RANCANGAN AWAL CATU DAYA PEMERCEPAT SUMBER ELEKTRON BERBASIS KATODA PLASMA

Suyamto, dkk. ISSN 0216-3128 41 RANANGAN AWAL ATU DAYA PEMEREPAT SUMBER ELEKTRON BERBASIS KATODA PLASMA Suyamto, Suprapto, Widdi Usada dan Saefurrochman Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan-BATAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 Ykbb Yogyakarta 55281 Email : ptapb@batan.go.id ABSTRAK RANANGAN AWAL ATU DAYA PEMEREPAT SUMBER ELEKTRON BERBASIS KATODA PLASMA. Telah dirancang atu Daya Pemercepat (DP) pada Sumber Elektron Berbasis Katoda Plasma (SEBKP). Dalam makalah ini dijelaskan perancangan sistem catu daya tegangan tingggi D yang berfungsi sebagai pemercepat elektron setelah keluar dari grid dengan tujuan agar diperoleh elektron berenergi tinggi. Rancangan ini merupakan rancangan awal atau dasar, dilakukan sebagai acuan untuk rancangbangun DP pada SEBKP di masa yang akan datang. SEBKP terdiri dari beberapa komponen atau sub sistem misalnya generator plasma, catu daya pulsa, grid, catu daya pemercepat, window, bejana plasma, sistem vakum dan lain-lain. Rancangan DP ini mengacu pada sumber elektron berbasis katoda plasma DUET-EB dan eksperimen set-up yang telah dilakukan. Requirement design DP ditentukan tidak jauh dari spesifikasi teknis DUET yaitu daya HVD 8,5 kva, cos φ 0,8, tegangan keluaran 170 kv, arus berkas 50 A, lama pemulsaan 40 µs dan waktu pengulangan pulsa 50 Hz atau 20.10-3 s. Dari perencanaan yang telah dilakukan sebelumnya diperoleh parameter utama transformator; tegangan kerja 220V/170 kv; N p 144 dan N s 110.480; I o 6,5 A, I 1 38,62 A dan I 2 0,05 A, η 0,96, VR 1,77 %, and ΔT 16,93 o. Untuk penyearah digunakan dioda dengan bentuk keluaran setengah gelombang karena pertimbangan jumlah dioda yang harus dipasang. Untuk membatasi tegangan ripple sebesar 10 % dari tegangan sumber, pada keluaran tegangan D dipasang kapasitor s 0,058 µf sebagai perata. Besarnya tahanan dan kapasitor untuk discharging dan charging dihitung dari lamanya pulsa dan lamanya pengulangan pulsa dengan konstanta waktu τ = R. Dengan penurunan dan penaikan tegangan ΔV 10 %, arus berkas I B 50 A, dan limiting resistance R D 100 Ω diperoleh 0,17 µf dan R 51,15 kω. Untuk memudahkan dalam instalasi, maka nilai kapasitor dan resistor diganti menjadi = 0,22 µf dan R = 47 kω, sehingga menyebabkan penurunan tegangan < 10%. Kata kunci : catu daya, berkas elektron, katoda plasma ABSTRAT PRELIMINARY DESIGN OF POWER SUPPLY FOR ELETRON SOURE AELERATOR BASED ON PLASMA ATHODE. Power supply for electron sources accelerator (DP) based on plasma cathode (SEBKP) has been designed. In this paper it is explained the system design of high voltage D power supply that serves as an electron accelerator after exiting from the grid in order to obtain high energy electrons. This design is the initial or basic design, performed as a reference for the design and construction of DP at SEBKP in the future. SEBKP consists of several components or sub systems such as plasma generator system, pulse power supply, grid systems, accelerator power supply systems, window systems, plasma vessel, vacuum systems and others. The draft of DP refers to the plasma cathode electron source based on DUET-EB and the experimental set up that has been done. DP specified design requirements close to the technical specifications of the DUET that is : HVD power Po 8.5 kva, cos φ 0.8, the output voltage Vo 170 kv, beam current IB 50 A, pulse duration 40 μs, and pulse repetition