Contoh pengerjaan percobaan penyearah setengah gelombang tiga fase
Pembaruan:18–12–2020
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.
A. ACUAN IDEAL
Acuan dasar teori unjuk kerja penyearah setengah gelombang tiga fase dapat diperoleh dari berbagai buku, termasuk textbook. Tetapi untuk alasan hak cipta di ruang publik, saya akan mempergunakan/menampilkan sumber dari website yang bersifat publik dengan isi yang sama.
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 setengah gelombang tiga fase adalah sebagai berikut.
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 3 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.
Beberapa buku modul praktikum, seperti yang diterbitkan oleh Elettronica Venetta 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.
Sering kali terjadi terdapat perbedaan penyebutan/penulisan notasi antara satu sumber dengan sumber lain. Padahal sering kali yang dimaksud adalah hal yang sama. Untuk itu perlu belajar untuk mau membaca keterangan yang terdapat di dalam sumber acuan.
Kadang-kadang pula persamaan ditulis dalam format yang berbeda, dengan parameter yang dipakai berbeda antara satu sumber dengan sumber lain. Kalau dilihat sekilas, maka persamaan yang diperlukan sering tidak ada, padahal sebenarnya masih bisa dicari dengan persamaan yang tersedia.
Berikut di Gambar 4 ini adalah salah satu contohnya. Nilai rasio pendekatan yang didapat dari persamaan ini dapat langsung diperiksa dengan melakukan simulasi di LTspice.
Operasi aritmetika sederhana semacam ini bisa dilakukan untuk memeriksa persamaan-persamaan lain di dalam tabel di Gambar 3.
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).
Dari percobaan simulasi seperti di Gambar 5 dan Gambar 6, bisa dilihat korelasi dan (lebih khusus lagi) kausalitas. Bagaimana hubungan antara tegangan dan arus di beberapa node rangkaian? Bagaimana hubungan antara tegangan dan arus dengan operasi di (masing-masing) diode?
Anda juga bisa melakukan simulasi error/trouble/fail dengan lebih aman. Bagaimana jika ada diode yang short? Bagaimana jika ada diode yang open? Bagaimana ciri adanya kegagalan diode pada tegangan/arus di beban? Cobalah sendiri, lakukan simulasi dengan LTspice.
C. SISTEM PERANGKAT KERAS
Gambar-gambar berikut merupakan screenshot dari tabel-tabel yang berisi sebagian parameter operasi sebuah penyearah setengah gelombang tiga fase.
Indikator dalam tabel di screenshot di Gambar 12 menunjukkan sebagian ciri dari sebuah penyearah setengah gelombang tiga fase. Dapat dipakai sebagai perbandingan dengan unjuk kerja penyearah tipe/topologi lain.
D. VIDEO DOKUMENTASI
Berikut ini adalah video yang saya buat untuk sebagai panduan kiat bagaimana agar sukses melakukan kegiatan praktik. Khususnya untuk praktik topologi ini. Isi video ini selain slideshow, simulasi rangkaian di ‘hape’ (cell phone) adalah juga cuplikan video operasional penggunaan alat di lab.
[Rujukan]
- S. K. Mandal, Power Electronics, 1st Ed. McGraw Hill Education (India), 2014.
- M. H. Rashid, Ed., Power Electronics Handbook, Fourth Edition, 4 edition. Butterworth-Heinemann, 2017.
- D. Fewson, Introduction to Power Electronics. Arnold, 1998.
