Laporan Elda 1, Job 8, Kelompok 2.docx

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAYA 1 PENYEARAH TIGA-FASE SETENGAH GELOMBANG BEBAN RESISTOR & INDUKTOR.

Disusun Oleh Kelompok 2 :

1. 2. 3. 4. 5.

Alfan 16642034 Muhammad Husein Hidup 16642035 (Tidak Hadir) Fajar Romadona 16642036 Hairul Huda 16642037 Yogi Prastaka Endra 16642038

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO 2018

POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA Jurusan Teknik Elektro LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAYA 1

Tugas 08. Penyearah tiga-fase setengah gelombang beban resistor & induktor

Semester : V Waktu : 4 Jam

TEORI DASAR PENYEARAH TIGA FASE Penyearah 3∅ jika dilihat dari pulsanya terbagi menjadi one-way 3 pulse, bridge 6 pulse, cascade 12 pulse. Sama seperti penyearah 1∅ , penyearah 3∅ juga terbagi dua yaitu penyearah tidak terkendali dengan menggunakan dioda dan penyearah terkendalikan menggunakan komponen SCR. Penyearah one-way 3 pulse, bridge 6 pulse menggunakan diode. Untuk keperluan beban tinggi, seperti beban yang diperlukan untuk aplikasi industri, arus bolak-balik tiga phase perlu diubah menjadi arus yang searah. Konfigurasi yang paling sederhana adalah penyearah setengan gelombang tiga phase seperti yang diperlihatkan pada gambar dibawah ini. Dioda diberi bias maju ketika tegangan masing- masing line menjadi positif dan diberi bias mundur ketika tegangan negative. Karena tegangang dari tiap line tiga phase menjadi positif, arus mengalir melalui beban ke tap pusat trafo, untuk melengkapi rangkaian. Penyearah tersebut mempunyai output tegangan rata-rata lebih tinggi dari riaknya lebih kecil dibandingkan dengan penyearah gelombang satu fasa.

Gambar 1. Penyearah 3 phase Penyearah gelombang penuh 3 phase bahkan mempuntai riak yang lebih rendah dibandingkan dengan penyarah setengah gelombang 3 phase. Penyearah itu tidak memerlukan tap pusat trafo 3 phase hubungan bintang. Penyearah hanya perlu dihubungkan pada daya 3 phase untuk mengoperasikannya.

INDUKTOR Sebuah induktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya, dalam satuan Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat di dalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah-ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk memproses arus bolak-balik.

Hubungan Reaktansi Induktif Terhadap Frekuensi

Besarnya reaktansi induktif berbanding langsung dengan perubahan frekuensi dan nilai induktansi induktor, semakin besar frekuensi arus bolak-balik dan semakin besar nilai induktor, maka semakin besar nilai reaktansi induktif XL pada induktor sebaliknya semakin kecil frekuensi arus bolak-balik dan semakin kecil nilai dari induktansinya, maka semakin kecil nilai reaktansi induktif XL pada induktor tersebut.Hubungan ini dapat ditulis seperti persamaan berikut,

dimana: XL = reaktansi induktif (resistansi semu) induktor dalam (Ω) f = frekuensi arus bolak-balik dalam (Hz) L = nilai induktansi induktor (Farad)

Latihan No.

8

Judul

Penyearah Setengah Gelombang tiga fasa M3UK dengan beban resistor dan induktif

1 Microprocessor modul M1R 1 Basis modul dioda M2R + Masker 5 Komponen Yang Dibutuhkan

1 modul beban R, L dan C MB1 1 sinyal modul akuisisi MDAQ 1 True RMS multimeter(TRMS) 1 dual-jejak osiloskop. power supply unit: mod. AEP-1 / EV

Sasaran : 1. Mengukur tegangan dan arus. 2. Menentukan parameter dari reftifier. 3. Menganalisis bentuk gelombang tegangan dan arus. Prosedur Awal: 1.

Atur modul sesuai pada dukungan vertikal.

2.

Masukkan MASK 5 pada M2R modul. Hubungkan jumper identifikasi masker. Hubungkan modul yang sesuai seperti yang ditunjukkan dalam diagram Latihan 8 –

3.

Gambar 2. Hubungkan jumper dengan unit catu daya AEP-1 / EV untuk mendapatkan 3 x 50 Vac

4.

antara fasa dan netral (kira-kira 83 Vac antar fasa). Beban resistif terdiri dari resistor 100 Ω + 2 induktor (masing-masing 50 mH) yang

5.

dihubungkan secara seri.

6.

Putar unit power supply dan menyesuaikan variasi sampai tegangan dari 50 Vac dicapai di kumparan sekunder antara fase dan netral.