time 50 Hz or 20.10-3 s. From a previous design which has been done the main parameters of the transformer is obtained; working voltage 220V/170 kv; Np 144, Ns 110 480; Io 6.5 A, I1 38.62 A, I2 0.05 A, η 0.96, VR 1, 77%, and ΔT 16.93 o. For the rectifier is used dioda to form half-wave output due consideration of the number dioda should be installed. To limit the ripple voltage at 10 % of the voltage source, at the D output voltage placed capacitor of 0,058 µf as a smoothing. The value of resistor and capacitor for discharging and charging are calculated from the pulse duration and pulse repetition duration with time constant τ = R. By raising the voltage drop ΔV 10%, the beam current IB 50 A and limiting resistance RD 100 Ω are obtained 0.17 μf and R. 51,15 kω. In order to easy installation, so the value of capasitor and resistor should be changed with 0.22 μf and R. 47 kω. It will cause the voltage drop ΔV decrease < 10% Key words : power supply, electron beam, plasma cathode PENDAHULUAN eningkatan kualitas bahan industri logam dan Ppolimer dengan perlakuan permukaan serta pengawetan bahan makanan yang sedang berkembang saat ini adalah dengan pemanfaatan berkas elektron pulsa dengan arus berkas yang besar dan berdurasi pendek (1,2). Peralatan Sumber Elektron Berbasis Katoda Plasma (SEBKP) merupakan peralatan penghasil berkas elektron

42 ISSN 0216-3128 Suyamto, dkk. Gambar 1. (a) Peralatan pada SEBKP, dan (b) diagram ekivalen rangkaiannya pulsa dengan kerapatan tinggi yang lebih efektif HVD dipakai untuk memuati kapasitor melalui dibanding dengan menggunakann berkas kontinyu tahanan R, kemudian daya yang tersimpan padaa Sistem SEBKP lebih sederhana dibandingkan kapasitor dipakai untuk pembangkitan plasmaa dengan mesin berkas elektron yang beroperasi secaraa kontinyu, karena padaa sistem ini tidak diperlukan sistem pemfokus, magnet pembelok dan dalam praktek tidak mungkin untuk membuat suatu (plasma generator) padaa ruang plasma. Pencatuann daya pada ruang plasma dan rangkaiann ekivalennyaa dimodelkan seperti diagram blok yang tunjukkann pada Gambar 2 (3). berkas kontinyu dengan arus yang sangat besar. Namun tidak dapat dipungkiri bahwa proses pembentukan plasma yang uniform dan homogen di dalam tabung plasma juga tidak mudah. SEBKP terdirii dari beberapa komponen atau sub sistem misalnya sistem generator plasma, bejana plasma, catu daya pulsa, sistem catu daya pemercepat, sistem grid, sistem window, sistem vakum dan lain- lain. Rancangan awal ini dilakukan mengacu pada DUET-Electron Beam Machine for Natural Rubber yang adaa di Institute of High urrent Electronics, Tomsk Russia, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 (1,2). Pada tahap sebelumnya telah dilakukan rancangan transformator untuk High Voltage Power Supply yang merupakan bagian dari catu daya Gambar 2 (a) Diagram blok pencatuan pada ruang pemercepat (DP) sehingga untuk rancangan plasma, dan (b) model rangkaiann transformator padaa makalah ini hanya disampaikan ekivalen rumusan dasar perhitungannya dan hasilnya ditunjukkan dalam lampiran. Selanjutnya untuk Tahanan R1 pada Gambar 2a berfungsi rancangan atu Daya Pemercepat (DP) inii lebih untuk membatasi arus pemuatan transien (transientt ditekankan pada proses charging (pemuatan) dan charging current) pada waktu terjadi prosess discharging (pelucutan) kapasitor yang terjadi pada pemuatan (charging) kapasitor. Tahanan R2 padaa saat pembentukan plasma. Gambar 2a adalah tahanan R pada Gambar 2b, Dari