PERCOBAAN VII PENYEARAH TAK TERKENDALI TIGA-FASA GELOMBANG PENUH
7.1 7.1
TUJU TUJUAN AN PERCO ERCOBA BAAN AN
•
Menj Menjel elas aska kan n prin prinsi sip p kerja kerja penye penyear arah ah tiga tiga-f -fas asaa gelom gelomba bang ng penuh penuh tak tak terkendali.
•
Membuat rangkaian penyearah tiga-fasa gelombang penuh tak terkendali.
•
Mengukur besaran output dan input dari suatu rangkaian dari penyearah tigafasa gelombang penuh tak terkendali.
•
Menghitung parameter-parameter unjuk kerja suatu rangkaian penyearah tigafasa gelombang penuh tek terkendali.
•
Menentukan frekuensi gelombang output dari suatu rangkaian penyearah tigafasa gelombang penuh tak terkendali.
7.2
TEORI DASAR
PENYEARAH EM!A"AN "#$A-%A&A 'EN$AN !ER!E!AN RE&#&"#% $ambar (.) memperlihatkan diagram rangkaian penyearah tiga-fasa gelombang penuh tak terkendali berbeban resistif. Nama lain penyearah tersebut adalah penyearah tiga-fasa enam pulsa atau penyearah jembatan tiga-fasa (there-phase bridge bridge rectifier). rectifier). 'alam gambar tersebut* tegangan bolak-balik +a, tiga-fasa yang akan akan disera diserahka hkan n dapat dapat berupa berupa teganga tegangan n sekunde sekunderr transf transform ormato atorr tiga-f tiga-fasa asa yang terhubung segitiga +delta. &ekunder transforma-tor yang terhunung bintang dapat pula digunakan* namun titik netral +N tidak dipakai. Primer transformatornya dapat terhubung bintang +Y atau segitigadelta.
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7 -1
/ntuk mempermudah mempermudah analisisnya* analisisnya* maka beban yang disuplai disuplai oleh penyearah penyearah ini diambi diambill yang yang bersif bersifat at resist resistif if saja. saja. $ambar $ambar (.0 memper memperlih lihatk atkan an bentuk-b bentuk-bent entuk uk gelombang untuk beban resistif.
Gamba 7.1 P!"#!aa$ %&'a-(a)a '!*+mba"' ,!"$ %a %!!"/a*&.
"egangan fasa pada input penyearah dalam hal ini dimisalkan mempunyai persamaan 1 2a 3 2m sin 4t ....................................................... ............................................................................................. ...................................... +(-) 2 b 3 2m sin +4t - 05 6 ................................................. ............................. +(-0 2, 3 2m sin +4t 7 05 6 ................................................. ............................. +(-6 dimana 1 2m
3 harga maksimum tegangan fasa pada input penyearah
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7 -2
/ntuk mempermudah mempermudah analisisnya* analisisnya* maka beban yang disuplai disuplai oleh penyearah penyearah ini diambi diambill yang yang bersif bersifat at resist resistif if saja. saja. $ambar $ambar (.0 memper memperlih lihatk atkan an bentuk-b bentuk-bent entuk uk gelombang untuk beban resistif.
Gamba 7.1 P!"#!aa$ %&'a-(a)a '!*+mba"' ,!"$ %a %!!"/a*&.
"egangan fasa pada input penyearah dalam hal ini dimisalkan mempunyai persamaan 1 2a 3 2m sin 4t ....................................................... ............................................................................................. ...................................... +(-) 2 b 3 2m sin +4t - 05 6 ................................................. ............................. +(-0 2, 3 2m sin +4t 7 05 6 ................................................. ............................. +(-6 dimana 1 2m
3 harga maksimum tegangan fasa pada input penyearah
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7 -2
4t
3 05ft 3 sudut fasa sesaat gelombang tegangan input
f
3 frekuensi gelombang tegangan input
!erdasarkan persamaan +(-0 dan +(-6 diatas* maka tegangan antara 8 fasa pada input penyearah adalah 1
2ab 3 2m
sin +4t 7 5 9 .............. ..................... ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ....... +(-: +(-:
2 ba 3 2m
sin +4t - ;5 9 .................................................. ................. +(-;
2 b, 3 2m
sin +4t - 5 0 .................................................... ..................................................................... ................. +(-9
2,b 3 2m
sin +4t 7 5 0 ........................................................ .................................................................... ............ +(-(
2,a 3 2m
sin +4t 7 ;5 9 ...................................................... .................................................................. ............ +(-<
2a, 3 2m
sin +4t - 5 9 .................................................... ..................................................................... ................. +(-=
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7 -3
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-4
Gamba 7.2
B!"%-b!"% '!*+mba"' /a& ,!"#!aa$ ,a/a 'amba 7.1
