独立式太阳能光伏供电、基于传感器的MPPT控制五聚体电池转换器，用于无刷直流电机驱动的铣削系统

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Stand-Alone Solar PV-Fed Reduced Sensor-Based MPPT Controlled Pentamerous Cell Converter for BLDCM-Driven Milling System

基于无位置传感器BLDC电机的离网光伏制粉系统，采用五单元细胞（PC）转换器与改进型MPPT算法，通过电流传感器实现高效能能量转换。PC转换器具备连续输入电流、零电流切换和低电压纹波特性，使系统更紧凑高效。实验验证表明该方案在动态工况下仍能保持稳定输出，有效解决偏远地区能源获取难题。

　　

摘要

本文介绍了一种由无位置传感器的无刷直流（BLDC）电机驱动的、自给自足的太阳能光伏（PV）动力铣床，专为没有电网接入的偏远地区设计。该系统采用五单元电池（PC）转换器和先进的升压DC-DC转换器，并由基于简化传感器的最大功率点跟踪（MPPT）算法进行控制。这种创新的MPPT方法无需电压传感器，仅依赖电流传感器，从而简化了系统结构，降低了成本，并提高了控制速度。五单元电池（PC）转换器相比传统升压转换器具有多个优势：它提供连续的输入电流，减少了开关上的电压和电流应力，并实现了零电流切换，从而最小化了损耗并提高了效率。其较低的输出电压和电流纹波使得电容器尺寸更小，使其在太阳能光伏铣削应用中具有高效性和紧凑性。无传感器控制的BLDC电机进一步降低了系统的资本和维护成本，消除了对位置传感器的需求，解决了传统系统中的时间延迟问题，并在更高速度下提升了性能。结合MPPT控制器，该系统即使在低太阳辐照度下也能确保铣床获得稳定的扭矩输出，从而提高了能量转换效率。所提出的系统通过在不同太阳辐照条件下的仿真和实验进行了评估，结果表明其在稳态和动态场景下都具有高效率和稳定性。PC转换器、无传感器BLDC控制以及简化传感器的MPPT算法的结合优势，使得该系统成为一种坚固且经济高效的离网铣削解决方案，提供了可靠的性能和优化的能源利用。这种创新方法解决了偏远地区能源获取和效率方面的挑战，为传统解决方案提供了实用的替代方案。