Gambar 1 dapat diketahui bahwa catu disebut protecting resistor dipasang seri dengann daya pemercepat dicatukan antara anode dan beban plasma yang berfungsi untuk melindungii kolektor, terdiri dari sumber tegangan tinggi D terhadap resiko terjadinya hubung singkat (3). (HVD) dan rangkaian R. Pada kebanyakan Rangkaian ekivalen perangkat keras beban plasmaa HVD, digunakan transformator untuk penyediaan ditunjukkann pada Gambar 2b dengann Rp dan s daya yang besar, penyearah menggunakan dioda ekivalen tahanan dan kapasitansi tabung plasma, dan filter atau perata menggunakan kapasitor untuk serta d adalah ekivalen kabel koaksial yang menekan terjadinya tegangan ripple. Keluaran

Suyamto, dkk. ISSN 0216-3128 43 dipakai untuk pelucutan kapasitor ke tabung plasma (3)Ḋari rangkaian ekivalen pada Gambar 1 dan 2, maka catu daya pemercepat (DP) untuk SEBKP dapat diekivalenkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3 dengan R sebagai charging resistor, sebagai charging dan discharging capacitor serta R D sebagai protecting resistor.. Gambar 3. Blok diagram rangkaian DP Jadi dalam rancangan DP ini dilakukan perhitungan terhadap HVD, serta ditentukan nilai R D., dan R Rancangan Sumber Tegangan Tinggi D (4 7). Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa HVD harus mempunyai kapasitas yang besar, dimana pada DUET-EB diperlukan 7 kw. Dalam rancangan ini ditentukan HVD berbasis transformator dengan spesifikasi 1 fasa, 8,5 KVA, 220V/170 kv, 50 Hz. Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, dimana tegangan masukan A pada sisi primer menimbulkan fluks magnet bolak-balik yang secara ideal semua diinduksikan ke sisi sekunder. Rumusan untuk perhitungan dalam rancangan transformator sangat banyak yang pada umumnya dibagi dalam 3 kelompok perhitungan yaitu yang terkait dengan kelistrikan, kemagnetan dan gulungan kawat. Rancangan Sistem Kelistrikan Dalam rancangan kelistrikan didasarkan pada pembangkitan GGL pada sisi primer maupun sekunder dengan rumus dasar sebagain berikut. 8 E = 4,44. f. Nϕ..10 (1) dengan E adalah GGL pada lilitan (volt), f adalah frekuensi sumber (Hz), N adalah jumlah lilitan dan Ф adalah fluks pada inti (weber). Bila Vt adalah tegangan per lilit maka dari persamaan (1) E 8 diperoleh V t = = 4,44 fφ10 baik untuk sisi N primer maupun sekunder. EI f V 2 8 4,44 t 4,44 fφ10 = φ NI 8 NI10 1 V t = = EI = 1 volt amper EI (2) Rancangan Sistem Kemagnetan Rancangan sistem kemagnetan dimaksudkan untuk menentukan dimensi inti trafo yaitu meliputi model, bukaan jendela, luas penampang, bentuk dan faktor tumpukan inti. Untuk trafo tegangan tinggi, selain dipakai model core type penampang intinya juga sering dibuat bentuk cruciform agar lilitannya membentuk lingkaran, sehingga mengurangi bentuk tonjolan dan dengan inti cruciform bocor fluks dapat ditekan. Besarnya bukaan jendela inti trafo didekati dengan rumus HD. ( Ns Sf ) 2.. = (3) 0,35. J dengan H dan D masing-masing adalah tinggi dan lebar jendela inti, S f faktor ruang kumparan (winding space factor) S f 10 = 30 + kv tegangan, J rapat arus. Luas penampang inti ditentukan dari 8 E.10 φ mak = 4, 44. f. N φmak Ainti B. S mak t, kv rated = (4) dengan S t adalah faktor tumpukan inti Rancangan Gulungan Kawat dan Isolasi Ukuran kawat baik untuk primer maupun sekunder dapat di hitung dari besarnya arus dibagi dengan rapat arus J yang dipilih. Jumlah lapisan kumparan dan jumlah lilitan tiap lapis ditentukan dari lebar dan panjang jendela inti. Tebal kumparan