/ntuk 59 > 4t > 50* ? ab adalah tegangan antar 8 fasa sesaat yang terbesar di antara 9 tegangan antar 8 fasa seperti yang dinyatakan dalam persamaan +(-: sampai +(-=. #ni memberi prategangan maju pada dioda ') dan '9 sehingga konduksi. Empat buah dioda lainnya mendapat prategangan balik sehingga mem 8 blok. Arus mengalir dari fasa @a melalui beban* '9* dan kembali ke fasa @b. "egangan yang mun,ul di beban adalah tegangan ?ab. /ntuk 50 > 4t > ;59* ? a, adalah tegangan antar 8 fasa sesaat yang terbesar di antara 9 tegangan antar 8 fasa B memberi prategangan maju pada dioda ') dan '0 sehingga konduksi. Empat buah dioda lainnya mendapat prategangan balik sehingga mem 8 blok. Arus mengalir dari fasa @a melalui ')* beban* '0* dan kembali ke fasa @,. "egangan yang mun,ul di beban adalah tegangan ?a,. /ntuk ;59 > 4t > (59* ? b, adalah tegangan antar 8 fasa sesaat yang terbesar di antara 9 tegangan antar 8 fasa B memberi prategangan maju pada dioda '0 dan '6 sehingga konduksi. Empat buah dioda lainnya mendapat prategangan balik sehingga mem 8 blok. Arus mengalir dari fasa @b melalui '6* beban* '0* dan kembali ke fasa @,. "egangan yang mun,ul di beban adalah tegangan ? b,. /ntuk (59 > 4t > 650* ? ba adalah tegangan antar 8 fasa sesaat yang terbesar di antara 9 tegangan antar 8 fasa B memberi prategangan maju pada dioda '6 dan ': sehingga konduksi. Empat buah dioda lainnya mendapat prategangan balik sehingga mem 8 blok. Arus mengalir dari fasa @b melalui '6* beban* ':* dan kembali ke fasa @a. "egangan yang mun,ul di beban adalah tegangan ? ba. /ntuk 650 > 4t > ))59* ?,a adalah tegangan antar 8 fasa sesaat yang terbesar di antara 9 tegangan antar 8 fasa B memberi prategangan maju pada dioda '; dan ': sehingga konduksi. Empat buah dioda lainnya mendapat prategangan balik sehingga
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-5
mem 8 blok. Arus mengalir dari fasa @, melalui ';* beban* ':* dan kembali ke fasa @a. "egangan yang mun,ul di beban adalah tegangan ?,a. /ntuk ))59 > 4t > )659* ? ,b adalah tegangan antar - fasa sesaat yang terbesar di antara 9 tegangan antar 8 fasa B memberi prategangan maju pada dioda '; dan '9 sehingga konduksi. Empat buah dioda lainnya mendapat prategangan balik sehingga mem-blok. Arus mengalir dari fasa @, melalui ' ;* beban* '9* dan kembali ke fasa @b. "egangan yang mun,ul di beban adalah tegangan ?,b. /ntuk )659 > 4t > );59* siklus kembali berulang dimana ? ab adalah tegangan antar 8 fasa sesaat yang terbesar* menyebabkan dioda ') dan '9 kembali konduksi sementara empat dioda lainnya mem-blok. 'emikian seterusnya. 'ari pembahasan diatas dapat dikatakan bahCa dalam satu siklus* keenam dioda konduksi se,ara berurutan dimana setiap pasangan dioda akan konduksi selama ) 9 siklus +atau selama t 3 5 64. "erlihat dari $ambar (.0* bahCa dalam satu siklus dihasilkan enam pulsa. Dleh sebab itu* penyearah ini disebut juga penyearah tiga-fasa @enam pulsa. Persamaan untuk tegangan output adalah 1 ?o 3 2m
sin +4t 7 5 9 untuk 5 9 > 4t > 5 0
3 2m
sin +4t - 5 9 untuk 5 0 > 4t > ;5 9
3 2m
sin +4t - 5 0 untuk ;5 9 > 4t > (5 9
3 2m
sin +4t - ;5 9 untuk (5 9 > 4t > 65 0
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-6
3 2m
sin +4t 7 ;5 9 untuk 65 0 > 4t > ))5 9
3 2m
sin +4t 7 5 0 untuk ))5 9 > 4t > )65 9 .......................... +(-)
ika f dan " berturut 8 turut adalah frekuensi dan periode gelombang tegangan input* serta fF dan "F berturut 8 turut adalah frekuensi dan periode gelombang tegangan output +beban* maka dari $ambar (.0 terlihat bahCa 1 4" 3 05 ................................................ ...................................................... +(-)) dan 1 4"F 3 5 6 ................................................... ............................................... +(-)0 sehingga 1 "F 3 " 9 .................................................................................................... +(-)6 dan 1 fF 3 )"F 3 9" 3 9f ................................................. ................................... +(-): adi dapat disimpulkan bahCa frekuensi gelombang output adalah 9 kali frekuensi gelombang input. Penyearah 9 8 pulsa dapat pula diperoleh dengan menerapkan sistem @bintang enam 8 fasa. 'engan menggunakan rumus harga rata 8 rata dan harga afektif* maka untuk penyearah tiga 8 fasa jembatan ini didapatkan 1
.......................................................................... +(-);
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-7
................................................ ..................................... +(-)9
ika 2s+G-G adalah harga efektif tegangan input antar-fasa* maka persamaan +(-); dan +(-)9 di atas dapat dinyatakan lain 1 2d, 3 )*6; 2s+G-G ........................................................................................ +(-)( 2rms 3 )*6;)( 2s+G-G .................................................................................. +(-)< /ntuk beban resistif dengan resistansi R* berlaku 1 #d, 3 )*9;: #m .................................................. ............................................ +(-)= #rms 3 )*9;;: #m .......................................................................................... +(-0 dimana 1
