BAB II PEMBAHASAN
2.1 POLARITAS TRANSFORMATOR 2.1.2 PENGERTIAN POLARITAS PADA TRAF0
Transformator satu fasa memiliki dua kumparan, yaitu kumparan primer dan sekunder. Pada kumparan primer diberi sumber tegangan, dan hasilnya keluar tegangan output pada kumparan sekunder. Saat bekerja masing-masing ujung kumparan primer polaritasnya polaritasnya selalu bergantian mengikuti gelombang sinusoida AC.Polaritas (polaritas sesaat) perlu diketahui untuk membuat sambungan-sambungan pada transformator sehingga akan diketahui bagian primer dan sekunder serta bagian tegangan tinggi dan rendahnya. enurut ASA (Ameri!an Standards Asso!iation), pada bagian tegangan tinggi diberi tanda "#,"$, "%dan seterusnya. &imana "# terletak di sisi kiri pemba!a, "$ di sisi kanan pemba!a (apabila menghadap dari sisi tegangan rendah) sedangkan pada kumparan tegangan rendah diberi nama '#, '$, '% dan seterusnya. ntuk polaritas pengurangan, letak '# berdekatan deng dengaan "# dan untuk polaritas penjumlahan, letak '# berseberangan dengan "# Polaritas transformator sangat tergantung arah kumparan primer dan sekunder. angkah yang diperlukan untuk menentukan polaritas, terminal sisi primer "# diberi tanda (*) atau titik. "ubungkan terminal "$ yang tidak ditandai dengan salah satu terminal tegangan rendah '$.kur tegangan terminal "#dan "#dan '#, ini merupakan beda tegangan dari d ari kedua titik tersebut +* .ila tegangan +* +#, berarti polaritas penjumlahan, dimana terminal '$ arah kumparan sama dengan arah kumparan tegangan tinggi "#, maka di terminal '$ mempunyai tanda yang sama.ila tegangan +* +# berarti polaritas pengurangan, dimana terminal '$ berla/anan arah kumparan tegangan tinggi "#, maka di terminal '$mempunyai tanda yang berbeda.
2.1.3 PRINSIP UMUM
Prinsip mum Trafo asing-masing ujung primer dari suatu transformator satu fasa polaritasnya selalu bergantian pada /aktu bekerja karena merupakan teangan AC. "al ini sama juga terjadi pada kumparan sekunder. Polaritas perlu diketahui untuk membuat sambungansambungan pada transformator. Polaritas dari suatu transformator ditentukan oleh arah lilitannya. ntuk menentukan polaritas transformator (arah lilitan) bisa kita peroleh dari tes Polaritas. 0angkaian Transformator 1
&isini kita akan menggunakan $ metode yakni metode additi2e dan metode substra!ti2e. &engan melihat belitan primer dan belitan sekunder. Apabila terjadi kesalahan polaritas, hal ini dapat diketahui dengan tidak adanya nilai pada a2ometer pada saat pemasangan rangkaian additi2e atau substra!ti2e.
jung kumparan tegangan tinggi disambung dengan ujung kumparan tegangan rendah yang terdekat, ujung yang lain kita pasangangkan+oltmeter (+$). jung-ujung kumparan tegangan tinggi dihubungkan sumber dan dipasang+oltmeter (+#). +% juga di ukur dengan multimeter.
Perhatikan arah arus primer yang dinyatakan dalam 3p dan keluar di sisi sekunder 3s. ntuk polaritas substru!ti2e 3p dengan 3s sefasa, sedangkan untuk yang additi2e berla/anan arah.
Terminal "# mempunyai polaritas yang sama dengan '# yaitu positif (4), sedangkan "$polaritasnya sama dengan '$ (-). Posisi polarita sseperti tersebut di atas disebut dengan polaritas pengurangan (polaritas subtra!ti2e) . Sebaliknya jika polaritas "# (4) 5 '$ (4) dan "$ (-) 5 '# (-), akibat !ara melilit kumparan sekunder sebaliknya dari kondisi pertama, maka disebut polaritas penjumlahan (polaritas additi2e).
Permisalkan , Tegangan Pada 6umparan bertegangan tinggi dipasang $$7 2olt dan pada kumparan bertegangan rendah 89 2olt. Perhitungan polaritas transformator Polaritas Additi2e 1 +% 5 +# 4 +$5 $$7,: + 4 8: +5 $;:,: +olt Polaritas Substra!ti2e 1 +% 5 +# 4 +$ 5 $#<,$ + 4 89,$ +5 #:# +olt.
