percobaan ii - LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAYA

Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
PERCOBAAN II
PENYEARAH TERKONTROL PENUH TIGA FASA
2.l Tujuan
1.
Mempelajari cara kerja rangkaian penyearah terkontrol penuh tiga fasa.
2.
Mempelajari bentuk gelombang tegangan dan arus keluaran terhadap
waktu rangkaian penyearah terkontrol penuh tiga fasa untuk beban R dan
R-L.
3.
Mempelajari kurva karakteristik pengaturan dari rangkaian penyearah
terkontrol penuh tiga fasa untuk beban R dan R-L.
2.2 Dasar Teori
Rangkaian Penyearah terkontrol penuh tiga fasa adalah suatu konverter AC-DC
yang menggunakan enam komponen elektronika daya, dalam percobaan ini yang
digunakan adalah Silicon Controlled Rectifier (SCR) yang dikelompokkan dalam dua
grup. Untuk grup yang pertama anoda dari masing-masing komponen dihubungkan
berturut-turut dengan salah satu kawat fasa dari sumber, sedangkan katoda-katodanya
dihubungkan menjadi satu, yang selanjutnya dihubungkan dengan beban.
Untuk grup yang kedua, katoda dari masing-masing komponen dihubungkan
berturut-turut kesalah satu kawat fasa dari sumber, sedangkan anoda-anodanya
dihubungkan menjadi satu, yang selanjutnya dihubungkan ke beban.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut
Id
T1
T3
T5
R
S
T
Ud
T4
T6
Load
T2
Gambar 2.1. Rangkaian penyearah terkontrol penuh t iga fasa
Rangkaian ini mempunyai sifat bahwa SCR dengan nomor ganjil akan konduksi
bila tegangan anodanya mempunyai harga yang paling tinggi dibandingkan dengan
tegangan anoda dari komponen-komponen dengan nomor ganjil yang lain. Misalnya
pada saat tegangan fasa R dalam keadaan paling tinggi dibandingkan dengan tegangan
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
21
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
fasa S dan T, maka Tl konduktif Sedangkan untuk SCR dengan nomor genap akan
konduksi bila tegangan katodanya berada dalam keadaan paling rendah dibandingkan
dengan tegangan katoda dari komponen-komponen dengan nomor genap yang lain. Jadi
bila tegangan fasa T paling kecil dibandingkan dengan tegangan fasa R dan S, maka T2
konduksi
Jadi pada prinsipnya pada rangkaian tersebut selalu ada dua SCR yang konduksi
dalam waktu yang bersamaan (dapat dilihat pada gambar di bawah). Karena itu untuk
setiap interval dibutuhkan dua pulsa penyalaan. Penyalaan dari masing-masing SCR
dapat diatur untuk mendapatkan tegangan output yang berubah.
Gambar 2.2 Parameter-parameter tergambar pada rangkaian penyearah terkontrol penuh tiga fasa
gelombang penuh pada sudut penyalaan 0°
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
22
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
Gambar 2.3 Parameter-parameter tergambar pada rangkaian penyearah terkontrol penuh tiga fasa
gelombang penuh pada sudut penyalaan 60°
Persamaan untuk menghitung tegangan keluaran adalah
----------------------------- (2.1)
--------------------------------- (2.2)
Untuk persamaan tegangan keluaran rata-ratanya :
-------- (2.3)
VoAV =
(3𝑉𝑚,𝐿−𝐿)
𝜋
cosα =
(3 (√2 𝑉𝑠𝑒𝑘.𝑇) √3 )
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
𝜋
𝑐𝑜𝑠𝛼
......(2.4)
23
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
Gambar 2.4 Parameter-parameter tergambar pada rangkaian penyearah terkontrol penuh tiga fasa
gelombang penuh pada sudut penyalaan 90° beban R
Gambar 2.5 Parameter-parameter tergambar pada rangkaian penyearah terkontrol penuh tiga fasa
gelombang penuh pada sudut penyalaan 90° beban R – L
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
24
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
Karakteristik Pengaturan.
Karakteristik pengaturan dari rangkaian ini menyatakan hubungan antara tegangan
output dari rangkaian sebagai fungsi dari sudut penyalaan. Karakteristik pengaturan ini
dinyatakan dengan Vo AV/V AV0 = f(  ).
