Politeknik Negeri Padang BAB I TUJUAN Adapun tujuan tujuan dari pelaksanaan pratikum pratikum Elektronika Elektronika Daya “Konverter “Konverter Setengah Gelombang Tiga Fasa” adalah sebagai berikut : 1. Memahami Memahami dan mengeta mengetahui hui prinsip prinsip kerja dari dari konverter konverter setengah setengah gelombang gelombang 3 fasa. fasa. 2. Memb Memband anding ingkan kan pengat pengatur uran an sudu sudutt penyal penyalaan aan α untuk 0 º < α <150 º (beban resistif) dengan sudut penyalaan α untuk 0 º < α <180 º (beban induktif); 3. Menunj Menunjukka ukkan n bahwa operasi operasi celah celah (gap (gap operation) operation) dimungk dimungkinka inkan n mulai α = 30 º ke atas; 4. Memperl Memperlihat ihatkan kan bahwa bahwa kurva kurva karak karakter terist istik ik untuk untuk 0 º < α < 30 º tidak tergantung dari beban; 5. Menera Menerangka ngkan n pengaruh pengaruh-pen -pengar garuh uh komutasi komutasi yang ada dalam penyediaa penyediaan n sumber sumber tegangan arus searah
BAB II INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang TEORI SINGKAT
Konverter setengah gelombang 3 fasa merupakan rangkaian penyearah diode tiga phasa yang menggunakan tiga diode penyearah R1, R2, dan R3 ketiga katodenya disatukan menjadi terminal positif. Tegangan DC yang dihasilkan melalui beban resistif RL. Masingmasing diode akan konduksi ketika ada tegangan positif, sedangkan tegangan yang negatif akan diblok. diode R1, R2, dan R3 anak konduksi secara bergantian sesuai dengan siklus gelombang saat nilainya lebih positif. Arus searah negatif kembali ke sekunder trafo melalui kawat N. Tegangan DC yang dihasilkan tidak benar-benar rata, masih mengandung riak (ripple). Rangkaian penyearah diode setengah gelombang dengan ketiga diode R1, R2, dan R3 dipasang terbalik, ketiga anodenya disatukan sebagai terminal positif. diode hanya konduksi ketika tegangan anode lebih positif dibandingkan tegangan katode. Tegangan DC yang dihasilkan negatif Rangkaian penyearah Thyristor setengah gelombang tiga phasa dengan tiga Thyristor Q1, Q2, dan Q3. Katode ketiga Thyristor disatukan menjadi terminal positif, terminal negatif dari kawat netral N, dengan beban resistif RL (Gambar 10.37). Masingmasing Thyristor mendapatkan pulsa penyalaan yang berbeda-beda melalui UG1, UG2, UG3. Penyearah tiga phasa digunakan untuk mendapatkan nilai rata-rata tegangan keluaran yang lebih tinggi dengan frekuensi lebih tinggi dibanding penyearah satu phasa. Aplikasi dipakai pada pengaturan motor DC dengan daya tinggi. Tegangan DC yang dihasilkan melalui beban resistif RL. Arus searah negatif kembali ke sekunder trafo melalui kawat N. Tegangan DC yang dihasilkan mengandung ripple. Karena tiap phasa tegangan masukan berbeda 120°, maka pulsa penyulutan diberikan dengan beda phasa 120°. Pada beban resistif, pengaturan sudut penyalaan trigger α dari 0° sampai 150°. Untuk beban induktif pengaturan sudut penyalaan α antara 0° sampai 90°
Berikut ini merupakan bentuk gelombang konverter setengah gelombang 3 phasa :
INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang
Dan gambar berikut ini merupakan grafik pengaturan sudut penyalaan pada praktikum konverter setengah gelombang tiga phasa :
BAB III INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang PERALATAN DAN BAHAN Adapun peralatan dan bahan yang dibutuhkan antara lain sebagai berikut: 1. Osiloskop 2 channel
1 buah
2. Trafo isolasi dengan sakelar
1 buah
3. Multimeter kumparan putar
1 buah
4. Sumber tegangan DC ganda +/- 15 volt
1 buah
5. Pulse kendali
1 buah
6. Thyristor 10 A/800 volt
1 buah
7. Sekering cepat 3A
1 buah
8. Beban resistor 3x100 ohm, 2 A
1 buah
9. Beban induktif 100 mH/2 A
1 buah
