3-Penyearah Terkendali

17
Penyearah Terkendali 1

Transcript of 3-Penyearah Terkendali

Page 1: 3-Penyearah Terkendali

1

Penyearah Terkendali

Page 2: 3-Penyearah Terkendali

2

Penggunaan Penyearah Terkendali

• Membuat tegangan DC terkendali• Aplikasi : – UPS (Batere charger dan inverter) – DC motor drive mengatur kecepatan motor DC– AC motor drive mengatur kecepatan motor AC– High power HVDC transmission

• Komponen switching : Thyristor

Page 3: 3-Penyearah Terkendali

3

Kharakteristik ThyristorSimbol

Model

Kharakteristik Tegangan - Arus

Page 4: 3-Penyearah Terkendali

4

Efek Gate Sinyal

Semakin tinggi IG, V A-K semakin rendah sehingga thyristor semakin cepat menyala .

Page 5: 3-Penyearah Terkendali

5

Penyearah Satu Phase Terkendali Beban R

Tegangan Beban Rerata

• Tegangan dan aliran daya dapat diatur dengan mengatur (firing pulse).

Vmax

2R( 1 + cos )Io= id =

Arus beban

Page 6: 3-Penyearah Terkendali

6

Penyearah Satu Phase Terkendali Beban RL

Tegangan Induktor saat Thy ON Tegangan Resistan

VR = Id. R

• Saat VS > VR , arus beban naik, sebaliknya saat VS < VR , arus beban turun.• Arus beban Id sama dengan nol saat luas A1 = A2, dan menjaga Thy tetap ON meskipun Vs < 0.

Arus Beban,id

Page 7: 3-Penyearah Terkendali

7

Penyearah Satu Phase Terkendali Beban L Aktif

• Thy ON bila VS > Ed , dan sinyal gate diaktifkan.

• Thy akan tetap ON saat A1 = A2, meskipun Vs < 0.

• Saat Thy OFF, maka Vs = Ed .

Page 8: 3-Penyearah Terkendali

8

Brigde Rectifier Satu Phase Terkendali Penuh Beban R

• T1 dan T2 ON bersamaan saat Vs positif.

• T3 dan T4 ON bersamaan saat Vs negatif.

• T1 dan T2 harus dicatu dari gate yang sama.

Arus Input , Is = IT1 – IT4

Page 9: 3-Penyearah Terkendali

9

Brigde Rectifier Satu Phase Terkendali Penuh Beban RL

• Diasumsikan L tak berhingga dan berfungsi sebagai filter arus.

• Rectifier seperti sumber arus (current source). • Karena Id kontinu, T1 dan T2 on state di luar vs positif.

vd

Tegangan beban rerata , Vd:

Page 10: 3-Penyearah Terkendali

Analisis Arus Input

10

Arus input, is , brigde controlled rectifier berupa gelombang kotak bila arus beban difilter sempurna. is bergeser sebesar sudut terhadap vs.

Bila Is dinyatakan dalam deret fourier maka,

Is harmonik rms :

Arus, Is fundamental

Page 11: 3-Penyearah Terkendali

11

Analisis Faktor Daya

• Faktor pergeseran:• Daya aktif :

• Daya Semu :

• Faktor daya :

Page 12: 3-Penyearah Terkendali

12

Komutasi Thyristor• Perubahan keadaan Thyristor dari kondisi ON ke OFF atau

sebaliknya.• Idealnya terjadi sesaat (instantaneous), tetapi kenyataannya

tidak karena adanya L.

Proses komutasi rangkaian dan bentuk gelombang.

Selama proses komutasi vd = 0

Page 13: 3-Penyearah Terkendali

13

Komutasi Thyristor• Selama proses komutasi :

• Pengintegralan selama komutasi :

• Dari pengintegralan di atas diperoleh :

• Terlihat bahwa bila L diperbesar atau arus makin besar makasudut komutasi makin besar.

• Proses komutasi memperkecil tegangan output rerata, Vd:

• atau

Page 14: 3-Penyearah Terkendali

14

Operasi Mode Inveter• Bila > 90o , diperoleh Vd negatif, sehingga daya mengalir dari

beban ke sumber.• Energi ditranfer dari beban ke sumber, arus Id tetap positif.

: sudut pemadaman (extinction)

Page 15: 3-Penyearah Terkendali

15

Triggering Gate Thyristor

Proses sinkronisasi

Zero cross detection

IC : TCA780

Firing angle : vsinkronisasi

Gate signal trigger

o= 180ovcontrol

Vst

Page 16: 3-Penyearah Terkendali

16

Aplikasi

• UPS satu phase, rating daya < 10 kVA.

Fully/half controlled rectifier

Inverter

Filter

menghasilkan Vdc

Mode operasi :i) Normal : critical load disupplay melalui skema rectifier-inverter.ii) Outage mode : Batere memberikan energi ke

inverteriii) By-pass operation : Saat beban over current ,

static by-paas switch ON dan beban disambung langsung ke sumber.

Page 17: 3-Penyearah Terkendali

17

Kesimpulan

• Penyearah terkendali dan inverter digunakan untuk mentranfer daya antara sumber AC dan DC terkendali magnitudnya.

• Sisi tegangan DC dapat berubah polaritasnya tetapi arus DC tetap (unidirectional)

• Konverter Kendali Phase meng-inject arus harmonik yang cukup besar ke sistem.