Modul Elda

Dhiemas Rizqi Nugroho 2013 – 11 – 169

PETUNJUK UMUM PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA

1. Abstrak dan Tujuan. Prakti Praktikum kum Elektr Elektroni onika ka Daya Daya ini terdi terdiri ri dari dari perco percobaa baan n – percob percobaan aan menggu menggunak nakan an perangkat percobaan (experiment set) SCR atau Penyearah Terkontrol dilengkapi dengan peragaan karakteristik operasi dan petunuk percobaan dalam percobaan ini! dicantumkan uga tuuan yang ingin dicapai sesuai tingkatannya tingkatannya dan dilengkapi dilengkapi pula dengan diagram rangkaian titik ui (test point) yang diperlukan on " o## (hidup " mati) pada panel modul perangkat percobaan percobaan SCR terdiri dari $ (satu) konsul ED %&'&m dan  modul yaitu 

$* +arakteristik SCR (Trigger and Control $  ,odul - – .&'&C)* Penyeara arah h dan dan penga pengatur turan an #asa #asa (Recti (Recti#ie #ierr and and Phase Phase Contro Controll  ,odul ,odul - – %* Penye 0* 1* .* '* 5* 9* *

.&'&/)* Trigger dan +ontrol (Trigger and Control $  ,odul - – .&'&C)* Trigger dan +ontrol % (Trigger and Control %  ,odul - – .&'&D)* Sirkit +ontrol Cahaya (Photo Controlled Circuit  ,odul - – .&'&E)* Pengisi /aterai 2tomatis 2tomatis (/attery 3uto 3uto Charger  ,odul - – .&'&4)* 6n7erter DC – 3C (DC to 3C Con7erter  ,odul - 8 .&'&&)* Pengaturan +ecepatan ,otor (,otor Speed Control  ,odul - – .&'&:)* Sirkit Pengaturan DC (DC Regulator Circuit  ,odul - – .&'&/)*

2. Petunjuk Umum Untuk Perankat Per!"baan. Praktikum Elektronika Daya ini dibagi menadi 0 tingkat (bagian) dan semuanya terdiri daru $% (dua belas) percobaan* Petunuk -mum untuk percobaan ini sebagai berikut  $* Tentukan ntukan sumber sumber tegan tegangan gan bolak8 bolak8ba balik lik (3C Supply Supply)) sebesa sebesarr $$& ;olt! ;olt! hati8h hati8hati ati tegangan selain ini menyebabkan electric shock* %* Percobaa Percobaan n perangkat perangkat ED.&'& ED.&'& menggun menggunakan akan %%&; %%&; 3C! 3C! .& < '&:= #asa satu* satu* >amun setiap modul menggunakan $$&; saa dan daya 3C setiap modul disuplay dan $&&; konsul ED.&'&,* 0* /aca manual manual (petunu (petunuk) k) dengan dengan teliti sebelum sebelum percobaa percobaan n dilakukan* dilakukan* 1* Persiapk Persiapkan an peralatan peralatan yang yang diperlukan diperlukan dan atur atur setiap input input (masukan) (masukan) sesuai sesuai Range (ulat)* .* Sirkit Sirkit beban dan modul modul adalah beban beban resistor resistor internal* internal* Tetapi Tetapi beban beban eksternal eksternal dapat dapat dihubung dihubungkan kan sebagai sebagai tambahan tambahan dengan dengan cara paralle parallell dan nilai nilai beban beban eksterna eksternall sesua sesuaii dengan dengan sube subek k perco percobaa baan* n* /eban /eban tahan tahanan an inter interna nall $&&; $&&; 3C  $&k? $&k?  tegangan rendah internal $?* '* Pane Panell pera perang ngka katt perc percob obaa aan n SCR SCR peka peka terh terhad adap ap pana panas! s! ang angan an dipa dipasa sang ng pada pada tempat yang mempunyai panas tinggi dan hati kontak dengan alat solder*

Laboratorium Elektronika Daya !!"#LN$$ !!"#LN$$ $$$$$$


5* -ntuk percob percobaan aan yang yang baik! modul modul dipasang dipasang pada pada konsul (main (main #rame) #rame) a*$ DC ,otor dengan (tacho generator)! lampu $&@ resistor %&&?! 0&&?! 1&&? masing8masing .&@* 9* DC ;8me ;8meter ter ulat ulat skala skala .&; .&;!! $.&;* $.&;* 3C DC ;8meter ;8meter ulat skala .&;! .&;! $.&;* $.&;*

#. Karakter$st$k Dasar T%&r$st"r. #.1 Penda% Penda%u'u u'uan an Thyristor termasuk enis semi konduktor terdiri dari lengkapan yang sangat berguna* Aenis Aenis yang yang banyak banyak dipakai dipakai yaitu  Silicon Silicon Controlled Controlled Recti#ier Recti#ier (SCR)! (SCR)! TR63C TR63C dan D63C* /anya /anyak k penggu penggunaa naan n peral peralata atan n denga dengan n kompon komponen en ini ini adala adalah h untuk untuk #ungsi #ungsi lingk lingkung ungan an kecepatan dan keadalan spesi#ik yang tidak dapat dipenuhi oleh lengkapan elektromekanik! karena penggunaannya untuk menggantikan lengkapan elektromekanik bermacam8macam maka banyak banyak karakteris karakteristik! tik! terus dan paramete parameterr perlu perlu dipahami dipahami** Tuuaa Tuuaannya nnya agar SCR! TR63C dan D63C dan digunakan dengan baik sesuai dengan karakteristik Thyristor*

#.2 Dasar Dasar Penunaa Penunaan n T%&r$st" T%&r$st"r r

Pengoperasian Pengoperasian P>P> dapat digantikan seperti % transistor seperti gambar % dibaBah ini 



5* -ntuk percob percobaan aan yang yang baik! modul modul dipasang dipasang pada pada konsul (main (main #rame) #rame) a*$ DC ,otor dengan (tacho generator)! lampu $&@ resistor %&&?! 0&&?! 1&&? masing8masing .&@* 9* DC ;8me ;8meter ter ulat ulat skala skala .&; .&;!! $.&;* $.&;* 3C DC ;8meter ;8meter ulat skala .&;! .&;! $.&;* $.&;*