#m 3 +)
kali harga maksimum arus beban 3 2mR
Arus - arus dalam salah satu dioda dan salah satu fasa pada input adalah 1 #s 3 )*6;)( #m ............................................................................................. +(-0) #d+rms 3 *=;; #m ......................................................................................... +(-00 #s+a? 3 )*6; #m ............................................... .............................................. +(-06 #d 3 *=;; #m ................................................... ............................................ +(-0:
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-8
'engan menggunakan nilai-nilai besaran diatas maka dapat ditentukan nilai pendekatan se,ara teoritis parameter penyearahan tiga-fasa jembatan untuk beban resistif.
%%? 3 %%# 3 )*= .............................................................................. +(-0;
R%? 3 R%# 3
3 *:0 .................................................. ......... +(-09
3 ==*< I .................................................................................. +(-0(
"/% 3 *=;: .................................................................................... +(-0<
J%
3 )*0<)....................................... .............................................. +(-0=
PENYEARAH EM!A"AN "#$A-%A&A 'EN$AN !ER!E!AN #N'/K"#% . .!eban-beban induktif adalah beban-beban yang terdiri dari resistansi +R* induktansi +G dan kapasitansi +J dengan
G >
ω
) J
ω
* atau terdiri dari R dan G.
!eban yang mengandung G saja disebut beban induktif murniB sedangkan beban yang mempunyai ω G >> R atau +ω G -
) J
ω
>> R disebut beban @induktif tinggi
+highly inductive). Perlulah di,atat bahCa penggunaan kata @tinggi disini hanyalah untuk melukiskan pengaruh resistansi yang ,ukup ke,il terhadap reaktansi. Adanya sifat induktif dari beban akan memperhalus arus yang mengalir dalam beban* artinya mengurangi faktor ripel-nya. /ntuk penyearah p-pulsa dengan p L )
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-9
maka pada umumnya arus beban induktif tersebut sudah menjadi kontinu +tidak putus. Pada kondisi berbeban induktig* persamaan tegangan keluaran +tegangan beban sesaat tetap sama seperti yang dinyatakan dalam persamaan +(-);
Gamba 7.0 B!"% '!*+mba"' !*aa" ,a/a ,!"#!aa$ !mba%a" %&'a-(a)a b!b!ba" &"/%&(.
Persamaan arus beban adalah 1
io 3
V m
untuk
Z
9
+
π
t - . tan φ −ω
6 sin φ e 0 π φ - + t + sin+ω − π . 6 tan φ 9 −) e
≤ ωt ≤
.................................. +(-6
0
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-1
!entuk lain persamaan untuk V o dan io adalah 1
untuk
....................................................... +(-6)
dan 1
untuk
............. +(-60
'engan diketahuinya persamaan arus beban dalam persamaan +(-0(* maka harga rata-ratanya dan harga efektif +rms dari arus beban dapat ditentukan dengan rumus berikut 1
# d, =
ω "M
) ω "M
∫i
o
dω t =
E
6
π 0
∫ i
π π 9
o
dω t
.........................................................................
+(-66
#rms 3
)
ω"o
ω"o
∫
i o0 dωt 3
E
6
π
0
0 i o dωt ................................................. ........... +(∫ π 9 π
6: sehingga diperoleh 1
................................................................................................ +(-6;
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-11
dan 1
............... +(-69
dalam hal ini 1
................................................................................................... +(-6(
.............................................................................................. +(-6<
.............................................................................................................. +(-6=
Nilai pendekatan untuk parameter penyearahan adalah sebagai berikut 1 !esaran tegangan 1 %%? 3 )*= ...................................................................................................... +(-:
R%? 3 *:0 ........................................................................................................ +(-:)
!esaran arus 1
%%#
3
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-12
3
.......... +(-:0
R%# 3
.................... +(-:6
........................ +(-::
............ +(-:;
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-13
................. +(-:9
dalam hal ini sudut ditentukan dengan ,ara @trial and error dari persamaan 1
.................................... +(-:(
7.0
DIAGRAM RANGKAIAN
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-14
Gamba 7. D&a'am a"'a&a" ,!"#!aa$ %&'a-(a)a '!*+mba"' ,!"$ %a %!!"/a*&.
