SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 23
Descargar para leer sin conexión
Tugas Elektronika Daya
            Converter AC- AC dengan kontrol Digital
                          Chapter 8
     Digital_Power_Electronics_and_Applications R1 K2.pdf




                       Disusun oleh :

              Rezon Arif B              L2F008082




               JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
                  FAKULTAS TEKNIK
               UNIVERSITAS DIPONEGORO
                         2011



Rezon Arif B L2F008082                                      1
Tugas Elektronika daya elektro Undip
BAB 8

  8.1 Pendahuluan............................................................................................
       8.1.1 SINGLE-PHASE AC/AC VOLTAGE CONTROLLER ..............................
          8.1.2 THREE P HASE AC/AC VOLTAGE CONTROLLER ..............................
          8.1.3 SISO C YCLOCONVERTER .........................................................................
          8.1.4 TISO cycloconverter ....................................................................
          8.1.5 TITO cycloconverter ....................................................................
          8.1.6 AC/DC/AC CONVERTER ................................................................

          8.1.7 MATRIX C ONVERTER...............................................................................
  8.2 PEMODELAN TRADISIONAL AC/AC (AC/DC/AC) CONVERTER .................
  8.3 SINGLE PHASE AC/AC CONVERTER ; KONVERTER AC/AC SATU FASA
  8.4 THREE-PHASE AC/AC VOLTAGE CONTROLLER; Pengontrol
        Tegangan Tiga Fasa ...................................................................................
  8.5 SISO CYCLOCONVERTERS (SINGLE-INPUT SINGLE-OUTPUT) ................
  8.6 TISO CYCLOCONVERTERS (THREE INPUT SINGLE-OUTPUT) .........
  8.7 TITO CYCLOCONVERTERS (THREE INPUT THREE-OUTPUT)..........
  8.8 AC/DC/AC PWM CONVERTER ...........................................................




Rezon Arif B L2F008082                                                                                        2
Tugas Elektronika daya elektro Undip
CONVERTER AC / AC DENGAN KONTROL DIGITAL


8.1 PENDAHULUAN
           Semua jenis konverter AC/AC (AC /DC/ AC) termasuk dalam element first
 order-hold (FOH) pada sistem kontrol digital. Konverter AC/ AC dan/ atau AC/ DC/
 AC merupakan perkembangan baru dalam teknologi power switching circuit
 (rangkaian pemicuan daya) yang diaplikasikan di industri dibandingkan dengan jenis
 rangkaian pemicuan daya yang lain. Meskipun chopper telah lama popular
 digunakan dalam rangkaian catu daya, tetapi converter AC/ DC/ AC baru digunakan
 sekitar    tahun 1980 semenjak perkembangan manufaktur semiconductor yang
 menghasilkan beberapa peralatan Daya seperti Gate Turn Off (GTO), Triac, Bipolar
 Transistor ( BT), IGBT, MOSFET, dll.


 AC/ AC Converter digunakan untuk mengkonversi atau merubah suatu Daya AC ke
 dalam bentuk Daya listrik AC yang lain.
 Biasanya digunakan pada aplikasi berikut:
 1. Single phase AC/ AC voltage controller (pengontrol tegangan AC/ AC satu fasa)
 2. Three phase AC/ AC voltage controller (pengontrol tegangan AC/ AC 3 fasa)
 3. Single-phase input single phase output (SISO) cycloconverter
 4. Three-phase input single phase output (TISO) cycloconverter
 5. Three-phase input three phase output (TITO) cycloconverter
 6. AC/ DC/ AC pulse width modulation (PWM) converter
 7. Matrix Converter


 Semua “voltage converter AC/AC” mengkonversi tegangan dari sebuah sumber AC
 dengan tegangan dan frekuensi yang tinggi ke nilai tegangan dan frekuensi yang
 lebih rendah dengan sudut fasa kecil.
 Semua “cycloconverter AC/AC” mengkonversi tegangan dari sebuah sumber AC
 dengan tegangan dan frekuensi yang tinggi ke nilai tegangan dan frekuensi yang
 lebih rendah dengan sudut fasa kecil.
 Semua “converter AC/DC/AC” mengkonversi tegangan dari sebuah sumber AC
 melalui DC link kemudian membaliknya (invert) dengan tegangan dan frekuensi
 yang tinggi ke nilai tegangan yang lebih rendah dan frekuensi yang variabel.


 Rezon Arif B L2F008082                                                         3
 Tugas Elektronika daya elektro Undip
8.1.1        SINGLE-P HASE AC/AC VOLTAGE CONTROLLER
   Pengontrol tegangan AC-AC satu fasa memiliki                     3 buah metode dalam
   pengontrolannya yaitu
            phase angel control / pengontrol sudut fasa
            on/ off control / kontrol dua kondisi on off
            PWM AC chopper control.
            Ketiga metode pengontrolan diatas menghasilkan tegangan output dengan
   frekuensi output yang sama atau lebih rendah daripada pada tegangan dan frekuensi
   inputnya.
   Phase Angle Control / pengontrol sudut fasa
            Rangkaian Daya dari AC-AC voltage controller dengan phase angle control/
   pengontrol fasa seperti terlihat pada gambar 8.1 (a), terdiri atas sepasang SCR yang
   terhubung secara Antiparalel (back-to-back /inverse paralel) sehingga memberikan
   pengontrolan simetris gelombang penuh dua arah (bidirectional full-wave
   symmetrical) dan SCR dapat diganti dengan sebuah Triac seperti pada gambar 8.1
   (b) untuk low- power application (aplikasi dengan daya rendah). Alternative lain
   yaitu dengan dengan dua buah dioda dan dua SCR yang terhubung secara common
   cathode seperti gambar 8.1(c), dan pada gambar 8.1 (d) rangkaian dengan empat
   buah dioda dan sebuah SCR yang tujuannya untuk mengurangi biaya tetapi dengan
   akibat meningkatnya rugi-rugi konduksi /losses pada peralatan. Kombinasi dioda
   dan SCR, dikenal dengan thyrode controller seperti terlihat pada gambar 8.1 (e),
   memberikan       pengontrolan     tidak   langsung       asimetris   setengah   gelombang
   (undirectional half-wave asymmetrical control) dengan biaya yang lebih ekonomis
   tetapi menghasilkan komponen DC dan lebih banyak harmonisa sehingga jarang
   digunakan kecuali untuk beban yang daya panasnya lebih kecil.
            Dengan pengontrolan fasa, saklar (switch) mengalirkan arus beban selama
   periode yang ditentukan pada setiap siklus tegangan dan dengan on/off controller,
   switch akan menghubungkan beban untuk beberapa siklus tegangan dan
   memutuskan (disconected) pada siklus selanjutnya. (integral cycle control) atau
   dengan kata lain switch akan menyala dan mati beberapa kali secara bergantian pada
   beberapa siklus tegangan.




   Rezon Arif B L2F008082                                                               4
   Tugas Elektronika daya elektro Undip
Gambar 8.1 Single Phase AC/AC voltage Controller: (a) full-wave, two SCRs in inverse
    parallel; (b) full-wave with Triac; (c) full-wave with two SCRs and two diodes; (d) full-wave
    with four diodes and one SCR and (e) half wave with one diode antiparallel


    Untuk kontrol fasa simetris gelombang penuh (full-wave, symmetrical phase
control), SCR T1 dan T2 pada gambar 8.1(a) dipicu pada saat α dan π + α, secara
bergantian pada setiap setengah siklus tegangan. Saat salah satu SCR mengalirkan
arus maka SCR yang lain akan menahan tegangan (reversed bias) sebesar tegangan
yang dikonduksikan oleh SCR pertama. Prinsip kerjanya sama dengan penyearah
setengah gelombang tekontrol (controlled half-wave rectifier) dan untuk analisa
rangakiannya dapat menggunakan pendekatan yang sama dengan penyearah
tersebut.
.




Rezon Arif B L2F008082                                                                      5
Tugas Elektronika daya elektro Undip
Gambar 8.2 Gelombang pengontrol tegangan satu fasa gelombang penuh dengan beban R


      Gambar 8.2 menunjukkan bentuk gelombang tegangan dan arus untuk single-
phase bidirectional phase controlled AC voltage control (pengontrol tegangan AC
satu fasa dua arah ) pada Gambar 8.1 dengan pembebanan resistif. Output tegangan
dan arus berbentuk setengah gelombang yang simetris dan tidak terdapat komponen
DC.




Rezon Arif B L2F008082                                                                    6
Tugas Elektronika daya elektro Undip
Gambar 8.3 Bentuk gelombang pengontrol tegangan AC satu fasa dengan beban R-L

     Gambar 8.3 menunjukkan bentuk gelombang tegangan dan arus untuk
rangkaian pengontrol tegangan pada Gambar 8.1 (a) dengan beban R-L . Dengan
adanya induktansi, maka arus yang dialirkan SCR T1 tidak akan menuju nilai nol
saat ωt = π ketika tegangan input menuju negatif dan terus berlanjut sampai ωt = β
gambar gelombang seperti terlihat pada gambar.


On/ Off Control ( Kontrol On/Off )

     Sebagai alternative pengontrolan sudut fasa, metode integral cycle (siklus
integral/ siklus utuh) atau burst-firing digunakan untuk beban yang besar. Disini,
saklar akan dinyalakan selama tn dimana n adalah siklus utuh dan dimatikan selama
tm dengan m adalah siklus utuh (integral cycle) seperti terlihat pada Gambar 8.4.
SCR atau Triac yang digunakan sebagai switch akan dipicu saat zero crossing input
voltage (tegangan nol) dan dimatikan saat zero current crossing current (arus nol).



Rezon Arif B L2F008082                                                                7
Tugas Elektronika daya elektro Undip
Gambar 8.4 Single-phase AC/AC voltage controllers with on/of controller : (a) typical load-
            voltage waveforms and (b) power factor with the duty cycle k


Untuk tegangan input sinusoidal:

                                  v  2V s sin t

dan tegangan output rms adalah :

                                  VO  V s k

dimana k = n / (n +m) = duty cycle dan Vs = tegangan fasa rms.
Faktor daya nya adalah :
                                 PF =     k


PWM AC Chopper Control
Seperti pada kasus penyearah terkontrol, performansi pengontrol tegangan                       AC
khususnya pada harmonisa, kualitas arus keluaran (output current) dan faktor daya
masukan dapat ditingkatkan dengan menggunakan PWM Kontrol / PWM AC
Chopper. Rangkaian untuk unit satu fasa seperti ditunjukkan pada Gambar 8.5




                       Gambar 8.5 Single Phase PWM as Chopper circuit



Rezon Arif B L2F008082                                                                         8
Tugas Elektronika daya elektro Undip
Gambar 8.6 Bentuk Gelombang tegangan dan arus pada PWM AC Chopper satu fasa



8.1.2 THREE PHASE AC/AC VOLTAGE C ONTROLLER
       Pada umumnya, semua metode pengontrolan tegangan AC satu fasa (single-
  phase AC/AC voltage controller) dapat diaplikasikan untuk pengontrol tegangan
  AC/AC tiga fasa ( three-phase AC/AC voltage controllers).


