随着现代信息科学和农业技术的快速发展,人类对能源的需求量大而紧俏。太阳能作为新型无污染能源被人类广泛应用于各个领域,而近年来光伏技术应用中的光伏灌溉水泵系统在抗旱、节水、节能方面大有可观,使其在农业发展中成为又一项重要应用。但多数灌溉环境条件恶劣,水泵电机作为该系统的动力核心,发生定子匝间短路故障是光伏灌溉水泵系统在运行时所产生的主要故障。因此,本文以太阳能发电技术为发电源,通过在不同环境下的花生作物不同生育期的需水量对比,对光伏灌溉水泵系统的器件选择、光伏最大功率点跟踪、水泵电机自动调速、电机定子匝间短路故障诊断进行针对性研究,使其能良好满足花生作物日常灌溉需求。主要研究内容如下:首先,获取了实验地点太阳辐射量、降水量等环境信息后,建立了太阳辐射模型。结合了花生作物的需水规律和作物生长期的降水分布,在此基础上计算出了所需水泵抽水量,计算了光伏板数量和光伏供电装置的容量,选择了合适的水泵模型。进行了光辐射量与灌溉水量关系仿真,证明了此光伏灌溉水泵系统可满足作物灌溉需求的可行性。分析了光伏灌溉水泵系统的结构,制定了总体方案,实现光伏灌溉水泵系统设计。然后,分析了光伏电池特性,建立了数学模型,并用PvSyst及MATLAB软件仿真了光伏电池和光伏水泵供电系统,得到光伏阵列特性曲线后,分析了传统的最大功率点跟踪方法,步长太大或太小,外部环境因素变化引起的功率损耗大,效率低,研究了利用改进的自适应变步长扰动观测方法来节省最大功率点跟踪时间的同时减少振荡。利用了转子磁场定向法对水泵电机进行矢量控制,将三相异步电动机等效于直流电机,对直流电动机的速度控制方法进行了仿真,实现了交流水泵电机调速。最后,研究了水泵电机定子匝间短路故障诊断相关方法,建立了水泵电机定子短路故障的数学模型,提出了采用参数估计方法对定子短路故障进行诊断,用MATLAB软件对参数估计方法进行仿真研究,估计结果与测量结果对比表明,采用参数估计算法对水泵电机定子绕组匝间短路故障诊断是可行的。