• Tidak ada hasil yang ditemukan

PERBAIKAN FAKTOR KERJA PADA PENYEARAH SCR PWM (PULSEWIDTH MODULATION) TIGA FASA MENGGUNAKAN METODE PEMADAMAN AKTIF

N/A
N/A
Info
Unduh - Bebas
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "PERBAIKAN FAKTOR KERJA PADA PENYEARAH SCR PWM (PULSEWIDTH MODULATION) TIGA FASA MENGGUNAKAN METODE PEMADAMAN AKTIF"

Copied!
10
0
0

Memuat.... (Lihat teks lengkap sekarang)

Unduh sekarang ( 10 Halaman )

Teks penuh

(1)

Tugas Akhir RE 1549

PERBAIKAN FAKTOR KERJA PADA PENYEARAH SCR

PWM (PULSEWIDTH MODULATION) TIGA FASA

MENGGUNAKAN METODE PEMADAMAN AKTIF

Himawan Sutamto 2203.109.615 Dosen Pembimbing :

Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng Ir. Sidarjanto

JURUSAN TEKNiK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri

(2)

TUGAS AKHIR RE 1549

PERBAIKAN FAKTOR KERJA PADA PENYEARAH SCR

PWM (PULSE WIDTH MODULATION) TIGA FASA

MENGGUNAKAN METODE PEMADAMAN AKTIF

Himawan Sutamto 2203.109.615 Dosen Pembimbing :

Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng Ir. Sidarjanto

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri

(3)

PERBAIKAN FAKTOR KERJA PADA PENYEARAH SCR PWM (PULSE WIDTH MODULATION) TIGA FASA

MENGGUNAKAN METODE PEMADAMAN AKTIF

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Elektro

Pada

Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Menyetujui

Dosen Pembimbing I

(4)

ABSTRAK

Faktor kerja sering menjadi suatu masalah di dalam industri dengan kapasitas daya tinggi, karena faktor kerja yang rendah bisa mengakibatkan naiknya daya reaktif. Penyearah konvensional dengan SCR mempunyai faktor kerja yang rendah, tetapi mempunyai kemampuan daya tinggi. Dengan penyearah menggunakan Insulated-gate Bipolar Transistor (IGBT) dan dikontrol dengan PWM, penyearah mempunyai faktor kerja lebih baik namun mempunyai kemampuan daya terbatas.

Tugas Akhir ini membahas penyearah SCR enam pulsa yang dikontrol dengan PWM. Dengan metode ini dapat meningkatkan faktor kerja dari 0.95 menjadi 0.994 jika dibandingkan dengan penyearah konvensional.

Kata kunci : rectifier, silicon-controlled rectifier(SCR)

ABSTRACT

Power factor becomes a problem in the industry with high power capacities, because low power factor can raise of power reactive. Conventional rectifiers with SCR have low power factor, but having high Power rating. New rectifier using the Insulated-Gate Bipolar Transistor ( IGBT) and controlled by PWM present a good power factor, but the power rating is limited.

This final project present a rectifier use SCR six pulse which is controlled by PWM. This method improves the power factor from 0.95 to 0.994 compared to the conventional rectifier.

(5)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul :

PERBAIKAN FAKTOR KERJA PADA PENYEARAH SCR PWM ( PULSE WIDTH MODULATION ) TIGA FASA

MENGUNAKAN METODE PEMADAMAN AKTIF

Tugas akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan studi khususnya pada program studi Teknik Sistem Tenaga, jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Surabaya, Juni 2006

Penulis

(6)

DAFTAR ISI Judul i Lembar Pengesahan ii Abstrak iii Kata Pengantar iv Daftar Isi vi

Daftar Gambar vii

Daftar Tabel ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Tujuan Penelitian 1 1.3 Tinjauan Pustaka 2 1.4 Perumusan Masalah 2 1.5 Metodologi Penelitian 3 1.6 Sistematika Penulisan 3 1.7 Relevasi 4

BAB II. TEORI PENUNJANG 5

2.1. Konverter 5

2.1.1 konverter penuh tiga fasa 5

2.2. Daya 9

2.2.1. Pada System Tegangan dan Arus Tanpa Harmonisa 9

2.2.1.1. Sistem Satu Fasa 9

2.2.1.2. Sistem Tiga Fasa Seimbang 11

2.2.1.3. Faktor Kerja 12

2.2.2. Pada System Tegangan dan Arus Dengan Harmonisa 14

2.3. Peningkatan Faktor Kerja 17

2.3.1. Pulse Width Modulation (PWM) 18

2.4. DC Chopper 20

2.4.1. Prinsip Operasi Step-Down 21

2.4.2. Step-Down Chopper dengan Beban RL 23

2.4.3. Prinsip Operasi Step-Up 26

2.5. Regulator dengan Pengaturan Switching 29

(7)

