76 REGULATOR AC 3 FASA I. TUJUAN 1. Mahasiswa terampil

REGULATOR AC 3 FASA
FAKULTAS TEKNIK UNP
JOBSHEET/LABSHEET
JURUSAN
PROGRAM STUDI
NOMOR : XV
WAKTU : 2 x 50 MENIT
: TEKNIK ELEKTRO
:DIV
MATA KULIAH /KODE : ELEKTRONIKA DAYA 1/
TEI051
TOPIK
: REGULATOR AC 3 FASA
GELOMBANG PENUH
TERKENDALI
I. TUJUAN
1. Mahasiswa terampil merangkai Regulator AC 3 fasa gelombang penuh dengan
menggunakan SCR
2. Mahasiswa dapat memahami karakteristik Regulator AC 3 fasa gelombang penuh
dengan berbagai variasi beban
3. Mahasiswa dapat menggambarkan bentuk gelombang arus dan tegangan
Regulator AC 3 fasa gelombang penuh pada berbagai variasi beban
II. TEORI SINGKAT
Regulator AC digunakan untuk mengendalikan tegangan rms output. Salah
satu contoh aplikasi dari Regulator AC 3 fasa ini adalah untuk kendali kecepatan
motor induksi 3 fasa melalui pengaturan tegangan inputnya. Pada umumnya regulator
AC 3 fasa menggunakan SCR dan TRIAC sebagai saklar dayanya. Jika ditinjau dari
segi hubungan beban, Regulator AC 3 fasa dibedakan atas beban hubungan bintang
dan beban hubungan delta. Gambar 1 menunjukkan kedua jenis tersebut.
(a) Hubungan bintang
(b) Hubungan delta
Gambar 1. Skema Regulator AC 3 fasa gelombang penuh dengan SCR.
Jika dilihat dari penempatan saklar dayanya, Regulator AC 3 fasa dibedakan atas
penempatan saklar daya pada line seperti yang ditunjukkan Gambar 1 dan
penempatan saklar daya seri dengan beban seperti yang ditunjukkan Gambar 2.
Gambar 2. Penempatan SCR seri dengan beban
76
Dalam percobaan ini yang akan dipraktekan adalah Regulator AC tiga fasa hubungan
bintang dengan penempatan SCR pada line.
Pada Regulator AC tiga fasa hubungan bintang, jika tegangan rms sumber :
V
Vs = m sin ωt , maka tegangan fasa netralnya adalah :
2
2π ⎞
2π ⎞
⎛
⎛
VAN = 2Vs sin θ , VBN = 2Vs sin ⎜ θ −
⎟ dan VCN = 2Vs sin ⎜ θ +
⎟ , sedangkan
3 ⎠
3 ⎠
⎝
⎝
tegangan fasa-fasanya adalah :
π⎞
π⎞
π⎞
⎛
⎛
⎛
VAB = 6Vs sin ⎜ θ + ⎟ , VAB = 6Vs sin ⎜ θ − ⎟ dan VAB = 6Vs sin ⎜ θ − ⎟
6⎠
2⎠
6⎠
⎝
⎝
⎝
Ada 3 mode operasi Regulator AC tiga fasa :
1. Mode 2/3 . Pada mode ini sudut penyalaan SCR adalah ( 0 ≤ α ≤ 60° ). Jika
bebannya R, maka tegangan output rmsnya dirumuskan dengan :
1/ 2
V
3
⎡ 3α
⎤
+
sin 2α ⎥ dan I o = o , daya output Po = 3Vo I o
Vo = Vs ⎢1 −
R
⎣ 2π 4π
⎦
Gambar 3. Bentuk gelombang regulator AC 3 fasa mode operasi 2/3
2. Mode 2 2 . Pada mode ini sudut penyalaan SCR adalah ( 60° ≤ α ≤ 90° ). Jika
bebannya R, maka tegangan output rmsnya dirumuskan dengan :
1/ 2
⎡1 3
⎤
sin 2α + sin ( 2α + 60° ) ⎥
Vo = Vs ⎢ +
⎣ 2 4π
⎦
dan I o =
Vo
, daya output Po = 3Vo I o
R
Gambar 4. Bentuk gelombang regulator AC 3 fasa mode operasi 2 2
77
3. Mode 0 2 . Pada mode ini sudut penyalaan SCR adalah ( 90° ≤ α ≤ 150° ). Jika
bebannya R, maka tegangan output rmsnya dirumuskan dengan :
1/ 2
3
⎡ 5 3α
+
Vo = Vs ⎢ −
( 2α + 60° )⎤⎥
⎣ 4 2π 4π
⎦
dan I o =
Vo
, daya output Po = 3Vo I o
R
III. BAHAN DAN ALAT
1. Power Supply (60-132)
2. Thyristor control panel (70-220)
3. Resistor load (67-142)
4. Induktor load (67-300)
5. Kapasitor load (67-201)
6. Moving Iron Volmeter/Amperemeter AC/DC 0-3 A (68-114)
7. Digital Volmeter/Amperemeter AC/DC (68-116)
8. Osiloscop Double Beam
9. Kabel jumper
IV. LANGKAH KERJA
1. Rangkailah alat dan bahan sesuai dengan diagram rangkaian yang ditunjuk
kan oleh Gambar 5.
Gambar 5. Rangkaian percobaan
78
2. Buat rangkaian power suplai dalam konfigurasi B, seperti yang ditunjukkan
gambar 6.
Gambar 6. Rangkaian power suplay
3.
Rangkai resistor load dalam hubungan bintang dan setting nilai masingmasing resistor load 546Ω dengan cara menempatkan semua saklar resistor
load pada posisi ON.
4. Posisikan selektor penyalaan sudut pada posisi (P1,3,5 0°-180° and P2,4,6
-180°-360°).
5. Posisikan tegangan referensi penyalaan SCR pada posisi 0
6. Kalibrasi osiloskop
7. Hubungkan power suplai ke sumber
8. Hidupkan Thyristor control panel (70-220) dan Power Suplply (60-132)
9. Variasikan tegangan referensi penyalaan SCR mulai dari 0 sampai 10 Volt,
seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1
10. Amati bentuk gelombang arus dan tegangan yang ditunjukkan oleh
osiloskop. Untuk melihat tegangan input, pindahkan rangkaian osiloskop
ke sisi input.
11. Masukkan hasil pengukuran ke dalam Tabel 1.
12. Matikan power suplai dan kembalikan alat dan bahan ke tempat semula
Vref
SCR
Vrms
Irms
Tabel 1. Hasil Percobaan
Bentuk Gelombang
Vs
Vout
Iout
0
1
2
4
6
8
10
V. TUGAS
Buatlah laporan sementara berdasarkan hasil praktek yang telah anda dapatkan,
kemudian buatlah laporan lengkap untuk dikumpul minggu depan
79
VI. ANALISIS
1. Hitung nilai rms arus dan tegangan output dan daya output
2. Tentukan sudut penyalaan masing-masing SCR pada setiap variasi tegangan
referensi penyalaan SCR
3. Tentukan mode operasi rangkaian berdasarkan tegangan referensi penyalaan
SCR
Gambar 7. Konfigurasi rangkaian pada panel thyristor
Gambar 8. Konfigurasi rangkaian pada panel
80