  Phase Angle Control
       Beberapa kemungkinan dari konfigurasi rangkaian untuk pengontrol tegangan
  AC tiga-fasa dengan beban terhubung bintang atau delta seperti terlihat pada
  Gambar 8.7 (a)-(h). Konfigurasi pada Gambar 8.7 (a) dan (b) dapat dibuat dengan
  tiga buah tegangan AC satu fasa yang dioperasikan secara independen dan ini lebih
  mudah untuk dianalisa. Pada Gambar 8.7(a), SCR harus mampu mengalirkan arus
  saluran (line current IL ) dan menahan tegangan fasa-fasa (phase voltages, Vph),
  sedangkan pada Gambar 8.7 (b), SCR harus mampu mengalirkan arus fasa (phase
  current) dan mampu menahan tegangan saluran (line voltage, VL).
       Rangkaian pada gambar 8.7 (c) dan (d) adalah rangkaian tiga fasa tiga kawat
  dan lebih sulit untuk dianalisa. Di kedua rangkaian ini, setidaknya dua buah SCR
  (sebuah per phasa) harus dipicu secara bersamaan untuk mendapatkan arus saluran.
  Hal ini memerlukan dua pulsa pemicuan berjarak 600 pada tiap siklus untuk memicu
  SCR. Mode operasi ditentukan oleh jumlah SCR yang berkonduksi pada mode
  tersebut. Kontrol pemicuan berkisar antara 0 – 150 0 .




  Rezon Arif B L2F008082                                                              9
  Tugas Elektronika daya elektro Undip
Gambar 8.7 Konfigurasi rangkaian pengontrol tergangan AC tiga fasa



Rezon Arif B L2F008082                                                       10
Tugas Elektronika daya elektro Undip
Konfigurasi lain ditunjukkan pada Gambar 8.7 (e) dimana kontroler terhubung
  delta dan beban terletak diantara supply (masukan) dan konverter. Disini, arus dapat
  mengalir diantara dua saluran (line) bahkan hanya jika satu SCR saja yang
  berkonduksi, sehingga masing-masing SCR memerlukan satu pulsa picuan per
  siklusnya. Rating tegangan dan arus pada SCR hampir sama dengan tiga buah SCR
  yang ada pada Gambar 8.7 (b). Dimungkinkan untuk mengurangi jumlah SCR
  sehingga didapatkan hanya ada tiga buah SCR yang terhubung secara delta seperti
  terlihat pada Gambar 8.7 (f) yang menghubungkan sebuah terminal sumber langsung
  ke sebuah terminal beban. Tiap SCR dipicu dengan jarak 120 0 setiap siklusnya.


  On / Off Controller
       Sama halnya dengan pengontrol tegangan AC satu fasa, metode kontrol On
  /Off dapat diaplikasikan dalam pengontrolan tegangan AC/ AC tiga-fasa (three-
  phase AC/AC voltage controller). Masing-masing fasa memiliki siklus nc yang
  berkonduksi dan siklus interupsi.


  PWM AC/AC Control
         Seperti halnya pada kontrol satu fasa, metode PWM diaplikasikan pada
  kontrol AC tiga fasa. Masing-masing fasa bisa memiliki metode modulasi yang
  sama atau berbeda.


8.1.3 SISO CYCLOCONVERTER
         Pembahasan kali ini berbeda dengan pembahasan sebelumnya mengenai AC
  voltage controller yang beroperasi pada frekuensi yang tetap. Cycloconverter
  beroperasi sebagai pengubah frekuensi AC/AC langsung ( direct AC/AC frequency
  changer) dengan fitur aslinya sebagai pengontrol tegangan. Prinsip dasar dari
  converter ini adalah untuk membentuk / menghasilkan gelombang tegangan bolak-
  balik berfrekuensi rendah (Alternating voltage wave of lower frekuensi) dari sumber
  tegangan bolak balik dengan frekuensi yang lebih tinggi yang telah disusun dan
  dipatenkan pada tahun 1920an. Komponen Penyearah terkontrol Mercury-arc yang
  digunakan pada converter ini telah dipasang di Jerman pada tahun 1930an untuk
                                                    2
  menghasilkan supply 1 fasa dengan frekuensi 16      Hz dari sumber 3 fasa 50 Hz
                                                    3
  yang dipakai untuk mencatu Motor Traksi AC, ketika pada waktu yang sama,

  Rezon Arif B L2F008082                                                           11
  Tugas Elektronika daya elektro Undip
sebuah cycloconverter menggunakan 18 Thyratrons mensuplai motor sinkron 400
Hp yang beroperasi selama beberapa tahun untuk penggerak pada pembangkit listrik
di USA. Meskipun begitu, rencana pengunaan secara praktis dan komersial
cycloconverter ini sempat tertunda sampai ditemukannya SCR pada tahun 1960an.




     Gambar 8.8 Konfigurasi rangkaian AC/AC cycloconverter satu fasa : (a) rangkaian daya
                cycloconverter satu fasa tipe bridge (b) rangkaian ekuivalen cycloconverter.

       Dengan dikembangkannya SCR untuk daya besar dan dengan berbasis
Microprosessor Control, maka cycloconverter saat ini menjadi converter yang siap
digunakan dalam aplikasi large-power low-speed variable-voltage variable-
frekuensi (VVVF) AC drive pada industri sement dan rolling mills industri baja
sedangkan untuk aplikasi variable-speed constant-frequency (VSCF) dipakai untuk
kapal laut dan kapal terbang.
       Cycloconverter merupakan konverter komutasi alami (naturally commuted)
dengan kemampuan aliran daya dua arah (bidirectional power flow) dan tidak ada

Rezon Arif B L2F008082                                                                     12
Tugas Elektronika daya elektro Undip
batasan yang nyata, tidak seperti SCR inverter yang membutuhkan elemen komutasi.
Rugi akibat pensaklaran (switching losses) diangap rendah dan menghasilkan bentuk
gelombang yang mendekati sinus sehingga meminimalkan pulsa-pulsa torsi
(pulsating torque) dan panas akibat efek harmonisa. Cycloconverter ini mampu
beroperasi bahkan dengan salah satu SCR meleleh (tidak seperti pada inverter ) dan
keperluan akan turn-off time, current rise time dan sensitivitas dv/dt yang rendah.
        Keterbatasan utama cycloconverter komutasi alami (naturally commuted)
adalah :
   i.   range frekuensi yang terbatas untuk operasi yang effisien dan bebas
        subharmonic
   ii. faktor daya rendah, khususnya untuk tegangan output yang rendah.




 Gambar 8.9 Bentuk gelombang input dan output cycloconverter 50-16 2 Hz dengan beban Resistif
                                                                   3




Rezon Arif B L2F008082                                                                 13
Tugas Elektronika daya elektro Undip
Gambar 8.10 Bentuk gelombang cycloconverter satu fasa (50-10 Hz) dengan beban R
       Meskipun jarang digunakan, operasi dari SISO cycloconverter bermanfaat
untuk didemonstrasikan prinsip kerjanya. Gambar 8.8 (a) menunjukkan rangkaian
daya dari cycloconverter satu fasa tipe bridge yang susunannya hampir sama dengan
dual converter. Gambar 8.8 (b) menunjukkan gambar penyederhanan skema
kontrolnya. Gambar 8.9 menunjukkan bentuk gelombang suplai satu fasa 50 Hz -
16 2 Hz. Tegangan output memiliki frekuensi sepertiga dari frekuensi inputnya.
   3

Gambar 8.10 menunjukkan bentuk gelombang suplai satu fasa 50-10 Hz. Frekuensi
tegangan output seperlima dari frekuensi tegangan inputnya.




Rezon Arif B L2F008082                                                                  14
Tugas Elektronika daya elektro Undip
8.1.4 TISO CYCLOCONVERTER
        Gambar 8.11 menunjukkan diagram skematik dari cycloconverter tiga fasa
  (three-pulse) setengah gelombang (three-phase half-wave) yang mencatu beban satu
  fasa. Prinsip kontrolnya sama dengan pengontrolan cylco satu fasa.
        Gambar 8.12 menunjukkan bentuk gelombang dari operasi cycloconverter tiga
  fasa dengan arus sirkulasi (circulating current).




   Gambar 8.11 cycloconverter tiga fasa setengah gelombang (three pulse) mensuplai beban satu fasa




            Gambar 8.12 Bentuk Gelombang cycloconverter tiga fasa dengan arus sirkulasi


  Rezon Arif B L2F008082                                                                     15
  Tugas Elektronika daya elektro Undip
8.1.5 TITO CYCLOCONVERTER
       Gambar 8.13 menunjukkan konfigurasi cycloconverter tiga fasa setengah
  gelombang mencatu beban tiga fasa. Proses dasar dari cycloconverter tiga fasa ini
  diilustrasikan pada Gambar 8.14 dengan frekuensi 15 Hz, faktor daya beban 0,6
  lagging dari sumber 50 Hz. Sudut penyalaan (firing angle) α di siklus dari 0 pada
  titik ”a” sampai 1800 pada titik ”j”, dihasilkan setengah siklus tegangan ouput.
  Untuk beban ini dapat dilihat bahwa meskipun tegangan output pada posisi terbalik
  (reverse) di X, tapi arus outputnya tetap bernilai positif sampai di Y. Selama XY,
  SCR A, B, dan C pada P-converter dalam kondisi ”inverting”. Periode yang sama
  muncul pada akhir setengah siklus tegangan dimana SCR D, E, dan F pada N-
  converter juga dalam kondisi ”inverting”. Dengan demikian maka converter akan
  bersikap sebagai penyearah ”rectification” dan ”inversion” dengan durasi yang
  relatif tergantung pada faktor daya beban. Frekuensi output akibat osilasi sudut
  penyalaan tetap berada pada 900 (kondisi jika tegangan output rata rata Vo = Vdo
  cos a adalah 0 ).




