Bahan Ajar P Kendali Elektronis

(1)

BAHAN PERKULI AHAN

Disusun Oleh :

I stanto W. Djatmiko

PROGRAM STUDI TEKNI K ELEKTRO

FAKULTAS TEKNI K

UNI VERSI TAS NEGERI YOGYAKARTA

(2)

PRAKTIK KENDALI ELEKTRONIS i

©IWJ-2007

KATA PENGANTAR

Praktik Kendali Elektronis (DEL 230) dalam Kurikulum 2002 merupakan mata kuliah wajib tempuh bagi para mahasiswa Program Studi Pendidikan Teknik Elektro (S1), Program Studi Pendidikan Mekatronika, dan Program Studi Teknik Elektro (D3), Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta dengan bobot 2 SKS. Mata kuliah ini merupakan aplikasi beberapa mata kuliah terutama mata kuliah Elektronika Daya (DEL 213) dan mata kuliah Kendali Mesin Listrik (DEL 318). Adanya perubahan Cara Penilaian dalam Peraturan Akademik Universitas Negeri Yogyakarta, para mahasiswa yang akan menempuh mata kuliah ini diharuskan telah menempuh mata kuliah Elektronika Daya dengan nilai minimum C dan telah atau sedang menempuh mata kuliah Kendali Mesin Listrik.

Lingkup materi Praktik Kendali Elektronis (PKE) meliputi tiga kompetensi, yaitu : elektronika daya, kendali mesin arus searah, dan kendali mesin arus bolak-balik, dengan jumlah cakupan untuk elektronika daya sebanyak enam topik, kendali mesin arus searah sebanyak tiga topik, dan kendali mesin arus bolak-balik sebanyak tiga topik. Pelaksanaan PKE ini dilakukan melalui PRE-TES setiap topik lebih dahulu sebelum melaksanakan praktik. Pre-tes dimaksudkan untuk mengetahui penguasaan dan kesiapan mahasiswa terhadap topik yang akan dipraktikkan. Mahasiswa dapat mengikuti praktik dengan ketentuan:

• mahasiswa harus lulus pre-tes untuk setiap topik yang akan dipraktikan.

• bagi mahasiswa belum lulus pre-tes diberi kesempatan untuk mengulang pada

minggu berikutnya hingga dinyatakan lulus.

Penilaian hasil belajar dilakukan melalui lima tahapan: (1) prestasi belajar selama kegiatan praktik setiap topik, (2) hasil laporan praktik setiap topik, (3) jumlah topik praktik yang telah diselesaikan, (4) tes individu, dan (5) tes individu remidial. Penilaian prestasi belajar selama kegiatan praktik dilakukan melalui aspek-aspek, antara lain: jumlah pre-tes yang dilakukan, kebenaran dan kerapian rangkaian percobaan, kebenaran pengambilan data, kerjasama individu dalam kelompok praktik, dan durasi waktu praktik. Penilaian laporan praktik dilakukan pada beberapa aspek, antara lain: kebenaran data, analisis data dan pembahasannya, jawaban pertanyaan tugas, dan kesimpulan. Tes individu dilakukan setelah mahasiswa menempuh beberapa topik yang telah ditetapkan dengan kriteria Lulus (GO) atau Tidak Lulus (NO GO). Bagi mahasiswa yang belum lulus pada tes individu ini diberi kesempatan mengikuti tes individu remidial dengan ketentuan yang sama seperti tes individu.

Lembar kerja pada setiap topik masih berupa uraian secara garis besar. Penjelasan secara detail akan dilakukan dosen selama kegiatan praktik berlangsung, seperti cara menghubungkan rangkaian penyulut SCR, pengaturan sudut penyulutan, cara pengukuran, dan sebagainya. Penyusun mengucapkan “Alhamdulillah” atas tersusunnya materi mata kuliah ini. Kritik dan saran yang konstruktif sangat penyusun harapkan dari rekan-rekan dosen dan mahasiswa agar materi mata kuliah ini lebih berkualitas.

Yogyakarta, Januari 2007

(3)

PRAKTIK KENDALI ELEKTRONIS ii

©IWJ-2007

MATERI PRAKTIK KENDALI ELEKTRONIS (DEL 230)

Materi Minggu

Ke- _Kode _Topik

1 PKE-01 Pengenalan Unit Praktik

2 PKE-02 Penyearah

3 PKE-03 Rangkaian Pemicu

4 PKE-04 Penyearah Terkendali

5 PKE-05 AC Regulator

6 PKE-06 Chopper

7 PKE-07 I nverter

8 - Tes I ndividu I

9 PKE-08 Kendali Motor DC Terbuka

10 PKE-09 Kendali Motor DC dengan Umpan Balik

11 PKE-10 Kendali Motor DC dengan Step Respon

12 PKE-11 Karakteristik Altivar 18

13 PKE-12 Kendali Motor I nduksi Tanpa Beban

14 PKE-13 Kendali Motor I nduksi Berbeban

(4)

PENGENALAN UNIT PRAKTIKUM

(PKE-01)

A. Tujuan

Mahasiswa memiliki kompetensi :

1. Melaksanakan prosedur keselamatan kerja dengan benar selama bekerja di laboratorium.

2. Mengetes komponen elektronika daya pada unit-unit modul praktikum Kendali Elektronis.

3. Mengoperasikan alat ukur analog dan CRO sesuai dengan prosedur yang benar.

B. Alat dan Bahan

1. Modul transformator (pada unit sumber catu daya)……….…. 1 unit

2. Modul dioda, transistor, dan SCR ……….. @ 1 unit

3. Modul TRIAC-DIAC ………. 1 unit

4. Modul resistor 1 Ω/ 50 W …………..………... 1 unit

5. Modul Beban RL ………. 1 unit

6. Lampu 75 W/ 220 V ……….. 1 unit

7. Multimeter ………..………... 1 buah

8. Frekuensimeter …………... 1 buah

9. CRO ...………... 1 buah

C. Langkah Kerja

1. Melaksanakan Prosedur Keselamatan Kerja

a. Perhatikan penjelasan dosen tentang prosedur keselamatan kerja di Laboratorium

Elektronika Daya dan Sistem Penggerak.

b. Perhatikan penjelasan dosen tentang prosedur pengoperasian dan cara pengukuran

menggunakan alat ukur analog dan CRO yang benar.

c. Bekerjalah dengan selalu mempertimbangkan keselamatan kerja baik terhadap unit praktik maupun manusia.