7.
7.3
ALAT DAN BAHAN
•
Dsiloskop
•
Regulator ac 6 fasa
•
'ioda
•
Amperemeter
•
2oltmeter
•
"ahanan geser
•
Kabel se,ukupnya
PROSEDUR PERCOBAAN
). Membuat rangkaian seperti gambar (.6 dimana beban yang digunakan adalah tahanan geser :0 O. 0. 'alam keadaan output regulator a, tiga-fasa minimum* memasukkan saklar &. Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-15
6. Menaikkan tegangan antar-fasa dari output regulator +2s +G-G hingga men,apai 0 2. terlihat penunjukan 2)Q. :. Men,atat harga rata-rata dari tegangan output* arus beban* arus input dalam salah satu fasa* dan arus dalam salah satu dioda. terlihat penunjukan 20* A0* A) dan A6Q. Kemudian memasukkan data ke dalam tabel. ;. 'engan menggunakan osiloskop )-saluran* mengamati dan mengambarkan bentuk gelombang dari tegangan beban* arus beban* arus input dalam salah satu dioda. Jatatan1 harus dijaga dalam penggunaan probe agar terminal +7 tidak terhubung singkat dengan terminal +-. 9. Men,atat harga efektif +rms dari tegangan output* arus beban* arus input dalam salh satu fasa* dan arus dalam salah satu dioda. terlihat penunjukan 20* A0* A) dan A6Q. Memasukkan data ke dalam tabel yang telah disediakan. (. Mengulangi langkah no. +: sampai no. +9 diatas hingga tegangan output regulator antar-fasa +2s+G-G sebesar : 2. <. Mengulangi langkah no. +) sampai no. +( di atas untuk beban induktif +R-G. =. Meminimumkan kembali tegangan output regulator hingga penunjukan nol dan kemudian membuka saklar &. Per,obaan selesai.
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-16
7.4
HASIL PERCOBAAN
"abel (.)
'ata hasil per,obaan penyearah tiga-fasa gelombang penuh untuk beban R dengan alat ukur analog.
2s+G-G +?
2d, +?
#d, +A
#s+a? +A
#d +A
2rms +?
2rmsF +?
#rms +A
#rmsF +A
#s +A
#d+rms +A
#d+rmsF +A
0
0(*;
*90
*00
90
0<*=)
*=0
*;:6
*:=;
*;6
*66
:
;;*;
)*09
*:
)0:
;(*<0
0*0<
)*6;
)
)*;
*;(;
Keterangan: 2rmsF 3 2rms %k? B #rmsF 3 #rms %ki B #d+rmsF 3 #d+rms %kiB %k? 3 0*)::;B %ki 3 )*(:(
"abel (.0
'ata hasil per,obaan penyearah tiga-fasa gelombang penuh untuk beban R dengan alat ukur digital.
2s+G-G +?
2d, +?
#d, +A
#s+a? +A
#d +A
2rms +?
#rms +A
#s +A
#d+rms +A
0
09*;
*96
*)
*0:
09*)
*96
*;6
*:
:
;9*0
)*60
*:0
;9*:
)*60
)*0
*(0
"abel (.6
'ata hasil per,obaan penyearah tiga-fasa gelombang penuh untuk beban R-G dengan alat ukur analog.
2s+G-G +?
2d, +?
#d, +A
#s+a? +A
#d +A
2rms +?
2rmsF +?
#rms +A
#rmsF +A
#s +A
#d+rms +A
#d+rmsF +A
:
;)
*:=
*)(
)0
;;*=;
*(0
*:)0
*:;
*:)
*06(
<
)9* ;
*<(
*6;
0:6
))6*6
)*6<
*(<
*(;
*(6
*:)(
Keterangan: 2rmsF 3 2rms %k? B #rmsF 3 #rms %ki B #d+rmsF 3 #d+rms %kiB %k? 3 0*)::;B %ki 3 )*(:(
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-17
"abel (.:
'ata hasil per,obaan penyearah tiga-fasa gelombang penuh untuk beban R-G dengan alat ukur digital.
2s+G-G +?
2d, +?
#d, +A
#s+a? +A
#d +A
2rms +?