Target 1: Mengukur tegangan dan arus

Rangkai sirkuit ditampilkan di Latihan 8 - Gambar.3. Daya sirkuit dan laksanakan pengukuran berikut: 1.

Nilai efektif dari tegangan suplai (2U2) Tester di V1.

2.

Dengan tester di posisi V2, mengukur nilai rata-rata UdAV (VDC di tester)

3.

Dengan tester di posisi V2, mengukur nilai efektif UdRMS (VAC + DC di tester)

4.

Dengan tester di posisi V2, mengukur nilai efektif komponen bolak balik dari tegangan searah UdAC (VAC di tester).

5.

Gunakan tester sebagai ampermeter A1 (membuka rangkaian dan menghubungkan Tester) dan mengukur arus IDAV(IDC dengan tester), IdRMS(IAC+DC dengan tester) melintasi dioda.

Gunakan tester sebagai ampermeter A2 (membuka rangkaian dan menghubungkan Tester) dan ukur arus searah melintasi beban: nilai rata-rata Idav (IDC dengan tester), nilai efektif IdRMS (IAC+DC dengan tester) dan IdAC (IAC dengan tester). Tuliskan nilai yang terukur dalam tabel berikut: (2U2) UdAV = VDC UdRMS = VAC+DC [V] [V] [V]

47

53

UdAC = VAC [V]

53,87

9,67

Tester A1 (current crossing the diode):

IdAV = IDC [A]

IdRMS = IAC+DC [A]

IdAC = IAC [A]

0,185

0,324

0,267

Tester A2 (across the load):

IdAV = IDC [A]

IdRMS = IAC+DC [A]

IdAC = IAC [A]

0,546

0,552

0,083

Target 2 : Menghitung Parameter Dari Rectifier hitung jumlah karakteristik utama dan lengkapi tabel berikut: Pengukuran UdAV/(2U2)

1,127

UdRMS/(2U2)

1,146

Form factor fu

UdRMS/ UdAV

1,016

Ripple wu

SQR (fu2-1)

0,179

Ripple

UdAC/ UdAV

0,182

Form factor fi(di beban)

IdRMS/IDAV

1,011

Ripple wi

SQR (fi2-1)

0,148

Sasaran 3: Menganalisis bentuk gelombang reftifier Sumber tegangan (2U2) dan tegangan beban Ud Gunakan osiloskop untuk menampilkan tegangan suplai (2U2) dan tegangan ke beban Ud. Hubungkan saluran 1 dengan mengikuti satu jack: 1B dari MDAQ modul untuk tegangan ke beban (2 V / div). Hubungkan saluran 2 dengan jack 9B dari MDAQ modul, menampilkan tegangan sumber (2 V / div). DC coupling. Trigger: AC Line. - Probe x10 Lihat Latihan 8 - Foto 1 dan 1A. Dioda menyala alternatif ketika respon tegangan ke anoda positif. Dioda aktif hanya setengah gelombang positif tiga fasa dari sumber tenaga. Setengah gelombang negative berhenti. Tegangan searah terdiri dari tiga pulsa per periode Tegangan dan arus melintasi D1 Untuk menampilkan tegangan dan arus melintasi D1, di osiloskop. Hubungkan saluran satu dengan jack 3B dari MDAQ modul, untuk tegangan menuju D1 (2 V / div). Hubungkan saluran dua dengan jack 3A dari MDAQ modul, untuk arus melintasi D1 (500 mV / div). DC coupling. Trigger: AC Line. probe x10 Lihat Latihan 8 - Foto 2. Dioda mati alternatif selama setengah gelombang fasa negatif sumber tegangan. Selain itu setengah gelombang positif diode aktif ketika anoda lebih positif. Arus dan tegangan menuju diode berada dalam fasa. Dimana diode aktif 1200 periode fase tersebut. Tegangan balik melintasi dioda diberikan oleh perbedaan antara nilai-nilai tegangan dari dioda balik-off dan tegangan balik daripada dioda. Maks Nilai adalah: URRM = 2.46 (2U2) Arus melintasi dioda Tampilkan arus melintasi dioda D1 dan D2 pada osiloskop. Hubungkan saluran 1 dengan jack 3A dari MDAQ modul untuk menampilkan arus di D1 (500 mV / div). Hubungkan saluran 2 dengan jack 4A dari MDAQ modul untuk menampilkan arus di D2 (500 mV / div).

