Penyearah 3 Fasa Terkendali Fasa Setengah Gelombang

PENYEARAH TIGA FASA
FAKULTAS TEKNIK UNP
JURUSAN
PROGRAM STUDI
JOBSHEET/LABSHEET
: TEKNIK ELEKTRO
:DIV
NOMOR : XII
WAKTU : 2 x 50 MENIT
TOPIK
: PENYEARAH TIGA FASA
MATA KULIAH /KODE : ELEKTRONIKA DAYA 1/
SETENGAH GELOMBANG
TEI051
TERKENDALI
I. TUJUAN
1. Mahasiswa terampil merangkai penyearah tiga fasa setengah gelombang
terkendali dengan menggunakan SCR
2. Mahasiswa dapat memahami karakteristik penyearah tiga fasa setengah
gelombang terkendali dengan berbagai variasi beban
3. Mahasiswa dapat menggambarkan bentuk gelombang arus dan tegangan
penyearah tiga fasa setengah gelombang terkendali pada berbagai variasi beban
II. TEORI SINGKAT
Penyearah tiga fasa setengah gelombang terkendali menggunakan tiga buah
SCR sebagai saklar dayanya. Skema penyearah tiga fasa setengah gelombang
terkendali diperlihatkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Penyearah tiga fasa setengah gelombang terkendali
Penyearah tiga fasa setengah gelombang terkendali dapat dioperasikan dalam dua
mode, yaitu Continuous Conduction Mode (CCM) dan Discontinuous Conduction
Mode (DCM)
1. Continuous Conduction Mode (CCM)
Pada mode ini arus sesaat output tidak pernah mencapai nol, seperti Gambar 2.
Sudut penyalaan SCR pada CCM adalah 0° ≤ α ≤ 30° dan sudut pemadamannya
β = 150° + α .
Gambar 2. Tegangan output penyearah yang dioperasikan dalam Continuous Conduction Mode (CCM)
58
Tegangann keluaran raata-rata CCM
M:
3
Vdc =
2π
5π
6
+α
∫α V
m
π
6
sinn ωtd (ωt ) =
+
Vdc
3 3
Vm cos α , Arus dc : I dc =
R
2π
daya dc : Pdc = Vdc I dc
n rms keluarran CCM :
Tegangan
Arus rms : I rms =
Vrmss
V2
P
dan daya aac : Pac = Vrmms I rms = rmss , efisiensi : η = dc
R
R
Pac
2.. Discontinu
uous Conduction Mode (DCM)
Pada DCM
M, saat seat bernilai nol untuk suatuu peiode tertentu. Bentuk
k gelombangg
tagangan output
o
DCM
M seperti Gam
mbar 3. Suduut penyalaann SCR pada CCM adalahh
30° ≤ α ≤ 150° dan suudut pemadaamannya β = 180° .
Gambar 3. Teggangan output penyearah yanng dioperasikann dalam Disconntinuous Condduction Mode
(DCM)
Tegangann keluaran raata-rata DCM
M:
Vdc =
3
2π
π
∫α V
m
π
6
sinn ωtd (ωt ) =
+
Vdc
3Vm
⎡⎣1 + cos (α + 30° ) ⎤⎦ , A
Arus dc : I dc
d =
R
2π
daya dc : Pdc = Vdc I dc
Tegangan
n rms keluarran CCM :
Arus rms : I rms =
Vrmss
P
V2
dan daya aac : Pac = Vrmms I rms = rmss , efisiensi : η = dc
Pac
R
R
5
59
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. Membuat rangkaian penyearah tiga fasa setengah gelombang terkendali
a. Rangkailah alat dan bahan sesuai dengan diagram rangkaian yang ditunjuk
kan oleh Gambar 4.
Gambar 4. Rangkaian percobaan
b. Rangkaian power suplai dibuat untuk output 3 fasa, seperti yang ditunjukkan
gambar 5.