                Gambar 8.13 Three pulse cycloconverter mensuplai beban tiga fasa



  Rezon Arif B L2F008082                                                           16
  Tugas Elektronika daya elektro Undip
Gambar 8.14 Bentuk gelombang output untuk satu fasa dari cycloconverter tigafasa beroperasi pada
           frekuensi 15 Hz dari sumber 50 Hz dengan faktor daya beban 0,6 lagging

     Untuk mendapatkan setengah siklus tegangan positif, sudut penyalaan/
pemicuan (firing angle) α di variasikan dar 90 osampai 0o dan kemudian sampai 90o,
dan untuk setengah siklus negatif, dari 90 o ke 180o dan kembali ke 900 . Variasi α
dengan batas 180 o otomatis memberikan ”komutasi alami” pada SCR. Terlihat
bahwa siklus lengkap dari tegangan berfrekuensi rendah dihasilkan dari segmen-
segmen tegangan input 3 fasa dengan menggunakan konverter fasa terkontrol (phase
controlled converters). SCR pada P-converter atau N-converter mendapat pulsa
pemicuan yang dijadwal sedemikian rupa sehingga tiap konverter akan menyalurkan
tegangan rata-rata output yang sama. Dengan demikian, dalam kasus cycloconverter
satu fasa atau dual converter, untuk mendapatkan tegangan output yaitu dengan
mempertahankan sudut penyalaan dari kedua grup converter dimana αP= (180- αN)
     Konfigurasi rangkaian Six-pulse cycloconverter ditunjukkan pada Gambar
8.15. Bentuk gelombang tegangan beban untuk 6 pulsa (six-pulse) dengan 36 buah
SCR ditunjukkan pada Gambar 8.16.
     Dimungkinkan menerapkan konverter 12 pulsa (12-pulse converter) dengan
menghubungkan secara seri 2 buah konfigurasi six-pulse dan trafo penghubung.
Terlihat bahwa dengan jumlah pulsa yang lebih banyak akan dihasilkan gelombang
yag lebih mendekati bentuk sinusoidal dan dengan frekuensi yang lebih tinggi.




           Gambar 8.15 Cycloconverter Tiga Fasa enam pulsa dengan beban terisolasi

Rezon Arif B L2F008082                                                                    17
Tugas Elektronika daya elektro Undip
8.1.6 AC/DC/AC CONVERTER
         AC/DC/AC converter adalah konverter layaknya sebuah pengatur kecepatan
  atau adjustable speed drive (ASD) seperti pada Gambar 6.1. Teknologi berdasar
  pada teknik penyearah AC/DC dan inverter DC/AC. Karena DC/AC inverter tidak
  memiliki batasan dalam frekuensi maka AC/DC/AC converter dapat mengubah
  sumber AC untuk beban AC dengan tegangan yang lebih rendah dan frekuensi yang
  bervariasi.




                       Gambar 6.1 Skema standar ASD


8.1.7 MATRIX CONVERTER
  Matrix converter seperti ditunjukkan pada Gambar 8.17 adalah pengembangan dari
  cycloconverter komutasi paksa (force-commutated cycloconverter) berdasarkan pada
  pensakalaran dua arah terkontrol penuh (bidirectional fully controlled switch)
  digabungkan dengan PWM voltage control.




  Rezon Arif B L2F008082                                                     18
  Tugas Elektronika daya elektro Undip
8.2      PEMODELAN TRADISIONAL AC/AC (AC/DC/AC) C ONVERTER

         Jika diteliti dengan seksama pada konverter AC/AC (AC/DC/AC) dalam proses
      inversi PWMnya, maka kita dapat melihat bahwa dalam setiap lebar pulsa (pulse-
      width) T = 1/ fΔ, ratio modulasi sebanding dengan sinyal kontrol (control signal ) vC

      (t). Jika rasio frekuensi mf cukup besar, maka nilai sinyal kontrol vC (t) pada
      periode sampling T dapat dianggap sebagai nilai konstan. Besar tegangan output
      sebanding/ proportional dengan masukan pada sinyal kontrol. Arus output
      merupakan bentuk gelombang yang naik dan menurun. Bentuk gelombang arus
      dapat dilihat seperti pada Gambar 8.3. Pada kondisi umum untuk rangkaian dengan
      beban R-L dengan konstanta waktu τ = L / R, biasanya lebar pulsa lebih besar
      daripada interval sample T. Oleh karena itu, arus output akan terus kontinu dan
      umumnya terakumulasi pada tiap interval. Perumusan dalam sistem per-unit dapat
      ditulis sebagai berikut :

                              iO-k = iO-(k-1) (1 ± e –t/T)

      dimana iO-k adalah k step arus output dan iO-(k-1) step output arus sebelumnya.
      Dengan sistem per-unit maka nilai penguatan transfer tegangan (voltage transfer
      gain) adalah satu (unity). Fungsi Transfer dalam domain waktu merupakan Fungsi
      Eksponensial, dan berada dalam bentuk domain –s.

                                          1
                              G(s) =
                                       1  sT

      Dalam sistem kontrol digital, semua inverter DC/AC PWM di anggap sebagai FOH

      (first order-hold) yang memiliki fungsi transfer dalam domain –z :


                                          z
                              G(z) =
                                       z 1/ e




      Rezon Arif B L2F008082                                                          19
      Tugas Elektronika daya elektro Undip
Ini berarti inverter DC/AC PWM adalah elemen orde pertama yang memiliki
   satu nilai nol zero pada z = 0 dan satu kutub pada z = 1 / e, yang terletak pada unit-
   cycle. Zero dan pole/kutub pada bidang z ditnjukkan pada Gambar 8.19. Oleh karena
   itu, penyearah/ rectifier merupakan critical stable elemen. Dalam aplikasai industri,
   kontrol close loop diperlukan untuk meningkatkan margin kestabilan.




                       Gambar 8.16 Zero dan pole pada FOH


8.3 SINGLE PHASE AC/AC CONVERTER ; K ONVERTER AC/AC SATU FASA
          Converter AC/AC satu fasa telah ditunjukkan pada Gambar 8.1 dengan
   beban R – L (resistif - indukti). Blok diagram kontrol open loop seperti ditunjukkan
   pada Gambar 8.17. Interval sampling yang diambil adalah T = 1/3 f, dimana f adalah
   frekuensi input. Jika f =50 Hz, T = 6.67 ms. Kontrol ini dapat diwujudkan
   menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan
   sebuah pulsa siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final
   pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.17.
          Blok diagram kontrol close loop ditunjukkan pada Gambar 8.18. Interval
   sampling T = 1/3 f. Diperlukan sebuah pengontrol arus dalam sistem kontrol loop
   tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa kontrol PI (Proporsional
   Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat diwujudkan menggunakan sebuah
   perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan sebuah pulsa siklus 6,67
   ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final pada output adalah arus
   IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.18.

   Rezon Arif B L2F008082                                                           20
   Tugas Elektronika daya elektro Undip
Gambar 8.17 Blok diagram Kontrol Open loop inverter PWM AC/AC




           Gambar 8.18 Blok diagram Kontrol Open loop inverter PWM AC/AC



8.4 THREE-PHASE AC/AC VOLTAGE CONTROLLER; Pengontrol Tegangan
     Tiga Fasa
       Converter AC/AC tiga fasa telah ditunjukkan pada Gambar 8.7. Bebannya
  adalah R – L (resistif induktif). Blok diagram kontrol open loop seperti ditunjukkan
  pada Gambar 8.17. Interval sampling yang diambil adalah T = 1/3 f, dimana f adalah
  frekuensi input. Jika f =50 Hz, T = 6.67 ms. Kontrol ini dapat diwujudkan
  menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan
  sebuah pulsa siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final
  pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.17
       Blok diagram kontrol close loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.18.
  Pengambilan Interval sampling T = 1/3 f. Sebuah pengontrol arus diperlukan dalam
  sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa kontrol PI
  (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat diwujudkan
  menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan
  sebuah pulsa siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final
  pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.18




  Rezon Arif B L2F008082                                                         21
  Tugas Elektronika daya elektro Undip
8.5 SISO CYCLOCONVERTERS (SINGLE-INPUT SINGLE-OUTPUT)
       SISO Cycloconverter ditunjukkan pada Gambar 8.8 dengan beban rangkaian R
  – L. Blok diagram kontrol open loop ditunjukkan pada Gambar 8.17. Pengambilan
  Interval Sampling adalah T = 1/ f, dimana f adalah input frekuensi. Jika f = 50 Hz,
  maka T = 20 ms.kontrol ini dapat dibuat menggunakan perangkat digital yang
  mampu memberikan pulsa dengan siklus 20 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R
  – L. Parameter output final yaitu Arus IO yang ditunjukkan Gambar 8.18.
       Blok diagram kontrol close loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.18.
  Pengambilan Interval sampling T = 1/ f. sebuah pengontrol arus diperlukan dalam
  sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa kontrol PI
  (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat diwujudkan
  menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan
  sebuah pulsa pemicuan dengan siklus 20 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L.
  Parameter final pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.18




8.6 TISO CYCLOCONVERTERS (THREE INPUT SINGLE-OUTPUT)
       TISO cycloconverter ditunjukkan pada Gambar 8.11 dengan bebab berupa R –
  L. Blok diagram kontrol open loop ditunjukkan pada Gambar 8.17. Pengambilan
  Interval Sampling adalah T = 1/ 3 f, dimana f adalah input frekuensi. Jika f = 50 Hz,
  maka T = 6,67 ms.kontrol ini dapat dibuat menggunakan perangkat digital yang
  mampu memberikan pulsa dengan siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban
  R – L. Parameter output final yaitu Arus IO yang ditunjukkan Gambar 8.18.
       Blok diagram kontrol close loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.18.
  Pengambilan Interval sampling T = 1/3 f. Biasanya diperlukan sebuah pengontrol
  arus dalam sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa
  kontrol PI (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat
  diwujudkan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu
  menghasilkan sebuah pulsa pemicuan dengan siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya
  yaitu beban R – L. Parameter final pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan
  pada gambar 8.18




  Rezon Arif B L2F008082                                                          22
  Tugas Elektronika daya elektro Undip
8.7 TITO CYCLOCONVERTERS (THREE INPUT THREE-OUTPUT)
       TITO cycloconverter ditunjukkan pada Gambar 8.11 dengan beban berupa R –
  L. Blok diagram kontrol open loop ditunjukkan pada Gambar 8.17. Pengambilan
  Interval Sampling adalah T = 1/ 3f, dimana f adalah input frekuensi. Jika f = 50 Hz,
  maka T = 6,67 ms. Kontrol ini dapat dibuat menggunakan perangkat digital yang
  mampu memberikan pulsa dengan siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban
  R – L. Parameter output final yaitu Arus IO yang ditunjukkan Gambar 8.18.
       Blok diagram kontrol close loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.18.
  Pengambilan Interval sampling T = 1/3 f. Biasanya diperlukan sebuah pengontrol
  arus dalam sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa
  kontrol PI (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat
  diimplementasikan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu
  menghasilkan sebuah pulsa pemicuan dengan siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya
  yaitu beban R – L. Parameter final pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan
  pada gambar 8.18.