#. Karakter$st$k Dasar T%&r$st"r. #.1 Penda% Penda%u'u u'uan an Thyristor termasuk enis semi konduktor terdiri dari lengkapan yang sangat berguna* Aenis Aenis yang yang banyak banyak dipakai dipakai yaitu  Silicon Silicon Controlled Controlled Recti#ier Recti#ier (SCR)! (SCR)! TR63C TR63C dan D63C* /anya /anyak k penggu penggunaa naan n peral peralata atan n denga dengan n kompon komponen en ini ini adala adalah h untuk untuk #ungsi #ungsi lingk lingkung ungan an kecepatan dan keadalan spesi#ik yang tidak dapat dipenuhi oleh lengkapan elektromekanik! karena penggunaannya untuk menggantikan lengkapan elektromekanik bermacam8macam maka banyak banyak karakteris karakteristik! tik! terus dan paramete parameterr perlu perlu dipahami dipahami** Tuuaa Tuuaannya nnya agar SCR! TR63C dan D63C dan digunakan dengan baik sesuai dengan karakteristik Thyristor*

#.2 Dasar Dasar Penunaa Penunaan n T%&r$st" T%&r$st"r r

Pengoperasian Pengoperasian P>P> dapat digantikan seperti % transistor seperti gambar % dibaBah ini 



:ubungan % transistor aksi saling menghidupkan menghidupkan (regenerati7e) ketika sinyal gate teradi pada base base transistor transistor >P>! arus bocor bocor normal normal sangat kecil kecil sehingga sehingga h 4E dari umpan balik (#eed (#eed back) back) kedua kedua transi transisto storr lebih lebih kecil kecil dan pada pada hanya hanya satu satu aa* aa* +eada +eadaan an ini ini sepert sepertii rangkaian dalam keadaan terbuka (244)* Pulsa positi# sesaat pada gate akan membias transi transisto storr >P> dan dan uga uga menye menyebab babkan kan transi transisto storr P>P dalam dalam keadaa keadaan n bias bias ! nilai nilai h 4E sementara akan menadi lebih besar dari $ (satu) sehingga pasangan transistor menadi enuh* 3rus melalui transistor cukup untuk menahan h 4E gabungan gabungan  $ rangkaia rangkaian n tetap seperti semula dalam keadaan hidup (2>) sampai keadaan mati (244) dengan mengurangi arus (6 T) anoda ke katoda dimana h 4E gabungan  $ sehingga regeneral regeneral terhenti* 3rus 3rus anoda threshoid adalah arus holding dan SCR*

#.# Dasar Dasar Pen"(er Pen"(eras$an as$an TRIA) TRIA) +ontru +ontruksi ksi TR63C dapat dapat dili dilihat hat pada pada gamba gambarr 0*$ di baBah baBah ini ini #ungsi #ungsi utama utama TR63C TR63C mengatur daya bolak8balik pada rangkaian arus bolak8balik (3C)*

Cara bekera TR63C dapat dapat disamaka disamakan n dengan dengan % SCR yang dihubungka dihubungkan n pararel pararel secara berlaBanan arah seperti pada gambar80* @alaupun ada % gate terpisah untuk SCR namun TR63C menggunakan $ gate dan dapat di tringger dari salah satu gate* Dalam hal ini TR63C dioperasikan dari % arah dan hakekatnya adalah sama dalam arah #orBard atau blocking*



#.* Dasar Pen"(eras$an DIA). +ontruksi D63C sama seperti open baseF transistor >P> di baBah ini 

Transistor % arah diatas memperlihatkan status blocking high impedans sampai titik tegangan break o7er ; /2 mana masuk daerah resistans negati7e karakteristik dasar D63C seperti ini menghasilkan pulsa osilasi

% arah dalam rangkaian 3C resistor8kapasitor!

sehingga D63C adalah % arah yang dipakai baik secara ekonomi untuk pengaturan penyelaan (#iring) TR63C pada rangkaian control #asa seperti lampu kedip (dimmer)! kecepatan motor dll* Gambar8. adalah rangkaian 3C sederhana menggunakan D63C dan TR63C dalam penggunaannya untuk pengaturan #asa*

#.+ Met"de Men%$du(kan T%&r$st"r. 3da 0 cara umum menghidupkan SCR agar hidup (on8state) sebagai berikut  $* Penggunaan Sinyal Gate  :arus melebihi syarat 6 GT Thyristor yang dipakai untuk SCR arah tunggal (unilateral de7ice) sinyal ini harus positi# ke masing8masing polaritas katoda* -ntuk % arah (bilateral de7ice) TR63C dapat dihidupkan dengan sinyal gate pada salah satu polaritas meskipun perbedaan polaritas mempunyai perbedaan persyaratan dari 6 GT dan ; GT* +arena D63C tidak mempunyai gate metoda menghidupkan TR63C*

Laboratorium Elektronika Daya !!"#LN$$ $$$$$$


%* ,enghidupkan Dengan (D7"dt) ST3T6C  ,etoda

ini berdasarkan dan cepatnya

kenaikan tegangan yang digunakan pada terminal anoda dan katoda dan SCR atau terminal utama TR63C* Secara alamiah kontruksi thyristor menempatkan kapasitor unction kecil berada pada masing8masing unction P>* Gambar8' memperlihatkan bagaimana seenis kapasitor internal melekat pada gate thyristor tersebut ketika tekanan tegangan tiba8tiba teradi pada unction P>! maka arus pengisian akan mengalir dengan persamaan 6 H C* (d;"dt)* +etika C* (d;"dt) bertambah besar atau sama dengan arus 6 GT dari thyristor maka thyristor hidup* Dalam keadaan normal menghidupkan dengan cara ini tidak merusak karena arus sura yang terbatas! umumnya penggunaan rangkaian thyristor dirancang d;"dt static ala8ala pendek untuk mengantisipasi kecepatan kenaikan tegangan*

