Tugas Elektronika Daya

“Laporan Percobaan Converter 3 Fasa Full Wave”

Diajukan untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Elektronika Daya Semester Genap

Yang dibimbing oleh Bapak Hendro Buwono, ST., MMT

Oleh:

AYYUB RIFKHI HARISMA

1031120120

D3-2A

Politeknik Negeri Malang

Jurusan Teknik Elektro

Program Studi Teknik Listrik

Malang

2012

Converter 3 Fasa “Full Wave”

1. Tujuan

Tujuan percobaan ini adalah untuk melakukan pengaturan nilai tegangan DC pada

rangkaian penyearah sistem 3 fasa seperti pada gambar rangkaian pada beberapa sudut yang

berbeda dan mengendalikannya, serta mengamati karakteristik dari penyearah dan

mengetahui frekuensinya. Cara ini digunakan untuk mengendalikan motor DC dengan

kapasitas besar diatas 3300 W.

2. Dasar Teori

Output sumber DC bisa diperoleh dengan menggunakan rangkaian penyearah sistem 3

fasa dengan cara menghubungkan trafo 3 fasa dengan 6 thyristor yang dihubungkan dengan

sumber AC. Dengan menggunakan 6 Thyristor, maka nilai output tegangan DC bisa diatur

nilainya dengan cara memotong gelombang DC yang dihasilkan. Nilai tegangan DC yang

dihasilkan merupakan nilai tegangan rata-rata dari gelombang yang dihasilkan. Nilai Vdc dan

Vrms tergantung dari besar sudut pemutusan (α). Untuk α < 600 disebut sebagai nilai

pemutusan untuk arus kontinyu karena saat sudut pemutusan ˂ 600 tidak terjadi pemutusan

arus yang dikarenakan tegangan supply bernilai 0. Untuk α ≥ 600 disebut sebagai nilai

pemutusan untuk arus diskontinyu karena saat sudut pemutusan ≥ 600 terjadi tegangan supply

bernilai 0 sehingga tidak ada arus yang mengalir ke beban.

Rumus perhitungan saat arus kontinyu (α ˂ 600 ) :

Rumus perhitungan saat arus diskontinyu (α ≥ 600 ) :

α = besar sudut pemotongan (0)

VM = Vinput maksimal rangkaian penyearah

3. GambarRangkaian

4. Alat dan Bahan

1. 3 Transformator 2 kVA, 220 V / 45 V No. 726-80

2. Lampu 100 W, 220 V

3. Osiloskop No. HM 42-5

4. Voltmeter No. 727-10

5. Probe T : 1 (10:1)

6. 1 Dioda 1 kV, 12 A No. 735-02

7. 6 Thyristor (SCR) 1 kV, 12 A No. 735-03

5. Data

Data Hasil Perhitungan dan Percobaan

No. α (0)

VDC (V) VRMS (V)

KeteranganHitung Ukur

Error (%)

Hitung UkurError (%)

1 0 105,26 101 4,2 105,35 101 4,3Continue

2 20 98,92 96 3 99,62 97 2,73 60 52,63 50 5,26 59,69 56 6,6

Discontinue4 90 14,10 15,2 7,2 22,92 24 4,55 120 0 0 0 0 0 0

6. Gambar Hasil Percobaan

Pemotongan Sudut 00

Pemotongan Sudut 200

Pemotongan Sudut 600

Pemotongan Sudut 900

Pemotongan sudut 1200

7. Perhitungan

Perhitungan VRMS:

Sudut 0

Vrms = 105,35 volt

Sudut 20

Vrms = 99, 62 volt

Sudut 60

Vrms = 59,69 volt

Sudut 90

Vrms = 22,92 volt

Sudut 120

Vrms = 0 volt

Perhitungan VDC:

Rumus perhitungan saat arus kontinyu (α = 0˚ ) :

= 105,26 volt

Rumus perhitungan saat arus kontinyu (α = 20˚ ) :

= 98, 92 volt

Rumus perhitungan saat arus diskontinyu (α = 60 ) :

= 52,63 volt

Rumus perhitungan saat arus diskontinyu ( =α 90 ) :

= 14,10 volt

Rumus perhitungan saat arus diskontinyu (α = 120 ) :

= 0 volt

8. Analisa

1. Proses sehingga muncul output tegangan DC di rangkaian pengendali

Gambar sinusoidal dari sistem 3 fasa output trafo adalah seperti diatas gambar pertama.

Kemudian setelah itu arus masing-masing fasa melewati 2 thyristor yang dipasang seri

sehingga saat nilai tegangan yang bernilai negative akan dibalikkan kedudukannya

menjadi positif seperti gambar 2, kemudian terbentuk gabungan gelombang antar fasa

sepeti gambar dibawah ini.