8.8 AC/DC/AC PWM CONVERTER
       AC/DC/AC PWM converter adalah converter yang berbasis pada AC/DC
  rectifier (penyearah AC/DC) dan inverter DC/AC seperti ASD yang ditunjukkan
  pada Gambar 6.1 dengn beban berupa rangkaian R – L (resistif-induktif.). Blok
  diagram kontrol open loop ditunjukkan pada Gambar 8.17. Interval sampling adalah
  T = 1/ fΔ, dimana fΔ adalah frekuensi sinyal segitiga (ramp signal). Jika frekuensi f =
  400 Hz, T = 1/ f = 2,5 ms. Kontrol ini dapat dibuat menggunakan perangkat digital
  yang mampu memberikan pulsa dengan siklus 2,5 ms. Sebagai aktuatornya yaitu
  beban R – L. Parameter output final yaitu Arus IO yang ditunjukkan Gambar 8.18.
       Blok diagram kontrol close loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.18.
  Pengambilan Interval sampling T = 1/ fΔ. Biasanya diperlukan sebuah pengontrol
  arus dalam sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa
  kontrol PI (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat
  diimplementasikan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu
  menghasilkan sebuah pulsa pemicuan dengan siklus 2,5 ms. aktuatornya yaitu beban
  R – L. Parameter final output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.18


  Rezon Arif B L2F008082                                                           23
  Tugas Elektronika daya elektro Undip

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
mocoz
 
8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik
8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik
8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik
pprawira11
 
Pengaturan tegangan pada generator
Pengaturan tegangan pada generatorPengaturan tegangan pada generator
Pengaturan tegangan pada generator
Putri Berlian Abadi
 
RL - Daya Rangkaian Tiga Fasa
RL - Daya Rangkaian Tiga FasaRL - Daya Rangkaian Tiga Fasa
RL - Daya Rangkaian Tiga Fasa
Muhammad Dany
 
SCR, UJT, TRIAC, DIAC
SCR, UJT, TRIAC, DIACSCR, UJT, TRIAC, DIAC
SCR, UJT, TRIAC, DIAC
Ghins GO
 
RL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASARL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASA
Muhammad Dany
 
Laporan 2 penyearah gelombang penuh dengan beban tahanan murni
Laporan 2 penyearah gelombang penuh dengan beban tahanan murniLaporan 2 penyearah gelombang penuh dengan beban tahanan murni
Laporan 2 penyearah gelombang penuh dengan beban tahanan murni
ridwan35
 

La actualidad más candente (20)

7. instrumen volt meter dan ammeter
7. instrumen volt meter dan ammeter7. instrumen volt meter dan ammeter
7. instrumen volt meter dan ammeter
 
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
Mesin arus bolak_balik_(bahan_kuliah)
 
Filosofi proteksi
Filosofi proteksiFilosofi proteksi
Filosofi proteksi
 
8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik
8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik
8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik
 
Ppt transistor
Ppt transistorPpt transistor
Ppt transistor
 
Resonansi listrik (rlc)
Resonansi listrik (rlc)Resonansi listrik (rlc)
Resonansi listrik (rlc)
 
Bacaan 2. komponen alat kontrol motor listrik
Bacaan 2. komponen alat kontrol motor listrikBacaan 2. komponen alat kontrol motor listrik
Bacaan 2. komponen alat kontrol motor listrik
 
Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik
Gangguan Pada Sistem Tenaga ListrikGangguan Pada Sistem Tenaga Listrik
Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik
 
Pengaturan tegangan pada generator
Pengaturan tegangan pada generatorPengaturan tegangan pada generator
Pengaturan tegangan pada generator
 
Makalah hendi Karakteristik Generator Eksitasi Terpisah dan Sendiri Tipe Shunt
Makalah hendi Karakteristik Generator Eksitasi Terpisah dan Sendiri Tipe ShuntMakalah hendi Karakteristik Generator Eksitasi Terpisah dan Sendiri Tipe Shunt
Makalah hendi Karakteristik Generator Eksitasi Terpisah dan Sendiri Tipe Shunt
 
Sistem proteksi tenaga listrik
Sistem proteksi tenaga listrikSistem proteksi tenaga listrik
Sistem proteksi tenaga listrik
 
4 metoda analisis rangkaian elektronika
4 metoda analisis rangkaian elektronika4 metoda analisis rangkaian elektronika
4 metoda analisis rangkaian elektronika
 
RL - Daya Rangkaian Tiga Fasa
RL - Daya Rangkaian Tiga FasaRL - Daya Rangkaian Tiga Fasa
RL - Daya Rangkaian Tiga Fasa
 
Rangkaian dimmer
Rangkaian dimmerRangkaian dimmer
Rangkaian dimmer
 
SCR, UJT, TRIAC, DIAC
SCR, UJT, TRIAC, DIACSCR, UJT, TRIAC, DIAC
SCR, UJT, TRIAC, DIAC
 
Rangkaian penyearah
Rangkaian penyearahRangkaian penyearah
Rangkaian penyearah
 
RL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASARL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASA
 
Laporan 2 penyearah gelombang penuh dengan beban tahanan murni
Laporan 2 penyearah gelombang penuh dengan beban tahanan murniLaporan 2 penyearah gelombang penuh dengan beban tahanan murni
Laporan 2 penyearah gelombang penuh dengan beban tahanan murni
 
2 resonansi listrik
2 resonansi listrik2 resonansi listrik
2 resonansi listrik
 
PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK
PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK
PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK
 

Destacado

Bab 10 elektronika daya
Bab 10   elektronika dayaBab 10   elektronika daya
Bab 10 elektronika daya
Eko Supriyadi
 
MAKALAH SISTEM KONVERTER KODE DAN ADDER
MAKALAH SISTEM KONVERTER KODE DAN ADDER MAKALAH SISTEM KONVERTER KODE DAN ADDER
MAKALAH SISTEM KONVERTER KODE DAN ADDER
Dionisius Kristanto
 
Three Phase To Single Phase Cyclo Converter
Three Phase To Single Phase Cyclo ConverterThree Phase To Single Phase Cyclo Converter
Three Phase To Single Phase Cyclo Converter
Univ of Jember
 
Penyearah Satu Fasa Terkendali Penuh
Penyearah Satu Fasa Terkendali PenuhPenyearah Satu Fasa Terkendali Penuh
Penyearah Satu Fasa Terkendali Penuh
Univ of Jember
 
1 ph semi converter (r-l load)
1 ph semi converter (r-l load)1 ph semi converter (r-l load)
1 ph semi converter (r-l load)
avi1001
 
Power Electronics Chapter 7
Power Electronics  Chapter 7Power Electronics  Chapter 7
Power Electronics Chapter 7
guest8ae54cfb
 

Destacado (16)

Bab 10 elektronika daya
Bab 10   elektronika dayaBab 10   elektronika daya
Bab 10 elektronika daya
 
Dioda rectifier
Dioda rectifierDioda rectifier
Dioda rectifier
 
Modul 7-elektronika-daya11 unp
Modul 7-elektronika-daya11 unpModul 7-elektronika-daya11 unp
Modul 7-elektronika-daya11 unp
 
MAKALAH SISTEM KONVERTER KODE DAN ADDER
MAKALAH SISTEM KONVERTER KODE DAN ADDER MAKALAH SISTEM KONVERTER KODE DAN ADDER
MAKALAH SISTEM KONVERTER KODE DAN ADDER
 
Phase Controlled Rectifiers
Phase Controlled RectifiersPhase Controlled Rectifiers
Phase Controlled Rectifiers
 
Three Phase To Single Phase Cyclo Converter
Three Phase To Single Phase Cyclo ConverterThree Phase To Single Phase Cyclo Converter
Three Phase To Single Phase Cyclo Converter
 
Ppt modul 10
Ppt modul 10Ppt modul 10
Ppt modul 10
 
KOORDINASI ISOLASI
KOORDINASI ISOLASIKOORDINASI ISOLASI
KOORDINASI ISOLASI
 
Implementation and control of integral cycle controller for resistance spot w...
Implementation and control of integral cycle controller for resistance spot w...Implementation and control of integral cycle controller for resistance spot w...
Implementation and control of integral cycle controller for resistance spot w...
 
Pulse width modulation
Pulse width modulationPulse width modulation
Pulse width modulation
 
Rpp 2013 jfet mosfet
Rpp 2013 jfet mosfetRpp 2013 jfet mosfet
Rpp 2013 jfet mosfet
 
Penyearah Satu Fasa Terkendali Penuh
Penyearah Satu Fasa Terkendali PenuhPenyearah Satu Fasa Terkendali Penuh
Penyearah Satu Fasa Terkendali Penuh
 
Lightning arrester dan gejala petir
Lightning arrester dan gejala petirLightning arrester dan gejala petir
Lightning arrester dan gejala petir
 
1 ph semi converter (r-l load)
1 ph semi converter (r-l load)1 ph semi converter (r-l load)
1 ph semi converter (r-l load)
 
Power Electronics Chapter 7
Power Electronics  Chapter 7Power Electronics  Chapter 7
Power Electronics Chapter 7
 
MODUL 6 Regresi Linier Sederhana
MODUL 6 Regresi Linier SederhanaMODUL 6 Regresi Linier Sederhana
MODUL 6 Regresi Linier Sederhana
 

Similar a Converter Ac Ac_Rezon

Power Factor Improvement Harmonic Reduction Filter
Power Factor Improvement Harmonic Reduction FilterPower Factor Improvement Harmonic Reduction Filter
Power Factor Improvement Harmonic Reduction Filter
Univ of Jember
 
Phase Angle Control In Triac Based Single Phase AC Regulator
Phase Angle Control In Triac Based Single Phase AC RegulatorPhase Angle Control In Triac Based Single Phase AC Regulator
Phase Angle Control In Triac Based Single Phase AC Regulator
Univ of Jember
 
Inverter konduksi 120
Inverter konduksi 120Inverter konduksi 120
Inverter konduksi 120
Djodi Antono
 
Penyearah Satu Fasa Tidak terkontrol
Penyearah Satu Fasa Tidak terkontrolPenyearah Satu Fasa Tidak terkontrol
Penyearah Satu Fasa Tidak terkontrol
Univ of Jember
 
Materi+elektronika+daya+(komponen+elektronika+daya+2)
Materi+elektronika+daya+(komponen+elektronika+daya+2)Materi+elektronika+daya+(komponen+elektronika+daya+2)
Materi+elektronika+daya+(komponen+elektronika+daya+2)
RedhoNurRidho
 
Resume Three Phase Controlled Rectifiers (Rashid's Book : Chapter 12)
Resume Three Phase Controlled Rectifiers (Rashid's Book : Chapter 12)Resume Three Phase Controlled Rectifiers (Rashid's Book : Chapter 12)
Resume Three Phase Controlled Rectifiers (Rashid's Book : Chapter 12)
Fahmy Akbar Aparat
 

Similar a Converter Ac Ac_Rezon (20)

Bab 10 elda tiwi
Bab 10 elda tiwiBab 10 elda tiwi
Bab 10 elda tiwi
 
Catu daya
Catu dayaCatu daya
Catu daya
 
RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG (RECTIFIER)_FIX.ppt
RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG (RECTIFIER)_FIX.pptRANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG (RECTIFIER)_FIX.ppt
RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG (RECTIFIER)_FIX.ppt
 
Power Factor Improvement Harmonic Reduction Filter
Power Factor Improvement Harmonic Reduction FilterPower Factor Improvement Harmonic Reduction Filter
Power Factor Improvement Harmonic Reduction Filter
 