0* ,enghidupkan Dengan Tegangan /reak 27er  ,etoda ini dipakai untuk menyalakan D63C* @alaupun dengan tegangan break8o7er dibolehkan untuk SCR dan TR63C namun metoda penyalaan ini tidak disarankan SCR dan TR63C arus naik ke suatu harga arus gate dalam titik kecil terlokalisasi yang masih diiinkan sesuai syarat penyalaan melalui gate dalam titik kecil terlokalisasi yang masih diiinkan sesuai syarat penyalaan melalui gate thyristor* Aika teradi penyalaan dengan cara ini maka ada pemanasan di daerah kecil dan dapat membuat lengkapan silicon leleh atau rusak ika di "dt akan kenaikan arus tidak dibatasi D63C digunakan khusus untuk rangkaian pengontrolan #asa! pada dasarnya memproteksi arus excessi7e (akibat) break o7er selama penyalaan kapasitor tidak besar* Pada Baktu D63C di#ungsikan sebagai =ener! perlu pembataan arus* 1* Term$n"'"$ umum *.1 $st$'a%8$st$'a% ,Term$n"'"$2> ST3TE Suatu keadaan thyristor mempunyai nilai resitans rendah! sebagai tegangan rendah dan karakteristik dasar sesuai dengan prinsip hubungan tegangan arus rendah dan karateristik dasar sesuai dengan prinsip hubungan tegangan arus (;"6) dalam kBadran pensaklaran (sBitching Iuadrant)*



244 ST3TE Suatu keadaan thyristor mempunyai nilai resistant tinggi! bagian tegangan rendah dan karakteristik dasar sesuai dengan prinsip hubungan tegangan arus (;"6) berada antara titik asal (nol) dan titik break8o7er dalam kBadran pensaklaran* /RE3+82;ER P26>T /eberapa titik pada karakteristik dasar hubungan tegangan8arus dimana perbedaan resistans adalah nol dan tegangan dasar mencapai harga maksimum* PR6>C6P3J C-RRE>T (3R-S D3S3R) /esaran generic arus melalui kolektor unction* Catatan  3rus melalui terminal8utama $ dan terminal8utama % dan TR63C atau arus melalui anoda dan katoda SCR*

PR6>C6P3J ;2JT3GE (TEG3>G3> D3S3R) Tegangan 3ntara Terminal Catatan  $) Dalam hal thyristor re7erse blocking tegangan utama lebih besar dan potensial katoda! dan disebut negati7e potensial katoda* %) Dalam hal thyristor % arah! tegangan utama disebut positi# ketika potensial ketika anoda lebih besar dari potensial katoda! dan disebut negati7e ketika potensial terminal $* *.2 Ist$'a% (es$/$k /RE3+82;ER ;2JT3GE (TEG3>G3> /RE3+82;ER! ; /2) Tegangan dasar pada titik break o7er REPET6T6;E PE3+ 2448ST3TE ;2JT3GE (; DR,) >ilai saat ini maksimum dan tegangan o##8state yang teradi pada thyristor! transient 7oltage tetapi tidak termasuk seluruh non repetiti7e transient 7oltage * REPET6T6;E PE3+ RE;ERSE ;2JT3GE 244 2> SCR (; RR,)



>ilai sesaat maksimum dari tegangan re7erse yang teradi pada thyristor! transient 7oltage tetapi tidak termasuk seluruh non repetiti7e transient 7oltage* 2> ST3TE ;2JT3GE (TEG3>G3> :6D-P! ;T) Tegangan dasar ketika thyristor dalam status " keadaan hidup (on state)* G3TE TR6GGER ;2JT3GE (TEG3>G3> PE>K3J33> G3TE! ; GT)* Tegangan gate yang diperlukan untuk menghasilkan arus trigger gate* /RE3+82;ER C-RRE>T (3R-S /RE3+82;ER! 6/2)* 3rus dasar ketika titik break o7er* REPET6T6;E PE3+ 244 ST3TE C-RRE>T (6DR,)* >ilai sesaat maksimum dan arus o## stateF disebabkan penggunaan repetiti7e peak o##8state 7oltageF* REPET6T6;E PE3+ RE;ERSE C-RRE>T 244 3> SCR (6RR,)* >ilai sesaat maksimum dari arus re7erseF yang disebabkan penggunaan repetiti7e peak re7erse 7oltageF* 2> ST3TE C-RRE>T (6T)* 3rus dasar ketika thyristor dalam keadaan hidup (on state)* S-RGE (>2> REPET6T6;E) 2>8ST3TE C-RRE>T (6yS,) 3rus keadaan hidup dalam selang Baktu singkat dan bentuk gelombang khusus* J3TC:6>G C-RRE>T (3R-S ,E>G->C6! 6J)* 3rus dasar minimum diperlukan untuk memelihara thyristor dalam keadaan segera hidup (on8state immediately) setelah teradi pensklaran (sBitching) dari mati ke hidup dan sinyal kenyalaan (triggering signal) telah terlepas* :2JD6>G C-RRE>T (3R-S :6D-P 6:) 3rus dasar minimum diperlukan untuk memelihara thyristor dalam keadaan tetap hidup* G3TE TR6GGER C-RRE>T (6GT) 3rus dasar minimum diperlukan untuk mensaklar thyristor dan keadaan mati ke hidup*



PE3+ G3TE P2@ER D6SS6P3T62> (P G3;) >ilai daya gate rata8rata selama Baktu perioda penuh yang dipakai antar gate dan terminal utama8$ (katoda) untuk Baktu tertentu* 3;3R3GE G3TE P2@ER D6SS6P3T62> (G3;) >ilai daya gate rata8rata selama satu perioda penuh yang dipakai antar gate dan terminal utama8$ (katoda) untuk Baktu tertentu* CR6T6C3J R3TE 244 R6SE 244 2448ST3TE ;2JT3GE (CR6T6C3J 2R ST3T6C! d7"dt)* >ilai minimum rata8rata kenaikan tegangan utama yang akan menyebabkan pensaklaran dan keadaan mati ke keadaan hidup* CR6T6C3J R3TE 244 R6SE 244 2>8ST3TE C-RRE>T (di"dt)* >ilai minimum rata8rata kenaikan arus keadaan hidup dimana thyristor dapat tahan e#ek merusak* CR6T6C3J R3TE 244 R6SE 244 C2,,-T3T62> ;2JT3GE 244 TR63C (C2,,-T3T6>G d7"dt)* >ilai minimum rata8rata kenaikan tegangan utama yang akan menyebabkan pensaklaran dan keadaan mati ke keadaan hidup secara tiba8tiba mengikuti konduksi arus keadaan hidup dalam Iuadran berlaBanan* T:ER,3J RES6ST3>CE! A->CT62> T2 3,/6E>T (;LA3) Perbedaan temperature antara unction thyristor dan ambient dibagi daya pakai akibat perbedaan temperatur dalam kondisi keseimbangan ternal* Catatan  3mbient dide#enisikan sebagai titik temperatur tidak berubah sebagai akibat pemakaian daya* T:ER,3J RES6ST3>CE! A->CT62> T2 C3SE (RLAC) Perbedaan temperatur antara unction thyristor dan penutup thyristor (case) dibagi daya pakai akibat perbedaan temperatur dalam kondisi keseimbangan ternal*