Ud AV
Ud AV0
Penyearah
Inverter
Beban Induktif
Opersai sebagai
Beban Tahanan
0,5
Opersai sebagai
1,0
0
Beban Induktif
Beban Aktif
-0,5
-1,0
0
30
60
90
120
150
180
α
derajat
Gambar 2.6 Karakteristik pengaturan rangkaian penyearah terkontrol penuh tiga fasa gelombang penuh
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
25
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
2.3 Peralatan yang digunakan
No.
Nama alat
Jumlah
1.
Trafo 3 fasa
1
2.
Fuse
3
3.
SCR
6
4.
Beban Tahanan dan Induktif
1
5.
DC Power Supply,+/- 15 V, 3A
1
6.
Set Point Potentiometer
1
7.
Control unit 6 pulse
1
8.
Tahanan shunt
1
9.
Isolation Amplifier
1
10.
Probe
Sesuai kebutuhan
11.
Bridging Plug
Sesuai kebutuhan
12.
Osiloskop
1
13.
RMS Meter
2
14.
Multimeter Digital
1
2.4 Diagram rangkaian
Gambar 2.7 Diagram Rangkaian untuk percobaan penyearah terkontrol penuh tiga fasa
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
26
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
2.5 Prosedur Percobaan
1. Rangkailah peralatan sesuai dengan gambar 2.7.
2. Tunjukkan pada asisten apakah peralatan yang telah dirangkai sudah benar.
3. Bila sudah benar, maka percobaan dimulai dengan menghubungkan rangkaian
dengan beban R= ... Ω (hitung dengan ohm meter untuk mendapatkan nilai R
yang lebih teliti).
4. Tutuplah saklar daya SW (dengan keluaran sekunder trafo ... volt) dengan
menutup saklar untuk rangkaian kontrol atau pentrigeran SCR terlebih dahulu.
5. Set sudut penyalaan dengan nilai yang tertera pada tabel 2.1. dan masukkan
nilai dari parameter yang ditanyakan pada tabel 2.1
Catatan : Untuk memudahkan penentuan nilai sudut penyalaan, maka dilakukan
pentransformasian dengan tegangan referensi dari set point potentiometer ( VREF yang
bernilai 0-10 volt). Dengan persamaan sebagai berikut:
VREF 
180  
10 V
180
----------------------------------------------- (3.6)
6. Save gelombang keluaran arus dan tegangan beban pada oscilloscope pada
sudut penyalaan tertentu, dan catat semua pengaturan (settingan) yang
berkaitan dengan oscilloscope dan isolation amplifier
7. Setelah tabel 2.1 selesai, matikan saklar pengontrol SCR dan saklar daya.
8. Gantilah beban dengan beban R= ... Ω seri dengan L= ... mH.
9. Lakukan langkah ke-4
10. Lakukan langkah ke-5 dengan tabel 2.2 (bukan tabel 2.1).
11. Lakukan langkah ke-6.
12. Lakukan langkah ke-7.
13. Tanyakan kepada asisten tentang langkah selanjutnya
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
27
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
2.6 Data Hasil Percobaan (Vsek.T = ... V)
Tabel 2.1 Data hasil pengukuran dengan beban R= ...  pada
berbagai sudut penyalaan.
Parameter
Terukur
Sudut Penyalaan
0
30
45
60
90
Vo av (V)
Vo rms (V)
Io av (A)
Io rms (A)
Is rms (A)
Tabel 2.2 Data hasil pengukuran dengan beban R= ...  seri dengan
L= ... mH pada berbagai sudut penyalaan
Parameter
Terukur
Sudut Penyalaan
0
30
45
60
90
Vo av (V)
Vo rms (V)
Io av (A)
Io rms (A)
Is rms (A)
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
28
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
2.7 Analisa Data dan Pembahasan
1. Hitunglah nilai tegangan Vo av dengan beban R secara teori dengan persamaan
2.4 dan masukkan pada tabel 2.3.