Pada pengukuran bila tegangan +# = +% >> induksi saling menjumlahkan dan dikatakan addit2e polarity, dengan rumus 1 +% 5 +$ 4 +$
Pada pengukuran bila tegangan +# = +% >> induksi kedua lilitan ada hubungan pengurangan dan dikatakan substra!ti2e polarity, dengan rumus 1 +% 5 +# = +$ ,+# dan +% berbanding lurus, sedangkan+$ berbanding terbalik dengan +# dan +%.
Polaritas transformator dapat diketahui apabila kita mengetahui polaritas dari sumber tegangan yang kita berikan pada transformator. ?ungsi dari polaritas transformator sendiri adalah sebagai penentuan kutub-kutub positif atau negatif pada transformator, untuk menentukan kumparan-kumparan primer atau sekunder danuntuk menghubungkan transformator biasa menjadi autotransformator.Selain itu,polaritas trafo juga sangat penting untuk diketahui jika kita akan memparalelkan trafo (untuk meningkatkan daya trafo) ataupun menserikan trafo (untuk meningkatkan tegangan trafo).
2.2 PARALEL TRAFO
2.2.1 ALASAN TRAFO DISUSUN PARALEL
&ua trafo bisa disusun se!ara paralel untuk mendapatkan arus yang lebih besar dan dua trafo juga bisa disusun se!ara seri untuk mendapatkan tegangan yang lebih besar. engapa dan untuk apa dibuat seperti itu@ erikut ini sekilas ulasannya. Ada kalanya keperluan tegangan yang lebih tinggi atau keperluan arus yang lebih besar tidak bisa didapatkan lantaran terbatasnya ketersediaan trafo. &alam kasus lainnya trafo yang memenuhi keperluan tegangan dan arus yang dibutuhkan memang sudah ada, namun bentuk fisiknya ternyata tidak sesuai dengan keinginan (misalnya terlalu tinggi atau panjang ke atas) sehingga tidak bisa masuk ke dalam bo* rakitan rangkaian elektronik yang akan digunakan. ika sudah seperti ini maka diperlukan upaya Bmodifikasi supaya masalah-masalah seperti itu dapat teratasi. Trafo disusu !ara"#".
&ua buah trafo jika disusun se!ara paralel dapat menghasilkan arus yang dua kali lipat besarnya. ika setiap trafo menghasilkan (misalnya) DA maka setelah disusun paralel kedua trafo itu akan menghasilkan arus sebesar #7A se!ara bersama-sama. &ua trafo yang dapat disusun seperti ini haruslah dua trafo yang benar-benar identik, yaitu jumlah serta arah gulungan primer
dan sekundernya adalah sama antara satu dengan lainnya. ntuk mudah dan amannya adalah trafo dari merek serta type yang sama.
2.2.2 S$ara% M#&!ara"#" Trasfor&a%or 'Trafo(
emperalel dua buah atau lebih trafo dapat dilakukan apabila parameter rasio trafo, persen impedansi dan rasio perbandingan 'E0 pada trafo - trafo tersebut adalah sama. emparalel trafo yang salah satu parameter diatas tidak terpenuhi dapat menimbulkan arus sirkulasi antar trafo dan pembagian pembebanan trafo tidak sesuai dengan yang diinginkan. Sehingga situasi tersebut akan menyebabkan turunnya efisiensi trafo serta menurunkan kemampuan trafo dalam melayani beban. Penjelasan terkait tidak dapatnya diparalel transformator yang salah satu parameternya tidak sama, adalah sbb 1 #. Pembagian arus untuk masing - masing transformator, dengan total beban yang sama dengan total kapasitas seluruh trafo yang diparalel, maka salah satu trafo akan mengalami kelebihan beban (o2erload) $. Arus sirkulasi antar trafo akan naik #7F dari arus pada saat kapasitas penuh. %. >abungan antara arus sirkulasi masing-masing trafo serta arus pada saat beban penuh akan melebihi kapasitas arus pada saat beban penuh pada setiap trafo tersebut.
