penyearah tiga fasa setengah gelombang
TRANSCRIPT
LAPORAN
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA PENYEARAH 3
FASA SETENGAH GELOMBANG
Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Elektronika Daya
Disusun Oleh :
Hirzuna Rifqi (1431120055)
Mex Yudo Yasifandi (1431120029)
M. Yanuar Rachman (1431120009)
M. Imam Suhadak (1431120100)
D3 Teknik Listrik 2D
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MALANG
2016
I. Tujuan
1. Mampu menjelaskan prinsip kerja penyearah tiga fasa setengah gelombang
2. Mampu mengukur tegangan rata-rata dan tegangan rms dari suatu rangkaian
penyearah tiga fasa setengah gelombang
3. Mampu menganalisa data perhitungan serta data percobaan dari suatu
rangkaian penyearah tiga fasa setengah gelombang
II. Landasan Teori
Penyearah tiga fasa adalah pengubah tegangan sumber arus bolak-balik (AC)
menjadi tegangan sumber arus searah (DC) menggunakan sumber listrik tiga fasa.
Berdasarkan bahan semikonduktor yang digunakan serta variasi tegangan
keluarannya, penyearah tiga fasa dibagi menjadi dua, yaitu : Penyearah terkendali dan
penyearah tidak terkendali.
Penyearah terkendali (controlled rectifier) merupakan rangkaian elektronika
daya yang berfungsi untuk mengubah tegangan sumber arus bolak-balik menjadi
tegangan keluaran dalam bentuk tegangan searah yang dapat diatur. Rangkaian
penyearah terkendali, dapat dilakukan dalam bentuk penyearahan terkendali setengah
gelombang (halfwave), penyearah gelombang penuh (full-wave), dan semikonverter.
Pembebanan pada rangkaian penyearah terkendali juga dipasang beban resistif atau
beban resistif-induktif.
Penyearah tiga fasa memberikan tegangan keluaran rata-rata yang lebih tinggi,
dan faktor ripelnya lebih rendah dari penyearah satu fasa sehingga masalah
filteringnya juga semakin simpel. Karena itulah, penyearah tiga fasa terkendali sangat
banyak digunakan dalam pengendalian kecepatan motor berdaya tinggi. Salah satu
bentuk aplikasi penyearah tiga fasa terkendali adalah penyearah M3C. Tiga thyristor,
masing-masing disambungkan pada masing-masing saluran, dan setiap thyristor
mendapat pulsa trigger sesuai dengan daerah operasi masing-masing, sehingga
keluarannya terdiri dari 3 pulsa yang dapat diatur sesuai sudut penyalaannya.
Hal-hal yang menjadi masalah dalam teknik penyerahan antara lain adalah
trafo penyearahan, gangguan-gangguan tegangan lebih atau arus lebih yang
membahayakan dioda atau thyristor, harmonisa yang timbul akibat gelombang
nonsinus serta sirkit elektronik pengatur penyalaan. Skema penyearah terkendali tiga
fasa, masing-masing ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
a) Half-wave Rectifier
b) Full-wave Rectifier
Semicontroller
c) Full-wave Rectifier
Fullcontroller
III. Alat dan Bahan
1. Osiloskop : 1 buah
2. Voltmeter : 2 buah
IV. Langkah Percobaan
1. Menyiapkan kertas dan tabel untuk mencata hasil pengukuran
2. Melakukan percobaan dengan cara mengganti sudut penyalaan yang besarnya
dapat diamati pada osiloskop
3. Mengamati voltmeter yang menunjukkan Vsumber, Vavg, dan Vrms
4. Mencatat besar nilai tegangan yang terukur
5. Mengulangi langkah 2, 3, dan 4 secara berurutan hingga semua data dengan
sudut penyalaan yang berbeda didapatkan
6. Membuat data perhitungan dengan sudut-sudut penyalaan yang telah
ditentukan
7. Membuat analisa perbandingan hasil perhitungan dan hasil percobaan
V. Data Percobaan dan Perhitungan
Data Hasil Percobaan
No. Time/div
(ms)
α (°) V sumber
(V)
V output (V) Keterangan
Vrms (V) Vavg (V)
1 0 0 42 53 52
2 1 18 42 51,5 50
3 2 36 42 48 43,5
4 3 54 42 43 35
5 4 72 42 35 26
6 5 90 42 26,5 17
7 6 108 42 17 9
8 7 126 42 8 3,5
9 8 144 42 2 1
Data Hasil Perhitungan
No. Time/div
(ms)
α (°) V sumber
(V)
V output (V) Keterangan
Vrms (V) Vavg (V)
1 0 0 45 47,03 52,92