total dihitung dari ketebalan kawat dikalikan jumlah lapisan kumparan berikut isolasinya dengan memperhitungkan celah atau gap antara gulungan kawat primer dan sekunder. Isolasi merupakan bagian yang sangat penting dalam konstruksi sumber tegangan tinggi untuk mencegah terjadinya discharge maupun hubung singkat yang dapat membahayakan trafo itu sendiri maupun operator. Rancangan Sistem Penyearah (8, 9). Pengubahan tegangan A menjadi D dapat dilakukan menggunakan 4 atau 2 buah dioda untuk menghasilkan tegangan gelombang penuh. Penyearahan tegangan A juga dapat dilakukan

44 ISSN 0216-3128 Suyamto, dkk. Gambar 5. Rangkaian penyearah jembatan dan bentuk gelombang keluarannya. Gambar 6. Proses penaikan dan penurunan tegangan dan arus pada saat charging dan discharging pada kapasitor melalui rangkaian R menggunakan satu buah dioda yang menghasilkan tegangan setengah gelombang sehingga jumlah dioda yang harus digunakan lebih sedikit. Untuk menyesuaikan terhadap tegangan dan arus kerja yang diinginkan dapat dirangkai beberapa dioda secara seri maupun paralel. Karena tegangan yang dihasilkan masih belum serata tegangan D, maka digunakan kapasitor sebagai perata yang juga dapat dirangkai secara seri-paralel, disesuaikan dengan tegangan dan arus kerja yang dinginkan. Jadi HVD yang akan dibuat ditunjukkan pada blok diagram Gambar 4. Gambar 4. Blok diagram HVD Bila digunakan 4 unit dioda dirangkai dalam bentuk jembatan, tidak harus digunakan transformator trafo dengan center tap (T) dan jumah dioda yang banyak, sedangkan bila digunakan 2 unit dioda harus digunakan trafo center tap dan dengan dioda yang lebih sedikit. Penyearah satu unit jembatan juga tersedia di pasaran, dan sebagai contoh rangkaian penyearah gelombang penuh dan keluarannya ditunjukkan pada Gambar 5. Perataan gelombang keluaran dimaksudkan untuk menekan besarnya tegangan ripple dan untuk beberapa rangkaian, tegangan ripple sebesar 10 % dari tegangan sumber adalah cukup memuaskan. Besarnya kapasitansi s untuk ripple 10 % ditunjukkan pada persamaan 5. 5Is s = (5) V. f s dengan kapasitor perata (F), I S arus keluar dari sumber (A), V S tegangan sumber (V) serta f adalah frekuensi catu daya A (50 Hz). Untuk yang lebih besar akan dihasilkan tegangan ripple yang lebih kecil, sedangkan untuk perataan setengah gelombang, kapasitansinya harus dikalikan dua agar penurunan tegangannya tidak terlalu cepat. Rancangan Sistem harging dan Discharging. (10,11) Pada eksperimen menggunakan DUET- EB, plasma dibangkitkan dengan lucutan berupa tegangan pulsa dengan durasi (pulse duration) 40 μs dan waktu pengulangan pulsa (pulse repetititon) 50 Hz atau jarak antar pulsa sebesar 20 ms. Proses pemuatan dan pelucutan kapasitor melalui rangkaian R mengikuti kurva eksponensial seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6 (3) dan 6b. Dari Gambar 3 dan 6 jelas bahwa proses pemuatan kapasitor terjadi penaikan tegangan dan arus melalui rangkaian R, sedangkan pada proses pelucutan terjadi penurunan tegangan dan arus melalui rangkaian R D. Pada saat energi pada kapasitor dipakai untuk pembentukan plasma, tegangannya turun

