PANDUAN PRAKTIKUM

PRAKTIKUM KONVERTER AC – DC

THYRISTOR

LABORATORIUM TEKNIK TENAGA LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

TATA TERTIB/KETENTUAN P R A K T I K U M

KETENTUAN DAN TATA TERTIB :

• Praktikan dibagi k e dalam kelo mpo k-kelo mpo k masing- masing 3 ma hasisw a. Pembagian dilaksanakan pada praktikum yang pertama.

• Tiap kelompok akan menjalani 1 unit praktikum tiap pekannya.

• Praktikum akan dibagi ke dalam 2 tahapan : a. Pre-Tes (sesuai bab praktikumnya) : 30 menit b. Pelaksanaan Praktikum (Pengambilan Data) : 150 menit

• Praktikan harus sudah hadir di tempat 10 menit sebelum praktikum dimulai, jika terlambat lebih dari 10 menit tidak diperbolehkan mengikuti pretest. Apabila terlambat lebih dari 10 menit maka praktikan diharap mengganti jadwal praktikum di hari yang lain. Kemudian jika terlambat lebih dari 15 menit maka tidak diperkenankan inhal/mengganti praktikum pada hari lain.

• Dalam pelaksanaan praktikum, praktikan harus benar- benar aktif, serius, dan memperhatikan petunjuk-petunjuk asisten demi keamanan dan keselamatan bersama.

• Laporan Praktikum harus diselesaikan dan dikumpulkan paling lambat 1 (satu) minggu setelah pelaksanaan praktikum. Keterlambatan pengumpulan laporan akan dikenai sanksi yang melekat padanya.

• Inhal hanya diizinkan untuk praktikan yang berhalangan hadir dengan alasan yang jelas dan dengan Surat Izin yang ditunjukkan kepada Kepala Laboratorium Teknik Tenaga Listrik. Inhal dilaksanakan pada hari selanjutnya sesuai

kesepakatan dengan asisten dan dengan seijin Laboran.

• Perlu diperhatikan bahwa, inhal hanya diberikan 1 kali kesempatan dan batas maksimum inhal adalah 2 kali dengan konsekuensi yang melekat di dalamnya.

• Diwajibkan memakai sepatu dan kemeja (pemakaian kaos berkerah hanya disarankan), apabila memakai kaos oblog tak berkerah dan/atau memakai sandal dan/atau sepatu sandal, serta disarankan tidak memakai jaket. Apabila praktikan menggunakan/memakai salah satunya, praktikan akan diminta menggantinya.

PENILAIAN :

PRESENSI : 10 poin

PRAKTIKUM : 10 poin

PRE-TEST : 15 poin

LAPORAN : 35 poin

RESPONSI : 40 poin

+ TOTAL : 100 poin

DAFTAR ISI

PRAKTIKUM PENYEARAH TERKENDALI MENGGUNAKAN THYRISTOR

(SCR)

PENYUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM

LEMBAR PENGAMATAN

PENYEARAH TERKENDALI MENGGUNAKAN THYRISTOR (SCR)

1. Maksud dan Tujuan

Maksud:

a. Mengetahui kinerja pengoperasian penyearah terkendali

b. Mengetahui beberapa nilai: nilai time-averaged (linear), nilai

penyearahan (rectification value), nilai RMS (root-mean-square value),

ripple dan factor bentuk

Tujuan:

a. Menunjukkan dan mendeskripsikan time profile dari tegangan DC, arus

DC dan profil tegangan yang disearahkan untuk beberapa variasi beban

dan sudut penyulutan

b. Menentukan karakteristik pengendalian pada penyearah terkendali

c. Menentujan factor bentuk dan ripple

2. Prinsip Teoritis Penyearah Terkendali

Penyearah terkendali yang paling sederhana adalah menggunakan Silicon

Controlled Rectifier (SCR) atau lebih dikenal dengan istilah Thyristor. SCR

merupakan salah satu komponen power electronic yang sudah umum digunakan

sebagai saklar (switch). Pada dasarnya prinsip kerja mirip dengan transistor

untuk daya yang rendah, perbedaannya adalah SCR ini dapat digunakan pada

tegangan dan arus besar (daya besar). Secara struktur penyusunnya dan lambing

yang biasa digunakan dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Struktur dan Lambang SCR.