Ppt modul 9
Ppt modul 9Ppt modul 9
Ppt modul 9
 
14008 6-377466573892
14008 6-37746657389214008 6-377466573892
14008 6-377466573892
 
Phase Angle Control In Triac Based Single Phase AC Regulator
Phase Angle Control In Triac Based Single Phase AC RegulatorPhase Angle Control In Triac Based Single Phase AC Regulator
Phase Angle Control In Triac Based Single Phase AC Regulator
 
Ppt modul 13
Ppt modul 13Ppt modul 13
Ppt modul 13
 
Inverter konduksi 120
Inverter konduksi 120Inverter konduksi 120
Inverter konduksi 120
 
Penyearah Satu Fasa Tidak terkontrol
Penyearah Satu Fasa Tidak terkontrolPenyearah Satu Fasa Tidak terkontrol
Penyearah Satu Fasa Tidak terkontrol
 
Materi+elektronika+daya+(komponen+elektronika+daya+2)
Materi+elektronika+daya+(komponen+elektronika+daya+2)Materi+elektronika+daya+(komponen+elektronika+daya+2)
Materi+elektronika+daya+(komponen+elektronika+daya+2)
 
Komponen Komponen Elektronika Daya
Komponen Komponen Elektronika DayaKomponen Komponen Elektronika Daya
Komponen Komponen Elektronika Daya
 
Ppt modul 26
Ppt modul 26Ppt modul 26
Ppt modul 26
 
Resume Three Phase Controlled Rectifiers (Rashid's Book : Chapter 12)
Resume Three Phase Controlled Rectifiers (Rashid's Book : Chapter 12)Resume Three Phase Controlled Rectifiers (Rashid's Book : Chapter 12)
Resume Three Phase Controlled Rectifiers (Rashid's Book : Chapter 12)
 
Unit 6 penyearah gelombang
Unit 6 penyearah gelombangUnit 6 penyearah gelombang
Unit 6 penyearah gelombang
 
Job 2
Job 2Job 2
Job 2
 
Aplikasi thyristor (elektro seasons)
Aplikasi thyristor (elektro seasons)Aplikasi thyristor (elektro seasons)
Aplikasi thyristor (elektro seasons)
 
Litar bekalan kuasa
Litar bekalan kuasaLitar bekalan kuasa
Litar bekalan kuasa
 
ELEKTRONIKA DAYA GHEA.docx
ELEKTRONIKA DAYA GHEA.docxELEKTRONIKA DAYA GHEA.docx
ELEKTRONIKA DAYA GHEA.docx
 
Pertemuan 4
Pertemuan 4Pertemuan 4
Pertemuan 4
 

Más de rezon arif (7)

Pemanas Induksi dengan catu daya Inverter Half Bridge
Pemanas Induksi dengan catu daya Inverter Half BridgePemanas Induksi dengan catu daya Inverter Half Bridge
Pemanas Induksi dengan catu daya Inverter Half Bridge
 
aplikasi PLC omron CP1L
aplikasi PLC omron CP1Laplikasi PLC omron CP1L
aplikasi PLC omron CP1L
 
material isolasi kabel XLPE_elektro undip
material isolasi kabel XLPE_elektro undipmaterial isolasi kabel XLPE_elektro undip
material isolasi kabel XLPE_elektro undip
 
Lembar asistensi ml 2011
Lembar asistensi ml 2011Lembar asistensi ml 2011
Lembar asistensi ml 2011
 
PLTGU Combine cycle
PLTGU Combine cyclePLTGU Combine cycle
PLTGU Combine cycle
 
makalah trafo 3 fasa Elektro UnDip
makalah trafo 3 fasa Elektro UnDipmakalah trafo 3 fasa Elektro UnDip
makalah trafo 3 fasa Elektro UnDip
 
Cable present
Cable presentCable present
Cable present
 

Último

Membuat Komik Digital Berisi Kritik Sosial.docx
Membuat Komik Digital Berisi Kritik Sosial.docxMembuat Komik Digital Berisi Kritik Sosial.docx
Membuat Komik Digital Berisi Kritik Sosial.docx
NurindahSetyawati1
 
Modul 2 - Bagaimana membangun lingkungan belajar yang mendukung transisi PAUD...
Modul 2 - Bagaimana membangun lingkungan belajar yang mendukung transisi PAUD...Modul 2 - Bagaimana membangun lingkungan belajar yang mendukung transisi PAUD...
Modul 2 - Bagaimana membangun lingkungan belajar yang mendukung transisi PAUD...
pipinafindraputri1
 
PPT PERUBAHAN LINGKUNGAN MATA PELAJARAN BIOLOGI KELAS X.pptx
PPT PERUBAHAN LINGKUNGAN MATA PELAJARAN BIOLOGI KELAS X.pptxPPT PERUBAHAN LINGKUNGAN MATA PELAJARAN BIOLOGI KELAS X.pptx
PPT PERUBAHAN LINGKUNGAN MATA PELAJARAN BIOLOGI KELAS X.pptx
dpp11tya
 
HAK DAN KEWAJIBAN WARGA NEGARA ppkn i.ppt
HAK DAN KEWAJIBAN WARGA NEGARA ppkn i.pptHAK DAN KEWAJIBAN WARGA NEGARA ppkn i.ppt
HAK DAN KEWAJIBAN WARGA NEGARA ppkn i.ppt
nabilafarahdiba95
 
SEJARAH PERKEMBANGAN KEPERAWATAN JIWA dan Trend Issue.ppt
SEJARAH PERKEMBANGAN KEPERAWATAN JIWA dan Trend Issue.pptSEJARAH PERKEMBANGAN KEPERAWATAN JIWA dan Trend Issue.ppt
SEJARAH PERKEMBANGAN KEPERAWATAN JIWA dan Trend Issue.ppt
AlfandoWibowo2
 

Último (20)

Contoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdf
Contoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdfContoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdf
Contoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdf
 
Stoikiometri kelas 10 kurikulum Merdeka.ppt
Stoikiometri kelas 10 kurikulum Merdeka.pptStoikiometri kelas 10 kurikulum Merdeka.ppt
Stoikiometri kelas 10 kurikulum Merdeka.ppt
 
power point bahasa indonesia "Karya Ilmiah"
power point bahasa indonesia "Karya Ilmiah"power point bahasa indonesia "Karya Ilmiah"
power point bahasa indonesia "Karya Ilmiah"
 
Membuat Komik Digital Berisi Kritik Sosial.docx
Membuat Komik Digital Berisi Kritik Sosial.docxMembuat Komik Digital Berisi Kritik Sosial.docx
Membuat Komik Digital Berisi Kritik Sosial.docx
 
Kontribusi Islam Dalam Pengembangan Peradaban Dunia - KELOMPOK 1.pptx
Kontribusi Islam Dalam Pengembangan Peradaban Dunia - KELOMPOK 1.pptxKontribusi Islam Dalam Pengembangan Peradaban Dunia - KELOMPOK 1.pptx
Kontribusi Islam Dalam Pengembangan Peradaban Dunia - KELOMPOK 1.pptx
 
7.PPT TENTANG TUGAS Keseimbangan-AD-AS .pptx
7.PPT TENTANG TUGAS Keseimbangan-AD-AS .pptx7.PPT TENTANG TUGAS Keseimbangan-AD-AS .pptx
7.PPT TENTANG TUGAS Keseimbangan-AD-AS .pptx
 
Prakarsa Perubahan ATAP (Awal - Tantangan - Aksi - Perubahan)
Prakarsa Perubahan ATAP (Awal - Tantangan - Aksi - Perubahan)Prakarsa Perubahan ATAP (Awal - Tantangan - Aksi - Perubahan)
Prakarsa Perubahan ATAP (Awal - Tantangan - Aksi - Perubahan)
 
Sesi 1_PPT Ruang Kolaborasi Modul 1.3 _ ke 1_PGP Angkatan 10.pptx
Sesi 1_PPT Ruang Kolaborasi Modul 1.3 _ ke 1_PGP Angkatan 10.pptxSesi 1_PPT Ruang Kolaborasi Modul 1.3 _ ke 1_PGP Angkatan 10.pptx
Sesi 1_PPT Ruang Kolaborasi Modul 1.3 _ ke 1_PGP Angkatan 10.pptx
 
Modul Ajar Bahasa Inggris - HOME SWEET HOME (Chapter 3) - Fase D.pdf
Modul Ajar Bahasa Inggris - HOME SWEET HOME (Chapter 3) - Fase D.pdfModul Ajar Bahasa Inggris - HOME SWEET HOME (Chapter 3) - Fase D.pdf
Modul Ajar Bahasa Inggris - HOME SWEET HOME (Chapter 3) - Fase D.pdf
 
RENCANA & Link2 Materi Pelatihan_ "Teknik Perhitungan TKDN, BMP, Preferensi H...
RENCANA & Link2 Materi Pelatihan_ "Teknik Perhitungan TKDN, BMP, Preferensi H...RENCANA & Link2 Materi Pelatihan_ "Teknik Perhitungan TKDN, BMP, Preferensi H...
RENCANA & Link2 Materi Pelatihan_ "Teknik Perhitungan TKDN, BMP, Preferensi H...
 
Modul 2 - Bagaimana membangun lingkungan belajar yang mendukung transisi PAUD...
Modul 2 - Bagaimana membangun lingkungan belajar yang mendukung transisi PAUD...Modul 2 - Bagaimana membangun lingkungan belajar yang mendukung transisi PAUD...
Modul 2 - Bagaimana membangun lingkungan belajar yang mendukung transisi PAUD...
 