BAB III. PRINSIP KERJA DAN PERANCANGAN

RANGKAIAN 35

3.1. Metode Pemadaman SCR 35

3.1.1. Forced Commutation 35

3.1.2. Pemadaman aktif 35

3.2. Prinsip Kerja Rangkaian 36

3.3. Kontrol Sistem 39

3.31. Tipe Pengontrol 39

3.3.2 Penentuan Parameter Kontrol 40

3.4. Pembangkit PWM 42

3.5. Pemodelan Sistem dengan MATLAB 43

3.6. Rancangan dan Perhitungan Rangkaian 45

3.7. Menentukan Nilai Induktor dan Kapasitor 47

3.8. Fungsi Modulasi 50

BAB IV. SIMULASI DAN ANALISA 53

4.1. Nilai-Nilai Yang Dipakai Untuk Simulasi 53

4.2. Simulasi Sistem Tanpa Pemadaman Aktif 54

4.3. Pemadaman Aktif 61

4.4. Kontrol PI (proporsional integral) 61

4.5. Simulasi Penyearah Dengan Pemadaman Aktif 62

4.5.1. Perubahan Beban Sistem 64

4.5.2 Total Harminic Distortion (THD) 65

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Penyeaarah Jembatan Tiga Fasa 6

Gambar 2.2 Hubungan arus pada rangkaian ac 14

Gambar 2.3. Hubungan Daya Pada Rangkaian ac 14

Gambar 2.4. Tatahedron yang menyatakan hubungan antara SS,PS1

QS1 dan DS 16 Gambar 2.5. Bentuk gelombang tegangan dan arus dengan

Kontrol PWM 18

Gambar 2.6. Pembangkit sinyal gate dengan kontrol PWM 19

Gambar 2.7. Chopper Step-Down dengan beben resistif 21

Gambar 2.8. Chopper Step-Down dengan beben RL 23

Gambar 2.9. Rangkaian ekivalen Chopper Step-Down dan Bentuk

Gelombang dengan beben RL 24

Gambar 2.10. Chopper Step-Up 26

Gambar 2.11. Penyusunan Tranfer Energi 27

Gambar 2.12. Elemen-elemen regulator dengan pengaruran switching 29

Gambar 2.13. Rangkaian buck dengan arus kontinyu iL 31

Gambar 3.1. Urutan aliran arus pada konverter 36

Gambar 3.2. Ilustrasi Switch PWM SCR 37

Gambar 3.3. Proses switching SCR pada konverter dengan metode

pemadaman aktif 38

Gambar 3.4. Respon sistem untuk menentukan parameter pengontrol

metode Ziegler-Nichols 41

Gambar 3.5. Elemen menu pada software MATLAB 6.5 42

Gambar 3.6 Rangkaian PWM 43

Gambar 3.7. Rangkaian kontrol dengan PWM 43

Gambar 3.8. Pemodelan Rangkaian dengan MATLAB 44

Gambar 3.9. Rangkaian Equivalen dari Penyearah SCR PWM 45

Gambar 3.10. Bentuk gelombang tegangan masukan 47

Gambar 3.11. a. Penyearah SCR PWM tiga fasa dengan pemadaman

Aktif 48

b. Penyearah gelombang penuh dengan filter 48

Gambar 3.12. Filter Tegangan Keluaran 49

Gambar 4.1. Rangkaian ideal konverter 53 Gambar 4.2. Rangkaian konverter tanpa pemadaman aktif 54 Gambar 4.3. Tegangan dan Arus input pada saat Cos α 0O,45O 55 Gambar 4.4. a.Spektrum Frekunsi Tegangan input pada semua

penyulutan 56

(9)

Gambar 4.5. Nilai rms Tegangan dan Arus input 58

Gambar 4.6. Factor Kerja pada penyearah 60

Gambar 4.7. Rangkaian Kontrol 61

Gambar 4.8. Rangkaian Kontrol PI 62

Gambar 4.9. Rangkaian Penyearah SCR PWM tiga fasa dengan

pemadaman aktif 48

Gambar 4.10. Arus dan Tegangan Output 64

Gambar 4.11. a. Gelombang Segitiga dengan Gelombang dc

kontrol PI 65

b. Gelombang persegi keluaran PWM 65

Gambar 4.12. Tegangan dan Arus input 65

Gambar 4.13. Tegangan dan Arus input (Va1,Ia1) 66

Gambar 4.14. Nilai rms Tegangan dan Arus input 67

Gambar 4.15. Tegangan dan Spektrum Frekuensi Tegangan input 68 Gambar 4.16. Arus dan Spektrum Frekuensi Arus input 69 Gambar 4.17. Gelombang Arus dan Tegangan pada penyearah SCR

PWM tiga fasa 70

Gambar 4.18. Factor kerja pada penyearah yang memggunakan proses

pemadaman aktif 71

Gambar 4.19. THDI terhadap perubahan beban 72

Gambar 4.20. Faktor Kerja (pf) terhadap perubahan beban 73

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel tuning Ziegler-nichols 41 Tabel 4.1. Hasil simulasi sistem tanpa pemadaman aktif 60 Tabel 4.2. Performance THD Penyearah SCR PWM tiga fasa 67 Tabel 4.3. THD Tegangan input sistem dengan pemadaman aktif 68 Tabel 4.4. THD Arus input sistem dengan pemadaman aktif 69

Table 4.5. Performance pf tiap-tiap pembebanan 71

Tabel 4.6. Performance rangkaian dengan pemadaman aktif 71

Referensi

Unduh sekarang ( PDF - 10 Halaman - 188.15 KB )

Dokumen terkait