REGULATOR AC 3 FASA FAKULTAS TEKNIK UNP
JOBSHEET/LABSHEET
JURUSAN PROGRAM STUDI
NOMOR : XV WAKTU : 2 x 50 MENIT
: TEKNIK ELEKTRO :DIV
MATA KULIAH /KODE : ELEKTRONIKA DAYA 1/ TEI051
TOPIK
: REGULATOR AC 3 FASA GELOMBANG PENUH TERKENDALI
I. TUJUAN 1. Mahasiswa terampil merangkai Regulator AC 3 fasa gelombang penuh dengan menggunakan SCR 2. Mahasiswa dapat memahami karakteristik Regulator AC 3 fasa gelombang penuh dengan berbagai variasi beban 3. Mahasiswa dapat menggambarkan bentuk gelombang arus dan tegangan Regulator AC 3 fasa gelombang penuh pada berbagai variasi beban II. TEORI SINGKAT Regulator AC digunakan untuk mengendalikan tegangan rms output. Salah satu contoh aplikasi dari Regulator AC 3 fasa ini adalah untuk kendali kecepatan motor induksi 3 fasa melalui pengaturan tegangan inputnya. Pada umumnya regulator AC 3 fasa menggunakan SCR dan TRIAC sebagai saklar dayanya. Jika ditinjau dari segi hubungan beban, Regulator AC 3 fasa dibedakan atas beban hubungan bintang dan beban hubungan delta. Gambar 1 menunjukkan kedua jenis tersebut.
(a) Hubungan bintang
(b) Hubungan delta
Gambar 1. Skema Regulator AC 3 fasa gelombang penuh dengan SCR.
Jika dilihat dari penempatan saklar dayanya, Regulator AC 3 fasa dibedakan atas penempatan saklar daya pada line seperti yang ditunjukkan Gambar 1 dan penempatan saklar daya seri dengan beban seperti yang ditunjukkan Gambar 2.
Gambar 2. Penempatan SCR seri dengan beban
76
Dalam percobaan ini yang akan dipraktekan adalah Regulator AC tiga fasa hubungan bintang dengan penempatan SCR pada line. Pada Regulator AC tiga fasa hubungan bintang, jika tegangan rms sumber : V Vs = m sin ωt , maka tegangan fasa netralnya adalah : 2 2π ⎞ 2π ⎞ ⎛ ⎛ VAN = 2Vs sin θ , VBN = 2Vs sin ⎜ θ − ⎟ dan VCN = 2Vs sin ⎜ θ + ⎟ , sedangkan 3 ⎠ 3 ⎠ ⎝ ⎝ tegangan fasa-fasanya adalah : π⎞ π⎞ π⎞ ⎛ ⎛ ⎛ VAB = 6Vs sin ⎜ θ + ⎟ , VAB = 6Vs sin ⎜ θ − ⎟ dan VAB = 6Vs sin ⎜ θ − ⎟ 6⎠ 2⎠ 6⎠ ⎝ ⎝ ⎝
Ada 3 mode operasi Regulator AC tiga fasa : 1. Mode 2/3 . Pada mode ini sudut penyalaan SCR adalah ( 0 ≤ α ≤ 60° ). Jika bebannya R, maka tegangan output rmsnya dirumuskan dengan : 1/ 2 V 3 ⎡ 3α ⎤ + sin 2α ⎥ dan I o = o , daya output Po = 3Vo I o Vo = Vs ⎢1 − R ⎣ 2π 4π ⎦
Gambar 3. Bentuk gelombang regulator AC 3 fasa mode operasi 2/3
2. Mode 2 2 . Pada mode ini sudut penyalaan SCR adalah ( 60° ≤ α ≤ 90° ). Jika bebannya R, maka tegangan output rmsnya dirumuskan dengan : 1/ 2
⎡1 3 ⎤ sin 2α + sin ( 2α + 60° ) ⎥ Vo = Vs ⎢ + ⎣ 2 4π ⎦
dan I o =
Vo , daya output Po = 3Vo I o R
Gambar 4. Bentuk gelombang regulator AC 3 fasa mode operasi 2 2
77
3. Mode 0 2 . Pada mode ini sudut penyalaan SCR adalah ( 90° ≤ α ≤ 150° ). Jika bebannya R, maka tegangan output rmsnya dirumuskan dengan : 1/ 2
3 ⎡ 5 3α + Vo = Vs ⎢ − ( 2α + 60° )⎤⎥ ⎣ 4 2π 4π ⎦
dan I o =
Vo , daya output Po = 3Vo I o R
III. BAHAN DAN ALAT 1. Power Supply (60-132) 2. Thyristor control panel (70-220) 3. Resistor load (67-142) 4. Induktor load (67-300) 5. Kapasitor load (67-201) 6. Moving Iron Volmeter/Amperemeter AC/DC 0-3 A (68-114) 7. Digital Volmeter/Amperemeter AC/DC (68-116) 8. Osiloscop Double Beam 9. Kabel jumper IV. LANGKAH KERJA 1. Rangkailah alat dan bahan sesuai dengan diagram rangkaian yang ditunjuk kan oleh Gambar 5.
Gambar 5. Rangkaian percobaan
78
2. Buat rangkaian power suplai dalam konfigurasi B, seperti yang ditunjukkan gambar 6.
Gambar 6. Rangkaian power suplay
3.
Rangkai resistor load dalam hubungan bintang dan setting nilai masingmasing resistor load 546Ω dengan cara menempatkan semua saklar resistor load pada posisi ON. 4. Posisikan selektor penyalaan sudut pada posisi (P1,3,5 0°-180° and P2,4,6 -180°-360°). 5. Posisikan tegangan referensi penyalaan SCR pada posisi 0 6. Kalibrasi osiloskop 7. Hubungkan power suplai ke sumber 8. Hidupkan Thyristor control panel (70-220) dan Power Suplply (60-132) 9. Variasikan tegangan referensi penyalaan SCR mulai dari 0 sampai 10 Volt, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1 10. Amati bentuk gelombang arus dan tegangan yang ditunjukkan oleh osiloskop. Untuk melihat tegangan input, pindahkan rangkaian osiloskop ke sisi input. 11. Masukkan hasil pengukuran ke dalam Tabel 1. 12. Matikan power suplai dan kembalikan alat dan bahan ke tempat semula Vref SCR
Vrms
Irms
Tabel 1. Hasil Percobaan Bentuk Gelombang Vs
Vout
Iout
0 1 2 4 6 8 10
V. TUGAS Buatlah laporan sementara berdasarkan hasil praktek yang telah anda dapatkan, kemudian buatlah laporan lengkap untuk dikumpul minggu depan 79
VI. ANALISIS 1. Hitung nilai rms arus dan tegangan output dan daya output 2. Tentukan sudut penyalaan masing-masing SCR pada setiap variasi tegangan referensi penyalaan SCR 3. Tentukan mode operasi rangkaian berdasarkan tegangan referensi penyalaan SCR
Gambar 7. Konfigurasi rangkaian pada panel thyristor
Gambar 8. Konfigurasi rangkaian pada panel
80