SCR ini memiliki karakteristik terhadap tegangan dan arus seperti yang tersaji

pada Gambar 1.2. Pada gambar tersebut tampak terlihat bahwa tegangan yang

dapat dilewatkan oleh SCR sangat dipengaruhi oleh besarnya arus gate yang

mencerminkan sudut penyulutan (gate angle atau firing angle).

Gambar 1.2. Kurva Karakteristik i-v SCR.

Penyearah terkendali yang menggunakan SCR secara umum dapat dirangkaian

seperti pada Gambar 1.3. Sehingga hasil penyearahan akan sepertihalnya

penyearahan menggunakan diode, tetapi pada rangkaian ini dapat

diatur/dikendalikan seperti yang disajikan pada Gambar 1.4. yang tampak

terpotong, bagian terpotong itulah yang merupakan bagian dari pengendalian

penyearahan ini.

Gambar 1.3. Rangkaian Sederhana Penyearah Terkendali Setengah Gelombang

dengan 1 SCR.

Gambar 1.4. Bentuk Gelombang Hasil Penyearahan Terkendali. (atas) Bentuk

Gelombang yang terpotong akibat firing angle. (bawah) Bentuk Gelombang Firing

Angle.

Pada praktikum ini akan dijalankan beberapa variasi pembebanan dari

penyearahan terkendali ini, yaitu:

- Beban Resistor murni

- Beban Resistor dan Induktor dipasang seri (beban linier)

- Beban Resistor dan Induktor dipasang seri (beban linier) ditambah

dengan diode free-wheeling

- Beban Non-linier, dalam praktikum ini digunakan motor DC

- Beban Non-linier, dalam praktikum ini digunakan motor DC, ditambah

dengan diode free-wheeling

Di dalam menghitung tegangan dan arus pada rangkaian penyearah terkendali ini

berlaku beberapa formula, yaitu:

i. Penyearah terkendali dengan beban Resistor murni

Untuk nilai rerata arus DC:

Untuk nilai RMS arus DC:

Nilai Rerata untuk tegangan DC:

Untuk nilai RMS tegangan DC:

Untuk nilai karakteristik transfer rerata tegangan DC:

ii. Penyearah terkendali dengan Beban Resistor dan Induktor dipasang seri

(beban linier)

Persamaan arus yang mengalir:

Nilai rerata Arus DC:

1 α

Nilai RMS arus DC:

iii. Penyearah terkendali dengan Beban Resistor dan Induktor dipasang seri

(beban linier) ditambah dengan diode free-wheeling

Arus yang melewati Thyristor:

Arus yang mengalur Diode:

Nilai rerata Arus DC secra teori:

iv. Penyearah terkendali dengan Beban Non-linier, dalam praktikum ini

digunakan motor DC

Pada dasarnya sama dengan kondisi Penyearah terkendali dengan Beban

Resistor dan Induktor dipasang seri (beban linier)

v. Penyearah terkendali dengan Beban Non-linier, dalam praktikum ini

digunakan motor DC, ditambah dengan diode free-wheeling

vi. Pada dasarnya sama dengan kondisi Penyearah terkendali dengan Beban

Resistor dan Induktor dipasang seri (beban linier) ditambah dengan diode

free-wheeling

Selain formula di atas, terdapat formula yang dapat digunakan diberbagai kondisi

pembebanan, yaitu: formula untuk karakteristik transfer, factor bentuk dan

ripple, seperti berikut:

- Untuk karakteristik transfer

- Faktor bentuk

- Ripple

1.3. Peralatan Praktikum

Pada praktikum ini akan digunakan beberapa peralatan yang berupa modul,

antara lain:

- Trafo AC 220V/90V/45V

- Power Supply 220 VAC

- Modul Thyristor/SCR

- Unit Kontrol

- Beban Resistif dan induktif

- Voltmeter dan Amperemeter

- Osciloskop

1.4. Skema Rangkaian Praktikum

1.5. Langkah Praktikum

Di dalam melaksanakan praktikum unit ini ada beberapa langkah yang harus

dilaksanakan, antara lain:

1. Baca dahulu modul dan bahan materi yang diperlukan

2. Buatlah simulasi rangkaian yang mewakili unit praktikum ini (boleh

menggunakan Matlab, Multisim, dan PowerSIM), hasil simulasi dicetak

dan disampaikan sebelum praktikum dimulai

3. Jalankan simulasi yang telah dibuat dirumah

4. Cek kelengkapan peralatan dan alat ukur

5. Rangkailah sesuai yang ada di skema rangkaian

6. Setelah selesai merangkai, harap menghubungi asisten untuk pengecekan

7. Perhatikan lembar pengamatan, lihat apa saja data yang dibutuhkan

8. Jalankan sesuai permintaan lembar pengamatan, dan catatlah data yang

dibutuhkan dengan mengubah-ubah sudut penyulutan (gate) pada

thyristor untuk beberapa macam beban

9. Pengamatan yang dilakukan terdiri atas:

a. Besar dan bentuk gelombang tegangan input atau primer trafo

b. Besar dan bentuk gelombang tegangan sekonder trafo

c. Besar dan bentuk gelombang tegangan output penyearah

terkendali

d. Besar arus input dan arus output penyearah terkendali

10. Buatlah kesimpulan sementara, kemudian fotokopi lembar pengamatan

(asli untuk praktikan dan fotokopi untuk asisten)

1.6. Pertanyaan

1. Apa yang terjadi jika ripple tidak segera ditanggulangi?

2. Apa guna diode free-wheeling? Jelaskan prinsip kerjanya?

3. Apa kegunaan thyristor secara umum?

4. Sebutkan keuntungan dan kelemahan thyristor?

PENYUSUNAN LAPORAN

PRAKTIKUM

I. KERANGKA LAPORAN PRAKTIKUM

1. Bagian Awal Laporan Praktikum

Judul praktikum disesuaikan dengan judul unit praktikum yang dilaksanakan

dan dibuat laporannya. Pada bagian ini terdiri atas:

- Cover Sampul Praktikum-harus berlogo UGM

- Judul unit praktikum

- Nama dan NIM praktikan

- Tanggal praktikum dan sesi praktikum

Pada bagian ini diperbolehkan dalam bentuk cetak/printing

2. Pendahuluan

Pendahuluan ini terdiri atas:

- Dasar teori

Tulislah dasar teori seperlunya yang sangat menunjang penulisan pada

bagian pembahasan. Bagian ini dapat menyadur dari buku maupun

sumber referensi lainnya yang nantinya ditulis pada bagian Daftar

Pustaka

- Skema Praktikum

Gambarlah rangkaian yang digunakan pada praktikum yang dijalankan,

baik rangkaian sederhana, rangkaian ekuivalen, dan rangkaian lengkap.

Pada bagian Pendahuluan ini harus berupa tulisan tangan dan tidak

diperkenankan menggunakan metode cetak/printing.

3. Pembahasan

Pada bagian ini terdiri atas:

- Grafik hasil pengamatan

Hasil pengamatan yang diperoleh selama praktikum

divisualisasikan/digambarkan ke dalam suatu grafik (jumlah dan

komposisi grafik terserah praktikan)

- Pembahasan hasil pengamatan

Bagian ini merupakan bagian batang tubuh dari laporan praktikum.

Pada bagian ini harus menjelaskan apa saja yang terjadi dan penyebab

terjadinya kejadian yang muncul selama praktikum. Serta menjelaskan

hasil praktikum yang telah dilaksanakan. Penjelasan dan pembahasan

pada bagian ini harus sejelas-jelasnya namun jangan terlalu banyak.

Pada bagian ini harus ditulis dengan tangan dan tidak diperbolehkan

menggunakan metode cetak/printing.

4. Kesimpulan

Pada bagian ini menyajikan kesimpulan dari hasil pembahasan yang

disajikan pada bagian sebelumnya. Kesimpulan bukan merupakan

ringkasan pembahasan, sehingga simpulkan secara tepat apa yang

dibahas. Bagian ini juga harus ditulis tangan dan tidak diperkenankan

menggunakan metode cetak/printing.