MODUL P5 KEWIRAUSAHAAN SMAN 2 SLAWI 2023.pptx
MODUL P5 KEWIRAUSAHAAN SMAN 2 SLAWI 2023.pptxMODUL P5 KEWIRAUSAHAAN SMAN 2 SLAWI 2023.pptx
MODUL P5 KEWIRAUSAHAAN SMAN 2 SLAWI 2023.pptx
 
PPT PERUBAHAN LINGKUNGAN MATA PELAJARAN BIOLOGI KELAS X.pptx
PPT PERUBAHAN LINGKUNGAN MATA PELAJARAN BIOLOGI KELAS X.pptxPPT PERUBAHAN LINGKUNGAN MATA PELAJARAN BIOLOGI KELAS X.pptx
PPT PERUBAHAN LINGKUNGAN MATA PELAJARAN BIOLOGI KELAS X.pptx
 
algoritma dan pemrograman komputer, tugas kelas 10
algoritma dan pemrograman komputer, tugas kelas 10algoritma dan pemrograman komputer, tugas kelas 10
algoritma dan pemrograman komputer, tugas kelas 10
 
Bab 4 Persatuan dan Kesatuan di Lingkup Wilayah Kabupaten dan Kota.pptx
Bab 4 Persatuan dan Kesatuan di Lingkup Wilayah Kabupaten dan Kota.pptxBab 4 Persatuan dan Kesatuan di Lingkup Wilayah Kabupaten dan Kota.pptx
Bab 4 Persatuan dan Kesatuan di Lingkup Wilayah Kabupaten dan Kota.pptx
 
PPT AKSI NYATA KOMUNITAS BELAJAR .ppt di SD
PPT AKSI NYATA KOMUNITAS BELAJAR .ppt di SDPPT AKSI NYATA KOMUNITAS BELAJAR .ppt di SD
PPT AKSI NYATA KOMUNITAS BELAJAR .ppt di SD
 
HAK DAN KEWAJIBAN WARGA NEGARA ppkn i.ppt
HAK DAN KEWAJIBAN WARGA NEGARA ppkn i.pptHAK DAN KEWAJIBAN WARGA NEGARA ppkn i.ppt
HAK DAN KEWAJIBAN WARGA NEGARA ppkn i.ppt
 
SEJARAH PERKEMBANGAN KEPERAWATAN JIWA dan Trend Issue.ppt
SEJARAH PERKEMBANGAN KEPERAWATAN JIWA dan Trend Issue.pptSEJARAH PERKEMBANGAN KEPERAWATAN JIWA dan Trend Issue.ppt
SEJARAH PERKEMBANGAN KEPERAWATAN JIWA dan Trend Issue.ppt
 
Refleksi Mandiri Modul 1.3 - KANVAS BAGJA.pptx.pptx
Refleksi Mandiri Modul 1.3 - KANVAS BAGJA.pptx.pptxRefleksi Mandiri Modul 1.3 - KANVAS BAGJA.pptx.pptx
Refleksi Mandiri Modul 1.3 - KANVAS BAGJA.pptx.pptx
 
Tim Yang Lolos Pendanaan Hibah Kepedulian pada Masyarakat UI 2024
Tim Yang Lolos Pendanaan Hibah Kepedulian pada Masyarakat  UI 2024Tim Yang Lolos Pendanaan Hibah Kepedulian pada Masyarakat  UI 2024
Tim Yang Lolos Pendanaan Hibah Kepedulian pada Masyarakat UI 2024
 