Suyamto, dkk. ISSN 0216-3128 45 Tabel 1. Parameter rancangan Item Parameter teknis DUET-EB (1) Eksperimen (2) Rancangan Tegangan (D)pemercepat (kv) 100 200 150 170 Arus berkas elektrón (A) s/d 100 18 50 Lama pulsa (μs) 40 40 40 Pengulangan pulsa (Hz) 0.1 s/d 50 10 50 karena mengalirnya arus beban I B ke tabung plasma melalui tahanan R D, sehingga dengan melihat blok diagram pada Gambar 2 dan 3 serta dengan menggunakan hukum Kirchoff tegangan diperoleh persamaan (10,11) : I Bt V0 = Vc + IBRD + (6) dengan V dan V O masing-masing tegangan pada setelah dan sebelum terjadi plasma, serta t lamanya arus mengalir ke tabung plasma atau lamanya pelucutan kapasitor. Penaikan kembali tegangan pada kapasitor terjadi dengan proses charging secara eksponensial sebagai fungsi waktu oleh sumber tegangan tinggi HVD, dengan konstanta watu τ = R seperti yang ditunjukkan pada persamaan 7. t R c vc t = Vcc 1 e = Vcc 1 e t τ () ( ) (7) dengan v (t) tegangan di ujung kapasitor pada saat t, V tegangan keluaran HVD dan t lamanya pemuatan kapasitor. Bila besarnya arus berkas I B, penurunan tegangan (ΔV) dan limiting resistance R D diketahui, maka dengan menggunakan persamaan 5 dan 6, besarnya R dan pada Gambar 3 dapat dihitung TATA KERJA Dalam rancangan DP untuk SEBKP ini ditentukan parameter teknis peralatan pada Gambar 3 yaitu berupa HVD, charging resistor R, limiting resistor R D dan charging - discharging capacitor. Kriteria rancangan ditunjukkan pada Tabel 1, dimana parameter rancangan ditentukan mengacu pada eksperimen yang dilakukan oleh P. Raharjo dkk (2) menggunakan sistem DUET-EB di Institute of High urrent Electronics, Tomsk Rusia. Perancangan HVD HVD yang dirancang berbasis transformator yang kemudian disearahkan menggunakan sistem penyearah. Tahapan perancangan meliputi perancangan transformator dan perancangan sistem penyearah. Perancangan transformator dirancang dengan memperhatikan sistem kelistrikan, kemagnetan dan gulungan kawat. Perancangan sistem penyearah meliputi penyearah dan perata. Dalam perancangan ini, ditentukan jumlah dioda dan kapasitor yang akan digunakan. Penentuan Limiting Resistor (R D ) Limiting resistor berfungsi sebagai pelindung dimana nilainya dipengaruhi oleh besarnya arus berkas dan tegangan catu daya. Berdesarkan referensi, nilai resistor ini adalah 100 Ω. Penentuan harging - Discharging apacitor () Tahapan untuk menentukan besarnya charging - discharging capacitor () adalah dengan menentukan besarnya arus berkas, penurunan tegangan saat discharging, waktu discharging dan tegangan sumber. Penentuan charging resistor R Tahapan untuk menentukan besarnya charging resistor (R ) adalah dengan menentukan besarnya waktu pulse repetition dan charging - discharging capacitor (). HASIL DAN PEMBAHASAN atu daya pemercepat dicatukan antara anode dan ground berfungsi untuk mempercepat elektron dari tabung plasma yang keluar melalui grid. Dari Tabel 1 dapat diketahui bahwa HVD harus mempunyai kapasitas yang besar Penyearah berupa dioda harus mampu dilalui arus yang besar. Rangkaian R harus mampu memberikan energi yang cukup pada saat charging dan discharging, sesuai dengan pulse dan repetition time yang diinginkan Karena arus yang diinginkan cukup besar maka berdasarkan sifat-sifat pembangkit tegangan tinggi, rancangan DP ini lebih sesuai bila dipakai jenis transformator step up. Kapasitas transformator harus dapat mengatasi besarnya daya berkas elektron yang diinginkan beserta rugi-rugi yang ada misalnya rugi-rugi pada transformator, penyearah, rangkaian R dan kebocoran-kebocoran arus