2. Menggunakan Alat Ukur Analog dan CRO

a. Lakukan pengukuran besaran-besaran listrik pada obyek yang telah ditentukan seperti

pada Tabel 1.

b. Sebelum melakukan pengukuran besaran listrik, perhatikan pemilihan selektor dan batas

ukur pada alat ukur analog yang anda gunakan.

d. Lakukan kalibrasi volt/div dan time/div sebelum menggunakan CRO.

e. Bekerjalah dengan selalu mempertimbangkan keselamatan kerja baik terhadap unit

(5)

PENGENALAN UNIT PRAKTIKUM

3. Mengetes Komponen-komponen Elektronika Daya

a. Lakukan pengetesan komponen-komponen elektronika daya pada unit modul yang

tersedia, yang meliputi komponen : dioda, SCR, TRIAC, DIAC, transistor, dan mosfet.

b. Cek apakah kompenen-komponen tersebut di atas apakah dalam kondisi baik, lakukan

penggantian dengan komponen baru jika diketahui ada komponen yang sudah rusak. Mintalah komponen yang baru tersebut kepada teknisi.

(6)

PENYEARAH

(PKE-02)

A. Tujuan

Mahasiswa memiliki kompetensi:

1. Merangkai rangkaian penyearah setengah-gelombang dan gelombang-penuh yang

menggunakan sumber satu fasa dan tiga fasa.

2. Mengoperasikan rangkaian penyearah setengah-gelombang dan gelombang-penuh dengan

beban resistif (R) dan resistif-induktif (RL) yang menggunakan sumber satu fasa dan tiga fasa.

3. Mengukur besaran tegangan, arus, dan beda fasa dalam rangkaian penyearah

setengah-gelombang dan setengah-gelombang-penuh dengan beban resistif (R) dan resistif-induktif (RL) yang menggunakan sumber satu fasa dan tiga fasa.

4. Menganalisis hasil penyearah setengah-gelombang dan gelombang-penuh dengan beban

resistif (R) dan resistif-induktif (RL) yang menggunakan sumber satu fasa dan tiga fasa.

B. Alat dan Bahan

1. Modul Transformator (sebagai sumber masukan) ………. 1 unit

2. Modul Diode ………. 1 unit

3. Modul Beban RL ………. 1 unit

4. Resistor 1 Ω/ 50 W ... 1 unit

5. Lampu 75 W/ 220 V ……….………….. 1 buah

6. Multimeter ………. 1 buah

7. CRO ………. 1 buah

C. Rangkaian Percobaan

•

Penyearah Satu Fasa

1. Rangkaian Penyearah Setengah-Gelombang

2. Rangkaian Penyearah Gelombang-Penuh ( Jembatan )

V0

R

1 Ω/ 50 W 10 : 1

CRO

R/RL

1 Ω/ 50 W

V0 _{10 : 1}

(7)

PENYEARAH

•

Penyearah Tiga Fasa

1. Rangkaian Penyearah Setengah-Gelombang

V0

R

1 Ω/ 50 W 10 : 1

CRO

2. Rangkaian Penyearah Gelombang-Penuh

V0

R

1 Ω/ 50 W 10 : 1

CRO

D. Langkah Kerja

1.Lakukan pengukuran untuk mengetahui nilai resistansi dari lampu (R) dengan ohmmeter

dan catatlah hasil pengukurannya.

2.Buatlah rangkaian penyearah setengah gelombang seperti diagram rangkaian di atas

dengan beban lampu 75 W/ 220 V.

3.Konsultasikan rangkaian anda kepada dosen atau instruktur.

4.Jika sudah benar, hubungkan sumber tegangan masukan.

5.Lakukan pengukuran besaran tegangan efektif (Vrms) dengan menggunakan multimeter

(voltmeter) untuk tegangan sumber (Vs), tegangan pada dioda (Vd), tegangan luaran (Vo),

dan tegangan pada resistor 1 Ω/ 50 W (VR). Catatlah hasil pengukuran pada tabel

pengamatan (Tabel 1 s.d. 5).

6. Lakukan pengukuran besaran tegangan puncak (Vpeak) antara tegangan sumber (Vs) dan

tegangan luaran (Vo) dengan dua kanal, tegangan pada dioda (Vd) dengan satu kanal, dan

tegangan luaran (Vo) dan tegangan pada resistor 1 Ω/ 50 W (VR) dengan CRO dua kanal.

(8)

PENYEARAH

Perhatian !!! :

• Jika anda melakukan pengukuran dengan dua kanal secara bersamaan, PASTI KAN KABEL GROUND PROBE PADA SATU TI TI K SI MPUL YANG SAMA.

• Pastikan KABEL GROUND CRO dihubungkan pada titik nol/ netral/ negatif/ polaritas rendah dari suatu rangkaian.

7.Gantilah beban lampu 75 W/ 220 V (R) dengan R yang diseri dengan ballast, kemudian

lakukan seperti langkah 3 sampai dengan 6 di atas.

8.Lepaslah rangkaian percobaan anda, kemudian rangkaianlah diagram percobaan selanjutnya

dengan tegangan luaran diberi beban hanya lampu 75 W/ 220 V saja.

9.Lakukan langkah kerja 3 sampai dengan 6.

10. Lakukan langkah 7 dan 8 untuk rangkaian percobaan yang lain.

11. Cermati kembali data hasil pengukuran anda, jika ada keraguan lakukan pengamatan ulang.

12. Kembalikan semua peralatan ke tempat semula.

E. Tugas

1.Berapakah nilai sudut pemadaman ( β ) dari penyearah setengah gelombang dengan beban

RL (lampu seri ballast) yang menggunakan sumber satu fasa ?