2.2.3 ARUS SIR)ULASI
Arus sirkulasi (!ir!ulaitng !urrent) merupakan arus yang mengalir pada saat transformator tidak dibebani, sedangkan arus beban penuh (full load !urrent) merupakan arus yang mengalir pada saat transformator terhubung kebeban (load)
T$!# )o#*si Trafo +a, di Para"#"
B#-a a%ar Trafo B#-a Trafo Trafi %ida* ,a"a&i S#i&-a, s#i&-a, -#-a "#-i Loadi, 'o/#r"oad#d(
Ti&-u"$a )o#*si +a, Arus Di!#r-o"#*a Sir*u"asi
I&!#dasi Sa&a Ra%io Sa&a *A Sa&a
+a
Tida*
Tidak
Tidak
Ga
I&!#dasi Sa&a Ra%io Sa&a *A B#da
Tidak
Ga
Tidak
Tidak
Ga
I&!#dasi B#da Ra%io Sa&a *A Sa&a
Tidak
Ga
Ga
Tidak
Tidak
I&!#dasi B#da Ra%io Sa&a *A B#da
Tidak
Ga
Ga
Tidak
Tidak
I&!#dasi B#da Ra%io B#da *A Sa&a
Ga
Tidak
Ga
Ga
Tidak
I&!#dasi B#da Ra%io B#da *A B#da
Tidak
Ga
Ga
Ga
Tidak
Contoh 1 &ua buah trafo 7-%$+ E %A dari merek dan type yang sama hendak diparalelkan untuk mendapatkan keluaran arus maksimal ;A (lihat gambar (A).
ula-mula titikEtap nol +olt (7+) pada masing-masing bagian primer di kedua trafo digabungkanEdisatukan terlebih dahulu dengan sepotong kabel, begitupun dengan tap $$7+. 6emudian tap 7+ di bagian sekunder dari kedua trafo itu juga disatukan.
Cukup sampai di sini dahulu, setelah itu tegangan AC $$7+ diberikan kepada bagian primer trafo, maka antara tap %$+ trafo yang pertama dengan tap %$+ trafo yang kedua tidak boleh terukur adanya tegangan AC meskipun hanya ke!il saja.3nilah keadaan yang sudah benar sehingga tap %$+ dari kedua trafo itu dapat dipastikan untuk disatukan dalam rangka memparalelkan kedua trafo. Apabila ternyata terukur adanya tegangan yang besar (misalnya ;8+), maka ini berarti arah gulungan kedua trafo tersebut ternyata berbeda. &alam keadaan seperti ini penggabungan tap harus dilakukan se!ara terbalik, yaitu tap %$+ trafo yang pertama disambungkan ke tap 7+ trafo kedua dan tap 7+ disambungkan ke tap %$+. 2.3 AUTO TRANSFORMATOR 2.3.1 PENGERTIAN AUTOTRANSFORMATOR
Auto transformator atau se!ata sederhana disebut auto trafo adalah merupakan transformator yang anya terdiri dari satu kumparan saja, kumparan primer maupunsekundernya menjadi satu. Seperti halnya transformator biasa, auto trafo juga dapa tdigunakan untuk menaiikan atau menurunkan tegangan.Auto trafo mempunyai keterbatasan yaitu tidak baik lagi bila tegangan keluarannya jauhlebih tinggi atau lebih rendah dari tegangan masukannya, atau dapat disebutkan bah/a perbandingan transformasinya adalah mendekati satu.Transformator $ kumparan bias adapt difungsikan sebagai auto trafo bila dirangkaisedemikian rupa denga memperhatikan polaritas lilitannya. Pada gambar diba/ah inimemperlihatkan konstruksi auto trafo yang dibuat dari transformator $ kumparan dank onstruksi auto trafo.
>ambar #. 6onstruksi dasar auto trafo yang dibentuk dari transformator $ kumparan &aya yang keluar akibat pembebanan 1
P$5 +$. 3$ 3$5 3#4 3% P 5 +$. 3#4 +$. 3% P 5 +$. 3#4 +$ ( 3$-3#) &engan 1 +$. 3#5 P! 5 merupakan daya yang dikonduksikan dari kumparan primer. +$. 3%5 Pi 5 merupakan daya yang diinduksikan ke beban pada lilitan sekunder. Pada saat auto trafo digunakan sebagai penaik tegangan, maka berlaku1 +#5 tegangan masukan primer +$5 tegangan keluaran sekunder Sehingga dapat dituliskan1 P 5 +#. 3# P 5 +#.3$4 +#. %HHHHHHHHHHHHHHH.($) P 5 +$. 3$4 +#(3#-3$) &an I P! 5 +#.3$HHHHHHHHHHHHHHHHH..(%) Pi 5 +#. 3%HHHHHHHHHHHHHHHHH..(8) 6euntungan penggunaan autotransformator ini adalah terdapat penghematan penggunaan tembaga kerugiannya adalah hubungan konduktif antara kumparan tinggidan tegangan rendah, sehingga suatu kesalahan meletakkan tegangan tinggi menjaditegangan rendah dapat mengakibatkan kerusakan.