46 ISSN 0216-3128 Suyamto, dkk. melalui isolator. Kebutuhan daya untuk pemercepat dan pompa vakum (pompa rotari dan pompa difusi) masing-masing adalah 7 kw dan 1,8 kw, sehingga catu daya D untuk akselerator hanya sebesar 7 kw (1), dan pada rancangan ini ditentukan daya transformator 8,5 KVA, lihat rangkaian DP pada Gambar 7. Untuk perencanaan lilitan digunakan persamaan 2 dengan mengambil konstanta = 60, V t sama dengan 1,54 volt/lilit dengan daya keluaran P o 8,5 kva. Selanjutnya dapat dihitung jumlah lilitan primer dan sekunder dan dengan menentukan bahan lilitan dari tembaga dengan rapat arus J ditentukan 1100 A/inc 2 dapat dihitung besarnya penampang kawat. Untuk rancangan transformator ditentukan menggunakan core type dengan koefisien S t, yaitu faktor tumpukan inti sebesar 0,9. Bila besarnya φ m dan B m pada persamaan 4 diketahui maka luas inti A i dapat dihitung, dan hasilnya adalah 59,87 cm 2. Untuk penampang inti berbentuk cruciform dengan luas inti A i secara pendekatan dapat dihitung dari (2 WL W 2 ), dengan W =0,525, L = 0,85, diagonal inti, W dan L masing-masing lebar dan panjang inti. Luas jendela inti A w dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3 dengan mengambil perbandingan antara H dan D 2,5 sehingga diperoleh A w =1830 cm 2. Penentuan nilai kapasitor sebagai perata dihitung menggunakan persamaan 4 dengan I s =0,05A, V S =170 kv dan f=50 Hz. 5Is 5.0,05 s = = = 0,0294μF 3 Vs. f 170.10.50 Dalam rancangan ini ditentukan tegangan D setengah gelombang sehingga nilai kapasitor perata yang harus dipasang adalah 2 kali s atau 0,0588 µf. Perhitungan nilai komponen R, R D dan mula-mula dilakukan dengan menentukan besarnya limiting resistance R D, besarnya arus berkas 50 A, dan penurunan tegangan waktu discharging sebesar 10 % selama 40.10-6 s. Nilai R D yang berfungsi sebagai protecting resistor ditentukan dari besarnya arus berkas dan tegangan catu daya, yang dalam rancangan ini ditentukan besarnya 100 Ω (10). Selanjutnya dari persamaan 5 dapat dihitung nilai charging dan discharging capacitor sebagai berikut. Gambar 7. Rangkaian DP VO = V + I B RD + ( VO V ) = I B RD + I Bt I Bt I Bt 0,1( VO ) = I B RD + Dengan substitusi tegangan sumber 170 kv diperoleh, 6 3 (50)(40.10 ) 0,1(170.10 ) = (50)(100) + =0,17µF Untuk menentukan nilai R yaitu tahanan pada pemuatan kapasitor pada Gambar 6 digunakan teori pemuatan kapasitor pada persamaan 7 dengan waktu pemuatan atau pulse repetititon time 20 ms, dan = 0,17 µf. Hasilnya adalah, v ( t) = V 0,9V 0,,9 = V (1 e 1 e t τ 1 e ) = V 20.10 3 3 20.10 6 = R x.0,17.10 1 e R x.0,17.10 t R R = 51,15 kω Jadi dengan parameter rancangan pada Tabel 1 dan dengan menggunakan persamaan 6 dan 7 dihasilkan = 0,17 µf dan R = 51,15 kω. Namun nilai kapasitor dan resistor tersebut harus disesuaikan dengan yang ada dipasaran. Berdasarkan survei pasar, maka diperoleh nilai kapasitor dan resistor yang mendekati nilai diatas yaitu = 0,22 µf dan R = 47 kω. Hal ini bertujuan agar memudahkan dalam instalasinya. Dengan nilai tersebut akan diperoleh penurunan tegangan kurang dari 10%. KESIMPULAN Dari perancangan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa perancangan ini merupakan tahap awal dan perhitungannya 6

Suyamto, dkk. ISSN 0216-3128 47 dilakukan dengan mengambil beberapa asumsi. Parameter-parameter penting DP hasil rancangan adalah : transformator 1 fasa, 8,5 KVA, 220 V/170 kv, kapasitor perata pada penyearah s 0,0588 µf, limiting resistor R D 100 Ω, charging - discharging kapasitor 0,17 µf dan charging resistor R 51,15 kω. Untuk memudahkan dalam instalasi, maka nilai kapasitor dan resistor yang digunakan adalah = 0,17 µf dan R =51,15 kω. DAFTAR PUSTAKA 1. EFIM OKS, Plasma athode Electron Sources, Wiley Vch Verlag GmbH & o. KGaA, Weinheim. ISBN: 3-527-40634-4. 