2.Berapakah nilai induktansi (L) dari ballast TL pada rangkaian penyearah satu fasa beban RL?

3.Berapakah faktor daya penyearahan (cos φ) dari masing-masing rangkaian penyearah satu

(9)

RANGKAIAN PENYULUT

(PKE-03)

A. Tujuan

1. Merangkai rangkaian penyulut jenis RC.

2. Mengamati karakteristik rangkaian penyulut jenis RC.

3. Merangkai rangkaian penyulut dengan PWM.

4. Mengamati karakteristik rangkaian penyulut dengan PWM.

5. Merangkai rangkaian penyulut dengan TCA 785.

6. Mengamati karakteristik rangkaian penyulut dengan TCA 785

B. Alat dan Bahan

1. Modul transformator (sebagai sumber masuk) ………. 1 unit

2. Modul diode ……….………. 1 unit

3. Modul Kontrol Chopper (step-down) ... 1 unit

4. Modul Penyulut TCA 785 ... 1 unit

5. Potensiometer 100 kΩ/ 2 W ..……….………. 1 unit

6. Kondensator 0,47 μF/250 V (non polar) ... 1 buah

7. Lampu 75 W/220 V ………. 1 buah

8. Resistor 1 Ω/ 50W ... 1 buah

10. CRO ………..………. 1 buah

1. Rangkaian Penyulut RC

VSCR

VT

1 Ω/ 50 W 100 kΩ/ 2 W

0,47 μF

CRO

2. Rangkaian Penyulut PWM (Modul Kontrol Chopper)

LM 566 A

B

C/ D 741 +15 V

-15 V

(10)

RANGKAIAN PENYULUT

3. Rangkaian Penyulut TCA 785

VT

VSCR

1 Ω/ 50 W TCA

785

CRO

D. Langkah Kerja

• Rangkaian Penyulut RC

1.Buatlah rangkaian penyulut RC seperti Diagram Rangkaian Percobaan di atas.

2.Konsultasikan rangkaian anda kepada dosen atau instruktur.

3.Jika sudah benar, hubungkan sumber tegangan masukan.

4.Hubungkan CRO satu kanal pada SCR, aturlah potensiometer hingga diperoleh sudut

penyulutan (α) tertentu, misalnya 45o.

5.Lakukan pengukuran besaran tegangan penyulut (tegangan pada kapasitor), VT , dan

tegangan pada SCR ( VSCR ) dengan CRO dua kanal. Catat dan gambarlah bentuk

gelombangnya !

6.Lakukan pengukuran tegangan VT dan VSCR dengan voltmeter (Vrms). Catatlah hasil

pengukuran pada Tabel 1.

7.Lakukan pengukuran arus penyulutan ( IT ) dengan cara mengukur nilai tegangan pada

resistor 1 Ω/ 50 W dengan CRO satu kanal dan voltmeter.

8.Atur potensiometer untuk memperoleh sudut penyulutan yang lain, kemudian lakukan

langkah 5 dan 7 di atas.

9.Cermati kembali hasil pengukuran anda, kemudian lanjutkan ke percobaan berikutnya.

Perhatian !!! :

• Jika melakukan pengukuran dengan dua kanal secara bersamaan, PASTI KAN KABEL GROUND PROBE PADA SATU TI TI K SI MPUL YANG SAMA.

• Pastikan KABEL GROUND CRO dihubungkan pada titik nol/ netral/ negatif/ polaritas rendah dari suatu rangkaian.

• Rangkaian Penyulut PWM

10. Lakukan langkah 1 s.d. 3 di atas untuk Rangkaian Penyulut PWM.

11. Hubungan CRO satu kanal pada titik simpul grond dan C, kemudian aturlah potensiometer

untuk memperoleh duty cycle tertentu.

12. Lakukan pengukuran besaran tegangan pada titik simpul A dan B, serta tegangan penyulut

(VT) pada titik simpul C. Catat dan gambarlah bentuk gelombangnya !

(11)

RANGKAIAN PENYULUT

• Rangkaian Penyulut TCA 785

14. Lakukan langkah 1 s.d. 3 di atas untuk Rangkaian Penyulut TCA 785.

15. Perhatikan catu daya AC dan DC pada rangkaian penyulut ini.

16. Hubungkan CRO satu kanal pada SCR, aturlah potensiometer hingga diperoleh sudut

penyulutan (α) tertentu.

17. Lakukan pengukuran besaran tegangan penyulut ( VT ), yaitu tegangan keluaran dari trafo

pulsa, dan tegangan pada SCR ( VSCR ) dengan CRO dua kanal dan voltmeter.

18. Lakukan pengukuran arus penyulutan ( IT ) dengan cara mengukur nilai tegangan pada

resistor 1 Ω/ 50 W dengan CRO satu kanal dan voltmeter.

19. Atur potensiometer untuk memperoleh sudut penyulutan yang berbeda, kemudian lakukan

langkah 17 dan 18 di atas.

20. Cermati kembali hasil pengukuran anda, kemudian semua peralatan praktik ke tempat

semula.

E. Tugas

1.Jelaskan pengaruh perubahan sudut penyulutan terhadap tegangan penyulutan pada setiap

rangkaian penyulutan !

2.Jelaskan pengaruh perubahan sudut penyulutan terhadap duty cycle pada rangkaian

penyulut TCA 785 dan PWM !

(12)

PENYEARAH TERKENDALI

PENYEARAH TERKENDALI (KONVERTER)

(PKE-04)

A. Tujuan

1. Merangkai rangkaian konverter setengah-gelombang, semikonverter, dan konverter-penuh

yang menggunakan sumber satu fasa dan tiga fasa.

2. Mengoperasikan rangkaian konverter setengah-gelombang, semikonverter, dan

konverter-penuh dengan beban R dan RL yang menggunakan sumber satu fasa dan tiga fasa.