Transformator fasa tunggal memiliki perbandingan lilitan %1#, akan menjadi suatutransformator apabila sebagian kumparan primer merupakan bagian dari kumparansekundernya. Pada penggunaan autotransformator ini terdapat daya konduksi dan dayainduksi . besarnya efisiensi yan paling baik pada penggunaan auto transformator iniadalah apabila sebuah transformator fasa tunggal yang step do/n digunakan menjadiauto transformator.
Jfisiensi yang paling bagus terdapat pada auto transformator dibandingkan dengantransformator fasa tunggal. 6arena pada transformator fasa tunggal daya konduksi lebihke!il daripada daya induksi dan sebaliknya pada auto trafo nilai daya konduksi lebih besar daripada daya induksi. Semakin besar arus masuk pada sebuah auto trafo maka nilaiefisiensinya semakin besar. 6euntungan menggunakan auto transformator adalah penghematan penggunanan tembaga sedangkan kerugiannya adalah adalah hubungankonduktif antara kumparan tinggi dan tegangan rendah, sehingga suatu kesalahan meletakkan tegangan tinggi menjadi tegangan rendah dapat mengakibatkan kerusakan. erbeda dengan transformator sebelumnya tegangan yang memiliki dua gulungan elektrik terisolasi yang disebut1 primer dan sekunder, sebuah au%o%rasforr au%o%rasfor&asi hanya memiliki satu tegangan tunggal berkelok-kelok yang umum bagi kedua
belah pihak. Single ini berliku KdisadapK di berbagai titik sepanjang panjangnya untuk memberikan persentase dari suplai tegangan primer pada beban sekunder. akaautotransformer memiliki inti magnetik biasa tapi hanya memiliki satu berkelok-kelok, yang umum untuk kedua sirkuit primer dan sekunder. Lleh karena itu dalam autotransformer gulungan primer dan sekunder dihubungkan bersama baik elektrik dan magnetis. 6euntungan utama dari jenis desain transformator adalah bah/a hal itu dapat dibuat jauh lebih murah untuk hal yang sama rating +A, tapi kelemahan terbesar dari sebuah autotransformer adalah bah/a hal itu tidak memiliki dasar E isolasi berliku sekunder transformator luka ganda kon2ensional.
agian dari berliku ditunjuk sebagai bagian utama dari berliku terhubung ke sumber listrik AC dengan makhluk bagian sekunder dari primer ini berliku. Sebuah autotransformer juga dapat digunakan untuk langkah tegangan suplai naik atau turun dengan membalik koneksi. ika
primer adalah total berkelok-kelok dan terhubung ke pasokan, dan sirkuit sekunder terhubung di hanya sebagian dari berkelok-kelok, maka tegangan sekunder Kmelangkah-do/nK seperti yang ditunjukkan.
Au%o%rasforr D#sai
6etika primer saat ini saya P mengalir melalui single berliku ke arah panah seperti yang ditunjukkan, arus sekunder, saya S, mengalir ke arah yang berla/anan. Lleh karena itu, dalam porsi yang berkelok-kelok yang menghasilkan tegangan sekunder, + S arus yang mengalir keluar dari belitan adalah perbedaan 3 P dan 3 S. The au%o%rasforr juga dapat dibangun dengan lebih dari satu tunggal penyadapan titik. Auto-transformator dapat digunakan untuk memberikan titik tegangan yang berbeda sepanjang yang berkelok-kelok atau meningkatkan tegangan suplai sehubungan dengan tegangan pasokan + P seperti yang ditunjukkan.