2. Hitung nilai Vo
pada tabel 2.3
av/Vo av 0
beban R secara teori maupun praktik dan masukkan

Tabel 2.3 Perbandingan Vo av/Vo av 0 secara teori dan praktek untuk beban R=
Sudut Penyalaan
0
30
45
60
90
VoAV
Praktek
VoAV/VoAV0
VoAV
Teori
VoAV/VoAV0
3. Buat grafik perbandingan Vo av/Vo av0 sebagai fungsi sudut penyalaan α (‫)ﹾ‬
pada beban R baik secara teori mapun praktik. Berikan kesimpulan.
4. Hitung nilai Vo
2.4
av/Vo av 0
beban R-L secara praktik dan masukkan pada tabel

Tabel 2.4 Perbandingan Vo av/Vo av 0 secara praktek untuk beban R =
yang diseri dengan L =
mH
Sudut Penyalaan
0
30
45
60
90
VoAV
Praktek
VoAV/VoAV0
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
29
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
9. Buat grafik perbandingan Vo av/Vo av0 sebagai fungsi sudut penyalaan α (‫)ﹾ‬
pada beban R-L secara praktik. Berikan kesimpulan.
10. Hitung dan Lengkapi Tabel 2.5.
Tabel 2.5 Perhitungan Ripple Factor Untuk Beban R
Sudut
VAV
VRMS
Penyalaan
( )
(V)
(V)
FF = VRMS/VAV
RF =
(FF 2  1)
0
30
45
60
90
11. Buat grafik Riple Factor terhadap Vo
kesimpulan.
av/Vo av0
untuk beban R. Beri
12. Hitung dan Lengkapi Tabel 2.6.
Tabel 2.6 Perhitungan Ripple Factor Untuk Beban R-L
Sudut
VAV
VRMS
Penyalaan
( )
(V)
(V)
FF = VRMS/VAV
RF =
(FF 2  1)
0
30
45
60
90
13. Buat grafik Riple Factor terhadap Vo av/Vo av0 untuk beban R-L. Beri
kesimpulan.
Powered by ELDA 2016
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
30
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
31
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
1.8 Kesimpulan dan Perhitungan Percobaan.
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
32
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
33
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
GAMBAR GELOMBANG TEGANGAN DAN ARUS
KELUARAN BEBAN R
CH 1 (
):
CH 2 (
):
Skala Isolation Amplifier
:
Skala Isolation Amplifier
:
Attenuator Oscilloscope
:
Attenuator Oscilloscope
:
Attenuator Probe
:
Attenuator Probe
:
............./div
:
............./div
:
Time/div
:
Time/div
:
Nilai RMS
:
Nilai RMS
:
Nilai Average
:
Nilai Average
:
Nilai Pada Oscilloscope .......... kali sebenarnya
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
Nilai Pada Oscilloscope .......... kali sebenarnya
34
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
GAMBAR GELOMBANG TEGANGAN DAN ARUS
KELUARAN BEBAN R-L
CH 1 (
):
CH 2 (
):
Skala Isolation Amplifier
:
Skala Isolation Amplifier
:
Attenuator Oscilloscope
:
Attenuator Oscilloscope
:
Attenuator Probe
:
Attenuator Probe
:
............./div
:
............./div
:
Time/div
:
Time/div
:
Nilai RMS
:
Nilai RMS
:
Nilai Average
:
Nilai Average
:
Nilai Pada Oscilloscope .......... kali sebenarnya
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
Nilai Pada Oscilloscope .......... kali sebenarnya
35
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
GRAFIK KARAKTERISTIK PENGATURAN DARI PENYEARAH
TERKONTROL PENUH TIGA FASA BEBAN R
Kesimpulan Karakteristik Pengaturan
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
36
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
GRAFIK KARAKTERISTIK PENGATURAN DARI PENYEARAH
TERKONTROL PENUH TIGA FASA BEBAN R-L
Kesimpulan Karakteristik Pengaturan
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
37
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
GRAFIK RIPLE FACTOR TERHADAP VAV/VAV 0
BEBAN R
Kesimpulan
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
38
Penyearah Terkontrol Penuh Tiga Fasa
GRAFIK RIPLE FACTOR TERHADAP VAV/VAV 0
BEBAN R-L
Kesimpulan
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA
39