3. Mengukur besaran tegangan, arus, dan beda fasa pada rangkaian konverter

setengah-gelombang, semikonverter, dan konverter-penuh dengan beban R dan RL yang menggunakan sumber satu fasa dan tiga fasa.

4. Menganalisis hasil konverter setengah-gelombang, semikonverter, dan konverter-penuh

dengan beban R dan RL yang menggunakan sumber satu fasa dan tiga fasa.

B. Alat dan Bahan

1. Modul transformator ………. 1 unit

2. Modul diode ………. 1 unit

3. Modul SCR ………. 1 unit

4. Modul penyulut TCA 785 ... 1 unit

5. Modul beban RL ……….…………. 1 unit

6. Resistor 1Ω/ 50 W ………. 1 buah

7. Lampu 75 W/ 220 V ……… 1 buah

9. CRO ………. 1 buah

•

Konverter Satu Fasa

1. Rangkaian Setengah Gelombang

V0

2. Rangkaian Semikonverter

10 : 1 R/ RL

1 Ω/ 50 W

CRO TCA 785 TCA 785 V0 R

1 Ω/ 50 W

TCA 785

10 : 1

(13)

PENYEARAH TERKENDALI

3. Rangkaian Konverter-penuh Jembatan

V0

R

1 Ω/ 50 W

T2

T1

T3

T4

10 : 1

CRO

•

Konverter Tiga Fasa

4. Rangkaian Setengah-gelombang

TCA 785

V0

R

1 Ω/ 50 W 10 : 1

CRO

5. Rangkaian Semikonverter

V0

R

1 Ω/ 50 W 10 : 1

CRO

D. Langkah Kerja

Perhatian !!! :

• Jika melakukan pengukuran dengan dua kanal secara bersamaan, PASTI KAN KABEL GROUND PROBE PADA SATU TI TI K SI MPUL YANG SAMA.

(14)

PENYEARAH TERKENDALI

•

Konverter Satu Fasa

Konsultasikan setiap rangkaian anda kepada dosen, sebelum dihubungkan ke sumber.

1. Buatlah rangkaian konverter setengah gelombang dengan beban:

• lampu 75 W/ 220,

• lampu 75 W/ 220 V dihubung seri dengan ballast (L).

2. Lakukan pengukuran besaran tegangan ( Vrms dan Vpeak) pada Vs, Vd, VSCR, Vo (setiap

beban), sudut penyulutan ( α ), dan arus Io.

3. Cermati kembali hasil pengukuran anda, kemudian lanjutkan ke percobaan berikutnya.

4. Buatlah rangkaian semikonverter dengan beban lampu 75 W/ 220 V saja.

5. Llakukan pengukuran besaran tegangan ( Vrms dan Vpeak) pada Vs, Vd, VSCR, Vo, sudut

penyulutan ( α ), dan arus Io.

Perhatian: penyulutan T1 dan T2 mempunyai beda fasa 180o.

7. Buatlah rangkaian konverter-penuh dengan jembatan dengan beban lampu 75 W/ 220 V.

Perhatikan: penyulutan T2 - T3 serempak (0o – 180o) dan T1 – T4 serempak (180o – 360o).

8. Lakukan pengukuran besaran tegangan ( Vrms dan Vpeak) pada Vs, Vd, VSCR, Vo, sudut

9. Cermati kembali hasil pengukuran anda, kembalikan semua peralatan praktik.

•

Konverter Tiga Fasa

1. Buatlah rangkaian konverter setengah gelombang dengan beban lampu 75 W/ 220,

Perhatian : Pemasangan rangkaian penyulut harus hati-hati dan cermat, perhatikan

polaritas tegangan penyulutan pada trafo pulsa !!!

4. Buatlah rangkaian semikonverter dengan beban lampu 75 W/ 220 V saja.

E. Tugas

1. Berapakah nilai sudut pemadaman ( β ) dari konverter setengah gelombang dengan beban

RL (lampu seri ballast) yang menggunakan sumber satu fasa ?

2. Jelaskan mengapa daya yang diserap dari masing-masing rangkaian konverter di atas

(15)

AC REGULATOR

PENGATUR TEGANGAN BOLAK-BALIK

( AC REGULATOR )

(PKE-05)

A. Tujuan

1. Merangkai rangkaian regulator unidirectional dan bidirectional satu fasa dan tiga fasa.

2. Mengoperasikan rangkaian regulator unidirectional dan bidirectional satu fasa dan tiga fasa

dengan beban R dan RL.

3. Mengukur besaran tegangan, arus, dan beda fasa pada rangkaian regulator unidirectional

dan bidirectional satu fasa dan tiga fasa dengan beban R dan RL.

4. Menganalisis hasil regulator unidirectional dan bidirectional satu fasa dan tiga fasa dengan

beban R dan RL.

B. Alat dan Bahan

1. Modul transformator ………. 1 unit

2. Modul Diode ………. 1 unit

3. Modul SCR ………. 1 unit

4. Modul TRIAC ………. 1 unit

5. Modul beban RL ………. 1 unit

6. Potensiometer 100 kΩ ………. 1 buah

7. Kapasitor 0,47μF/ 220 V ………. 1 buah

8. Resistor 1 Ω/ 50 W ………. 1 buah

9. Lampu 75 W/ 220 V ………. 3 buah

11. CRO ………. 1 buah

•

Regulator Satu Fasa

1. Rangkaian AC Regulator Unidirectional

1 Ω/ 50 W R

(16)

AC REGULATOR

2. Rangkaian AC Regulator Bidirectional dengan SCR

TCA 785-15 TCA 785-14

1 Ω/ 50 W R

3. Rangkaian AC Regulator Bidirectional dengan TRIAC

1 Ω/ 50 W

100 kΩ

0,47 uF R

•

Regulator Tiga Fasa

4. Rangkaian AC Regulator Unidirectional

5. Rangkaian AC Regulator Bidirectional

R 1 Ω/ 50 W

R

R 1 Ω/ 50 W

R

(17)

AC REGULATOR

D. Langkah Kerja

•

Regulator Satu Fasa

1.Buatlah rangkaian regulator unidirectional dengan beban R (lampu 75 W/ 220 V).