Gambar 5. Rangkaian power suplay
2. Percobaan dengan beban Resistor
60
a. Posisikan semua saklar kapasitor dalam kondisi OFF dan posisikan induktor
dalam keadaan terhubung singkat dengan menghubungkan terminal link.
b. Posisikan selektor penyalaan sudut pada posisi 0-180°.
c. Posisikan semua saklar resistor dalam kondisi ON, sehingga resistor
memiliki nilai 182 Ω
d. Kalibrasi osiloskop
e. Posisikan tegangan referensi penyalaan SCR pada posisi 0
f. Hubungkan power suplai ke sumber
g. Hidupkan Thyristor control panel (70-220) dan Power Suplply (60-132)
h. Variasikan tegangan referensi penyalaan SCR mulai dari 0 sampai 10 Volt,
seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1
i. Amati bentuk gelombang arus dan tegangan yang ditunjukkan oleh
osiloskop. Untuk melihat tegangan input, pindahkan rangkaian osiloskop ke
sisi input.
j. Moving Iron Volmeter/Amperemeter AC/DC 0-3 A (68-114) digunakan
untuk melihat nilai rms tegangan dan arus, sedangkan Digital Volmeter
/Amperemeter AC/DC (68-116) digunakan untuk melihat nilai rata-rata arus
dan tegangan.
k. Catat nilai puncak, rms dan nilai rata-rata dari arus dan tegangan dalam
Tabel 1.
l. Matikan power suplai dan beralih ke percobaan 2
3. Percobaan dengan beban Resistor dan Induktor
a. Posisikan semua saklar kapasitor dalam kondisi OFF dan lepaskan hubungan terminal link inductor sehingga inductor menjadi beban bagi penyearah.
b. Setting nilai induktor dalam keadaan minimum
c. Ulangi langkah e sampai g
d. Buat nilai inductor menjadi 700 Mh dengan mengatur switchnya dan
masukkan hasil pengamatan ke dalam tabel 2
4. Percobaan dengan beban Resistor dan Kapasitor
a. Posisikan saklar kapasitor dalam kondisi ON (10 µF) dan pasang hubungan
terminal link induktor .
b. Posisikan semua saklar resistor dalam kondisi ON, sehingga resistor
memiliki nilai 182 Ω
c. Ulangi langkah e sampai k pada percobaan 2 dan masukkan hasil penga
matan ke dalam tabel 3
Vref
SCR
0
1
2
4
6
8
10
Input
Vrms
Irms
Tabel 1. Hasil Percobaan Beban R
Output
Bentuk Gelombang
Vm
Vrms
Vdc
Irms
Idc
Vs
Vout
Iout
Tabel 2. Hasil Percobaan Beban RL
61
Vref
SCR
0
2
4
6
8
10
Vref
SCR
0
2
4
6
8
10
Input
Vrms
Output
Irms
Vrms
Vdc
Bentuk Gelombang
Irms
Idc
Vs
Vout
Iout
Tabel 3. Hasil Percobaan Beban RC
Output
Bentuk Gelombang
Input
Vrms
Vm
Irms
Vm
Vrms
Vdc
Irms
Idc
Vs
Vout
Iout
V. TUGAS
Buatlah laporan sementara berdasarkan hasil praktek yang telah anda dapatkan,
kemudian buatlah laporan lengkap untuk dikumpul minggu depan
VI. ANALISIS
1. Hitung nilai rms dan rata-rata tegangan dan arus pada percobaan diatas dan
bandingkan hasilnya dengan pengukuran.
2. Hitug daya ac dan daya dc penyearah
3. Tentukan sudut penyalaan dan pemadaman SCR pada setiap variasi tegangan
referensi penyalaan SCR
4. Bandingkan hasil percobaan anda dengan penyearah setengah gelombang tidak
terkendali. Jelaskan perbedaannya!
5. Jelaskan hubungan perubahan tegangan referensi penyalaan SCR dengan mode
operasi penyearah (CCM dan DCM)
Gambar6. Konfigurasi rangkaian pada panel thyristor
62
Gambar 7. Konfigurasi rangkaian pada panel
63