.* 0at$n Lat!%$n dan "'d$n O// )R dan TRIA) +.1 Penda%u'uan



Penyalaan (gating)! penguncian (latching) dan holding arus thyristor adalah beberapa dari parameter penting* Parameter8parameter ini dan sehubungan dengannya ditentukan apabila SCR dan TR63C akan ber#ungsi dengan baik dalam bermacam8macam penggunaan rangkaian* Tuuan dari pemakaian catatan ini memperlihatkan pemakai SCR dan TR63C bagaimana parameter ini berhubungan satu dengan yang lainnya! sehingga cara operasinya dapat dipilih terbaik*

+.2 Pen&a'aan )R dan TRIA) 3da 0 cara mensBitch thyristor keadaan status hidup  ($) ,emakai sinyal gate yang sesuai (%) ,elampaui karakteristik static d7"dt thyristor (0) ,elampaui titik tegangan break o7er -ntuk maksud penggunaan hanya pemakaian sinyal gate yang sesuai akan dielaskan dalam catatan ini* Sinyal gate harus melampui 6 GT dan ;GT yang diisyaratkan thyristor* 6 GT (arus trigger gate) harus melampaui 6 GT dan ;GT yang disyaratkan thyristor* ; GT (arus trigger gate) dide#iniskan arus minimum thyristor yang diisyaratkan thyristor* 6 GT (arus trigger gate) dide#enisikan arus minimum thyristor yang diisyaratkan untuk mensBitch thyristor dari status mati ke hidup* ; GT (tegangan trigger gate) dide#inisikan tegangan yang disyaratkan untuk menghasilkan arus trigger arus trigger gate*

SCR (lengkap satu arah) membutuhkan sinyal gate positi#! dengan akibat berpengaruh pada polaritas katoda* Gambar85 memperlihatkan arus mengalir pada sebagaian penampang chip



SCR* -ntuk mengunci SCR hidup! arus anoda ke katoda (6T) harus melebihi arus pengunci (6J) yang disyaratkan* Sekali arus 6 J mengunci hidup! maka SCR akan tetap hidup sampai dimatikan ketika arus anoda ke katoda berada dibaBah ini arus hidup (:olding Current! 6 :) yang disyaratkan TR63C (alat dua arah) dapat dihidupkan melalui gate dengan satu salah polaritas sinyal gate! namun demikian perbedaan polaritas mempunyai beda persyaratkan dari 6GT dan ;GT* Gambar89 berikut ini memperlihatkan mengalir dari chip TR63C dalam berbagai modus penyalaan berdasarkan modus cara penyalaan! TR63C dapat dinyalakan dari 1 (empat) kBadran dasar modus penyalaan yang diperlihatkan pada gambar8 pada umumnya penyalaan TR63C dilakukan dalam kBadran 6 dan 66 dimana! suplai gate disinkronkan dengan terminal utama suplai daya! misalnya  gate positip! ,T% positip! gate negati# ,T%* +epekaan (sensiti7itas) paling optimum gate TR63C dicapai ketika bekera pada kBadran 6 dan 666 hal ini disebabkan kontruksi dalam chip thyristor* Aika operasi kBadran 66 dan 666 dimana suplai gate negati# masing8masing dengan terminal utama disuplai 3C* +epekaan gate kBadran 6 dan 66! hamper sama Balaupun pada kBadran 66 dan 666 mempunyai kepekaan arus pengunci terendah* >amun demikian untuk TR63C mengunci hidup dalam kBadran 66 sukar ika suplai arus terminal utama terlalu kecil* Table pada gambar8$& memberi pengertian terbaik bagaimana modus penyalaan berhubungan dengan setiap arus yang disyaratkan menyalakan gate TR63C* +Badran 6; mempunyai kepekaan site terkecil dari keempat kBadran* Rangkaian penyalaan pada kBadran 6 dan 6; dipakai dalam penggunaan khusus



Contoh untuk TR63C 1 3mper! ika 6GT (6) H $0m3 ,aka 6GT (666) H $0m3 6GT (6;) H .&m3

3rus trigger gate tergantung pada temperatur seperti yang dilihatkan pada gambar8$$* Thyristor menadi tidak sensiti7e dengan menurunya temperatur! demikian pula sebaliknya* -ntuk penggunaan pada temperatur rendah! arus suplai pada gate harus diturunkan pada



sedikitnya % (dua) sampai 9 (delapan) kali arus trigger gate yang disyaratkan pada %.

&

C*

pada kenyataannya #actor ini ber7ariasi tergantung enis thyristor dan temperatur sekitarnya*

Contoh untuk TR63C $&3mper! ika 6 GT (6) H $&a pada %. &C maka 6GT (66) H %&,a pada81& &C dalam pemakaian dimana di"dt tinggi! sura tinggi dan menghidupkan sangat cepat maka arus alat* Gate harus naik taam (kenaikan Baktu $Ms) dan paling sedikit dua kali 6

GT

atau

lebih tinggi minimum sinyal dengan Baktu 0Ms* namun ika besarnya aus pengerak gate sangat tinggi maka Baktu harus dibatasi untuk menghindari dan o7estress (melebihi batas penyerapan daya) gate unction +.# Arus Penun!$an )R dan TRIA) 3rus penguncian (6 J) dide#enisikan sebagai arus dasar minimum yang dibutuhkan untuk memelihara dalam keadaan status hidup sesaat setelah pensaklaran dari mati ke hidup dan sinyal penyalaan tidak ada arus penguncian dapat lebih dipahami seperti geala relai mekanik pick8up atau #ull inF dari relai mekanik* Gambar $%* $ dan $%*% memperlihatkan geala penguncian pada contoh thyristor* Dalam gambar $%*$ thyristor tidak adi hidup seteloha pengerak gate lepas karena ketidakcukupan arus dasar karena lebih rendah dan pada arus pengunci diperlukan*