Jadi bentuk gelombang baru fasa 1 disebabkan oleh Thyristor 1 dan 2, bentuk gelombang

baru fasa 2 disebabkan oleh Thyristor 3 dan 4, dan bentuk gelombang fasa 3 disebabkan oleh

Thyristor 5 dan 6. Thyristor disini yang digunakan untuk mengatur nilai tegangan output DC

dengan melakukan pemotongan gelombang. Pemotongan gelombang (α) dilakukan pada titik

pertemuan awal antar gelombang 1 dan 2 seperti gambar diatas yaitu pada sudut 600. Dan

nilai α hanya bernilai dari 00-1200 . Untuk α ˂ 600 disebut sebagai nilai pemutusan untuk arus

kontinyu karena saat sudut pemutusan ˂ 300 tidak terjadi pemutusan arus yang dikarenakan

tegangan supply bernilai 0 (ditunjukkan pada gambar pemotongan sudut 200). Untuk α ≥ 600

disebut sebagai nilai pemutusan untuk arus diskontinyu karena saat sudut pemutusan ≥ 600

terjadi tegangan supply bernilai 0 sehingga tidak ada arus yang mengalir ke beban

(ditunjukkan pada gambar pemotongan sudut dari 600-1200. Sehingga frekuensi gelombang

baru adalah

2. Pada rangkaian ditambahkan 1 dioda digunakan untuk menghilangkan nilai arus putar yang

menyebabkan output thyristor mencapai nilai negative (-) meskipun sedikit.Hal ini dapat

dibuktikan ketika tidak dihubungkan dengan dioda namun dihubungkan dengan sebuah balast

maka luasan negatifnya semakin besar. Dan ini harus dihilangkan.

3. Tegangan Output awal trafo sebesar 110,27 V karena yang digunakan adalah tegangan

fasa ke fasa dan titik bintang tidak digunakan sebagai netral.

4. Pada saat pemotongan sudut 00, ternyata nilai VDC sama denganVRMS dikarenakan

perbedaan titik tertinggi dengan titik terendah sedikit sekali.

5. Dari data hasil percobaan tersebut dapat digambar kurva sebagai berikut:

6. Dari kurva di atas dapat diketahui bahwa jika sudut pemotongan dinaikkan, maka

tegangan DC maupun tegangan RMS yang terukur akan turun namun nilai penurunan

tidak linier dan grafik penurunan VDC bisa dikatakan sama dengan VRMS. Hal ini dapat

diketahui bahwa jika sudut dinaikkan dari 60 ke 90 nilai tegangan yang terukur baik

tegangan DC maupun tegangan RMS turun masing-masing sebesar 46 Volt dan 41 Volt.

7. Kurva penurunan tegangan VDC dengan VRMS terhadap besarnya sudut pemotongan

memiliki bentuk yang hampir sama.

8. Dapat diketahui bahwa selama percobaan dilakukan selalu terdapat error atau perbedaan

data hasil perhitungan dengan data hasil percobaan. Misalnya pada saat sudut 60 , nilai

perhitungan untuk tegangan DC dan tegangan RMS sebesar 98,92 Volt dan 99,62 Volt.

Namun pada kenyataannya, tegangan yang terukur masing-masing adalah 96 Volt dan 97

Volt. Pada contoh percobaan ini terdapat error masing-masing sebesar 5,26% dan 6,6%.

Kesalahan tersebut terjadi akibat beberapa kemungkinan antara lain ; Kesalahan

pembacaan (human error), Kesalahan pembacaan alat ukur (parallax error), Kekurang

presisian alat ukur, Alat ukur yang digunakan adalah alat ukur analog, sehingga

menyulitkan pembacaan, adanya tambahan nilai tahanan dari sambungan dan kabel-

kabel penghubung. Perubahan sudut pemotongan juga tidak bisa tepat sama seperti yang

diinginkan, misalnya α = 200 pemotongan sudut di osiloskop sulit untuk tepat 200.

9. Untuk mengatasi kesalahan tersebut di atas maka sebelum percobaan sebaiknya

dilaksanakan test awal dari setiap alat yang dipakai dan praktikan seharusnya

mempelajari terlebih dahulu teori maupun prosedur percobaan yang ada.

10. Besarnya sudut pemotongan hanya bisa dilakukan pada sudut 00 – 1200.

11. Saat sudut pemotongan diperbesar, nyala lampu semakin redup. Hal ini dikarenakan jika

sudut pemotongan diperbesar maka VDC dan VRMS akan semakin kecil sehingga daya

input lampu semakin kecil.

12. Kesimpulan

1. Semakin besar sudut pemotongan, VDC dan VRMS akan semakin kecil, namun nilai

penurunannya tidak linier.

2. VDC merupakan tegangan rata-rata dari gelombang yang muncul baik sebelum atau

sesudah pemotongan sehingga VDC selalu lebih kecil daripada VRMS.

3. Besarnya sudut pemotongan hanya bisa dilakukan dari sudut 00-1200.

4. Daerah pemotongan untuk arus yang kontinue berada pada α < 600.

5. Daerah pemotongan untuk arus yang diskontinue berada pada α ≥ 600.

6. Semakin besar sudut pemotongan maka VDC dan VRMS akan semakin kecil sehingga daya

input lampu semakin kecil.

7. Rangkaian penyearah pengendali dapat digunakan untuk mengatur besarnya VDC output,

namun nilai VINPUT rangkaian merupakan nilai VDC maksimal.

8. Sistem ini bagus digunakan untuk motor DC dengan kapasitas besar karena supply

energinya dari sistem 3 fasa sehingga lebih efisien.