#rms +A
#s +A
#d+rms +A
:
;(*0
*:<
*)
*)<
;(*6
*:=
*6=
*6)
<
))*<
*<(
*60
)))
*=0
*(;
*;(
Keterangan : - Beban esistif () ! "# $ - Ballast (%) ! #& ' ##&-#"& V &*+ , & /
Gamba 7.3 B!"% '!*+mba"' %!'a"'a" b!ba" 56 + /a" a) b!ba" 5& + ,!"#!aa$ %a %!!"/a*& %&'a (a)a '!*+mba"' ,!"$ b!ba" !)&)%&( V) 8 29 V: %&m!;/&683 m): V;/&6819 V: A;/&689<0 A ='a&) m!a$ 8 &+: 'a&) b&8 6 +>
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-18
Gamba 7.4 B!"% '!*+mba"' %!'a"'a" b!ba" 56 + /a" a) b!ba" 5& + ,!"#!aa$ %a %!!"/a*& %&'a (a)a '!*+mba"' ,!"$ b!ba" !)&)%&( ,a/a V) 8 9 V: %&m!;/&683 m): V;/&68199 V: A;/&689<0 A ='a&) m!a$ 8 &+: 'a&) b& 8 6+>
Gamba 7.7 G!*+mba"' ma)a" a) & ) /!"'a" b!ba" !)&)%&( ,a/a V ) 8 29 V: %&m!;/&683m): V;/&6 8 199 V: A;/&6 8 9<0 A ='a&) m!a$ 8 & )>
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-19
Gamba 7.?
G!*+mba"' ma)a" a) & ) /!"'a" b!ba" !)&)%&( ,a/a V ) 8 9 V: %&m!;/&6 8 3m): V;/&6 8 199V: A;/&6 8 0 A ='a&) m!a$ 8 & )>
Gamba 7.@ G!*+mba"' !*aa" a) /&+/a b!ba" !)&)%&( ,a/a V ) 8 29V: %&m!;/&6 8 3m): V;/&6 8 299 6: A;/&6 8 9<0 A ='a&) m!a$ 8 & />
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-2
Gamba 7.19 G!*+mba"' !*aa" a) /&+/a b!ba" !)&)%&( ,a/a V )8 9V: %&m!;/&6 8 3m): V;/&6 8 299 V: A;/&6 8 0 A ='a&) m!a$ 8 & />
Gamba 7.11 B!"% '!*+mba"' %!'a"'a" b!ba" 56 + /a" a) b!ba" 5&+ ,!"#!aa$ %a %!!"/a*& %&'a (a)a '!*+mba"' ,!"$ b!ba" &"/%&( ,a/a V) 8 9V: %&m!;/&6 8 3m): V;/&6 8 199V: A;/&6 8 9<0 A ='a&) m!a$ 8 & +: 'a&) b& 8 6+>
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-21
Gamba 7.12 B!"% '!*+mba"' %!'a"'a" b!ba" 56 + /a" a) b!ba" 5&+ ,!"#!aa$ %a %!!"/a*& %&'a (a)a '!*+mba"' ,!"$ b!ba" &"/%&( ,a/a V ) 8 ?9V: %&m!;/&6 8 3m): V;/&6 8 199V: A;/&6 8 9<0 A ='a&) m!a$ 8 &+: 'a&) b& 8 6+>
Gamba 7.10 G!*+mba"' ma)a" & ) b!ba" &"/%&( ,a/a V ) 8 9V: %&m!;/&6 8 3m): V;/&6 8 199V: A;/&6 8 9<0A ='a&) m!a$ 8 & )>
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-22
Gamba 7.1 G!*+mba"' ma)a" & ) b!ba" &"/%&( ,a/a V ) 8 ?9V: %&m!;/&6 8 3m): V;/&6 8 199V: A;/&6 8 9<0A ='a&) m!a$ 8 & )>
Gamba 7.13 G!*+mba"' !*aa" a) /&+/a b!ba" &"/%&( ,a/a V )8 9V: %&m!;/&6 8 3m): V;/&6 8 299: A;/&68 9<0 A ='a&) m!a$ 8 & />
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-23
Gamba 7.14 G!*+mba"' !*aa" a) /&+/a b!ba" &"/%&( ,a/a V )8?9: %&m!;/&6 8 3m): V;/&6 8 299: A;/&68 9<0 A ='a&) m!a$ 8 & />
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-24
7.7
ANALISA HASIL PERCOBAAN
7.7.1
P!$&%"'a" "&*a& &"/%a")& /a& b!ba"
'engan menggunakan beban induktif berupa ballast maka nilai induktansi beban dapat dihitung dengan data berikut 1 P 3 0 2 3 00 8 0: 2 # 3 *6( A f 3 ; HS Penyelesaian 1
7.7.2
P!$&%"'a" ,aam!%! " !a
7.7.2.1 •A*a%
B!ba" R!)&)%&( a"a*+'
'iketahui 1
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-25
2s
3 0 2
R
3 :0 T
'ari tabel hasil per,obaan pada no. ) pada beban resistif dengan menggunakan alat ukur analog diperoleh1 2s
3 0 2
2rms
3 90 2
2d, 3 0(*; 2
2rmsF 3 0<*=) 2
#d,
#rms
3 *=; A
#s+a? 3 A
#rmsF
3 *;:6 A
#d
3 *00 A
#s
3 *:=; A
R
3 :0 T
#d+rms 3 *;6 A
3 *90 A
#d+rmsF 3 *66 A 'itanyakan 1 a. %%
3 U.V
b. R%
3 U.V
,.