Perhatikan arah polaritas penyulutan SCR.

2.Lakukan pengukuran besaran tegangan (Vrms dan Vpeak) pada Vs, Vd, VSCR, Vo, sudut

4.Buatlah rangkaian regulator bidirectional dengan SCR dengan beban R (lampu 75 W/220 V).

Perhatikan arah polaritas penyulutan SCR.

5.Lakukan pengukuran besaran tegangan ( Vrms dan Vpeak) pada Vs, Vd, VSCR, Vo, sudut

7.Buatlah rangkaian regulator bidirectional dengan TRIAC dengan beban R (lampu 75W/220V)

8.Lakukan pengukuran besaran tegangan ( Vrms dan Vpeak) pada Vs, VTRIAC, Vo, sudut

•

Regulator Tiga Fasa

10. Buatlah rangkaian regulator unidirectional dengan beban R (lampu 3 x 75 W/ 220 V),

bekerjalah lebih cermat

Perhatikan arah polaritas penyulutan SCR, sesuaikan dengan masing-masing fasa

13. Buatlah rangkaian regulator bidirectional dengan SCR dengan beban R (lampu), bekerjalah

dengan lebih teliti.

Perhatikan arah polaritas penyulutan SCR, sesuaikan dengan masing-masing fasa

E. Tugas

1. Jelaskan mengapa daya yang diserap dari masing-masing rangkaian ac regulator di atas

berbeda meskipun bebannya sama (lampu 75 W/ 220 V) ?

2. Jelaskan pengaruh beban resistif (R) dan resistif-induktif (RL) terhadap unjuk kerja untuk

(18)

CHOPPER

(PKE-06)

A. Tujuan

1. Merangkai rangkaian chopper penurun-tegangan (step-down) dengan transistor atau mosfet

2. Mengoperasikan rangkaian chopper step-down dengan transistor atau mosfet.

3. Merangkai rangkaian chopper penaik-tegangan (step-up) dengan transistor.

4. Mengoperasikan rangkaian chopper step-up dengan transistor.

5. Mengukur besaran tegangan, arus, frekuensi pensakelaran, dan siklus-kerja (duty cycle)

untuk chopper step-down dan step-up.

6. Menganalisis hasil chopper step-down dan step-up.

B. Alat dan Bahan

1. Modul Chopper Step-down dengan Transistor atau Mosfet ... 1 unit

2. Modul Kontrol Chopper Step-down dengan Transistor atau Mosfet ... 1 unit

3. Modul Chopper Step-up dengan Transistor ... 1 unit

4. Modul Kontrol Chopper Step-up dengan Transistor ... 1 unit

5. Modul Catu Daya DC 0-30 V; +15 V - 0 - -15 V ... 1 unit

6. Resistor 1 Ω/ 20 W ... 1 buah

7. Lampu 5 W/220 V ... 1 buah

8. Ballast TL 20 W/ 220 V ... 1 buah

9. Multimeter ... 1 buah

10. CRO ... 1 unit

C. Rangkaian Percobaan

• Chopper Step-down

V0

1 Ω/ 50 W

Kontrol Chopper

CRO + 12 V

5 W/220 V

Modul kontrol chopper step-down transistor/ mosfet

(19)

CHOPPER

• Chopper Step-up

1 Ω/ 50 W

Kontrol Chopper

Ballast TL + 5 V

CRO V0

5 W/220 V

Modul kontrol chopper step-up transistor

Modul chopper step-up transistor

D. Langkah Kerja

• Chopper Step- dow n

1.Siapkan catu daya dc input sebesar 12 volt.

2.Buatlah rangkaian chopper step-down transistor atau mosfet dengan unit kontrolnya.

Perhatikan !!! : Arah polaritas signal kontrol untuk transistor ke terminal basis atau untuk mosfet ke terminal gate

3.Atur duty cycle pada rangkaian kontrol chopper sesuai tabel pengamatan.

4.Hubungkan output rangkaian kontrol chopper ke terminal basis (untuk transistor) atau ke

gate (untuk mosfet).

5.Lakukan pengukuran besaran tegangan sumber DC ( Vs ), tegangan keluaran ( Vo ), dan

arus Io.

6.Cermati kembali hasil pengukuran anda.

7.Lepaslah semua rangkaian percobaan, kemudian lanjutkan ke percobaan berikutnya.

• Chopper Step- up

1. Siapkan catu daya DC 5 volt.

2. Buatlah rangkaian chopper step-up dengan unit kontrolnya.

Perhatikan arah polaritas signal kontrol ke transistor ( terminal basis) .

3. Atur duty cycle pada rangkaian kontrol chopper sesuai tabel pengamatan.

4. Hubungkan output rangkaian kontrol chopper ke terminal basis.

5. Lakukan pengukuran besaran tegangan sumber DC ( Vs ), tegangan keluaran ( Vo ), dan

arus Io.

(20)

CHOPPER

E. Tugas

1.Jelaskan pengaruh duty cycle terhadap unjuk kerja tegangan keluaran percobaan chopper

step-down dan step-up !

2.Berapakah frekuensi pensakelaran dari rangkaian chopper step-down dan step-up ?

(21)

INVERTER

(PKE-07)

A. Tujuan

1. Merangkai rangkaian dasar inverter satu fasa.

2. Mengoperasikan rangkaian dasar inverter satu fasa.

3. Mengukur besaran tegangan, arus, frekuensi output, dan daya rangkaian dasar inverter satu

fasa.