Converter Ac Ac_Rezon

  • 1. Tugas Elektronika Daya Converter AC- AC dengan kontrol Digital Chapter 8 Digital_Power_Electronics_and_Applications R1 K2.pdf Disusun oleh : Rezon Arif B L2F008082 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO 2011 Rezon Arif B L2F008082 1 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 2. BAB 8 8.1 Pendahuluan............................................................................................ 8.1.1 SINGLE-PHASE AC/AC VOLTAGE CONTROLLER .............................. 8.1.2 THREE P HASE AC/AC VOLTAGE CONTROLLER .............................. 8.1.3 SISO C YCLOCONVERTER ......................................................................... 8.1.4 TISO cycloconverter .................................................................... 8.1.5 TITO cycloconverter .................................................................... 8.1.6 AC/DC/AC CONVERTER ................................................................ 8.1.7 MATRIX C ONVERTER............................................................................... 8.2 PEMODELAN TRADISIONAL AC/AC (AC/DC/AC) CONVERTER ................. 8.3 SINGLE PHASE AC/AC CONVERTER ; KONVERTER AC/AC SATU FASA 8.4 THREE-PHASE AC/AC VOLTAGE CONTROLLER; Pengontrol Tegangan Tiga Fasa ................................................................................... 8.5 SISO CYCLOCONVERTERS (SINGLE-INPUT SINGLE-OUTPUT) ................ 8.6 TISO CYCLOCONVERTERS (THREE INPUT SINGLE-OUTPUT) ......... 8.7 TITO CYCLOCONVERTERS (THREE INPUT THREE-OUTPUT).......... 8.8 AC/DC/AC PWM CONVERTER ........................................................... Rezon Arif B L2F008082 2 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 3. CONVERTER AC / AC DENGAN KONTROL DIGITAL 8.1 PENDAHULUAN Semua jenis konverter AC/AC (AC /DC/ AC) termasuk dalam element first order-hold (FOH) pada sistem kontrol digital. Konverter AC/ AC dan/ atau AC/ DC/ AC merupakan perkembangan baru dalam teknologi power switching circuit (rangkaian pemicuan daya) yang diaplikasikan di industri dibandingkan dengan jenis rangkaian pemicuan daya yang lain. Meskipun chopper telah lama popular digunakan dalam rangkaian catu daya, tetapi converter AC/ DC/ AC baru digunakan sekitar tahun 1980 semenjak perkembangan manufaktur semiconductor yang menghasilkan beberapa peralatan Daya seperti Gate Turn Off (GTO), Triac, Bipolar Transistor ( BT), IGBT, MOSFET, dll. AC/ AC Converter digunakan untuk mengkonversi atau merubah suatu Daya AC ke dalam bentuk Daya listrik AC yang lain. Biasanya digunakan pada aplikasi berikut: 1. Single phase AC/ AC voltage controller (pengontrol tegangan AC/ AC satu fasa) 2. Three phase AC/ AC voltage controller (pengontrol tegangan AC/ AC 3 fasa) 3. Single-phase input single phase output (SISO) cycloconverter 4. Three-phase input single phase output (TISO) cycloconverter 5. Three-phase input three phase output (TITO) cycloconverter 6. AC/ DC/ AC pulse width modulation (PWM) converter 7. Matrix Converter Semua “voltage converter AC/AC” mengkonversi tegangan dari sebuah sumber AC dengan tegangan dan frekuensi yang tinggi ke nilai tegangan dan frekuensi yang lebih rendah dengan sudut fasa kecil. Semua “cycloconverter AC/AC” mengkonversi tegangan dari sebuah sumber AC dengan tegangan dan frekuensi yang tinggi ke nilai tegangan dan frekuensi yang lebih rendah dengan sudut fasa kecil. Semua “converter AC/DC/AC” mengkonversi tegangan dari sebuah sumber AC melalui DC link kemudian membaliknya (invert) dengan tegangan dan frekuensi yang tinggi ke nilai tegangan yang lebih rendah dan frekuensi yang variabel. Rezon Arif B L2F008082 3 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 4. 8.1.1 SINGLE-P HASE AC/AC VOLTAGE CONTROLLER Pengontrol tegangan AC-AC satu fasa memiliki 3 buah metode dalam pengontrolannya yaitu  phase angel control / pengontrol sudut fasa  on/ off control / kontrol dua kondisi on off  PWM AC chopper control. Ketiga metode pengontrolan diatas menghasilkan tegangan output dengan frekuensi output yang sama atau lebih rendah daripada pada tegangan dan frekuensi inputnya. Phase Angle Control / pengontrol sudut fasa Rangkaian Daya dari AC-AC voltage controller dengan phase angle control/ pengontrol fasa seperti terlihat pada gambar 8.1 (a), terdiri atas sepasang SCR yang terhubung secara Antiparalel (back-to-back /inverse paralel) sehingga memberikan pengontrolan simetris gelombang penuh dua arah (bidirectional full-wave symmetrical) dan SCR dapat diganti dengan sebuah Triac seperti pada gambar 8.1 (b) untuk low- power application (aplikasi dengan daya rendah). Alternative lain yaitu dengan dengan dua buah dioda dan dua SCR yang terhubung secara common cathode seperti gambar 8.1(c), dan pada gambar 8.1 (d) rangkaian dengan empat buah dioda dan sebuah SCR yang tujuannya untuk mengurangi biaya tetapi dengan akibat meningkatnya rugi-rugi konduksi /losses pada peralatan. Kombinasi dioda dan SCR, dikenal dengan thyrode controller seperti terlihat pada gambar 8.1 (e), memberikan pengontrolan tidak langsung asimetris setengah gelombang (undirectional half-wave asymmetrical control) dengan biaya yang lebih ekonomis tetapi menghasilkan komponen DC dan lebih banyak harmonisa sehingga jarang digunakan kecuali untuk beban yang daya panasnya lebih kecil. Dengan pengontrolan fasa, saklar (switch) mengalirkan arus beban selama periode yang ditentukan pada setiap siklus tegangan dan dengan on/off controller, switch akan menghubungkan beban untuk beberapa siklus tegangan dan memutuskan (disconected) pada siklus selanjutnya. (integral cycle control) atau dengan kata lain switch akan menyala dan mati beberapa kali secara bergantian pada beberapa siklus tegangan. Rezon Arif B L2F008082 4 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 5. Gambar 8.1 Single Phase AC/AC voltage Controller: (a) full-wave, two SCRs in inverse parallel; (b) full-wave with Triac; (c) full-wave with two SCRs and two diodes; (d) full-wave with four diodes and one SCR and (e) half wave with one diode antiparallel Untuk kontrol fasa simetris gelombang penuh (full-wave, symmetrical phase control), SCR T1 dan T2 pada gambar 8.1(a) dipicu pada saat α dan π + α, secara bergantian pada setiap setengah siklus tegangan. Saat salah satu SCR mengalirkan arus maka SCR yang lain akan menahan tegangan (reversed bias) sebesar tegangan yang dikonduksikan oleh SCR pertama. Prinsip kerjanya sama dengan penyearah setengah gelombang tekontrol (controlled half-wave rectifier) dan untuk analisa rangakiannya dapat menggunakan pendekatan yang sama dengan penyearah tersebut. . Rezon Arif B L2F008082 5 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 6. Gambar 8.2 Gelombang pengontrol tegangan satu fasa gelombang penuh dengan beban R Gambar 8.2 menunjukkan bentuk gelombang tegangan dan arus untuk single- phase bidirectional phase controlled AC voltage control (pengontrol tegangan AC satu fasa dua arah ) pada Gambar 8.1 dengan pembebanan resistif. Output tegangan dan arus berbentuk setengah gelombang yang simetris dan tidak terdapat komponen DC. Rezon Arif B L2F008082 6 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 7. Gambar 8.3 Bentuk gelombang pengontrol tegangan AC satu fasa dengan beban R-L Gambar 8.3 menunjukkan bentuk gelombang tegangan dan arus untuk rangkaian pengontrol tegangan pada Gambar 8.1 (a) dengan beban R-L . Dengan adanya induktansi, maka arus yang dialirkan SCR T1 tidak akan menuju nilai nol saat ωt = π ketika tegangan input menuju negatif dan terus berlanjut sampai ωt = β gambar gelombang seperti terlihat pada gambar. On/ Off Control ( Kontrol On/Off ) Sebagai alternative pengontrolan sudut fasa, metode integral cycle (siklus integral/ siklus utuh) atau burst-firing digunakan untuk beban yang besar. Disini, saklar akan dinyalakan selama tn dimana n adalah siklus utuh dan dimatikan selama tm dengan m adalah siklus utuh (integral cycle) seperti terlihat pada Gambar 8.4. SCR atau Triac yang digunakan sebagai switch akan dipicu saat zero crossing input voltage (tegangan nol) dan dimatikan saat zero current crossing current (arus nol). Rezon Arif B L2F008082 7 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 8. Gambar 8.4 Single-phase AC/AC voltage controllers with on/of controller : (a) typical load- voltage waveforms and (b) power factor with the duty cycle k Untuk tegangan input sinusoidal: v  2V s sin t dan tegangan output rms adalah : VO  V s k dimana k = n / (n +m) = duty cycle dan Vs = tegangan fasa rms. Faktor daya nya adalah : PF = k PWM AC Chopper Control Seperti pada kasus penyearah terkontrol, performansi pengontrol tegangan AC khususnya pada harmonisa, kualitas arus keluaran (output current) dan faktor daya masukan dapat ditingkatkan dengan menggunakan PWM Kontrol / PWM AC Chopper. Rangkaian untuk unit satu fasa seperti ditunjukkan pada Gambar 8.5 Gambar 8.5 Single Phase PWM as Chopper circuit Rezon Arif B L2F008082 8 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 9. Gambar 8.6 Bentuk Gelombang tegangan dan arus pada PWM AC Chopper satu fasa 8.1.2 THREE PHASE AC/AC VOLTAGE C ONTROLLER Pada umumnya, semua metode pengontrolan tegangan AC satu fasa (single- phase AC/AC voltage controller) dapat diaplikasikan untuk pengontrol tegangan AC/AC tiga fasa ( three-phase AC/AC voltage controllers). Phase Angle Control Beberapa kemungkinan dari konfigurasi rangkaian untuk pengontrol tegangan AC tiga-fasa dengan beban terhubung bintang atau delta seperti terlihat pada Gambar 8.7 (a)-(h). Konfigurasi pada Gambar 8.7 (a) dan (b) dapat dibuat dengan tiga buah tegangan AC satu fasa yang dioperasikan secara independen dan ini lebih mudah untuk dianalisa. Pada Gambar 8.7(a), SCR harus mampu mengalirkan arus saluran (line current IL ) dan menahan tegangan fasa-fasa (phase voltages, Vph), sedangkan pada Gambar 8.7 (b), SCR harus mampu mengalirkan arus fasa (phase current) dan mampu menahan tegangan saluran (line voltage, VL). Rangkaian pada gambar 8.7 (c) dan (d) adalah rangkaian tiga fasa tiga kawat dan lebih sulit untuk dianalisa. Di kedua rangkaian ini, setidaknya dua buah SCR (sebuah per phasa) harus dipicu secara bersamaan untuk mendapatkan arus saluran. Hal ini memerlukan dua pulsa pemicuan berjarak 600 pada tiap siklus untuk memicu SCR. Mode operasi ditentukan oleh jumlah SCR yang berkonduksi pada mode tersebut. Kontrol pemicuan berkisar antara 0 – 150 0 . Rezon Arif B L2F008082 9 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 10. Gambar 8.7 Konfigurasi rangkaian pengontrol tergangan AC tiga fasa Rezon Arif B L2F008082 10 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 11. Konfigurasi lain ditunjukkan pada Gambar 8.7 (e) dimana kontroler terhubung delta dan beban terletak diantara supply (masukan) dan konverter. Disini, arus dapat mengalir diantara dua saluran (line) bahkan hanya jika satu SCR saja yang berkonduksi, sehingga masing-masing SCR memerlukan satu pulsa picuan per siklusnya. Rating tegangan dan arus pada SCR hampir sama dengan tiga buah SCR yang ada pada Gambar 8.7 (b). Dimungkinkan untuk mengurangi jumlah SCR sehingga didapatkan hanya ada tiga buah SCR yang terhubung secara delta seperti terlihat pada Gambar 8.7 (f) yang menghubungkan sebuah terminal sumber langsung ke sebuah terminal beban. Tiap SCR dipicu dengan jarak 120 0 setiap siklusnya. On / Off Controller Sama halnya dengan pengontrol tegangan AC satu fasa, metode kontrol On /Off dapat diaplikasikan dalam pengontrolan tegangan AC/ AC tiga-fasa (three- phase AC/AC voltage controller). Masing-masing fasa memiliki siklus nc yang berkonduksi dan siklus interupsi. PWM AC/AC Control Seperti halnya pada kontrol satu fasa, metode PWM diaplikasikan pada kontrol AC tiga fasa. Masing-masing fasa bisa memiliki metode modulasi yang sama atau berbeda. 8.1.3 SISO CYCLOCONVERTER Pembahasan kali ini berbeda dengan pembahasan sebelumnya mengenai AC voltage controller yang beroperasi pada frekuensi yang tetap. Cycloconverter beroperasi sebagai pengubah frekuensi AC/AC langsung ( direct AC/AC frequency changer) dengan fitur aslinya sebagai pengontrol tegangan. Prinsip dasar dari converter ini adalah untuk membentuk / menghasilkan gelombang tegangan bolak- balik berfrekuensi rendah (Alternating voltage wave of lower frekuensi) dari sumber tegangan bolak balik dengan frekuensi yang lebih tinggi yang telah disusun dan dipatenkan pada tahun 1920an. Komponen Penyearah terkontrol Mercury-arc yang digunakan pada converter ini telah dipasang di Jerman pada tahun 1930an untuk 2 menghasilkan supply 1 fasa dengan frekuensi 16 Hz dari sumber 3 fasa 50 Hz 3 yang dipakai untuk mencatu Motor Traksi AC, ketika pada waktu yang sama, Rezon Arif B L2F008082 11 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 12. sebuah cycloconverter menggunakan 18 Thyratrons mensuplai motor sinkron 400 Hp yang beroperasi selama beberapa tahun untuk penggerak pada pembangkit listrik di USA. Meskipun begitu, rencana pengunaan secara praktis dan komersial cycloconverter ini sempat tertunda sampai ditemukannya SCR pada tahun 1960an. Gambar 8.8 Konfigurasi rangkaian AC/AC cycloconverter satu fasa : (a) rangkaian daya cycloconverter satu fasa tipe bridge (b) rangkaian ekuivalen cycloconverter. Dengan dikembangkannya SCR untuk daya besar dan dengan berbasis Microprosessor Control, maka cycloconverter saat ini menjadi converter yang siap digunakan dalam aplikasi large-power low-speed variable-voltage variable- frekuensi (VVVF) AC drive pada industri sement dan rolling mills industri baja sedangkan untuk aplikasi variable-speed constant-frequency (VSCF) dipakai untuk kapal laut dan kapal terbang. Cycloconverter merupakan konverter komutasi alami (naturally commuted) dengan kemampuan aliran daya dua arah (bidirectional power flow) dan tidak ada Rezon Arif B L2F008082 12 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 13. batasan yang nyata, tidak seperti SCR inverter yang membutuhkan elemen komutasi. Rugi akibat pensaklaran (switching losses) diangap rendah dan menghasilkan bentuk gelombang yang mendekati sinus sehingga meminimalkan pulsa-pulsa torsi (pulsating torque) dan panas akibat efek harmonisa. Cycloconverter ini mampu beroperasi bahkan dengan salah satu SCR meleleh (tidak seperti pada inverter ) dan keperluan akan turn-off time, current rise time dan sensitivitas dv/dt yang rendah. Keterbatasan utama cycloconverter komutasi alami (naturally commuted) adalah : i. range frekuensi yang terbatas untuk operasi yang effisien dan bebas subharmonic ii. faktor daya rendah, khususnya untuk tegangan output yang rendah. Gambar 8.9 Bentuk gelombang input dan output cycloconverter 50-16 2 Hz dengan beban Resistif 3 Rezon Arif B L2F008082 13 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 14. Gambar 8.10 Bentuk gelombang cycloconverter satu fasa (50-10 Hz) dengan beban R Meskipun jarang digunakan, operasi dari SISO cycloconverter bermanfaat untuk didemonstrasikan prinsip kerjanya. Gambar 8.8 (a) menunjukkan rangkaian daya dari cycloconverter satu fasa tipe bridge yang susunannya hampir sama dengan dual converter. Gambar 8.8 (b) menunjukkan gambar penyederhanan skema kontrolnya. Gambar 8.9 menunjukkan bentuk gelombang suplai satu fasa 50 Hz - 16 2 Hz. Tegangan output memiliki frekuensi sepertiga dari frekuensi inputnya. 