3 U.V
d. "/%
3 U.V
e. J%
3 U.V
Penyelesaian 1
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-26
a. Fa%+ B!"% 5FF 00 =
00 =
V rms M V dc
1 rms M
=
=
1 dc
0<*=) 0(*;
E*;:6 E*90
= )*E;
=
)* :<
b. Fa%+ K!% 5RF 0 =
V ac
0 =
V ac
V dc
V dc
=
( 00 ) 0 − ) =
()*E; ) 0 − ) = E*60
=
( 00 ) 0 − ) =
()*:< ) 0 − ) = )*)
. E(&)&!")& P!"#!aa$a" 5 η =
3 dc 3 ac
=
V dc 2 1 dc V rms 2 1 rms M
2)EEI =
0(*; 2 E*90 90 2 E*;:6
2)EEI = 9:*) I
/. Fa%+ U%&*&)a)& Ta")(+ma%+ 5TUF 560 =
3 dc 4 i
=
V dc 2 1 dc V s 2 1 s
=
0(*; 2 E*90 6 2 0E 2 E*:=;
= E*==:
!. Fa%+ K!ama" 5CF
Nilai #s+peak diperoleh dari gambar (.(
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-27
70 =
= =
1 s ( peak ) 1 s
+0*0 + 0*:- 2E*6 0 E*:=; E.9= E*:=;
= )*6=
Hasil selengkapnya dapat dilihat pada "abel (.;
•
A*a% /&'&%a*
&edangkan dari tabel hasil per,obaan pada no. ) pada beban resistif dengan menggunakan alat ukur digital diperoleh1
2s
3 0 2
2rms 3 09*) 2
2d, 3 09*; 2
#rms 3 *96 A
#d,
#s
3 *96 A
3 *;6 A
#s+a? 3 *) A
#d+rms 3 *: A
#d
R
3 *0: A
3 :0 T
'itanyakan 1 a. %%
3 U.V
b. R%
3 U.V
,.
3 U.V
d. "/%
3 U.V
e. J%
3 U.V
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-28
Penyelesaian 1 a. Fa%+ B!"% 5FF 00 =
00 =
V rms
09*)
=
=
09*E;
V dc 1 rms
=
1 dc
E*96 E*96
)*EE0
= )
b. Fa%+ K!% 5RF 0 =
0 =
V ac V dc
1 ac 1 dc
( 00 ) 0 − ) =
=
( 00 ) 0 − ) =
=
()*EE0) 0 − ) = E*E90
()) 0 − ) = E
. E(&)&!")& P!"#!aa$a" 5 η =
3 dc 3 ac
=
V dc 2 1 dc V rms 2 1 rms
2)EEI =
09*E; 2 E*96 09*) 2 E*96
2)EEI = ==*< I
/. Fa%+ U%&*&)a)& Ta")(+ma%+ 5TUF 560 =
3 dc 4 i
=
V dc 2 1 dc
=
V s 2 1 s
09 *E; 2 E*96 6 2 0E 2 E*;6
=
E*<=:
!. Fa%+ K!ama" 5CF
Nilai #s+peak diperoleh dari gambar (.(
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-29
70 = =
=
=
1 s ( peak ) 1 s +0*0 + 0*:- 2E*6 0 E*;6 E.9= E*;6 )*6
Hasil selengkapnya dapat dilihat pada "abel (.9
7.7.2.2 •
B!ba" I"/%&( A*a% a"a*+'
'iketahui dari tabel hasil per,obaan pada no. ) pada beban R-G dengan menggunakan alat ukur analog diperoleh1
2s
3 : 2
2rms
3 )0 2
2d, 3 ;) 2
2rmsF 3 ;;*=; 2
#d,
#rms
3 *(0 A
#s+a? 3 A
#rmsF
3 *:)0 A
#d
#s
3 *:; A
3 *:= A
3 *)( A
#d+rms 3 *:) A #d+rmsF 3 *06( A
'itanyakan 1 a. %%
3 U.V
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-3
b. R%
3 U.V
,.