4. Menganalisis hasil luaran rangkaian dasar inverter satu fasa.

B. Alat dan Bahan

1. Modul Inverter ... 1 unit

2. Modul SCR ... 1 unit

3. Modul Catu Daya DC ... 1 unit

4. Modul TCA 785 ... 1 unit

5. Trafo Satu Fasa CT 220/ 45 V ... 1 buah

6. Resistor 1 Ω/ 50 W ... 1 buah

7. Induktor Variabel (100 mH) ... 1 unit

8. Kapasitor 22 μF/ 250 V ... 1 buah

9. Lampu 5 W/220 V ... 1 buah

• Rangkaian Inverter Satu Fasa CT Dua Pulsa

VS

VT

VO

T1

T2

220 V

22 uF

45 V

30 V 100 mH

PULSE GENERATOR

θ = 180O

(22)

INVERTER

• Rangkaian Inverter dengan Transistor

D. Langkah Kerja

1. Buatlah rangkaian inverter satu fasa CT dua pulsa.

Perhatian : polaritas penyulutan T1 dan T2 harus berbeda fasa 180o.

polaritas tegangan kondensator tidak boleh terbalik

2. Lakukan pengukuran tegangan penyulut SCR (VT), Vs, dan Vo.

4. Buatlah rangkaian inverter dengan transistor.

5. Lakukan pengukuran tegangan pada simpul A, B, C, D, E, F, dan G terhadap ground, serta

tegangan keluaran pada simpul H.

E. Tugas

1.Berapakah frekuensi pensakelaran rangkaian inverter ?

(23)

KENDALI MOTOR DC TERBUKA

(PKE-08)

A. Tujuan

1. Merangkai rangkaian dasar kendali elektronis motor dc terbuka dengan unit CA-3000 A.

2. Mengoperasikan dasar kendali elektronis motor dc terbuka dengan unit CA-3000 A.

3. Mengukur besaran tegangan, arus beban, dan kecepatan putaran motor dc dengan kendali

unit CA-3000 A.

4. Menganalisis karakteristik pengaturan motor dc dengan kendali unit CA-3000 A.

B. Alat dan Bahan

1. Modul CA 3000 A ... 1 unit

2. Unit dinamometer MV 100 ... 1 unit

3. Unit motor dc MV 120 ... 1 unit

4. Rheostat TV 100 ... 1 unit

5. Resistor 1 ohm ... 1 buah

7. Ampermeter DC ... 1 buah

8. CRO ... 1 buah

n

I

M

Ia

CRO

(24)

KENDALI MOTOR DC TERBUKA

D. Langkah Kerja

1. Perhatian ! : Unit CA 3000 A harus dihubungkan melalui trafo isolasi.

2. Rangkailah unit dinamometer sebagai Generator DC dengan bebannya, demikian pula untuk

motor dc dengan unit CA 3000 A.

3. Aturlah potensiometer P1 pada posisi 0 (nol), kemudian “ON-kan” unit CA 3000 A.

4. Aturlah potensiometer P1 secara perlahan hingga putaran motor menjadi 500 rpm.

5. Bebani motor secara bertahap mulai minimun hingga ¾ rating motor, dengan mengatur

beban pada generator dc. Catatlah arus beban motor dan putarannya (n).

6. Ukurlah arus beban dan tegangan hasil pengaturan dari semikonverter dengan CRO untuk

setiap tahapan kenaikan arus beban.

7. Atur potensiometer P1 sehingga putaran motor menjadi 900 rpm, kemudian lakukan langkah

1 sampai dengan 6.

8. Matikan unit CA 3000 A dan unit generator dc, kemudian kembalikan semua peralatan

praktik

E. Tugas

1.Gambarkan karakteristik n = f (Ia) untuk n=500 rpm dan n=900 rpm pada grafik yang sama.

2.Jelaskan jenis dan cara kerja rangkaian sumber tegangan yang digunakan dalam pengaturan

(25)

KENDALI MOTOR DENGAN UMPAN-BALIK

KENDALI MOTOR DC DENGAN UMPAN-BALIK

(PKE-09)

A. Tujuan

1. Merangkai rangkaian dasar kendali elektronis motor dc dengan umpan-balik.

2. Mengoperasikan dasar kendali elektronis motor dc dengan umpan-balik.

3. Mengukur besaran tegangan, arus beban, dan kecepatan putaran motor dc dengan

umpan-balik.

4. Menganalisis karakteristik pengaturan motor dc dengan umpan-balik.

B. Alat dan Bahan

4. Tachogenerator ... 1 unit

8. CRO ... 1 buah

• Umpan-balik dari Tegangan Rotor

n

I

M

Ia

(26)

KENDALI MOTOR DENGAN UMPAN-BALIK

• Umpan-balik dari Techogenerator

n

I

M

Ia

TG G

D. Langkah Kerja

Perhatian ! : Unit CA 3000 A harus dihubungkan melalui trafo isolasi.

Kendali Motor DC dengan Umpan-balik Tegangan Rotor

1. Atur potensiometer pada CA 3000 A sebagai berikut :

P1 = 0 Ilimit = 6 RIcomp = 0

1/Gn = 0,5 1/Gi = 0,5

ωn = 1,0 ωi = 1

motor dc dengan unit CA 3000 A seperti diagram di atas.

3. “ON-kan” unit CA 3000 A, kemudian aturlah P1 secara perlahan hingga putaran motor

menjadi 500 rpm.

5. Ukurlah arus beban dan tegangan hasil pengaturan untuk setiap tahapan kenaikan arus

beban.

6. Atur P1 sehingga putaran motor menjadi 900 rpm, kemudian lakukan langkah 1 sampai

dengan 5.

7. Matikan unit CA 3000 A dan unit generator dc, kemudian lanjutkan untuk percobaan

(27)

KENDALI MOTOR DENGAN UMPAN-BALIK

Kendali Motor DC dengan Umpan-balik Tegangan Tachogenerator

P1 = 0 Ilimit = 6

1/Gn = 0,5 1/Gi = 0,5

ωn = 1,0 ωi = 1,0

motor dc dan tachogenerator dengan unit CA 3000 A seperti diagram di atas.

menjadi 500 rpm.

12. Ukurlah arus beban dan tegangan hasil pengaturan untuk setiap tahapan kenaikan arus

beban.

13. Atur P1 sehingga putaran motor menjadi 900 rpm, kemudian lakukan langkah 1 sampai

dengan 5.

