Power Efficiency and Digital Communication of Phasecontrolled Rectifiers for Industrial Uninterruptible Power Supply Systems

Abstract

In this paper аre presented line-frequency phase-controlled rectifiers with digital control units developed in Institute “Nikola Tesla”. Digital control units of the type “DRI 07” are based on microcontroller „Intel” 80C196KB16. Implemented technical solutions are described, with emphasis on capabilities to establish digital communication with a central process computer implementing standard industrial communication protocols. Electrically isolated „half-duplex” serial communication of RS-485 standard enables easy connection of numerous, mutually remote rectifiers with one programmable logic controller adjusted for the conversion of communication protocols, also as further proceeding of data on the state of all rectifiers in a facility to the process control system. Results of the examinations of power factor, total current harmonic distortion and overall efficiency are presented. Comparison of procured results with corresponding data related to the rectifiers made by the leading west-european manufacturers. On phase-controlled rectifier rated for 90 kVA, loaded with 50% of its nominal current, overall efficiency of at least 96.6% was measured.

У раду су представљени мрежом комутовани фазно регулисани исправљачи са дигиталним регулаторима развијеним у Електротехничком институту „Никола Тесла”. Дигитални регулатори исправљача типа „ДРИ 07” засновани су на микроконтролеру „Intel” 80C196KB16. Описана су техничка решења примењена на исправљачима серије ДРИ, са посебним освртом на могућности успостављања дигиталне комуникације са управљачким рачунарским системима коришћењем стандардних индустријских протокола комуникације. Галвански одвојена „half-duplex” серијска веза стандарда RS-485 даје могућност лаког повезивања великог броја међусобно удаљених исправљача са једним програмабилним логичким контролером подешеним за вршење конверзије протокола комуникације, као и даље прослеђивање података централном рачунару о стању свих исправљача у погону. Приказани су резултати испитивања фактора снаге, укупног хармонијског изобличења струје и степена корисног дејства исправљача. Извршено је упоређивање добијених резултата са одговарајућим подацима о исправљачима водећих западноевропских произвођача. На фазно регулисанoм исправљачу снаге 90 kVA, оптерећеном са 50% номиналне струје, измерене су вредности степена корисног дејства од најмање 96,6%.