Perlihatkan pada gambar8$%*% bahBa alat tetap hidup untuk setengah gelombang sampai dengan arus dasar atuh dibaBah le7el arus holding*

:al yang sama ketika menyalakan gate! arus mengunci diperlukan TR63C tidak sama untuk setiap kBadran* De#inisi modus mengunci kBadran adalah sama seperti modus menyalakan gate! gambar89 N  dapat digunakan untuk menelaskan dengan baik tentang modus mengunci kBadran gambar8$0 memperlihatkan perbedaan modus mengunci kBadran dan hubungannya dengan kBadran lainya* Dalam penelasan terdahulu kBadran 66 mempunyai kepekaan arus terkecil terhadap kBadran lain*

Gambar8$0 tabel perbedaan penguncian kBadran TR63C contoh untuk TR63C $& 3mper! ika 6GT (6) H $%,a ,aka 6GT (66) H 19,a 6GT (666) H *',a 6GT (6;) H 9*1,a



3rus mengunci tergantung berapa temperatur selebih besar dibandingkan dengan arus tigger gate DC* Dengan menggunakan persyaratkan temperatur rendah! harus tersedia arus utama (arus anoda) yang cukup untuk menamin thyristor terkunci* Dua hal spesi#ik mengui keadaan pengunciaan adalah penggerak gate dan arus utama cukup Baktunya* 3rtinya lamanya selang Baktu menggerakan gate dapat mempertinggi nilai arus penguncian*

+.* Arus "'d$n )R dan TRIA) 3rus holding (6 :) dide#inisikan arus utama minimum diperlukan untuk memelihara keadaan tetap hidup pada thyristor* Seperti pada kontrak relai mekanik arus holding dapat digambarkan sebagai le7el menutup

kontak (drop out) atau membuka kontak

(must release)* Gambar8$%*% memperlihatkan urutan penyalaan (gate)! penguncian* 3kan tetapi sensiti7itas akan mendekati nilai arus holding dan pada nilai arus pengunci* 3rus holding tidak tergantung terhadap penyalaan dan penguncian! tetapi alat harus mengunci penuh sebelum batas arus holding dapat ditentukan*

Contoh untuk TR63C $& 3mper! ika 6 : (O) H $&ma ,aka 6: (8) H $1ma ,odus arus holding thyristor sangat tergantung pada polaritas tegangan terminal utama* Gambar8$1 memperlihatkan bagaimana modus arus holding dan negati7e TR63C tergantung satu dengan lainnya*



Contoh untuk TR63C $&,a! kika 6 : (O) $&ma pada %. &C maka 6 : (8) 5!. ,a pada '. &C arus holding uga tergantung dan temperatur seperti halnya penyalaan dan penguncian! lihat pada gambar8$.* Perlihatkan bahBa arus mula status hidup %&&ma menamin thyristor mengunci sebelum arus holding terukur* Auga perhatikan pada temperatur rendah disyaratkan arus utama (arus anoda) dipenuhi untuk menaga thyristor tetap dalam keadaan hidup* 3rus holding minimum dan maksimum boleh dispesi#ikasikan penting! tergantung pada penggunaannya* 3rus holding maksimum uga harus dipertimbangkan ika thyristor berada dalam keadaan arus utama (anoda) yang rendah* ,isalnya arus holding minimum harus dipertimbangkan ika lengkapan mati dalam keadaan arus utama rendah*

I. PRAKTIKUM DAAR PENYEARA TERKONTROL ,)RPER)O3AAN 4 1.1 5 KARAKTERITIK OPERAI DEN0AN RAN0KAIAN TE0AN0AN EARA ,D)-

I.

Tujuan Per!"baan $* ,empelaari karakteristik dan cara menghidupkan " mematikan SCR (trigger turn8 on dan turn o##)* %* Perkiraan ulat (range) penggunaan SCR

II.

Pera'atan Yan D$(aka$ $* +onsul (kotak) ED – .&'& , %* ,odul - – .&'& 3 0* 37ometer $ buah

III. Pe'aksanaan 6 Pr"sedur Per!"baan III.1 Ranka$ Per!"baan Rangkaian percobaan karakteristik operasi SCR dengan serah sesuai dengan modul .&'& 3* seperti gambar di baBah ini*



III.2 Penda%u'uan Dalam percobaan ini akan diperagakan karateristik operasi menghidupakan (Turn82n) antara arus gate dan anoda8katoda dan dinaikan secara bertahap dari kondisi mati (Turn82##)* 3mati nilai tertentu dari arus gate ketika SCR tumon* Sekali SCR hidup maka SCR tidak akan mati Balaupun arus gate dikurangi* Peran rangkaian DC disini sebagai kunci mengoperasikan SCR* Dengan percobaan ini dipelaari bagaimana cara mematikan SCR* )atatan 5 Sekali menyala! penunuk meter arus gate terbalik* -ntuk ini pengamatan nilai arus 38meter harus sebelum SCR hidup*

III.# Pr"sedur Per!"baan $* Saklar sumber utama konsul ED – .&'& ,! keadaan terbuka (Turn82##)* %* +eluaran (output) DC dari ED – .&'& , dihubungkan ke terminal masuk & – %& 7olt - – .&'& 3* 0* /uka S% pada - – .&'& 3 dan masukan saklar daya konsul putar tombol berlaBanan arah arum am pada angka terendah sehingga tegangan DC keluaran pada & 7olt* 1* Tentukan sBitch S% dari - – .&'& 3 pada posisi DC &8%& ;* .* Putar pengatur arus gate R$ berlaBanan arah arum am sehingga posisi minimum '* :ubungan ;8meter pada terminal beban (A$8A%) 5* :ubungan 38meter DC antara terminal beban A18A. 9* :idupkan (Turn82n) saklar $& ; saklar S1 (pada posisi atas) * 3tur tegangan keluar DC sekitar $& ;! lalu masukan S% $&* 3tur R$ perlahan searah arum am agar arus gate naik* Catat nilai arus gate ketika ;8 meter beban menunuk ke angka hamper sama dengan tegangan DC yang digunakan* Lihat catatan.