5. Jawaban Pertanyaan

Pada bagian ini merupakan bagian jawaban atas pertanyaan yang

diberikan kepada praktikan yang diambil dari panduan praktikum untuk

setiap unitnya. Bagian ini harus mutlak ada dan harus berupa tulisan

tangan (tidak diperkenankan berupa hasil cetak/printing termasuk

fotokopi)

6. Daftar Pustaka

Merupakan bagian dari laporan praktikum yang menyajikan sumber

referensi yang digunakan praktikan untuk menyusun bagian pendahuluan

dan pembahasan. Bagian ini harus mutlak ada dan harus berupa tulisan

tangan (tidak diperkenankan berupa hasil cetak/printing termasuk

fotokopi)

7. Lampiran Laporan Sementara (Hasil Pengamatan)

Hasil pengamatan/laporan sementara dilampirkan sebagai bukti praktikan

telah melaksanakan praktikum sesuai unit yang dilaksanakan. Apabila

bagian ini tidak ada maka laporan praktikum dinyatakan ditolak.

Kerangka laporan ini bersifat mutlak dan harus ada pada setiap laporan

praktikum. Apabila salah satu poin di atas tidak terdapat di dalam laporan

praktikum maka laporan praktikum akan tetap diterima tetapi akan

mengalami pengurangan nilai laporan.

II. KETENTUAN DAN TATA TERTIB LAPORAN PRAKTIKUM

1. Batas pengumpulan laporan praktikum adalah 1 (minggu) tanpa ada

toleransi, apabila melanggar akan dikenakan sanksi yang berlaku.

2. Laporan praktikum adalah hasil karya individu yang dapat/bisa

merupakan hasil diskusi bersama (tapi bukan hasil karya bersama),

apabila terdapat laporan praktikum yang mem-fotokopi, menyalin,

menyadur, meng-plagiat akan dikenakan sanksi.

3. Apabila hendak menggunakan laporan praktikum praktikan lain sebagai

referensi harus mencantumkan laporan praktikum referensi. Apabila

tidak mencantumkan namun diketahui terdapat kemiripan atau

kesamaan dengan laporan praktikum praktikan lain, maka akan dicap

sebagai plagiat (lihat poin ke-2 di atas).

4. Laporan praktikum harus menggunakan kertas HVS-A4 dan menggunakan

tinta hitam, apabila tidak sesuai maka diminta untuk menyesuaikan.

5. Sanksi yang berlaku:

a. Apabila terlambat mengumpulkan laporan;

i. Kurang dari 1 jam : pengurangan nilai pada bagian

kedisiplinan

ii. Lebih dari 1 jam : pengurangan nilai total laporan pada unit

bersangkutan

iii. Lebih dari 1 hari : pengurangan nilai total laporan

mencapai 50% dari poin yang diperoleh

iv. Hingga akhir masa praktikum belum mengumpulkan maka

nilai praktikum tidak akan dikeluarkan hingga melengkapi

kekurangan yang ada

b. Apabila mem-fotokopi, menyalin, mem-plagiat laporan praktikum

praktikan lain, maka:

i. Membagi nilai maksimal yang diperoleh dengan jumlah

laporan yang sama (isi dan tulisannya)

ii. Pengurangan nilai total laporan praktikum

iii. Pemberian nilai 0 (nol) pada nilai total laporan praktikum

iv. Pembatalan nilai harian untuk unit yang bersangkutan

III. CONTOH COVER PRAKTIKUM

LEMBAR PENGAMATAN

Laporan Sementara

PENYEARAH TERKENDALI MENGGUNAKAN THYRISTOR (SCR)

Data Hasil Pengamatan:

Sudut Penyulutan

0

30

60

120

Pembebanan

R

R+L

M

R

R+L

M

R

R+L

M

R

R+L

M

Satuan

Tegangan (V)

Arus (I)

Kecepatan (n)

Bentuk Gelombang Tegangan Output

R

R+L

M

Analisis hasil pengamatan:

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

............................................................................................................................... ...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

Kesimpulan: ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

Tanggal:

Nama Praktikan: NIM

1. ……………………….. (……………)

2. ……………………….. (……………)

3. ……………………….. (……………)

Asisten:

1. ………………….

2. ………………….