JURUSAN : TEKNIK ELEKTRO NOMOR : IX PROGRAM STUDI :DIV WAKTU : 2 x 50 MENIT MATA KULIAH /KODE : ELEKTRONIKA DAYA 1/ TOPIK : PENYEARAH TIGA FASA TEI051 TIDAK TERKENDALI SETENGAH GELOMBANG
I. TUJUAN 1. Mahasiswa terampil merangkai penyearah tiga fasa tidak terkendali setengah gelombang 2. Mahasiswa dapat memahami karakteristik penyearah tiga fasa tidak terkendali setengah gelombang dengan berbagai variasi beban 3. Mahasiswa dapat menggambarkan bentuk gelombang arus dan tegangan penyearah tiga fasa tidak terkendali setengah gelombang pada berbagai variasi beban II. TEORI SINGKAT Penyearah tiga fasa tidak terkendali setengah gelombang menggunakan tiga buah dioda sebagai saklar dayanya. Skema penyearah tiga fasa tidak terkendali setengah gelombang diperlihatkan pada Gambar 1(a). Bentuk gelombang input dan outputnya ditunjukkan oleh Gambar 1(b).
(a)
(b) Gambar 1. penyearah tiga fasa tidak terkendali setengah gelombang
Masing-masing diode konduksi selama 120° . Dioda fasa R konduksi pada sudut 300°-360° dan 0°-60°. Dioda fasa Y konduksi pada sudut 60°-180°, sedangkan diode fasa B konduksi pada sudut 180°-300°. Tegangan output rata-rata untuk beban R 5π V 1 6 3 3 adalah : Vdc = Vm sin ωtd ωt = Vm = 0.83Vm dan I dc = dc ∫ 2π π R 2π 3 6 45
Tegangan rms output dirumuskan dengan :
Vrms =
5π
1
6
2 Vm sin ωt ) dωt = ( ∫ 2π
3
π
6
3V 2 m ⎡ 2π + 3 ⎤⎥ = 0.84Vm 2⎦ 4π ⎢⎣ 3
Vrms R Jika sisi sekunder trafo dibuat hubungan bintang, maka arus rms input penyearah
dan arus rms output : I rms =
⎛π Vm 3⎞ ⎜⎜ + ⎟⎟ = 0.48 I m dengan I m = R ⎝3 4 ⎠ Faktor bentuk : FF = 1.0165, Faktor ripel : RF = 0.182, dan efisiensi : 0.968.
adalah : I s = I m
1 2π
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 tidak terkendali setengah gelombang a. Buatlah rangkaian sesuai dengan diagram rangkaian seperti yang ditunjuk kan oleh Gambar 2.
Gambar 2. Rangkaian percobaan
b. Buat rangkaian power suplai untuk output tiga fasa seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.
46
Gambar 3. Rangkaian power suplay
2. Percobaan dengan beban Resistor 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 178 Ω d. Kalibrasi osiloskop e. Hubungkan power suplai ke sumber f. Hidupkan Thyristor control panel (70-220) dan Power Suplply (60-132) dengan menekan pushbutton ON g. Amati bentuk gelombang arus dan tegangan yang ditunjukkan oleh osiloskop. Untuk melihat tegangan input, pindahkan rangkaian osiloskop ke sisi input. h. 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. i. Catat nilai puncak, rms dan nilai rata-rata dari arus dan tegangan dalam Tabel 1. j. Matikan power suplai 3. Percobaan dengan beban Resistor dan Induktor a. Posisikan semua saklar kapasitor dalam kondisi OFF dan lepaskan hubungan terminal link induktor. b. Setting nilai induktor dalam keadaan minimum dan setting nilainya 700 mH saat rangkaian dioperasikan c. Ulangi langkah e sampai j pada percobaan 2 dan masukkan hasil pengamatan ke dalam tabel 4. Percobaan dengan beban Resistor dan Kapasitor a. Posisikan saklar kapasitor dalam kondisi ON (10 µF) dan pasang hubungan terminal link induktor sehingga inductor terhubung singkat. b. Posisikan semua saklar resistor dalam kondisi ON, sehingga resistor memiliki nilai 182 Ω c. Ulangi langkah e sampai j pada percobaan 2 dan masukkan hasil penga matan ke dalam tabel Tabel 1. Hasil Percobaan Input Output Bentuk Gelombang Beban Vrms
Irms
Vm
Vrms
Vdc
Irms
Idc
Vs
Vout
Iout
R 47
RL RC
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 nilai rata-rata tegangan dan arus pada percobaan diatas. Bandingkan hasil perhitungan anda dengan hasil pengukuran 2. Jelaskan perbedaan bentuk gelombang tegangan output saat diberi beban R, RL dan RC. Menurut anda apa yang menyebabkan perbedaan tersebut. 3. Tentukan waktu konduksi masing-masing dioda sesuai dengan gambar gelombang tegangan output yang anda peroleh
