Contoh pengerjaan percobaan penyearah jembatan gelombang penuh tiga fase dengan diode

Ini adalah contoh pengerjaan simulasi dan percobaan dengan hardware. Artikel ini sebagai contoh pelaksanaan praktikum. Tidak semua performance parameters dari sebuah penyearah ditampilkan di artikel ini. Silakan melihat rujukan atau sumber-sumber lain yang sesuai.

Lihat kembali artikel ini, link.

Tabel di screenshot Gambar 1 adalah parameter ideal dari sebuah penyearah (AC ke DC). Tentu saja nilai-nilai ideal itu tidak dapat dicapai. Masing-masing penyearah dikembangkan antara lain terutama untuk mencapai nilai yang mendekati nilai dalam tabel tersebut.

Adapun rangkaian dan parameter operasi penyearah gelombang penuh tipe jembatan untuk sistem tiga fase adalah sebagai berikut.

Gambar 2. Rangkaian dasar topologi penyearah gelombang penuh tidak terkendali tipe jembatan untuk sistem tiga fase.

Gambar 3. Penempatan alat ukur.

Tanyakan kepada dosen instruktur anda mengenai parameter apa saja yang perlu diukur untuk mendapatkan indikator operasi rangkaian. Periksalah, apakah ada perubahan. Misalnya seperti di Gambar 3, yang merupakan modifikasi minor dari buku panduan yang disusun oleh Elettronica Venetta. Untuk praktik yang dilaksanakan di Lab. Elda, ada dua bagian pengukuran. Satu di sisi masukan (salah satu fase), satu di keluaran (beban). Mengukur tegangan dan arus di masing-masing titik, baik AC maupun DC.

Arus masukan diukur dari salah satu fase ke sistem penyearah. Tegangan diukur dari fase yang sama ke fase lain di sumber. Ambil data pengukuran AC dan DC. Di Gambar 3 di atas, pengukuran tegangan masukan antar fase (line voltage) tidak terlihat. Misalnya tegangan masukan diukur dari node 2U2 ke node 2V2.

Arus dan tegangan yang diukur di sisi beban resistor adalah dalam mode AC dan mode pengukuran DC. Sehingga ada empat data yang akan diperoleh.

Adapun screenshot dari oscilloscope setidaknya diambil 2 kali. Pertama untuk semua tegangan tiga fase masukan. Kedua, hanya untuk tegangan di beban resistor. Bisa ditambahkan untuk data “display all”, baik hanya untuk beban maupun dengan masukan di fase di kanal satu atau kanal dua.

Gambar 4. Rangkaian simulasi penyarah tipe jembatan sistem tiga fase.

Terdapat beberapa versi keterangan mengenai indikator unjuk kerja masing-masing penyearah di beberapa sumber rujukan. Cara paling baik adalah dengan membaca keterangan mengenai indikator yang dimaksud berikut notasi yang dipakai. Sebagai contoh adalah tabel berikut ini.

Gambar 5. Tabel parameter unjuk kerja beberapa penyearah multi fase.

Gambar 5 dapat diperoleh di https://cds.cern.ch/record/987551/files/p133.pdf . Tabel dalam gambar ini dapat diperbandingkan dengan sumber-sumber rujukan lain. Misalnya dibandingkan dengan tabel pada handbook oleh Muhammad Rashid. Perlu diingat juga bahwa nilai-nilai di tabel di atas adalah nilai maksimum. Dalam praktik, kemungkinan nilai yang didapat tidak persis sama dengan nilai tersebut.

Gambar 6. Kutipan.

Beberapa buku modul praktikum, seperti yang diterbitkan oleh Elettronica Venetta (lihat Gambar 6) telah mencantumkan versi singkat persamaan yang dapat dipakai untuk melakukan perhitungan parameter operasi penyearah. Keterangan lebih lengkap mengenai persamaan-persamaan seperti ini bisa didapatkan di sejumlah buku (cetak maupun elektronik). Misalnya bisa dicari dengan bantuan Google Books.


B. LTSPICE

Percobaan dengan simulasi di LTspice dilakukan dengan dua tujuan. Pertama, dapat memperkirakan hasil yang akan diperoleh pada percobaan dengan sistem perangkat keras (hardware). Simulasi ini melengkapi pemahaman yang diperoleh dari mempelajari teori operasi komponen dan rangkaian. Kedua, untuk verifikasi hasil percobaan secara offline di ruang laboratorium (dengan sistem perangkat keras).

Gambar 7. Hubungan tegangan keluaran terhadap masukan dan node acuan.

Gambar 8. Hubungan tegangan keluaran dengan nilai tegangan masukan di tiap fase.

Gambar 9. Pengubahan setting waktu simulasi memberikan hasil yang sama.

Gambar 10. Tegangan per fase dengan node acuan gnd dan hubungannya dengan keluaran.