Pengendali Tegangan AC 2

Tugas Resume Elektronika Daya

“Pengendali Tegangan AC”

Disusun Oleh : Kelompok 7

1. Andreas Siregar 2. Denny Firmansyah Z

(1115031013) (1115031023)

Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung Tahun 2014

Pengendali Tegangan AC ( Arus Bolak –  Balik ) Konverter AC ke AC

5.1 Pengendali Tegangan AC 1 Fasa

Dasar dari sebuah pengendali tegangan satu fasa yang ditunjukkan pada gambar. 5-1a. Saklar elektronik ditampilkan sebagai thyristor paralel. Pengaturan SCR ini memungkinkan untuk memiliki arus di kedua arah dalam beban. Koneksi SCR ini disebut paralel atau anti paralel terbalik karena SCR membawa arus dalam arah yang berlawanan. Sebuah triac setara dengan antiparalel SCR. Perangkat switching dikendalikan lainnya dapat digunakan sebagai pengganti SCR.

Gambar 5-1 (a) Pengendali tegangan ac satu fasa dengan beban resistif; (b) Bentuk gelombang

Prinsip operasi untuk pengendali tegangan ac satu menggunakan pengendali fasa yang sangat mirip dengan yang ada pada penyearah setengah gelombang terkendali bagian 3.9. Di sini, arus  beban mengandung setengah siklus positif dan negatif. Sebuah analisis identik dengan yang dilakukan untuk penyearah setengah gelombang terkendali dapat dilakukan pada setengah siklus untuk tegangan pengendali. Kemudian dengan simetri hasilnya dapat diperkirakan untuk menggambarkan operasi pada seluruh periode.

Beberapa pengamatan dasar tentang rangkaian pada gambar. 5 -1a adalah sebagai berikut : 1 . Sebuah SCR tidak bisa mengalirkan secara simultan 2 . Tegangan beban adalah sama dengan sumber tegangan ketika salah satu SCR aktif. Tegangan  beban bernilai nol ketika kedua SCRs tidak aktif. 3. Saklar tegangan vsw adalah nol ketika salah satu SCR adalah pada dan sama dengan sumber tegangan ketika tidak aktif. 4. Arus rata-rata di sumber dan beban adalah nol jika SCR selama interval waktu yang sama Arus rata-rata di setiap SCR tidak nol karena arus SCR searah. 5. Arus rms saat ini di masing-masing SCR adalah 1/√2 waktu rms arus beban jika SCR pada interval waktu yang sama .

Untuk rangkaian pada gambar. 5-1a, S 1  mengalirkan arus jika sinyal gerbang diterapkan selama setengah siklus positif dari sumber. Sama seperti pada kasus penyearah setengah gelombang SCR terkendali , S1 mengalirkan arus sampai mencapai nol. Dimana sirkuit ini  berbeda dengan penyearah setengah gelombang terkendali adalah ketika sumber berada dalam setengah siklus negatif. Sebuah sinyal gerbang diterapkan untuk S 2  selama setengah siklus negatif dari sumber, memberikan jalan bagi arus beban negatif. Jika sinyal gerbang untuk S 2 adalah periode setengah kemudian dibandingkan dengan S 1, analisis untuk setengah siklus negatif identik dengan bahwa untuk setengah positif, kecuali untuk tanda aljabar untuk tegangan dan arus.

Pengendali Satu Fasa dengan Beban Resistif

Gambar 5-1b menunjukkan tegangan gelombang untuk satu-fase, fase  –   dikendalikan dengan  pengendali tegangan dengan beban resistif. Ini adalah jenis gelombang yang ada dalam lampu  pijar umum - rangkaian dimmer. Biarkan sumber tegangan menjadi

vs(ωt) = Vm sin ωt 

(5-1)

Output tegangan adalah v0

(ωt) = { Vm sin ωt {0

untuk α < ωt < π dan α + π < ωt < 2 π 

(5-2)

sebaliknya

Tegangan rms beban ditentukan dengan mengambil keuntungan simetri positif dan neg atif dari  bentuk gelombang tegangan, yang memerlukan evaluasi han ya setengah periode gelombang :

V0, rms =

  ∫   √        

(5-3)

Catatan bahwa untuk α = 0, tegangan beban adalah sinusoid yang memiliki nilai rms yang sama sebagai sumber. Normalisasi tegangan rms beban d iplot sebagai fungsi dari pada gambar 5-2. Arus rms pada beban dan sumbernya adalah

I0, rms =

 

(5.4)

Pen endali Te an an Satu Fasa

  s   m   r    t   u   p    t   u   o   n   a   g   n   a   g   e    t    i   s   a   s    i    l   a   m   r   o    N

Dela Sudut Dera at

Gambar 5-2 normalisasi tegangan beban rms vs, d elay sudut untuk satu - fase ac pengontrol tegangan dengan beban resistif. Dan factor daya dari beban adalah :

(5-5)

Pengendali Satu Fasa Dengan Beban RL

Gambar 5-4a memperlihatkan pengendali tegangan ac satu fasa dengan beban RL. Ketika sinyal gerbang diterapkan untuk S1 pada ωt = α, Hukum kirchoff tegangan pada rangkaian dinyatakan sebagai Vm sin (ωt) = Ri (t) + L

 

(5.6)

Gambar 5-3 (a) pengendali tegangan ac satu fasa dengan beban RL; (b) Bentuk gelombang yang khas

Solusi untuk persamaan arus, yang diuraikan dalam bagian 3.9, adalah

     Io (ωt) = {        {0 Dimana

untuk α ≤ ωt ≤ β sebaliknya

(5-7)

Z=

  

,

dan

θ=



Sudut pematian β adalah sudut di mana kembali ke nol saat ini, ketika ωt = β, Io (β) = 0 =

 [       ] 

(5-8)

yang harus diselesaikan secara numerik untuk β. Sinyal gerbang diterapkan untuk S2 pada ωt = π + α, dan arus beban negatif memiliki  bentuk yang identik dengan yang ada pada setengah siklus positif. Gambar 5-4b menunjukkan  bentuk gelombang khas untuk pengendali tegangan ac satu fasa dengan beban RL. Sudut konduksi y didefinisikan sebagai

γ = β – α

(5.9)