$$* -ntuk mengubah keadaan SCR dari hidup ke mat! lakukan percobaan dibaBah ini dengan hati8hati* ($) 3tur R$ berlaBanan arum am sehingga arus gate sekecil mungkin* (%) ,atikan (Turn82##) S1 (pada posisi baBah)* (0) ,atikan S%! lalu hidupkan lagi* Perlihatkan saat SCR mati antara langkah ($) s"d (0) di atas* $%* 3rus gate tergantung keadaan S%! ika S1 ditutup maka SCR :idup* $0* ,atikan " buka (Turn82##) S1* $1* Tekan tombol " sBitch S0 sesaat* 3mati ;8meter bahan! periksa arus beban mengalir atau tidak*



$.* -bah tegangan masuk DC menadi  1 ;! 9;! $%;! $'; dan %&; catat nilai arus gate ketika SCR dinyalakan (ditriger) dengan tegangan berbeda* $'* Setelah menghidupkan SCR! turunkan secara bertahap tegangan masuk DC antara anoda8katod sekali tegangan diturunkan menadi &; I7. Pen"'a%an Data Penamatan Catat  3rus gate (6G) Tegangan beban (;/) dan tegangan sumber DC yang digunakan (;DC)! dalam tabel dibaBah ini*

N"

I0 ,Am(-

73 ,7"'t-

7D) ,7"'t-

KET

$* %* 0* 1* 7. Tuas $* +etika SCR dinyalakan! dengan bagaimana hubungan arus gate dan tegangan anoda – katoda %* Aelaskan cara mematikan SCRQ 0* 3pa kesimpulan saudara dari percobaan ini



PER)O3AAN82 5 MENENTUKAN KARAKTERITIK OPERAI DEN0AN RAN0KAIAN TE0AN0AN 3OLAK83ALIK ,A)-

I.

Tujuan Per!"baan $* ,empelaari bagaimana cara kera SCR sebagai re#ti#er penyearah %* ,empelaari bagaimana re#ti#er yang besar dihidupkan atau dimatikan dengan mengontrol arus gate yang relati# kecil

II. Pera'atan Yan D$(aka$ $* +onsul (kotak) D8.&'&, %* ,odul -8.&'&3 III. Pe'aksanaan 6 Pr"sedur Per!"baan III.1 Ranka$an Per!"baan Rangkaian percobaan karakteristik penyearah dengan SCR dalam rangkaian tegangan bolak8balik (3C) seperti gambar di baBah ini

III.2 Penda%u'uan Dalam percobaan ini! SCR dihubungkan sebagai penyearah setengah gelombang yang dipakai sebagai sumber arus beban DC* 3rus gate hanya mengalir untuk setengah perioda positi# D$! artinya anoda8katoda SCR hidup hanya untuk setengah perioda tegangan bolak8balik (3C) pada #asa yang sama* Sebagai tegangan masuk 3C! ika arus gate tidak mengalir SCR akan dimatikan (dan tegangan masuk 3C! ika arus gate tidak mengalir SCR akan dimatikan (dan keadaan nyala) yaitu tepat ketika tegangan anoda8kanoda berbalik arah atau tegangan berubah ke &;* ada perbedaan dengan sirkit DC! SCR dalam sirkit 3C*Selalu dihidupkan Baktu setengah perioda positi# dan dimatikan seBaktu setengah perioda negati# dengan demikian gate SCR selalu ternyalakan (retriggered) kembali setiap perioda* III.# Pr"sedur Per!"baan



$* Saklar sumber utama kons-J ED8.&'&, dalam keadaan terbuka (Turn82##) dan hubungkan sumber tegangan 3C $&&; masuk ke terminal -8.&'&3 untuk catu daya* %* Siapkan oscilloscope dua channel! probe channel akan dihubungkan ke A% dan 0* 1* .* '* 5* 9*

A0 (Grnd) dan probe channel yang lain akan dihubungkan ke A. N A0 (Grad)* ,atikan S% dan tentukan S$ pada %&; 3C* :idupkan saklar konsul* Putar pengatur arus gate R$ pada minimum berlaBanan arah arum am :idupkan S1 (pada posisi ke atas)* :ubungkan DC ;8meter pada uung terminal beban (A$8A%)* :ubungkan umper code atara A18A.* :ubungkan probe oscilloscope antara A. N A0 :ubungkan Grnd ke A0 dan

masukan 7ertical ke A.* * :ubungkan masukan 7ertikal probe yang satu lagi ke A%* :ubungkan Grnd ke A0* Perhatian 6  Ssebelum menghubungkan oscilloscope! atur masukan 7ertikal! 7ertikal in8put attenuartor sesuai dengan tegangan masuk pilih tinggi gelombang (7ertikal sBeep time) secukupnya agar mudah didapat pengamatan bentuk gelombang karena pengukuran 3C '& := #asa tunggal* +hususnya Grnd dari probe tiap channel harus terhubung pada posisi yang sama* Aika kaBat Grnd porbe terhubung pada posisi berbeda maka tegangan yang ada berbeda hubungan tititk Grnd dihubung singkat dengan kaBat lain* $&* :idupkan sumber oscilloscope dan masukan S%* $$* 3mati dab catat bentuk gelombang pada R% (A.8A0) dan antara anoda8katoda SCR (A%8A0) dengan mengatur secara bertahap R$ berlaBanan arah arum am* $%* 3mati dan catat bentuk gelombang pada R% dan SCR ketika SCR ditrigger* Pada ketika ini ;8meter pada beban (A$8A%) akan menunuk %&;* $0* ,atikan S1 dalam keadaan SCR hidup dan diperiksa ika SCR mati*





PER)O3AAN81.# 5 PEN0ATURAN 9AA DAN PENYEARA ,PAE )ONTROL AND RE)TI9I)ATION E:PERIMENT-

I.

