直流电动机的光伏水泵系统
我国西北地区电网覆盖率相对较低，有部分地区仍然无电或缺电。利用太阳能电池板及水泵系统，是解决无电及缺电地区的生活和生产用水问题的有效措施。
1 光伏水泵系统的构成
光伏水泵系统由太阳能电池阵列、逆变控制器、无刷直流电动机、水泵、蓄水池构成，系统框图如图1。
1．1 光伏阵列
光伏阵列由多组太阳能电池串、并联构成，其作用是把太阳能直接转换成直流电能。
1．2 变频逆变控制器
（1）控制器：光伏阵列的伏安特性曲线具有强烈的非线性，而且和太阳的辐射强度、环境温度等气象条件有关系，光伏阵列在不同的太阳辐射强度下，其输出功率变化很大，不利于电动机的正常运行。因此，通过使用zui大功率点跟踪和变频调速技术（mppt），控制电动机始终工作在阵列zui大功率点，从而保证电动机的运行，系统采用pc机集中处理，使系统实现无人值守。
（2）变频逆变器：使用vvvf直接耦合逆变系统，它把光电池的直流电能通过三相桥式电路，直接转换成无刷直流电动机所需的三相交流电。
1．3 无刷直流电动机
无刷直流电动机是定、转子倒置的，采用电子开关换相的直流电动机。由于无刷直流电动机的定子部分与普通三相电动机相同，转子部分采用永磁体，使得电动机的制造、维护、维修简单化。电机结构如图2，定子采用环氧树脂塑封，电机为充水的湿式电动机，轴承采用水滑轴承。由于无机械密封，电动机的机械损耗低，效率高。
2 无刷直流电动机用于光伏水泵系统的一些优越性
电动机转子采用稀土钕铁硼永磁体，因而电动机定、转子间气隙可达2mm，定子可以采用环氧树脂塑封处理。电动机内腔充水，无机械密封损耗，从而大大提高电动机的效率，目前电动机的效率已经高达90．5%。电动机效率提高使光伏系统的效率也提高，光伏水泵系统的全日效率达2．5%～3%。电动机的起动方式为步进式起动，起动电池较小，一般不超过额定电流，电动机起动平稳，对逆变器、光电池板冲击小，延长了逆变器、光电池板的使用寿命，增加系统的安全性和可靠性。无刷直流电动机的调速范围宽和系统的闭环运行，克服了光电池板的非线性、不稳定性和电池板的输出功率变化较大的缺陷，使电动机在变化的日照条件下都能正常运行。
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1 光伏水泵系统的构成
光伏水泵系统由太阳能电池阵列、逆变控制器、无刷直流电动机、水泵、蓄水池构成，系统框图如图1。
1．1 光伏阵列
光伏阵列由多组太阳能电池串、并联构成，其作用是把太阳能直接转换成直流电能。
1．2 变频逆变控制器
（1）控制器：光伏阵列的伏安特性曲线具有强烈的非线性，而且和太阳的辐射强度、环境温度等气象条件有关系，光伏阵列在不同的太阳辐射强度下，其输出功率变化很大，不利于电动机的正常运行。因此，通过使用zui大功率点跟踪和变频调速技术（mppt），控制电动机始终工作在阵列zui大功率点，从而保证电动机的运行，系统采用pc机集中处理，使系统实现无人值守。
（2）变频逆变器：使用vvvf直接耦合逆变系统，它把光电池的直流电能通过三相桥式电路，直接转换成无刷直流电动机所需的三相交流电。
1．3 无刷直流电动机
无刷直流电动机是定、转子倒置的，采用电子开关换相的直流电动机。由于无刷直流电动机的定子部分与普通三相电动机相同，转子部分采用永磁体，使得电动机的制造、维护、维修简单化。电机结构如图2，定子采用环氧树脂塑封，电机为充水的湿式电动机，轴承采用水滑轴承。由于无机械密封，电动机的机械损耗低，效率高。
2 无刷直流电动机用于光伏水泵系统的一些优越性
电动机转子采用稀土钕铁硼永磁体，因而电动机定、转子间气隙可达2mm，定子可以采用环氧树脂塑封处理。电动机内腔充水，无机械密封损耗，从而大大提高电动机的效率，目前电动机的效率已经高达90．5%。电动机效率提高使光伏系统的效率也提高，光伏水泵系统的全日效率达2．5%～3%。电动机的起动方式为步进式起动，起动电池较小，一般不超过额定电流，电动机起动平稳，对逆变器、光电池板冲击小，延长了逆变器、光电池板的使用寿命，增加系统的安全性和可靠性。无刷直流电动机的调速范围宽和系统的闭环运行，克服了光电池板的非线性、不稳定性和电池板的输出功率变化较大的缺陷，使电动机在变化的日照条件下都能正常运行。
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