2 1 18 45 44,13 47,34
3 2 36 45 41 39,89
4 3 54 45 37,6 31,32
5 4 72 45 33,82 22,46
6 5 90 45 29,6 14,17
7 6 108 45 24,88 7,28
8 7 126 45 18,19 2,45
9 8 144 45 9,31 0,15
VI. Perhitungan Data
Formula perhitungan tegangan keluaran rata-rata, batas 0 ≤
Formula perhitungan tegangan efektif keluaran, batas 0 ≤
Formula perhitungan tegangan keluaran rata-rata, batas
Formula perhitungan tegangan efektif, batas
1. α=0°
Tegangan rata-rata
V avg = 3√2Vl−n2π
( 1+ cos ( π6 + α ))
=3√2 x 422π
( 1+ cos ( π6 + 0 ))
= 52,92 V
Tegangan RMS
Vrms = V l-n √ 32 π
¿¿
= 42√ 32 π
¿¿
= 47,03V
2. α=18°
Tegangan rata-rata
V avg = 3√2Vl−n2π
( 1+ cos ( π6 + α ))
=3√2 x 422π
( 1+ cos ( π6 + 18 ))
= 47,34V
Tegangan RMS
Vrms = V l-n √ 32 π
¿¿
= 42√ 32 π
¿¿
= 44,13V
3. α=36°
Tegangan rata-rata
V avg = 3√2Vl−n2π
( 1+ cos ( π6 + α ))
=3√2 x 422π
( 1+ cos ( π6 + 36 ))
= 39,89V
Tegangan RMS
Vrms = V l-n √ 32 π
¿¿
= 42√ 32 π
¿¿
= 41 V
4. α=54°
Tegangan rata-rata
V avg = 3√2Vl−n2π
( 1+ cos ( π6 + α ))
=3√2 x 422π
( 1+ cos ( π6 + 54 ))
= 31,32 V
Tegangan RMS
Vrms = V l-n √ 32 π
¿¿
= 42√ 32 π
¿¿
= 37,6 V
5. α=72°
Tegangan rata-rata
V avg = 3√2Vl−n2π
( 1+ cos ( π6 + α ))
=3√2 x 422π
( 1+ cos ( π6 + 72 ))
= 22,46 V
Tegangan RMS
Vrms = V l-n √ 32 π
¿¿
= 42√ 32 π
¿¿
= 33,82 V
6. α=90°
Tegangan rata-rata
V avg = 3√2Vl−n2π
( 1+ cos ( π6 + α ))
=3√2 x 422π
( 1+ cos ( π6 + 90 ))
= 14,17V
Tegangan RMS
Vrms = V l-n √ 32 π
¿¿
= 42√ 32 π
¿¿
= 29,6 V
7. α=108°
Tegangan rata-rata
V avg = 3√2Vl−n2π
( 1+ cos ( π6 + α ))
=3√2 x 422π
( 1+ cos ( π6 + 108 ))
= 7,28 V
Tegangan RMS
Vrms = V l-n √ 32 π
¿¿
= 42√ 32 π
¿¿
= 24,88 V
8. α=126°
Tegangan rata-rata
V avg = 3√2Vl−n2π
( 1+ cos ( π6 + α ))
=3√2 x 422π
( 1+ cos ( π6 + 126 ))
= 2,45 V
Tegangan RMS
Vrms = V l-n √ 32 π
¿¿
= 42√ 32 π
¿¿
= V
9. α=144°
Tegangan rata-rata
V avg = 3√2Vl−n2π
( 1+ cos ( π6 + α ))
=3√2 x 422π
( 1+ cos ( π6 + 144 ))
= 0,15 V
Tegangan RMS
Vrms = V l-n √ 32 π
¿¿
= 42√ 32 π
¿¿
= 9,31V
1. Dalam percobaan penyearah tiga fasa menggunakan thyristor, diketahui bahwa tyristor
membutuhkan pulsa arus pada gate untuk dapat mengalirkan arus. Sehingga tegangan
keluaran penyearah tyristor dapat diatur dengan mengendalikan pulsa yang masuk ke gate
thyristor.
Vrms Perhitungan Vrms Percobaan
Grafik Vrms
144 12610890725436180
60
50
40
30
20
10
0
Analisa Data VII.
Vavg Perhitungan Vavg Percobaan
Grafik Vavg
144 12610890725436180
60
50
40
30
20
10
0
Analisa Data Percobaan dan Data Perhitungan
2. α adalah sudut penyalaan thyristor (firing angel) yang dapat diatur dengan mengendalikan
besar tegangan dc yang masuk ke blok pembangkit pulsa penyalaan. Semakin besar α yang
diberikan, maka semakin kecil tegangan keluaran nya. Hal ini dapat dibuktikan dengan
tabel percobaan 1, dari α 0 sampai 144. Vavg dan Vrms mengalami penurunan nilai
tegangan keluaran.
3. Dari data grafik diatas terdapat data yang kurang sesuai dari Vrms perhitungan dengan
Vrms percobaan. Hal tersebut dikarenakan terjadi kesalahan pada pengukuran, kurang
kepresisian, keakuratan suatu alat dan human error.
VIII. Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
1. Penggunaan thyristor untuk penyearah 3 fasa dapat dilakukan dengan
memasukkan nilai α, pada gate thyristor.
2. Nilai α mempengaruhi nilai tegangan keluaran, baik tegangan rata-rata maupun
rms. Semakin besar nilai α, maka tegangan keluaran akan semakin kecil.
Saran
1. Mempersiapkan diri sebelum praktikum, baik kesehatan, psikis, maupun materi
dan tujuan dari praktikum yang akan dilakukan.
2. Mempersiapkan alat dan bahan, cek alat dan bahan praktikum dalam kondisi
normal atau layak untuk dipakai dalam praktikum, karena kerusakan maupun
ketidakpresisian alat dapat mengganggu praktikum yang dilakukan
3. Teliti dalam melakukan pengukuran, termasuk dalam membaca alat ukur