Tujaun Per!"baan $* ,emahami prinsip dan kera pengatur #asa dalam sirkit 3C* %* ,empelaari penggunaan pengatur #asa* 3. ,empelaari bekeranya penyearah gelombang penuh* II. Pera'atan Yan D$(aka$ $* +onsul (kotak) ED8.&'&,* %* ,odul -8.&'&/ (Recti#ier and phase control)* 0* 2scillioscope dual trace (dua channel)* III. Pe'aksanaan 6 Pr"sedur Per!"baan III.1 Ranka$an Per!"baan

Gambar –666*%*$  :ubungan antara Sinyal gate dan sudut hantaran



Gambar 666*%*%  Sinyal gate untuk pengontrol #asa dan rangkaian penyearah setengah gelombang

Gambar –666*%*0  Conto Rangkaian Penyearah gelombang penuh untuk kontrol #asa



III.2 Penda%u'uan -mumnya tegangan 3C #asa tunggal berubah nilai positi# " negati# sesuai periode Baktu gelombang sinus* Pada tegangan 3C lainnya! rata8rata daya beban berubah mengikuti penyalaan aBal titik #asa (turn8on phase point)* Pada SCR mati (turn8o##) setiap sudut #asa $9&& ika sekali saa dimatikan* Aadi tidak mungkin arus beban mengalir terus kecuali ada penyalaan gate* Penyalasan ini (continual triggering) harus dilakaukan pada sudut #asa yang sama untuk #rekBensi tegangan 3C* Pada penyearah setengah gelombang dengan SCR penyalaan kembali (retriggering) teradi setelah setengah periode* Tetapi untuk penyearah gelombang penuh penyerah menggunakan dua (%) atau lebih SCR! penyalaan dalam satu periode diperlukan setiap setengah periode (O) dan setengah periode (8)* Dalam sirkit percobaan diode D$8D1 adalah penyearah gelombang penuh '& := dan menggunakan -AT sebagai pembangkit sinyal trigger setiap periode (O!8) atau $%& kali per detik* 2silasi -AT sebagai pembangkit sinyal trigger setiap periode (O!8) atau $%& kali per detik* 2silasi -AT dihasilkan oleh komposisi ;R! C$ dan -AT* ,embangkitkan pengaturan 7ariasi besar sudut penyalaan pada r0 dengan control oleh besarnya ;R$* III.# Pr"sedur Per!"baan $* Saklar sumber utama konsul ED8.&'&,! keadaan terbuka (Turn82##) dan hubungkan sumber tegangan 3C $&&; masuk ke terminal -8.&'&/* %* S$ pada -8.&'&/ dalam keadaan terbuka dan masukan S%* 0* Probe C:8$ oscilloscope dua channel dihubungkan ke beban dan Grnd ke A% atau A5 dan probe C:8% di hubungkan ke A' dan A5 (Grnd)* Per%at$an ; Guanakan probe oscilloscope dengan $&  $! pastikan hubungkan 1* .* '* 5*

kaBat bumi ke A5 hubungkan DC ;8meter pada beban* Putar ;R$ penuh berlaBanan arah arum am* :idupkan saklar daya konsul dan masukan S$* 3tur oscilloscope agar didapat gambar dengan bentuk gelombang cukup baik* Catat 7ariasi beberapa sudut hantar pada bentuk gelombang keluar dengan memutar control #asa ;R$ secara bertahap searah arum am (missal & &! &&!

$9&&! %5&&!*dst)* 9* 3mati dan catat bentuk gelombang keluar pada beban dalam keadaan S% dimatikan (turn8o##)* * Jepaskan ;8meter dari beban dan hubungkan lampu pada konsul ED8.&'&,* amati dan catat sudut hantar pada bentuk gelombang dan terangnya cahaya lampu*



$&* /andingkan dan gambar sket bentuk gelombang $&&; 3C dengan bentuk gelombang beban pada keadaan berbeda  menghidupkan S% dan mematikan S%* $$* /andingkan dan gambar sket bentuk gelombang $&&; 3C dengan bentuk gelombang pada R0*

I7. Pen"'a%an Data Penamatan

Channel 1 Volt/Div

Channel 2 Volt/Div

Posisi ;R & & dan SCR atau S% dimatikan turn8o##

Channel 1

Channel 2

7. Tuas Volt/Div Volt/Div $* Catat hubungan sudut hantar missal (missal & &! &&! $9&&! %5&&!*dst)* %* Catat hubungkan sudut hantaran dengan R0! bentuk gelombang* 0* 3mati dan gambar bentuk gelombang keluar pada beban dalam keadaan S% dimatikan (turn8o##)* 1* Sebutkan komponen peralatan ini yang menentukan time konstan kelambatan pulsa trigger* Aelaskan mengapa SCR selalu ditrigger dengan #asa konstan .* /esarnya pulsanya trigger bertambah sesudah SCR dihidupkan dan ketika sudut hantar membersar

'* Gambar sket dan elaskan hubungan antara #rekBensi keluar trigger dan sudut hantar SCR $ N SCR %* 5* Aelaskan mengapa ketika S% terbuka! gambar di beban tampil setengah gelombang* 9* Aelaskan hubungan antara perbedaan time8konstan dari ;R$ N C$ dan sudut hantar pada beban* * 3pa yang anda disimpulkan dari percobaan ini*



PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA II. PRAKTIKUM RAN0KAIAN 0ATE PENYEARA TERKONTROL ,)RPER)O3AAN 1 5 JENI 3UKA8TUTUP RAN0KAIAN TRI00ER ENDIRI I.

Tujuan Per!"baan 5 $* ,empelaari bagaimana SCR dihidupkan dan dimatikan oleh control terisolasi* %* Percobaan cara trigger menggunakan trans#ormator enuh (saturable

trans#ormer)* II. Pera'atan Yan D$(aka$ $* +onsul (kotak) ED8.&'&, %* ,odul -8.&'&C (Trigger by saturable reactor) 0* 2scilioscope III. Pe'aksanaan 6 Pr"sedur Per!"baan 5 III.1 Ranka$an Per!"baan



Rangkaian percobaan menghidupkan dan mematikan dengan penyalaan sendiri (sel# trigger) sesuai dengan modul -8.&'&C! seperti gambar dibaBah ini*

