Analysis of suitable converter for the implementation of drive system in solar photovoltaic panels

Abstract

Introduction. Photovoltaic (PV) systems gained immense attraction in the recent years since it produces electricity without causing environmental pollution through direct conversion of solar irradiance into electricity. Solar PV panels produce DC power. The magnitude of this DC power varies with temperature and irradiance of the sun rays. The DC supply from solar panels can be regulated using DC-DC converter and then can further be converted into the desired AC voltage by means of a voltage source inverter before being fed to an induction motor (IM). The speed and torque of an IM, fed from PV arrays, can vary due to the variation in the output power of the panels. Goal of this work is to improve the dynamic performance and reduce the torque ripple of Cuk converter-inverter fed IM drive system. The novelty of the current work proposes interleaved Cuk converter between solar PV DC source and the inverter. Purpose. To provide continuous current using an interleaved Cuk converter to the IM drive and in turn to reduce the torque ripple in IM. Methodology. Introduced an interleaved Cuk converter which is a blend of Cuk converters connected in parallel with each other between solar PV arrays and IM drive system. Originality. Simulation results are obtained for Cuk converter and interleaved Cuk converter fed IM drive by means of MATLAB. The hardware setup for the same IM systems is developed. Practical value. Simulation and hardware results are coincided with each other and it is subject from the simulation and hardware results that the interleaved Cuk converter-inverter fed IM system produced results superior than the Cuk converter inverter fed IM drive system. References 25, table 2, figures 22.Вступ. Фотоелектричні (ФЕ) системи набули величезної привабливості в останні роки, оскільки вони виробляють електроенергію, не викликаючи забруднення навколишнього середовища, за рахунок прямого перетворення сонячного випромінювання на електрику. Сонячні ФЕ панелі виробляють енергію постійного струму. Значення цієї потужності постійного струму залежить від температури та освітленості сонячних променів. Подача постійного струму від сонячних панелей може регулюватися за допомогою DC-DC перетворювача, а потім може бути перетворена в бажану змінну напругу за допомогою інвертора джерела напруги перед подачею на асинхронний двигун. Швидкість та обертаючий момент асинхронного двигуна, що живиться від ФЕ батарей, можуть змінюватися через зміну вихідної потужності панелей. Метою даної роботи є покращення динамічних характеристик та зменшення пульсацій обертаючого моменту системи приводу асинхронного двигуна з живленням від Cuk перетворювача-інвертора. Новизна цієї роботи пропонує Cuk перетворювач, що чергується, між сонячним ФЕ джерелом постійного струму та інвертором. Мета. Забезпечення безперервності струму за допомогою Cuk перетворювача, що чергується, для приводу асинхронного двигуна і, у свою чергу, зменшення пульсації обертаючого моменту в асинхронному двигуні. Методологія. Представлений Cuk перетворювач, що чергується, який являє собою суміш Cuk перетворювачів, підключених паралельно один до одного між сонячними ФЕ батареями і системою приводу асинхронного двигуна. Оригінальність. Результати моделювання отримані для Cuk перетворювача і приводу асинхронного двигуна з живленням Cuk перетворювача, що чергується, за допомогою MATLAB. Розроблено апаратну частину цих же асинхронних двигунів. Практична цінність. Результати моделювання та апаратного забезпечення збігаються один з одним, і з результатів моделювання та апаратного забезпечення випливає, що система асинхронного двигуна з живленням від Cuk перетворювача-інвертора, що чергується, дає результати, які перевищують результати, ніж система приводу асинхронного двигуна з живленням від Cuk перетворювача. Бібл. 25, табл. 2, рис. 22.