14. Matikan unit CA 3000 A dan unit generator dc, kemudian kembalikan semua peralatan

praktik

E. Tugas

1. Gambarkan karakteristik n = f (Ia) untuk n=500 rpm dan n=900 rpm pada grafik yang

sama.

(28)

KENDALI MOTOR DENGAN STEP RESPON

KENDALI MOTOR DC DENGAN STEP RESPON

(PKE-10)

A. Tujuan

1. Merangkai rangkaian dasar kendali elektronis motor dc dengan step respon regulasi arus

dan putaran.

2. Mengoperasikan dasar kendali elektronis motor dc dengan step respon regulasi arus dan

putaran.

3. Menganalisis karakteristik pengaturan motor dc dengan step respon.

B. Alat dan Bahan

4. Tachogenerator ... 1 unit

6. AFG ... 1 unit

9. CRO ... 1 buah

• Step Respon Regulasi Arus

n

I

M

Ia AFG

(29)

KENDALI MOTOR DENGAN STEP RESPON

• Step Respon Regulasi Putaran

n

I

M

Ia

TG AFG

CRO

G

D. Langkah Kerja

Perhatian ! : Unit CA 3000 A harus dihubungkan melalui trafo isolasi.

Kendali Motor DC dengan Step Respon Regulasi Arus

1.Atur potensiometer pada CA 3000 A sebagai berikut :

P1 = 0 Ilimit = 10

1/Gn = 1 1/Gi = 1

ωn = 0 ωi = 0

2.Rangkailah unit dinamometer sebagai Generator DC dengan bebannya, demikian pula untuk

3.Pilihlah sumber AFG dengan gelombang kotak (square wave) dengan frekuensi 0,5 Hz dan

tegangan luarannya sebesar 0 volt.

4.“ON-kan” unit CA 3000 A, kemudian aturlah P1 secara perlahan hingga arus motor

mencapai 0,5 arus rating motor.

5.Naikkan tegangan luaran AFG secara perlahan, sehingga arus motor mencapai ¾ arus

rating motor.

6.Gambarlah bentuk gelombang yang terjadi pada CRO.

7.Naikkan penguatan Gi secara perlahan dengan mengatur potensiometer 1/Gn hingga

diperoleh nilai penguatan yang maksimum. Pada kondisi ini, catatlah waktu yang diperlukan arus untuk mencapai stabil pada nilai terbaru.

8.Matikan unit CA 3000 A, kemudian pindahkan konektor ωi menjadi ωi = 1, kemudian

lakukan pengamatan langkah 4 sampai dengan 7.

9.Matikan unit CA 3000 A, kemudian pindahkan konektor ωi menjadi ωi = 100, kemudian

10.Matikan unit CA 3000 A dan unit generator dc, kemudian lanjutkan untuk percobaan

(30)

KENDALI MOTOR DENGAN STEP RESPON

Kendali Motor DC dengan Step Respon Regulasi Putaran

P1 = 0 Ilimit = 6 RIcomp = 0

1/Gn = 1 1/Gi = 1

ωn = 0 ωi = 1

13. Pilihlah sumber AFG dengan gelombang kotak (square wave) dengan frekuensi 0,5 Hz dan

tegangan luarannya sebesar 0 volt.

mencapai 500 rpm.

15. Bebani motor hingga arus motor mencapai ¾ arus rating motor.

16. Naikkan tegangan luaran AFG secara perlahan, sehingga putaran motor menjadi antara 450

rpm sampai dengan 550 rpm.

17. Gambarlah bentuk gelombang yang terjadi pada CRO.

18. Naikkan penguatan Gn secara perlahan dengan mengatur potensiometer 1/Gn hingga

diperoleh nilai penguatan yang maksimum. Pada kondisi ini, catatlah waktu yang diperlukan arus untuk mencapai stabil pada nilai terbaru.

Catatan: Bila penguatan terlalu besar berpengaruh terhadap putaran menjadi osilasi (self

osilations).

19. Matikan unit CA 3000 A, kemudian pindahkan konektor ωn menjadi ωn = 1, kemudian

20. Matikan unit CA 3000 A, kemudian pindahkan konektor ωn menjadi ωn = 0,1, kemudian

21. Matikan unit CA 3000 A dan unit generator dc, kemudian lanjutkan untuk percobaan

selanjutnya.

E. Tugas

1. Jelaskan hubungan antara penguatan Gn dengan waktu yang diperlukan untuk mencapai

nilai putaran terbaru !

(31)

KARAKTERISTIK ALTIVAR

KARAKTERISTIK ALTIVAR 18

A. Tujuan

1. Merangkai rangkaian catu daya untuk pengendalian motor induksi dengan Altivar 18.

2. Mengoperasikan pengaturan motor induksi dengan Altivar 18.

3. Menganalisis karakteristik catu daya untuk pengendalian motor induksi dengan Altivar 18.

B. Alat dan Bahan

1. Modul Altivar-18 ... 1 unit

2. Multimeter ... 1 unit

3. Frekuensimeter ... 1 unit

C. Rangkaian Percobaan

(32)

KARAKTERISTIK ALTIVAR

D. Langkah Kerja

Langkah Awal

• Cermati terminal-terminal pada unit Altivar sesuai Gambar Rangkaian Percobaan di atas.

• Pelajari dengan seksama Prosedur Operasi Altivar 18 ini sebagaimana terlampir.

• Rangkaian unit Altivar sesuai dengan gambar rangkaian.

• Perhatikan dengan cermat pemasangan:

brake resistor, potensiometer, sakelar S1, S2, S3, S4.

• Perhatikan hirarki untuk mengakses parameter pada Altivar 18 dan fungsinya.

• Set-lah semua parameter dar Altivar 18 pada kondisi setting pabrik (factory preset).

Mengubah Operasi Frekuensi

1. Hubungkan selektor sumber pada posisi 3 fasa (3 PH).

2. Set-lah frekuensi keluaran maksimum Altivar dengan mengatur parameter tFr, tentukan

sebesar 300 Hz.