3 Gambar 8.10 menunjukkan bentuk gelombang suplai satu fasa 50-10 Hz. Frekuensi tegangan output seperlima dari frekuensi tegangan inputnya. Rezon Arif B L2F008082 14 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 15. 8.1.4 TISO CYCLOCONVERTER Gambar 8.11 menunjukkan diagram skematik dari cycloconverter tiga fasa (three-pulse) setengah gelombang (three-phase half-wave) yang mencatu beban satu fasa. Prinsip kontrolnya sama dengan pengontrolan cylco satu fasa. Gambar 8.12 menunjukkan bentuk gelombang dari operasi cycloconverter tiga fasa dengan arus sirkulasi (circulating current). Gambar 8.11 cycloconverter tiga fasa setengah gelombang (three pulse) mensuplai beban satu fasa Gambar 8.12 Bentuk Gelombang cycloconverter tiga fasa dengan arus sirkulasi Rezon Arif B L2F008082 15 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 16. 8.1.5 TITO CYCLOCONVERTER Gambar 8.13 menunjukkan konfigurasi cycloconverter tiga fasa setengah gelombang mencatu beban tiga fasa. Proses dasar dari cycloconverter tiga fasa ini diilustrasikan pada Gambar 8.14 dengan frekuensi 15 Hz, faktor daya beban 0,6 lagging dari sumber 50 Hz. Sudut penyalaan (firing angle) α di siklus dari 0 pada titik ”a” sampai 1800 pada titik ”j”, dihasilkan setengah siklus tegangan ouput. Untuk beban ini dapat dilihat bahwa meskipun tegangan output pada posisi terbalik (reverse) di X, tapi arus outputnya tetap bernilai positif sampai di Y. Selama XY, SCR A, B, dan C pada P-converter dalam kondisi ”inverting”. Periode yang sama muncul pada akhir setengah siklus tegangan dimana SCR D, E, dan F pada N- converter juga dalam kondisi ”inverting”. Dengan demikian maka converter akan bersikap sebagai penyearah ”rectification” dan ”inversion” dengan durasi yang relatif tergantung pada faktor daya beban. Frekuensi output akibat osilasi sudut penyalaan tetap berada pada 900 (kondisi jika tegangan output rata rata Vo = Vdo cos a adalah 0 ). Gambar 8.13 Three pulse cycloconverter mensuplai beban tiga fasa Rezon Arif B L2F008082 16 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 17. Gambar 8.14 Bentuk gelombang output untuk satu fasa dari cycloconverter tigafasa beroperasi pada frekuensi 15 Hz dari sumber 50 Hz dengan faktor daya beban 0,6 lagging Untuk mendapatkan setengah siklus tegangan positif, sudut penyalaan/ pemicuan (firing angle) α di variasikan dar 90 osampai 0o dan kemudian sampai 90o, dan untuk setengah siklus negatif, dari 90 o ke 180o dan kembali ke 900 . Variasi α dengan batas 180 o otomatis memberikan ”komutasi alami” pada SCR. Terlihat bahwa siklus lengkap dari tegangan berfrekuensi rendah dihasilkan dari segmen- segmen tegangan input 3 fasa dengan menggunakan konverter fasa terkontrol (phase controlled converters). SCR pada P-converter atau N-converter mendapat pulsa pemicuan yang dijadwal sedemikian rupa sehingga tiap konverter akan menyalurkan tegangan rata-rata output yang sama. Dengan demikian, dalam kasus cycloconverter satu fasa atau dual converter, untuk mendapatkan tegangan output yaitu dengan mempertahankan sudut penyalaan dari kedua grup converter dimana αP= (180- αN) Konfigurasi rangkaian Six-pulse cycloconverter ditunjukkan pada Gambar 8.15. Bentuk gelombang tegangan beban untuk 6 pulsa (six-pulse) dengan 36 buah SCR ditunjukkan pada Gambar 8.16. Dimungkinkan menerapkan konverter 12 pulsa (12-pulse converter) dengan menghubungkan secara seri 2 buah konfigurasi six-pulse dan trafo penghubung. Terlihat bahwa dengan jumlah pulsa yang lebih banyak akan dihasilkan gelombang yag lebih mendekati bentuk sinusoidal dan dengan frekuensi yang lebih tinggi. Gambar 8.15 Cycloconverter Tiga Fasa enam pulsa dengan beban terisolasi Rezon Arif B L2F008082 17 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 18. 8.1.6 AC/DC/AC CONVERTER AC/DC/AC converter adalah konverter layaknya sebuah pengatur kecepatan atau adjustable speed drive (ASD) seperti pada Gambar 6.1. Teknologi berdasar pada teknik penyearah AC/DC dan inverter DC/AC. Karena DC/AC inverter tidak memiliki batasan dalam frekuensi maka AC/DC/AC converter dapat mengubah sumber AC untuk beban AC dengan tegangan yang lebih rendah dan frekuensi yang bervariasi. Gambar 6.1 Skema standar ASD 8.1.7 MATRIX CONVERTER Matrix converter seperti ditunjukkan pada Gambar 8.17 adalah pengembangan dari cycloconverter komutasi paksa (force-commutated cycloconverter) berdasarkan pada pensakalaran dua arah terkontrol penuh (bidirectional fully controlled switch) digabungkan dengan PWM voltage control. Rezon Arif B L2F008082 18 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 19. 8.2 PEMODELAN TRADISIONAL AC/AC (AC/DC/AC) C ONVERTER Jika diteliti dengan seksama pada konverter AC/AC (AC/DC/AC) dalam proses inversi PWMnya, maka kita dapat melihat bahwa dalam setiap lebar pulsa (pulse- width) T = 1/ fΔ, ratio modulasi sebanding dengan sinyal kontrol (control signal ) vC (t). Jika rasio frekuensi mf cukup besar, maka nilai sinyal kontrol vC (t) pada periode sampling T dapat dianggap sebagai nilai konstan. Besar tegangan output sebanding/ proportional dengan masukan pada sinyal kontrol. Arus output merupakan bentuk gelombang yang naik dan menurun. Bentuk gelombang arus dapat dilihat seperti pada Gambar 8.3. Pada kondisi umum untuk rangkaian dengan beban R-L dengan konstanta waktu τ = L / R, biasanya lebar pulsa lebih besar daripada interval sample T. Oleh karena itu, arus output akan terus kontinu dan umumnya terakumulasi pada tiap interval. Perumusan dalam sistem per-unit dapat ditulis sebagai berikut : iO-k = iO-(k-1) (1 ± e –t/T) dimana iO-k adalah k step arus output dan iO-(k-1) step output arus sebelumnya. Dengan sistem per-unit maka nilai penguatan transfer tegangan (voltage transfer gain) adalah satu (unity). Fungsi Transfer dalam domain waktu merupakan Fungsi Eksponensial, dan berada dalam bentuk domain –s. 1 G(s) = 1  sT Dalam sistem kontrol digital, semua inverter DC/AC PWM di anggap sebagai FOH (first order-hold) yang memiliki fungsi transfer dalam domain –z : z G(z) = z 1/ e Rezon Arif B L2F008082 19 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 20. Ini berarti inverter DC/AC PWM adalah elemen orde pertama yang memiliki satu nilai nol zero pada z = 0 dan satu kutub pada z = 1 / e, yang terletak pada unit- cycle. Zero dan pole/kutub pada bidang z ditnjukkan pada Gambar 8.19. Oleh karena itu, penyearah/ rectifier merupakan critical stable elemen. Dalam aplikasai industri, kontrol close loop diperlukan untuk meningkatkan margin kestabilan. Gambar 8.16 Zero dan pole pada FOH 8.3 SINGLE PHASE AC/AC CONVERTER ; K ONVERTER AC/AC SATU FASA Converter AC/AC satu fasa telah ditunjukkan pada Gambar 8.1 dengan beban R – L (resistif - indukti). Blok diagram kontrol open loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.17. Interval sampling yang diambil adalah T = 1/3 f, dimana f adalah frekuensi input. Jika f =50 Hz, T = 6.67 ms. Kontrol ini dapat diwujudkan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan sebuah pulsa siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.17. Blok diagram kontrol close loop ditunjukkan pada Gambar 8.18. Interval sampling T = 1/3 f. Diperlukan sebuah pengontrol arus dalam sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa kontrol PI (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat diwujudkan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan sebuah pulsa siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.18. Rezon Arif B L2F008082 20 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 21. Gambar 8.17 Blok diagram Kontrol Open loop inverter PWM AC/AC Gambar 8.18 Blok diagram Kontrol Open loop inverter PWM AC/AC 8.4 THREE-PHASE AC/AC VOLTAGE CONTROLLER; Pengontrol Tegangan Tiga Fasa Converter AC/AC tiga fasa telah ditunjukkan pada Gambar 8.7. Bebannya adalah R – L (resistif induktif). Blok diagram kontrol open loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.17. Interval sampling yang diambil adalah T = 1/3 f, dimana f adalah frekuensi input. Jika f =50 Hz, T = 6.67 ms. Kontrol ini dapat diwujudkan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan sebuah pulsa siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.17 Blok diagram kontrol close loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.18. Pengambilan Interval sampling T = 1/3 f. Sebuah pengontrol arus diperlukan dalam sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa kontrol PI (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat diwujudkan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan sebuah pulsa siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.18 Rezon Arif B L2F008082 21 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 22. 8.5 SISO CYCLOCONVERTERS (SINGLE-INPUT SINGLE-OUTPUT) SISO Cycloconverter ditunjukkan pada Gambar 8.8 dengan beban rangkaian R – L. Blok diagram kontrol open loop ditunjukkan pada Gambar 8.17. Pengambilan Interval Sampling adalah T = 1/ f, dimana f adalah input frekuensi. Jika f = 50 Hz, maka T = 20 ms.kontrol ini dapat dibuat menggunakan perangkat digital yang mampu memberikan pulsa dengan siklus 20 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter output final yaitu Arus IO yang ditunjukkan Gambar 8.18. Blok diagram kontrol close loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.18. Pengambilan Interval sampling T = 1/ f. sebuah pengontrol arus diperlukan dalam sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa kontrol PI (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat diwujudkan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan sebuah pulsa pemicuan dengan siklus 20 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.18 8.6 TISO CYCLOCONVERTERS (THREE INPUT SINGLE-OUTPUT) TISO cycloconverter ditunjukkan pada Gambar 8.11 dengan bebab berupa R – L. Blok diagram kontrol open loop ditunjukkan pada Gambar 8.17. Pengambilan Interval Sampling adalah T = 1/ 3 f, dimana f adalah input frekuensi. Jika f = 50 Hz, maka T = 6,67 ms.kontrol ini dapat dibuat menggunakan perangkat digital yang mampu memberikan pulsa dengan siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter output final yaitu Arus IO yang ditunjukkan Gambar 8.18. Blok diagram kontrol close loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.18. Pengambilan Interval sampling T = 1/3 f. Biasanya diperlukan sebuah pengontrol arus dalam sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa kontrol PI (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat diwujudkan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan sebuah pulsa pemicuan dengan siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.18 Rezon Arif B L2F008082 22 Tugas Elektronika daya elektro Undip
  • 23. 8.7 TITO CYCLOCONVERTERS (THREE INPUT THREE-OUTPUT) TITO cycloconverter ditunjukkan pada Gambar 8.11 dengan beban berupa R – L. Blok diagram kontrol open loop ditunjukkan pada Gambar 8.17. Pengambilan Interval Sampling adalah T = 1/ 3f, dimana f adalah input frekuensi. Jika f = 50 Hz, maka T = 6,67 ms. Kontrol ini dapat dibuat menggunakan perangkat digital yang mampu memberikan pulsa dengan siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter output final yaitu Arus IO yang ditunjukkan Gambar 8.18. Blok diagram kontrol close loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.18. Pengambilan Interval sampling T = 1/3 f. Biasanya diperlukan sebuah pengontrol arus dalam sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa kontrol PI (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat diimplementasikan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan sebuah pulsa pemicuan dengan siklus 6,67 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final pada output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.18. 8.8 AC/DC/AC PWM CONVERTER AC/DC/AC PWM converter adalah converter yang berbasis pada AC/DC rectifier (penyearah AC/DC) dan inverter DC/AC seperti ASD yang ditunjukkan pada Gambar 6.1 dengn beban berupa rangkaian R – L (resistif-induktif.). Blok diagram kontrol open loop ditunjukkan pada Gambar 8.17. Interval sampling adalah T = 1/ fΔ, dimana fΔ adalah frekuensi sinyal segitiga (ramp signal). Jika frekuensi f = 400 Hz, T = 1/ f = 2,5 ms. Kontrol ini dapat dibuat menggunakan perangkat digital yang mampu memberikan pulsa dengan siklus 2,5 ms. Sebagai aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter output final yaitu Arus IO yang ditunjukkan Gambar 8.18. Blok diagram kontrol close loop seperti ditunjukkan pada Gambar 8.18. Pengambilan Interval sampling T = 1/ fΔ. Biasanya diperlukan sebuah pengontrol arus dalam sistem kontrol loop tertutup atau close loop. Pengontrol ini dapat berupa kontrol PI (Proporsional Integral) dalam bentuk digital. Kontrol ini dapat diimplementasikan menggunakan sebuah perangkat komputasi digital yang mampu menghasilkan sebuah pulsa pemicuan dengan siklus 2,5 ms. aktuatornya yaitu beban R – L. Parameter final output adalah arus IO seperti ditunjukkan pada gambar 8.18 Rezon Arif B L2F008082 23 Tugas Elektronika daya elektro Undip