FAKULTAS TEKNIK UNP REGULATOR AC 1 FASA JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN : TEKNIK ELEKTRO NOMOR : XIV PROGRAM STUDI :DIV WAKTU : x 5 MENIT TOPIK : REGULATOR AC 1 FASA MATA KULIAH /KODE : ELEKTRONIKA DAYA 1/ TEI51 GELOMBANG PENUH TERKENDALI I. TUJUAN 1. Mahasiswa terampil merangkai Regulator AC 1 fasa gelombang penuh dengan menggunakan SCR. Mahasiswa dapat memahami karakteristik Regulator AC 1 fasa gelombang penuh dengan berbagai variasi beban 3. Mahasiswa dapat menggambarkan bentuk gelombang arus dan tegangan Regulator AC 1 fasa gelombang penuh pada berbagai variasi beban II. TEORI SINGKAT Regulator AC digunakan untuk mengendalikan tegangan rms output. Aplikasi dari Regulator AC ini adalah untuk kendali kecepatan motor, untuk dimmer lampu, untuk pengatur suhu pemanas dan sebagainya. Pengaturan nilai rms tegangan dilakukan dengan cara mengatur sudut penyalaan saklar dayanya yang akan mendelay gelombang tegangan output, sehingga regulator AC ini disebut juga dengan phase delay control. Pada umumnya regulator AC menggunakan SCR dan TRIAC sebagai saklar dayanya. Ada dua jenis Regulator AC, yaitu setengah gelombang dan gelombang penuh. Pada Regulator AC setengah gelombang, yang didelay hanya gelombang tegangan positif. Regulator AC setengah gelombang ini umumnya menggunakan sebuah SCR dan sebuah diode yang dipasang antiparallel. Regulator AC jenis ini jarang diaplikasikan di lapangan. Pada Regulator AC gelombang penuh, Penundaan penyalaan dilakukan pada gelombang positif dan negatif. Regulator AC jenis ini menggunakan dua buah SCR yang dipasang anti parallel atau sebuah TRIAC. Gambar 1 menunjukkan skema Regulator AC 1 fasa gelombang penuh menggunakan dua buah SCR. Gambar 1. Skema Regulator AC 1 fasa gelombang penuh dengan SCR Regulator AC 1 fasa dapat dioperasikan dalam 3 mode, yaitu : 1. Sudut penyalaan besar dari sudut fasa (α > φ ). Pada mode ini arus output tidak kontiniu.. Sudut penyalaan kecil dari sudut fasa (α < φ ). Pada mode ini satu buah SCR akan gagal menyala 69
3. Sudut penyalaan sama dengan sudut fasa (α = φ ). Pada mode ini arus output akan kontiniu. 1. Beban R Bentuk gelombang output Regulator AC 1 fasa beban R ditunjukkan pada Gambar. Gambar. Gelombang output Regulator AC 1 fasa gelombang penuh beban R Sudut penyalaan = α. Sudut pemadaman = β (β = ) dan sudut konduksi γ = β- α. Tegangan output rms : ( ) 1 V sin m V α + α m Vorms = v dθ sin ωtdωt = = α Vorms Arus rms : Iorms =, Daya output : Po = I ormsr R 1/ P sin Faktor daya : cos o α α PF = ϕ = = 1 VA + Dengan VA = VA = IsVs. Vm V s merupakan tegangan rms input yang dirumuskan dengan V s = Iorms Arus rms yang mengalir pada setiap SCR dirumuskan dengan : I oscr =. Beban RL Gambar 3 menunjukkan bentuk gelombang output Regulator AC 1 fasa yang melayani beban RL. 7
Gambar 3. Gelombang output Regulator AC 1 fasa gelombang penuh beban RL Sudut penyalaan = α. Sudut pemadaman = β (β = +τ) dan sudut konduksi γ = β- α. Tegangan output rms : V orms Vm = ( ) β α + sinβ sinβ R( φ α) V orms Z P = I V cosφ. Faktor daya : PF = cosφ m ωl Arus rms : I = sin ( φ α) e + sin ( φ α) o orms orms dengan φ ωl R 1 = tan dan Z = R + ( ωl), Daya output : III. BAHAN DAN ALAT 1. Power Supply (6-13). Thyristor control panel (7-) 3. Resistor load (67-14) 4. Induktor load (67-3) 5. Kapasitor load (67-1) 6. Moving Iron Volmeter/Amperemeter AC/DC -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 AC Regulator AC 1 Fasa Gelombang Penuh a. Rangkailah alat dan bahan sesuai dengan diagram rangkaian yang ditunjuk kan oleh Gambar 4. 71
Gambar 4. Rangkaian percobaan b. Buat rangkaian power suplai dalam konfigurasi B, seperti yang ditunjukkan gambar 5. Gambar 5. Rangkaian power suplay. 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 (P1,3,5-18 and P,4,6-18 -36 ). c. Posisikan semua saklar resistor dalam kondisi ON, sehingga resistor memiliki nilai 18 Ω d. Kalibrasi osiloskop e. Posisikan tegangan referensi penyalaan SCR pada posisi f. Hubungkan power suplai ke sumber g. Hidupkan Thyristor control panel (7-) dan Power Suplply (6-13) h. Variasikan tegangan referensi penyalaan SCR mulai dari sampai 1 Volt, 7
seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1 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 -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. k. Catat nilai puncak, rms dan nilai rata-rata dari arus dan tegangan dalam Tabel 1. l. Matikan power suplai dan beralih ke percobaan 3. Percobaan dengan beban Resistor dan Induktor a. Posisikan semua saklar kapasitor dalam kondisi OFF dan lepaskan hubungan terminal link inductor sehingga inductor menjadi beban bagi penyearah. b. Setting nilai induktor dalam keadaan minimum c. Ulangi langkah e sampai g d. Buat nilai inductor menjadi 7 mh dengan mengatur switchnya dan masukkan hasil pengamatan ke dalam tabel. 4. Percobaan dengan beban Resistor dan Kapasitor a. Posisikan saklar kapasitor dalam kondisi ON (1 µf) dan pasang hubungan terminal link induktor. b. Posisikan semua saklar resistor dalam kondisi ON, sehingga resistor memiliki nilai 18 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 1 4 6 8 1 Vref SCR 4 6 8 1 Tabel 1. Hasil Percobaan Beban R Input Output Bentuk Gelombang Vrms Irms Vm Vrms Vdc Irms Idc Vs Vout Iout Tabel. Hasil Percobaan Beban RL Input Output Bentuk Gelombang Vrms Irms Vm Vrms Vdc Irms Idc Vs Vout Iout 73
Vref SCR 4 6 8 1 Tabel 3. Hasil Percobaan Beban RC Input Output Bentuk Gelombang Vrms Irms Vm Vrms Vdc 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 1. Hitung nilai rms arus dan tegangan output, daya output dan factor daya. Tentukan sudut penyalaan dan pemadaman SCR pada setiap variasi tegangan referensi penyalaan SCR 3. Tentukan mode operasi rangkaian berdasarkan tegangan referensi penyalaan SCR pada kedua percobaan. Gambar 6. Konfigurasi rangkaian pada panel thyristor 74
Gambar 7. Konfigurasi rangkaian pada panel 75