2006. 2. P. RAHARJO, Application of Large Area Plasma athode Electron Beam for Natural Rubber Vulcanization, ITA Ltd., 8-2 (paper seminar oral session, prosiding halaman 497), Kamisuwa Tsubame ity Niigata 959-0181 Niigata, Japan, Phone: +81-(0)-256-91-3315, Fax: +81-(0)256-98-5778, E- mail:purwadi_raharjo@itac-j.co.jp 3. J.O. ROSSIU, M. UEDA, J.J. BARROSO, Plasma immersion ion implantation experiments with long and short rise time pulses using high voltage hard tube pulser, National Institute for Space Research, Associated Plasma Laboratory, P.O. Box 515, 12201-970 S.J. ampos, SP, Brazil 4. FOTHERGILL,J., at-all, A Novel Prototype Design for a Transformer for High Voltage, High Frequency, High Power Use, IEEE TRANSATIONS ON POWER DELIVERY, VOL.16, NO.1,(2001). 5. A.R MARGUNADI, Membuat Transformator Kecil untuk teknisi dan hobbyist. Penerbit PT Gramedia, Jakarta 1986 6. STILL, A. AND SISKIND, S., Elements Of Electrical Machine Design, McGRAW-HILL BOOK OMPANY, IN, New York Toronto London (1954). 7. YADI YUNUS, SUYAMTO, Rancangan Awal Transformator Tegangan Tinggi Untuk atu Daya Pemercepat Sumber Elektron Berbasis Katoda Plasma, Prosiding Seminar Nasional SDM Teknologi Nuklir, November 2011, Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir Yogyakarta, ISSN 1978-0176 8. www.kpsec.freeuk.com/powersup.htm : Types of Power Supply 9. ABDUL SYAKUR, AGUNG WARSITO, NURLAILATI, Aplikasi Tegangan Tinggi D Sebagai Pengendap Debu Secara Elektrostatik, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Soedarto SH Tembalang Semarang telp. Fax : 024 7460057 10. EFIM OKS, Buku panduan dan catatan BAS 2011 11. PROFESSOR EFIM OKS, Lecture 1 12, Batan Accselerator School, Yogyakarta, Indonesia., December 5 th 9 th, 2011 TANYAJAWAB Siswanto Untuk membuat caturdaya yang Bapak rancang, apakah dalam satu tahun selesai? Diperlukan berapa biaya untuk membuat 1 unit caturdaya pemercepat? Suyamto Dengan team yang solid 3-4 orang, dibantu pabrikan trafo, yakin 1 tahun dapat terealisir. Biaya secara pasti tidak dapat ditentukan untuk trafo 20kV/280V, 630 kva, harganya 150 juta untuk tiap tarfo disini proporsional terhadap daya dan isolasi tegagan tinggi.

48 ISSN 0216-3128 Suyamto, dkk. LAMPIRAN (7) Uraian Spesifikasi Keterangan Kapasitas 220V/170 kv, 8,5 KVA, 1 fasa, 50 Hz Model Inti ore type Lihat Gambar 3 pada lampiran Tegangan per lilit 1,54 volt/lilit Jumlah lilitan primer 144 lilitan Kawat primer Kawat pipih penampang 0,0644 inc 2 dengan lebar 0,347 inc = 8,82 mm, tebal termasuk isolasi 0,228 inc = 5,79 mm Jumlah lilitan sekunder/fase/koil 110.480 lilitan Kawat sekunder 0,0000496 inc 2 (diameter 0,00795 inc.= 0,22 mm) Perbandinqan transformasi N 2 /N 1 767,2 Bentuk penampang inti ruciform (diagonal) = 3,88 inchi = 98,55 mm; W (lebar dalam) = 2,04 inchi =51,82 mm dan L (lebar luar) = 3,3 inchi = 83,82 mm Bahan inti Plat Silicon steel tebal 0,5 mm Bahan isolasi/ kuat dielektrikum Minyak trafo/ 1 kv/mm Daya isolasi antara: - Koil primer - sekunder - Koil 25kV koil 25kV/fase 200 kv 70 kv Media isolator / pendingin Minyak trafo Ukuran jendela inti trafo D=10,71 inc, H = 26,5 inci Jarak sela antar bagian kumparan 6,17 inc.= 156,7 mm Tahanan lilitan sekunder 38.260,44 Ω Tahanan lilitan primer 0,0273 Ω Rugi daya liltan sekunder 95,65 W Rugi daya liltan primerr 40,76 W Rugi daya inti 163,85 W Rugi daya total 300,265 W Efisiensi pada beban penuh 0.966 Arus beban kosong 6,5 A Regulasi tegangan 1,77 % Lihat Gambar 2 dan 3 pada lampiran