10. Beban kapasitif
1 buah
BAB IV GAMBAR RANGKAIAN INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang
Adapun bentuk gambar rangkaian pada praktek konverter setengah gelombang 3 fasa adalah sebagai berikut :
BAB V Langkah Percobaan INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang
Adapun langkah- langkah didalam melakukan praktek kali ini adalah sebagai berikut : 1. Menyusun rangkaian seperti gambar rangkaian. Periksa apakah semua alat dalam kondisi bekerja dengan baik, lakukan dengan mengukur Uδα pada osiloskop. Pilih RL = 100 ohm, L = 100 mH dan Ufasa = 95 volt. 2. Mengatur sudut penyalaan α = 15 º kemudian α = 45 º, amatilah kurva tegangan untuk berbagai macam beban (beban campuran, beban induktif dan beban resistif) 3. Mengukur tegangan Uδα pada α = 60 º untuk beban campuran, gambar hasilnya pada kertas milimeter blok dan berikan komentar pada efek overshoot tegangan negatif (operasi celah) 4. Memeriksa bahwa pernyataan anda pada langkah 3 adalah benar dengan menampilkan arus beban Id pada osiloskop, tanpa mengubah pegaturan tegangan maupun sudut penyalaannya. Gambar kurva arusnya dengan warna berbeda pada gambar yang sama dengan langkah 3. 5. Dengan beban campuran ubahlah daerah pengaturan dalam tahap (α = 30 º) periksalah bahwa terjadi penurunan skala antara kurva untuk beban-beban induktif dan resistif. 6. Menghitung harga Ud90 dan periksa kebenarannya pada pengukuran 7. Mengukur Ud90 dan Id pada osiloskop Gambar hasilnya dan berikan komentar anda. Buka/lepas hubungan cabang paralel dan gambar hasilnya.
BAB VII ANALISA INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang
a. Analisa Rangkaian Sesuai dengan praktikum elda yang telah dilakukan yaitu konverter setengah gelombang 3 fasa dimana praktikum ini berhubungan dengan prinsip kerja dari rangkaian konverter setengah gelombang 3 fasa serta bentuk gelombang yang dihasilkan apabila beban yang digunakan divariasikan. Pada praktek ini praktikan harus memahami dahulu cara kerja dari rangkaiannya serta karakteristiknya. Rangkaian ini akan menyearahkan sumber 3 phasa dan akan membentuk keluaran 1 fasa, dimana arus masukannya adalah AC dan akan dikonversikan ke dalam arus DC. Sebagaimana yang telah diketahui bahwa konverter setengah gelombang tiga phasa yang juga dikenal dengan penyearah tiga phasa, tiga detak tidak terkendali (M3U). Rangkaian penyearah diode tiga phasa menggunakan tiga diode penyearah D1, D2, dan D3 ketiga katodenya disatukan menjadi terminal positif. Tegangan DC yang dihasilkan melalui beban resistif RL. Masing-masing diode akan konduksi ketika ada tegangan positif, sedangkan tegangan yang negatif akan diblok. diode D1, D2, dan D3 anak konduksi secara bergantian sesuai dengan siklus gelombang saat nilainya lebih positif. Arus searah negatif kembali ke sekunder trafo melalui kawat N. Tegangan DC yang dihasilkan tidak benar benar rata, masih mengandung riak (ripple). Rangkaian konverter setengah gelombang dengan ketiga diode D1, D2, dan D3 dipasang terbalik, ketiga anodenya disatukan sebagai terminal positif. diode hanya konduksi ketika tegangan anode lebih positif dibandingkan tegangan katode. Tegangan DC yang dihasilkan negative. Prinsip kerja dari rangkaian konverter setengah gelombang tiga fasa sama dengan rangkaian penyearah setengah gelombang satu fasa. Dimana dioda pada rangkaian penyearah ini hanya meneruskan gelombang listrik satu fase saja yaitu fase positif (M3K atau fase negatif untuk M3A). Sehingga bentuk gelombang keluarannya akan terlihat menggantung karena yang masukannya yang berupa sumber 3 fase. Dua hal tersebut
INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang disebabkan oleh keadaan bias maju dan bias mundur dioda. Dimana untuk keadaan satu siklus dioda bersifat bias maju dan pada keadaan selanjutnya dioda akan bersifat mundur. Beban yang diberikan pada rangkaian penyearah setengah gelombang tiga fasa juga mempengaruhi bentuk gelombang keluaran, dimana untuk beban murni atau resistif akan dihasilkan gelombang yang baik. Sementara itu untuk beban induktif dan kapasitif gelombang akan terdapat sedikit riak(ripple). Sesuai dengan gambar rangkaian yaitu menggunakan program PSIM maka dapat dilihat susunan dari rangkaian konverter setengah gelombang 3 fasa adalah sebagai berikut :
b. Analisa Data
INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang Sesuai dengan gambar rangkaian dan langkah kerja maka dengan menggunakan program PSIM maka didapatlah data percobaan berupa gambar gelombang dengan rincian sebagai berikut : Saat sudut 0o
Saat sudut 45o
INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang
Saat sudut 90o
Saat sudut 180o
INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang
3. Analisa Relevansi Sebuah rangkaian semikonverter 3 fasa terdiri dari 3 buah thyristor dan 3 buah diode. Tiap 1 pasangan thyristor dan diode akan mengkonversikan dan mengatur satu fasa sumber 3 fasa. Komponen yang berperan dalam mengatur sudut fasa adalah thyristor sementara fungsi diode pada rangkaian ini adalah hanya mengkonversikan siklus selanjutnya menjadi tegangan DC. Dari praktikum yang telah dilakukan bahwa konverter setengah gelombang kali ini tidak dipraktekkan dengan menggunakan peralatan elektronika seperti biasanya namun praktek kali ini menggunakan program PSIM yang didalam program tersebut dapat dilakukan penyusunan rangkaian elektronika . Apabila rangkaian tersebut telah disusun sesuai dengan gambar rangkaian maka setelah menekan tombol RUN (F8) maka dengan memilih Vout maka dapat dilihat bentuk gelombang sesuai dengan langkah kerja. Rangkaian ini banyak digunakan dalam hal pengontrolan. Misalnya saja untuk pengontrolan motor induksi. Pengontrol tegangan ac tidak sama dengan sebuah autotrafo, autotrafo mengatur besarnya tegangan dengan mengatur kumparan antara bagian primer sekunder. Sementara itu pengontrol tegangan AC yang diaturnya adalah sudut fasa dari gelombang AC. Semikonverter 3 fasa juga bias digunakan dalam berbagai hal pengontrolan beban kelistrikan.
INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang
BAB VIII PENUTUP a. Kesimpulan Pada bab terakhir ini maka dari penganalisaan di atas kami dapat menarik beberapa kesimpulan yaitu sbb : a. Rangkaian konverter setengah gelombang 3 fasa dapat dijalankan dengan menggunakan program PSIM. b. konverter setengah gelombang tiga fasa terdiri 3 rangkaian penyearah setengah
gelombang satu fasa yang menggunakan 3 buah diode. c.
Rangkaian M3K akan menghasilkan gelombang yang berada di atas sumbu X karena meneruskan siklus positif dan menahan siklus negatif sedangkan rangkaian M3A akan menghasilkan gelombang yang berada di bawah sumbu X karena meneruskan siklus negatif dan menahan siklus positif.
d. Keluaran dari rangkaian penyearah setengah gelombang tiga fasa adalah gelombang DC satu fase.
c. Saran
Dari praktikum yang telah dilakukan maka praktikan memberikan saran berupa : 1. Kepada Instruktur, untuk lebih membimbing dan mengawasi praktikan dalam melakukan praktikum agar praktek dapat berjalan dengan lancar.
INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
Politeknik Negeri Padang 2. Kepada Teknisi, untuk lebih memeriksa atau mencek peralatan dan bahan yang akan diberikan kepada praktikan apakah peralatan tersebuat masih layak digunakan atau tidak agar hasil percobaan lebih akurat .
INDRA UTAMA III B Reguler
0901031016