3. Set-lah parameter LSP (putaran motor terendah) pada 0,0 Hz dan HSP (putaran motor

tertinggi) pada 300 Hz.

4. Kembalikan parameter pada posisi rdy.

5. Tekan tombol START, ON-kan sakelar S1, kemudian :

• Atur parameter FrH (frekuensi setpoin) secara bertahap sesuai Tabel dengan mengatur

potensiometer.

• Ukurlah tegangan output Altivar untuk setiap tahapan frekuensi setpoin

7. Tekan tombol STOP.

8. Pindahkan selektor sumber pada posisi 1 fasa (1 PH).

9. Lakukan seperti langkah 5 sampai dengan 7 di atas.

E. Tugas

1.Analisislah kemampuan daya output Altivar untuk sumber input 3 fasa dan 1 fasa !

2.Jelaskan pengaruh v/f dari sumber output Altivar jika dihubungkan dengan motor induksi 3

(33)

ALTIVAR 18 DENGAN MOTOR INDUKSI TANPA BEBAN

KENDALI MOTOR INDUKSI TANPA BEBAN

DENGAN ALTIVAR 18

A. Tujuan

Mahasiswa memiliki kemampuan :

1.Mengoperasikan pengaruh arus dan waktu pengereman injeksi (Idc dan tdc) terhadap putaran

motor induksi 3 fasa.

2.Mengoperasikan pengaruh waktu akselerasi dan deakselerasi (ACC dan dEC) terhadap putaran

motor induksi 3 fasa.

B. Alat dan Bahan

2. Unit dinamometer (sebagai generator dc) ... 1 unit 3. Motor induksi 3 fasa 220/380 V, 0,75 kW ... 1 unit 4. Ampermeter AC ... 1 unit

6. Frekuensimeter ... 1 unit

C. Rangkaian Percobaan

(34)

ALTIVAR 18 DENGAN MOTOR INDUKSI TANPA BEBAN

D. Langkah Kerja

• Cermati terminal-terminal pada unit Altivar sesuai Gambar Rangkaian Percobaan di atas.

• Rangkaian unit Altivar sesuai dengan Gambar Rangkaian.

• Perhatikan dengan cermat pemasangan: brake resistor, potensiometer, sakelar S1, S2, S3,

S4.

• Rangkailah motor induksi 3 fasa dengan sambungan bintang ( Y ), kemudian hubungkan

dengan Altivar.

Percobaan 1 : Mengoperasikan Alivar dengan Motor I nduksi tanpa Beban

2. Kembalikan semua parameter pada kondisi preset.

3. Set-lah parameter arus, tegangan, dan frekuensi nominal dari motor induksi 3 fasa pada

Altivar (ItH, UnS, dan FrS)

sebesar 150 Hz.

• Atur parameter FrH (frekuensi setpoin) secara bertahap sesuai Tabel Percobaan dengan

mengatur potensiometer.

• Ukurlah frekuensi, tegangan, arus, dan putaran motor untuk setiap tahapan frekuensi

setpoin

8. Tekan tombol STOP, pindahkan selektor sumber pada posisi 1 fasa (1 PH).

9. Ulangi langkah 6 sampai dengan 7.

Percobaan 2 : Mengoperasikan Arus dan Waktu I njeksi, serta w aktu Akselerasi dan Deakselerasi

1. Jangan diubah setting parameter pada percobaan 1.

2. Atur setting Idc, tdc, ACC, dEC dari kondisi factory preset sampai dengan minimumnya

sebanyak 5 tahapan.

3. Lakukan langkah 6 sampai dengan 9 dari percobaan 1 di atas.

E. Tugas

1. Jelaskan pengaruh perubahan v/f dari sumber output Altivar terhadap putaran motor baik

dengan sumber utama 3 fasa maupun 1 fasa !

2. Jelaskan pengaruh perubahan frekuensi dan Idc, tdc, ACC, serta dEC terhadap putaran

motor !

(35)

ALTIVAR 18 DENGAN MOTOR INDUKSI BERBEBAN

KENDALI MOTOR INDUKSI BERBEBAN

DENGAN ALTIVAR 18

A. Tujuan

1. Mengoperasikan pengaturan motor induksi berbeban dengan Altivar 18.

2. Menganalisis perubahan frekuensi terhadap torsi motor induksi.

B. Alat dan Bahan

2. Unit dinamometer (sebagai generator dc) ... 1 unit 3. Motor induksi 3 fasa 220/380 V, 0,75 kW ... 1 unit 4. Ampermeter AC ... 1 unit

C. Rangkaian Percobaan

SUMBER 1 FASA SUMBER 3 FASA

(36)

ALTIVAR 18 DENGAN MOTOR INDUKSI BERBEBAN

D. Langkah Kerja

Mengoperasikan Alivar dengan Motor Induksi Berbeban

2. Kembalikan semua parameter pada kondisi preset.

3. Set-lah parameter arus, tegangan, dan frekuensi nominal dari motor induksi 3 fasa pada

Altivar (ItH, UnS, dan FrS).

sebesar 100 Hz.

• Atur parameter FrH (frekuensi setpoin) secara bertahap sesuai Tabel Percobaan dengan

mengatur potensiometer.

• Bebani motor induksi hingga ¾ arus rating motor induksi

• Ukurlah tegangan, arus, torsi, dan putaran motor untuk setiap tahapan frekuensi setpoin

10. Tekan tombol STOP, pindahkan selektor sumber pada posisi 1 fasa (1 PH).

11. Ulangi langkah 6 sampai dengan 7.

E. Tugas

1. Gambarkan T = f (v/f) untuk setiap perubahan f pada grafik yang sama !

2. Jelaskan pengaruh perubahan v/f dari sumber output Altivar terhadap putaran motor baik

dengan sumber utama 3 fasa maupun 1 fasa !

3. Jelaskan pengaruh perubahan v/f dari sumber output Altivar terhadap torsi motor baik