simulink. Tha deuchainnean PIL ri rèiteachadh a’ cleachdadh bòrd STM32F4 air an sealltainn ann am Figear 10.
Faodar deuchainn PIL co-atharrachaidh a’ cleachdadh STM32F4 a chleachdadh mar dhòigh cosgais ìosal gus an dòigh-obrach a chaidh a mholadh a dhearbhadh.
Tha an tè mu dheireadh air a chuir gu bàs aig an aon àm ri Simulink agus ag iomlaid fiosrachaidh aig àm co-atharrais a’ cleachdadh an dòigh PVWPS a tha san amharc. Tha Figear 12 a’ sealltainn buileachadh an fho-shiostam teicneòlas optimization ann an STM32F4.
Is e dìreach an dòigh flux iomraidh as fheàrr a tha san amharc a tha air a nochdadh anns a’ cho-atharrais seo, leis gur e am prìomh chaochladair smachd airson na h-obrach seo a tha a’ taisbeanadh giùlan smachd siostam pumpaidh uisge photovoltaic.
Ùine puist: Giblean-15-2022