DC coupling. Trigger: AC line. probe x10 Lihat Latihan 8 - Foto 3. Arus ditransfer dari satu dioda ke lainnya di aktifkan sudut alami (tegangan positif di anoda). Setiap keluaran dioda 1/3 dari total penyeberangan saat ini beban. Arus dan tegangan ke beban Tampilkan arus dan tegangan beban, pada osiloskop. Hubungkan probe pertama dengan jack 1A dari MDAQ modul untuk menampilkan arus (500 mV / div). Hubungkan probe kedua dengan jack 1B dari MDAQ modul untuk menampilkan tegangan (2 V / div). DC coupling. Trigger: AC line. - Probe x10 Lihat Latihan 8 - Foto 4. Perhatikan bahwa tegangan dan arus sefasa karena beban resistif.

Latihan 8 – Gambar

Latihan 8 - Gambar.1 Penyearah Setengah gelombang M3UK dengan beban resistif dan induktif

Latihan 8 - Gambar. 2 diagram penyambungan modul

Latihan 8 - Gambar. 3 Penyearah gelombang penuh M3UK

Latihan 8 - Foto 1 Suplai tegangan (sinyal bawah CH2) dan tegangan menuju beban (sinyal atas CH1)

Latihan 8 - Foto 2 Voltage (sinyal atas, CH1) dan arus (sinyal pada bagian bawah, CH2) melintasi diode D1. Bandingkan gelombang arus gambar ini dengan foto 2 job 7. Rangkaian induksi mengubah gelombang arus.

Latihan 8 - Foto 3 Arus menyeberangi dioda D1 dan D2. Amati pergantian arus, arus ketiga diode terlepas

Latihan 8 - Foto 4 Voltage (sinyal pada bagian bawah, CH 2) dan arus (sinyal di atas, CH1) di beban Bandingkan arus gambar ini dengan foto 4 job 7. Rangkaian induksi mengubah gelombang arus.

SIMULASI LTSPICE

Simulasi 1. Suplai tegangan dan tegangan beban

Simulasi 2. Tegangan dan arus melewati diode

Simulasi 3. Arus melewati diode D1 dan D2

Simulasi 4. Arus dan tegangan melalui beban R

Perhitungan Target 1 1. UdRMS = VAC+DC = √9,672 + 532 = 53,87 2. Tester A1 IdRMS = IAC+DC = √0,2672 + 0,1852 = 0,636 3. Tester A2 IdRMS = IAC+DC = √0,0832 + 0,5462 = 0,552

Target 2 1. UdAV / (2U2)

= 53 / 47

= 1,127

2. UdRMS / (2U2)

= 53,87 / 47

= 1,146

3. Form factor fu

= UdRMS/UdAV = 53,87 / 53

= 1,016

4. Ripple wu

= SQR(fu2-1) = √1,0162 − 1

= 0,179

5. Ripple

= UdAC/UdAV = 9,67 / 53

= 0,182

6. Form factor fi

= IdRMS/IdAV

= 0,552 / 0,546

= 1,011

7. Ripple wi

= SQR(fi2-1) = √1,0112 − 1

= 0,148

Analisa Gelombang 







Latihan 8 - Foto 1. Foto tersebut menunjukan keadaan gelombang sebelum disearahkan dengan gelombang yang telah disearhkan. Ketiga diode bekerja secara bergantian melewatkan nilai positif dari gelombang tiga fase. Latihan 8 - Foto 2. Foto tersebut menujukan keadaan gelombang arus dan tegangan pada salah satu diode. Adapun ketika arus melewati diode yang ditandai dengan gelombang berwarna biru, dan gelombang tegangan ditandai dengan gelombang berwarna kuning. Ketika arus melewati diode, maka tidak terdapat beda tegangan pada diode. Dan ketika tidak ada arus pada diode maka diode akan memilki beda tegangan. Adapun prinsip ini menunjukan diode sebagai swicth. Latihan 8 - Foto 3. Foto tersebut menunjukan keadaan diode yang bekerja secara bergantian melewatkan arus. Adapun diode ini bekerja secara bergantian karena melewatkan nilai tegangan positif yang ketiganya berbeda fase. Latihan 8 - Foto 4. Foto tersebut menunjukan keaadan gelombang tegangan dan arus pada beban. Sifat beban yang induktif membuat gelombang arus tertinggal terhadap gelombang tegangan. Hal ini berbeda dengan percobaan sebelumnya yang beban bersifat resistif sehingga gelombang arus dan tegangan dalam keadaan sefase.

Kesimpulan  Proses penyearah setengah gelombang 3 fasa ini masih memiliki nilai ripple (riak gelombang) yang cukup besar bila dibandingkan dengan penyearah gelombang penuh 3 fasa.  Dengan adanya beban induktif (L) membuat gelombang arus tertinggal terhadap gelombang tegangan.