Au%o%rasforr d#,a Mu"%i!"# Ta!!i, Poi
etode standar untuk menandai auto-transformator gulungan adalah untuk label itu dengan modal (huruf) huruf. adi misalnya, A, , M dll untuk mengidentifikasi akhir pasokan. mumnya koneksi netral umum ditandai sebagai N atau n. ntuk sekunder penyadapan ini, nomor akhiran digunakan untuk semua menekan titik sepanjang auto-transformator gulungan primer. Angka-angka ini umumnya mulai dari nomor # dan terus dalam urutan untuk semua titik penyadapan seperti yang ditunjukkan.
Au%o%rasforr T#r&ia" P#adaa
Sebuah autotransformer digunakan terutama untuk penyesuaian garis tegangan baik mengubah nilainya atau tetap konstan. ika penyesuaian tegangan dengan jumlah yang ke!il, baik atas atau ba/ah, maka rasio transformator ke!il seperti + P dan + S hampir sama. Arus 3 P dan saya S juga hampir sama. Lleh karena itu, porsi yang berkelok-kelok yang memba/a perbedaan antara dua arus dapat dibuat dari ukuran konduktor yang jauh lebih ke!il, karena arus yang hemat jauh lebih ke!il dari biaya sebuah transformator luka ganda setara. Namun, regulasi, induktansi kebo!oran dan ukuran fisik (karena tidak ada kedua berliku) dari
autotransformer untuk +A yang diberikan atau rating 6+A kurang dari untuk transformator luka ganda. Autotransformer adalah jelas jauh lebih murah daripada transformer luka ganda kon2ensional sama rating +A. 6etika memutuskan pada menggunakan autotransformer itu biasa untuk membandingkan biaya dengan suatu jenis luka ganda setara. "al ini dilakukan dengan membandingkan jumlah tembaga yang disimpan dalam gulungan. ika rasio KnK didefinisikan sebagai rasio dari tegangan rendah ke tegangan yang lebih tinggi, maka dapat ditunjukkan bah/a penghematan tembaga adalah1 n.#77F. Sebagai !ontoh, penghematan tembaga untuk dua autotransformer akan menjadi1
Au%o%rasforr o%o No. 1 Sebuah au%o%rasforr diperlukan untuk langkah-up tegangan dari $$7 2olt menjadi $D7 2olt. umlah kumparan menyala utama transformator berkelok-kelok adalah $777. Tentukan posisi titik penyadapan primer, arus primer dan sekunder ketika output dinilai pada #76+A dan ekonomi tembaga disimpan.
aka arus utama adalah 8D,8 ampere, arus sekunder yang ditarik oleh beban 87 ampere dan D,8 ampere mengalir melalui umum berliku. Jkonomi tembaga adalah 99F.
)#*ura,a dari au%o%rasforr •
6erugian utama dari sebuah autotransformer adalah bah/a hal itu tidak memiliki dasar untuk isolasi berliku sekunder transformator luka ganda kon2ensional. 6 emudian autotransformer dapat tidak aman digunakan untuk mengundurkan diri tegangan tinggi ke tegangan yang jauh lebih rendah !o!ok untuk beban yang lebih ke!il.
•
ika sisi gulungan sekunder menjadi hubung terbuka, berhenti arus yang mengalir melalui gulungan primer menghentikan aksi transformator menghasilkan tegangan primer penuh diterapkan ke sirkuit sekunder.
•
ika rangkaian sekunder menderita kondisi sirkuit pendek, arus primer yang dihasilkan akan jauh lebih besar daripada sebuah transformator luka ganda setara karena meningkatnya linkage fluks merusak autotransformer tersebut.
•
6arena koneksi netral adalah sama untuk kedua gulungan primer dan sekunder, pembumian dari gulungan sekunder se!ara otomatis bumi primer karena tidak ada isolasi antara dua gulungan. >anda transformator luka kadang-kadang digunakan untuk mengisolasi peralatan dari bumi.
Autotransformer ini memiliki banyak kegunaan dan aplikasi termasuk starting motor induksi, digunakan untuk mengatur tegangan dari jaringan transmisi, dan dapat digunakan untuk mengubah tegangan ketika primer untuk rasio sekunder dekat dengan kesatuan. Sebuah autotransformer juga dapat dibuat dari kon2ensional dua-berliku transformator dengan menghubungkan gulungan primer dan sekunder bersama dalam seri dan tergantung pada bagaimana sambungan dibuat, tegangan sekunder dapat menambah, atau mengurangi dari, tegangan primer.