3 U.V
d. "/%
3 U.V
e. J%
3 U.V
Penyelesaian 1 a. Fa%+ B!"% 5FF 00 =
00 =
V rms M V dc
1 rms
=
;)
E*(0
=
1 dc
;;*=;
E*:=
= )*)
= )*:(
b. Fa%+ K!% 5RF 0 =
V ac
0 =
1 ac
V dc
1 dc
=
( 00 ) 0 − ) =
()*)) 0 − ) = E*:;
=
( 00 ) 0 − ) =
()*:( ) 0 − ) = )*E<
. E(&)&!")& P!"#!aa$a" 5 η =
3 dc 3 ac
=
V dc 2 1 dc V rms 2 1 rms M
2)EEI =
;) 2 E*:= )0E 2 E*:)0
2)EEI = 90*E6 I
/. Fa%+ U%&*&)a)& Ta")(+ma%+ 5TUF 560
=
3 dc 4 i
=
V dc 2 1 dc V s 2 1 s
=
;) 2 E*:= 6 2 :E 2 E*:E;
= E*<=)
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-31
!. Fa%+ K!ama" 5CF
Nilai #s+peak diperoleh dari gambar (.)6 70 =
= =
1 s ( peak ) 1 s
+)*9 + )*9- 2E*6 0 E*:E; E*:< E*:E;
= )*)< Hasil selengkapnya dapat dilihat pada "abel (.(
•
A*a /&'&%a*
'iketahui dari tabel hasil per,obaan pada no. ) pada beban R-G dengan menggunakan alat ukur digital diperoleh1 2s
3 : 2
2rms 3 ;(*6 2
2d, 3 ;(*0 2
#rms 3 *:= A
#d,
#s
3 *:< A
#s+a? 3 *) A #d
3 *6= A
#d+rms 3 *6) A
3 *)< A
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-32
'itanyakan 1 a. %%
3 U.V
b. R%
3 U.V
,.
3 U.V
d. "/%
3 U.V
e. J%
3 U.V
Penyelesaian 1 a. Fa%+ B!"% 5FF 00 = 00 =
V rms
=
;( *6
=
;( *0
V dc 1 rms
=
1 dc
E*:= E*:<
)*EE0
= )*E0
b. Fa%+ K!% 5RF 0 =
V ac
0 =
1 ac
V dc
1 dc
=
( 00 ) 0 − ) =
()*EE0) 0 − ) = E*E;=
=
( 00 ) 0 − ) =
()*E0) 0 − ) = E*0E;
. E(&)&!")& P!"#!aa$a" 5 η =
3 dc 3 ac
=
V dc 2 1 dc V rms 2 1 rms
2)EEI =
;(*0 2 E*:< ;(*6 2 E*:=
2)EEI = =(*(= I
/. Fa%+ U%&*&)a)& Ta")(+ma%+ 5TUF 560 =
3 dc 4 i
=
V dc 2 1 dc V s 2 1 s
=
;(*0 2 E*:< 6 2 :E 2 E*6=
= )*E)9
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-33
!. Fa%+ K!ama" 5CF
Nilai #s+peak diperoleh dari gambar (.)6 70 =
= =
1 s ( peak ) 1 s
+)*9 + )*9- 2E*6 0 E*6= E*:< E*6=
= )*06
Hasil selengkapnya dapat dilihat pada "abel (.<
7.7.0
P!$&%"'a" (!!")& !*aa" b!/a)aa" b!"% '!*+mba"'
7.7.0.1
B!ba" R!)&)%&(
!erdasarkan gambar (.; atau (.9 ) di? W )*6; ,m W ; ms Periode +"o W *= ,m W 3 6*66 ms 3 6*66 X )-6 s %rekuensi +f o
3
3 3 6*6 HS 7.7.0.2
B!ba" I"/%&(
!erdasarkan gambar (.)) atau (.)0 ) di? W )*6; ,m W ; ms Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-34
Periode +"o W *= ,m W 3 6*66 ms 3 6*66 X )-6 s %rekuensi +f o
3
3 3 6*6 HS
7.7.
Hb"'a" a"%aa I/ /a" I)5a6 /a" $b"'a" a"%aa I m) /a" I)
!erdasarkan gambar (.; terlihat bahCa pada gelombang #d, terdapat enam pulsa dalam satu gelombang atau satu periode. &edangkan pada per,obaan diperoleh nilai +#s+a? nol di setiap besaran masukan tegangan* hal ini dapat dibuktikan dengan melihat pada gambar (.( +#s+a? dalam satu periode terdapat empat pulsa. 'ua pulsa pada sisi atas +7 dan dua pulsa pada sisi baCah +-* sehingga diperoleh nilai nol pada +#s+a?. &ehingga nilai #d, tidak ada pengaruhnya terhadap +#s+a? karena berapa pun nilai #d,* +#s+a? akan tetap bernilai nol. Hubungan #rms dan #s diperoleh berdasarkan gambar (.; dan (.(. Nilai #r ms diperoleh dengan melihat gelombang pada gambar (.; dimana terdapat enam pulsa dalam satu gelombang atau satu periode. &edangkan nilai +#s diperoleh dengan melihat gelombang pada gambar (.( +#s dimana dalam satu periode terdapat empat pulsa. 'engan melihat persamaan #s #r ms 3 sehingga dapat disimpulkan bahCa besarnya nilai #rms dapat mempengaruhi besarnya nilai #s.
