APLIKASI SCR(SILICON CONTROL RECTIFIRED) PADA PENGONTROLAN MOTOR LISTRIK

Sugeng A. KarimJurusan Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Makassar

PENDAHULUAN

Penggunaan komponen elektronika khususnya SCR sebagai pengendali/pengontrol motor listrik memiliki beberapa keuntungan diantaranya : tidak ada kontak yang aus karena terbakar, tidak akan menimbulkan bunga api karena tidak ada pelepasan kontak, sedikit sekali menggunakan peralatan tambahan dan penggunaan daya yang sangat kecil. Oleh karena itu penggunaan komponen elektronika seperti thyristor sangat efisien dan efektof dalam sistem kontrol motor listrik.

PENGERTIAN SCR

Silicon Controlled Rectifier ( SCR ) adalah salah satu komponen yang mirip dengan transistor karena memiliki tiga buah kaki. Tapi kaki pada SCR tidak sama dengan kaki yang terdapat pada transistor. Kaki yang terdapat pada SCR terdiri dari ; A = Anoda, G = Gate, K = Katoda.

SCR ini memiliki berbagai macam daya dan kekuatan, misalnya saja SCR yang memiliki daya dan kekuatan sebesar 100 V / 2A. Ini berartii SCR tersebut hanya bisa dipakai tidak lebih dari 2 Ampere atau sama dengan tak lebih dari 200 Watt. Fungsi SCR adalah sebagai pengatur daya dan juga sebagai saklar arus yang otomatis.

KONSTRUKSI SCR

Dengan memberi arus trigger pada lapisan P yang dekat dengan Katoda membuat thyristor menjadi ON, yakni dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN. Disebut pin gate katoda (cathode gate) karena letaknya yang dekat dengan katoda.

Dengan memberi arus gate melalui kaki (pin) gate tersebut memungkinkan komponen ini dipicu menjadi ON. Ternyata dengan memberi arus gate yang semakin besar dapat menurunkan tegangan breakover sebuah SCR. Dimana tegangan ini adalah tegangan minimum yang diperlukan SCR untuk menjadi ON.

Berikut ini adalah Fungsi SCR yang lainnya, diantaranya :- Sebagai rangkaian saklar (switch control)- Sebagai rangkaian pengendali (remote control)

PRINSIP KERJA SCR

Pada prinsipnya, cara kerja SCR sama seperti dioda normal, namun SCR memerlukan tegangan positif pada kaki “Gate (Gerbang)” untuk dapat mengaktifkannya.  Pada saat kaki Gate diberikan tegangan positif sebagai pemicu (trigger), SCR akan menghantarkan arus listrik dari Anoda (A) ke Katoda (K). Sekali SCR mencapai keadaan “ON” maka selamanya akan ON meskipun tegangan positif yang berfungsi sebagai pemicu (trigger) tersebut dilepaskan.  Untuk membuat SCR menjadi kondisi “OFF”, arus maju Anoda-Katoda harus diturunkan hingga berada pada titik Ih (Holding Current) SCR. Besarnya arus Holding  atau Ih sebuah SCR dapat dilihat dari datasheet SCR itu sendiri. Karena masing-masing jenis SCR memiliki arus Holding yang berbeda-beda. Namun, pada dasarnya untuk mengembalikan SCR ke kondisi “OFF”, kita hanya perlu menurunkan tegangan maju Anoda-Katoda ke titik Nol.

KARAKTERISTIK SCR

PENGERTIAN MOTOR DC

Motor DC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan sumber tegangan DC. Motor DC atau motor arus searah sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung dan tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.

KOMPONEN UTAMA MOTOR

1. Kutub Medan MagnetSecara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan kumparan motor DC yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.

2. Kumparan Motor DCBila arus masuk menuju kumparan motor DC, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. kumparan motor DC yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, kumparan motor DC berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan kumparan motor DC.

3. Commutator Motor DCKomponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam kumparan motor DC. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara kumparan motor DC dan sumber daya.

KELEBIHAN MOTOR DC

Kelebihan Motor DC Keuntungan utama motor DC adalah dalam hal

pengendalian kecepatan motor DC tersebut, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur :

Tegangan kumparan motor DC – meningkatkan tegangan kumparan motor DC akan meningkatkan kecepatan

Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

CARA KERJA MOTOR DC

Ketika arus listrik dc atau arus listrik searah mengalir melalui kumparan dalam medan magnet, gaya magnet menghasilkan torsi yang akan memutar motor.

RANGKAIAN APLIKASI SCR DENGAN MOTOR DC

Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa dengan tegangan DC gelombang penuh tanpa filter, maka SCR masih mengalami off maka arus pada setiap setengah gelombang turun ke bawah holding current (Ih). Karena itu untuk setengah gelombang berikutnya SCR tetap membutuhkan pentrigeran lagi atau triger tidak dapat dilepas.

Dengan dipasangnya kapasitor C paralel dengan R2 sebesar 7K pada rangkaian gate, akan menyebabkan timbulnya pergeseran fase sehingga pada setengah gelombang pertama akan terjadi penundaan waktu dalam pentrigeran. Kalau R-nya makin besar maka waktu untuk pentrigeran juga semakin lama.

Apabila rangkaian penyearah gelombang penuh terdapat dalam gambar karakteristik SCR dipasang suatu filter C sebesar 40F maka arus thyristor atau arus beban tidak akan pernah turun ke bawah holding current.

SCR dapat kembali off bila bebannya diturunkan terus sehingga arus beban turun ke bawah holding current atau sumber tegangannya di-off-kan dahulu.

SIMPULAN

Thyristor atau SCR yang yang dapat digunakan sebagai sakelar statis dapat diaplikasikan sebagai alat kontrol kerja motor listrik. Penggunaannya sebagai alat kontrol dilakukan hanya dengan mengatur arus gate.

Dengan mempertahankan arusnya tetap dapat berada di bawah holding current membuat thyristor tidak dapat menghantarkan arus (kondisi off) dan sebaliknya dengan mempertahankan arusnya di atas holding current membuat thyristor akan tetap dapat menghantarkan arus (kondisi off).

DAFTAR PUSTAKA

Boylestad, R and Nashelsky, L. 1992. Electronic Device and Circuit Theory. Fifth Edition. New Jersey: Prentice-Hall, Inc.

Elektuur. 1993. 302 Rangkaian Elektronika (Alih bahasa: P. Pratomo). Jakarta: PT. Elex Media Komputindo.

Somantri, Oman. 1993. Sistem Pengontrolan Motor di Industri. Cet-1. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdikbud, Jakarta

Rashid, H, M,. 1993. Power Electronics: Circuits, Devices, and Aplications, Second Editin. New Jersey: Prentice-Hall, Inc.

Wasito S. 2004. Vademekum Elektronika. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.