III.2 Penda%u'uan Pada gambar %*$ tra#o enuh terhubung parallel dengan gate SCR* Aika sekunder tra#o T$ menadi penuh! maka reaktrans turun mendekati &* Tetapi ika tidak enuh reaktans tak terhingga SCR hidup! karena arus bias yang mengalir melalui R$! R% dan D% arus ini uga mengalir ke gate SCR* Dengan demikian SCR tidak dapat hidup ika enuh dan nilai reaktans kecil! sebab arus bias R$! R% dan D% mengalir di belitan sekunder T$ coba elaskan karakteristik operasi trans#ormator enuh* +etika pulsa (8) teradi pada masukan primer T$ maka T$ akan enuh* Pada Baktu arus enuh mengalir di sekunder! T$ akan berada dalam keadaan enuh tanpa masukan sinyal T$! karena dalam keadaan terkunci* +etika pulsa (O) teradi pada masukan primer T$ yang enuh! T$ akan reset seketika ke keadaan normal dan kondisi enuh dan reaktans sekunder besar* Rangkaian ini digunakan untuk mengontrol arus pulsa control primer dan T$ secara beban dengan perbandingan belitan primer dan sekunder*

III.# Pr"sedur Per!"baan



$* Saklar sumber utama konsul ED8.&'&, dalam keadaan terbuka (turn8o##) dan hubungkan sumber tegangan 3C $&&; masuk ke terminal -8.&'&C* %* S$ terbuka dan hubungkan oscilloscope ke A0 dan A1* 0* :idupkan konsul dan atur tegangan DC %&;* 1* :ubungkan lampu pada konsul sebagai beban dan masukan saklar s$* Aika lampu menyala berarti dalam keadaan tidak enuh dan T$ uga dalam keadaan tidak enuh* .* Aika T$ dalam keadaan tidak enuh! hubungkan polaritas (O) DC %&; ke polaritas (O) sinyal masuk secara seketikan dan lepaskan hubungkan ke (8)! amati nyala lampu* '* Sekarang hubungkan polaritas (O) sumber DC ke polaritas (8) sinyal masuk secara seketika dan lepaskan* :ubungkan (8) dan sumber DC ke (O) dan sinyal masuk* Periksa bahBa lampu tidak menyala* 5* Pada tahap butri . dan '! amati dan gambar sket bentuk gelombang sesaat ketika SCR dihidupkan dan dimatikan*



PER)O3AAN RAN0KAIAN PENYALA DIA) ,TRI00ER )IR)UIT 3Y TE DIA)I.

Tujuan Per!"baan 5 $* ,empelaari bagaimana

D63C

digunakan

sebagai

diode

dua8arah!

penggunaannya sebagai elemen saklar control TR63C gelombang penuh* %* ,emperkirakan seberapa banyak penggunaannya* II. Pera'atan Yan D$(aka$ $* +onsul (kotak) ED8.&'&, %* ,odul -8.&'&D (Gate sirkit dengan D63C) 0* 2silator dua eak (Dua trace oscillator) III. Pe'aksanaan 6 Pr"sedur Per!"baan III.1 Ranka$an Per!"baan Rangkaian percobaan sirkit -AT untuk menghasilkan pulsa osilasi untuk penyalaan sesuai dengan ,odul -8.&'&, seperti gambar di baBah ini*

III.2 Penda%u'uan



Gambar 666*$*$ adalah dasar pengatur #ase gelombang penuh* Terdiri dari hanya 1 elemen utama dan ;R$ dan C$ adalah elemen pengontrol #asa* Aika tegangan yang pakai pada C$ mencapai tegangan break o7er ; /R dan D63C maka pengisian muatan pada C$ sebagian melimpah ke gate TR63C* Pulsa Trigger! TR63C ini dalam keadaan bekera selama setengah akhir perioda* 2perasi ini uga teradi pada $9& & pada #asa 3C* +esimpulan! TR63C menghidupkan dan mematikan pengoperasi tegangan balik gelombang penuh tegangan C$ tersisa dibaBah tegangan minimum menghidupkan D63C dan mulai pengisian balik dan titik setengah gelombang ika beban dihubungkan ke sumber dan TR63C dalam keadaan hidup* Aika ;R$ dikurangi secara bertahap! tegangan C$* Tegangan aBal untuk mengisi C$ bertambah hal ini untuk mengembalikan polaritas* Dalam hal ini disebut e#ek hyterisis* Setelah hidup pertama dengan pengurangan ;R$ bertahap! tegangan C$ menadi lebih kecil dari pada tegangan D63C* Selanutnya tegangan sumber ke beban bertambah dengan cepat karena sudut hantar membesar lebih cepat dari pada menghidupkan pertama* Geala imi disebut e#ek snap onF* Tetapi beban dihubungkan langsung TR63C! e#ek ini dikurangi* Daya disuplai ke rangkaian control hanya ika TR63C dalam keadaan hidup! sehingga teradi sa#e control ika resistans ;R$ dikurangi di baBah beberapa k?* D63C rusak* Resistor harus dihubungkan antara A%8A0 adalah $& k?* dengan ini ulat pengatur #asa dikurangi dan uga nilai maksimum beban dibatasi* III.# Pr"sedur $* Saklar sumber S$ dalam keadaan terbuka (turn8o##) dan hubungkan konsul ED8 .&'&, ke sumber tegangan 3C $&&;* hubungkan kabel umper antara A$ dan A0* %* :ubungkan masukan C:8$ oscilloscope ke A1 dan C:8% ke A.* Dan hubungkan semua kaBat tanah probe channel ke A'* 0* Putar ;R6 berlaBanan arah arum am sampai posisi minimum* 1* ,asukan S$ dan atur oscilloscope agar menampilkan gambar bentuk gelombang cukup baik* .* Dengan mengatur ;R$ ke arah arum am secara bertahap dan amati bentuk gelombang C$ dan bentuk gelombang masuk gate TR63C dan bandingkan masing8 masing #asa dan gambarkanQ '* :ubungkan masukan C:8$ oscilloscope ke A% untuk menampilkan bentuk gelombang sumber daya dan bandingkan serta gambar sket beda #asa antara bentuk gelombang sumber daya 3C dengan bentuk gelombang C$* 5* :ubungkan masukan C:8% oscilloscope ke A1! bandingkan serta gambar sket bentuk gelombang sumber daya 3C dengan #asa pulsa trigger dari gate TR63C* Per%at$an;  gunakan probe $&$ dan semua kaBat pembumian harus dihubungkan ke A'* 9* Jepas hubungan kaBat umper antara A$8A0 dan hubungkan .k? antara A%8A0* * Dalam keadaan tahap89 diatas! ulangi percobaan dan tahap81 ke tahap 9 dan gambar sket resultan*


Modul Elda

Recommend Documents