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-35
7.7.3
P!ba"/&"'a" a"%aa $a)&* ,!+baa" /a" $a)&* ,!$&%"'a" m!"% %!+&
7.7.3.1 B!ba" R!)&)%&(
Nilai teoritis dari %%* R%* * "/%* dan J% telah dinyatakan dalam persamaan +(-0; sampai dengan +(-0=. "abel (.; "abel perbandingan se,ara aktual dan teori dengan beban R menggunakan alat ukur analog %%
R%
2s+G-G +2
0
:
"/%
J%
"egangan
Arus
"egangan
Arus
"eori
)*=
)*=
*:0
*:0
==*< I
*=;:
)*0<)
Aktual
)*;
)*:<
*60
)*)
9:*) I
*==:
)*6=
Error +I
:*=
:(*=
99)*=
0;)=
6;*((
:*)=
<*;
"eori
)*=
)*=
*:0
*:0
==*< I
*=;:
)*0<)
Aktual
)*:
)*69
*0=0
*0(
=0*9( I
)*=
)*0
Error +I
6*=
6*;
;=;*0
;:0*<
(*):
;*(9
9*60
"abel (.9 "abel perbandingan se,ara aktual dan teori dengan beban R menggunakan alat ukur digital %%
R%
2s+G-G +2
0
"/%
J%
"egangan
Arus
"egangan
Arus
"eori
)*=
)*=
*:0
*:0
==*< I
*=;:
)*0<)
Aktual
)*0
)
*90
==*< I
*<=:
)*6
Error +I
*))
*=
:(*90
)
9*6
)*:<
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-36
"eori
)*=
)*=
*:0
*:0
==*< I
*=;:
)*0<)
Aktual
)*:
)
*<
==*9: I
)*;
)*)(
Error +I
*6)
*=
=*:(
)
*)9
)*9
<*99
:
7.7.3.2 B!ba" I"/%&(
Nilai teoritis dari %%? dan R%? telah dinyatakan dalam persamaan +(-: dan +(-:). &edangkan* nilai %%#* R%#* * "/% diperoleh dengan mensubtitusikan ϕ dalam persamaan +(-:0 sampai dengan +(-:;. Nilai ϕ dapat dihitung sebagai berikut1
sehingga diperoleh 1 %%#
3 )*0;()
R%2 3 *06
3 ==*=) I
"/% 3 *=;; 'engan ,ara @trial and error8 dalam persamaan +(-:( maka diperoleh 1 3 (9*9<;;60):o sehingga diperoleh nilai J%
3 )*00=
"abel (.( "abel perbandingan se,ara aktual dan teori dengan beban R-G menggunakan alat ukur analog %%
R%
2s+G-G +2
"egangan
Arus
"egangan
"/%
J%
Arus
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-37
:
"eori
)*=
)*
*:0
*06
==*=) I
*=;;
)*00=
Aktual
)*)
)*:(
*:;
)*<
90*6 I
*<=)
)*)<
Error +I
=*=
:(
=()*:
:9<;9
6(*=
9*(
6*=<
"eori
)*=
)*
*:0
*06
==*=) I
*=;;
)*00=
Aktual
)*9
)*;<9
*69
)*06
;=*0; I
*<=0
)*0
Error +I
;*=
;<*9
(;(*):
;66(<
:*(
9*;=
0*69
<
"abel (.< "abel perbandingan se,ara aktual dan teori dengan beban R-G menggunakan alat ukur digital %%
R%
2s+G-G +2
:
<
"/%
J%
"egangan
Arus
"egangan
Arus
"eori
)*=
)*
*:0
*06
==*=) I
*=;;
)*00=
Aktual
)*0
)*0
*;=
*0;
=(*(= I
)*)9
)*06
Error +I
*))
0
:*:(
<<)6
0*)0
9*:
*<
"eori
)*=
)*
*:0
*06
==*=) I
*=;;
)*00=
Aktual
)*0
)*9
*9
*6::
=:*6=I
*=6
)*0
Error +I
*))
9
:0*<;
)==9:
;*;
0*9
0*69
Penyearah Tak Terkendali Tiga-Fasa Gelombang Penuh
7-38
