PENYEARAH SATU FASA TERKENDALI

Transkripsi

1 FAKULTAS TEKNIK UNP PENYEARAH SATU FASA TERKENDALI JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN : TEKNIK ELEKTRO NOMOR : VI PROGRAM STUDI :DIV WAKTU : x 50 MENIT MATA KULIAH /KODE : ELEKTRONIKA DAYA / TEI05 TOPIK : PENYEARAH SATU FASA SETENGAH GELOMBANG TERKENDALI I. TUJUAN. Mahasiswa terampil merangkai penyearah satu fasa setengah gelombang terkendali menggunakan SCR. Mahasiswa dapat memahami karakteristik penyearah satu fasa setengah gelombang terkendali dengan berbagai variasi beban 3. Mahasiswa dapat menggambarkan bentuk gelombang arus dan tegangan penyearah satu fasa setengah gelombang terkendali pada berbagai variasi beban II. TEORI SINGKAT Penyearah satu fasa terkendali umumnya menggunakan SCR sebagai saklar dayanya. Tegangan pada penyearah terkendali dapat bervariasi tergantung pada sudut penyalaan dari SCR. SCR dinyalakan dengan memberikan pulsa pada gerbangnya dan dimatikan melalui komutasi natural atau komutasi line. Gambar menunjukkan skema penyearah satu fasa setengah gelombang terkendali.. + V _ T V s = V m sin ωt T + V o _ i o R β ωt ωt (a) Rangkaian (b) Bentuk Gelombang ωt Gambar. Penyearah satu fasa terkendali setengah gelombang Gambar memperlihatkan ketika penyearah terkendali dibebani resistif. Selama setengah siklus positif tegangan masukan, anode SCR relatif positif terhadap katode sehingga SCR terbias maju. Ketika SCR T dinyalakan pada ωt =, SCR T akan tersambung dan arus akan mengalir ke beban. Ketika tegangan masukan mulai negatif pada ωt = β, anode SCR akan negatif terhadap katodenya dan SCR T akan disebut terbias mundur dan arus tidak mengalir ke beban. Waktu tegangan masukan

2 mulai positif hingga thyristor dinyalakan pada ωt = disebut sudut delay atau sudut penyalaan. Tegangan keluaran rata-rata V dc dirumuskan : Vm ω ( ω ) [ ω ] V = Vm sin td t cos t = = m ( + cos ) Arus dc : Idc = dan daya dc : Pdc = Idc R dan V dc dapat bervariasi dari V m / hingga 0 dengan mengubah-ubah antara 0 sampai. Tegangan keluaran rata-rata akan menjadi maksimum bila = 0 dan Vm tegangan keluaran maksimum V dm akan menjadi : V dm = Normalisasi tegangan keluaran terhadap V dm, diperoleh tegangan keluaran ternormalisasi menjadi : V n = = 0,5 ( + cos ) V dm V rms = m 4 / V sin = m + Vrms Vrms Arus rms : Irms =, daya ac : Pac = Vrms Irms dan factor bentuk : FF = R Pdc Faktor ripel : RF = FF, Faktor kegunaan trafo : TUF = VI s s Vm Vs dengan V s = dan Is = R m Tegangan keluaran rms: V V sin ωtd( ωt) = ( cosωt ) d( ωt) / / III. BAHAN DAN ALAT. Power Supply (60-3). Thyristor control panel (70-0) 3. Resistor load (67-4) 4. Induktor load (67-300) 5. Kapasitor load (67-0) 6. Moving Iron Volmeter/Amperemeter AC/DC 0-3 A (6-4) 7. Digital Volmeter/Amperemeter AC/DC (6-6). Osiloscop Double Beam. Kabel jumper IV. LANGKAH KERJA. Membuat rangkaian penyearah satu fasa terkendali setengah gelombang a. Buatlah rangkaian sesuai dengan diagram rangkaian seperti yang ditunjuk kan oleh Gambar. b. Buat rangkaian power suplai untuk output satu fasa dengan tegangan 00 Volt, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.

3 Gambar. Rangkaian percobaan. Percobaan dengan beban Resistor Gambar 3. Rangkaian power suplay 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 0-0. c. Posisikan semua saklar resistor dalam kondisi ON, sehingga resistor memiliki nilai Ω d. Kalibrasi osiloskop e. Posisikan tegangan referensi penyalaan SCR pada posisi 0 f. Hubungkan power suplai ke sumber g. Hidupkan Thyristor control panel (70-0) dan Power Suplply (60-3) dengan menekan pushbutton ON h. Variasikan tegangan referensi penyalaan SCR mulai dari 0 sampai 0 Volt, 30

4 seperti yang ditunjukkan pada Tabel i. Amati bentuk gelombang arus dan tegangan yang ditunjukkan oleh osiloskop. Untuk melihat tegangan input, pindahkan rangkaian osiloskop ke sisi input. j. Moving Iron Volmeter/Amperemeter AC/DC 0-3 A (6-4) digunakan untuk melihat nilai rms tegangan dan arus, sedangkan Digital Volmeter /Amperemeter AC/DC (6-6) digunakan untuk melihat nilai rata-rata arus dan tegangan. k. Catat nilai puncak, rms dan nilai rata-rata dari arus dan tegangan dalam Tabel. 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 c. Ulangi langkah e sampai g pada percobaan d. Atur switch indukto sehingga nilainya 700 Mh. e. Ulangi langkah h sampai k dan masukkan hasil pengamatan ke dalam tabel 4. Percobaan dengan beban Resistor dan Kapasitor a. Posisikan saklar kapasitor dalam kondisi ON (0 µf) dan pasang hubungan terminal link induktor. b. Posisikan semua saklar resistor dalam kondisi ON, sehingga resistor memiliki nilai Ω c. Ulangi langkah e sampai k pada percobaan dan masukkan hasil penga matan ke dalam tabel 3. d. Matikan power suplai dan kembalikan alat dan bahan ke tempat semula Vref SCR Tabel. Hasil Percobaan Beban R Input Output Bentuk Gelombang Vrms Irms Vm Vrms Irms Idc Vs Vout Iout 3

5 Vref SCR Vref SCR Tabel. Hasil Percobaan Beban RL Input Output Bentuk Gelombang Vrms Irms Vm Vrms Irms Idc Vs Vout Iout Tabel 3. Hasil Percobaan Beban RC Input Output Bentuk Gelombang Vrms Irms Vm Vrms Irms Idc Vs Vout Iout V. TUGAS Buatlah laporan sementara berdasarkan hasil praktek yang telah anda dapatkan, kemudian buatlah laporan lengkap untuk dikumpul minggu depan VI. ANALISIS. Hitung nilai rms dan nilai rata-rata tegangan dan arus pada percobaan diatas.. Hitung daya output DC, daya output AC, efisiensi, komponen tegangan AC, factor bentuk, factor ripple dan factor kegunaan trafo. 3. Tentukan sudut penyalaan SCR pada setiap variasi tegangan referensi penyalaan SCR 4. Tentukan sudut pemadaman SCR pada beban R, RL dan RC 5. Jelaskan perbedaan bentuk gelombang tegangan output saat diberi beban R, RL dan RC. Menurut anda apa yang menyebabkan perbedaan tersebut 3

6 Gambar 4. Konfigurasi rangkaian pada panel Gambar 4. Konfigurasi rangkaian pada panel thyristor 33