Converter Ac Ac_Rezon

6,292 views

Published on

tugas mata kuliah elka daya. pembahasan mengenai macam macam konverter AC AC.

Published in: Education, Business
0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
6,292
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
459
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Converter Ac Ac_Rezon

  1. 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 2011Rezon Arif B L2F008082 1Tugas Elektronika daya elektro Undip
  2. 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 2Tugas Elektronika daya elektro Undip
  3. 3. CONVERTER AC / AC DENGAN KONTROL DIGITAL8.1 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. 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. 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 phasecontrol), SCR T1 dan T2 pada gambar 8.1(a) dipicu pada saat α dan π + α, secarabergantian pada setiap setengah siklus tegangan. Saat salah satu SCR mengalirkanarus maka SCR yang lain akan menahan tegangan (reversed bias) sebesar teganganyang dikonduksikan oleh SCR pertama. Prinsip kerjanya sama dengan penyearahsetengah gelombang tekontrol (controlled half-wave rectifier) dan untuk analisarangakiannya dapat menggunakan pendekatan yang sama dengan penyearahtersebut..Rezon Arif B L2F008082 5Tugas Elektronika daya elektro Undip
  6. 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 ACsatu fasa dua arah ) pada Gambar 8.1 dengan pembebanan resistif. Output tegangandan arus berbentuk setengah gelombang yang simetris dan tidak terdapat komponenDC.Rezon Arif B L2F008082 6Tugas Elektronika daya elektro Undip
  7. 7. Gambar 8.3 Bentuk gelombang pengontrol tegangan AC satu fasa dengan beban R-L Gambar 8.3 menunjukkan bentuk gelombang tegangan dan arus untukrangkaian pengontrol tegangan pada Gambar 8.1 (a) dengan beban R-L . Denganadanya induktansi, maka arus yang dialirkan SCR T1 tidak akan menuju nilai nolsaat ωt = π ketika tegangan input menuju negatif dan terus berlanjut sampai ωt = βgambar gelombang seperti terlihat pada gambar.On/ Off Control ( Kontrol On/Off ) Sebagai alternative pengontrolan sudut fasa, metode integral cycle (siklusintegral/ siklus utuh) atau burst-firing digunakan untuk beban yang besar. Disini,saklar akan dinyalakan selama tn dimana n adalah siklus utuh dan dimatikan selamatm 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 inputvoltage (tegangan nol) dan dimatikan saat zero current crossing current (arus nol).Rezon Arif B L2F008082 7Tugas Elektronika daya elektro Undip
  8. 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 kUntuk tegangan input sinusoidal: v  2V s sin tdan tegangan output rms adalah : VO  V s kdimana k = n / (n +m) = duty cycle dan Vs = tegangan fasa rms.Faktor daya nya adalah : PF = kPWM AC Chopper ControlSeperti pada kasus penyearah terkontrol, performansi pengontrol tegangan ACkhususnya pada harmonisa, kualitas arus keluaran (output current) dan faktor dayamasukan dapat ditingkatkan dengan menggunakan PWM Kontrol / PWM ACChopper. Rangkaian untuk unit satu fasa seperti ditunjukkan pada Gambar 8.5 Gambar 8.5 Single Phase PWM as Chopper circuitRezon Arif B L2F008082 8Tugas Elektronika daya elektro Undip
  9. 9. Gambar 8.6 Bentuk Gelombang tegangan dan arus pada PWM AC Chopper satu fasa8.1.2 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. 10. Gambar 8.7 Konfigurasi rangkaian pengontrol tergangan AC tiga fasaRezon Arif B L2F008082 10Tugas Elektronika daya elektro Undip
  11. 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. 12. sebuah cycloconverter menggunakan 18 Thyratrons mensuplai motor sinkron 400Hp yang beroperasi selama beberapa tahun untuk penggerak pada pembangkit listrikdi USA. Meskipun begitu, rencana pengunaan secara praktis dan komersialcycloconverter 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 berbasisMicroprosessor Control, maka cycloconverter saat ini menjadi converter yang siapdigunakan dalam aplikasi large-power low-speed variable-voltage variable-frekuensi (VVVF) AC drive pada industri sement dan rolling mills industri bajasedangkan untuk aplikasi variable-speed constant-frequency (VSCF) dipakai untukkapal laut dan kapal terbang. Cycloconverter merupakan konverter komutasi alami (naturally commuted)dengan kemampuan aliran daya dua arah (bidirectional power flow) dan tidak adaRezon Arif B L2F008082 12Tugas Elektronika daya elektro Undip
  13. 13. batasan yang nyata, tidak seperti SCR inverter yang membutuhkan elemen komutasi.Rugi akibat pensaklaran (switching losses) diangap rendah dan menghasilkan bentukgelombang yang mendekati sinus sehingga meminimalkan pulsa-pulsa torsi(pulsating torque) dan panas akibat efek harmonisa. Cycloconverter ini mampuberoperasi bahkan dengan salah satu SCR meleleh (tidak seperti pada inverter ) dankeperluan 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 3Rezon Arif B L2F008082 13Tugas Elektronika daya elektro Undip
  14. 14. Gambar 8.10 Bentuk gelombang cycloconverter satu fasa (50-10 Hz) dengan beban R Meskipun jarang digunakan, operasi dari SISO cycloconverter bermanfaatuntuk didemonstrasikan prinsip kerjanya. Gambar 8.8 (a) menunjukkan rangkaiandaya dari cycloconverter satu fasa tipe bridge yang susunannya hampir sama dengandual converter. Gambar 8.8 (b) menunjukkan gambar penyederhanan skemakontrolnya. Gambar 8.9 menunjukkan bentuk gelombang suplai satu fasa 50 Hz -16 2 Hz. Tegangan output memiliki frekuensi sepertiga dari frekuensi inputnya. 3Gambar 8.10 menunjukkan bentuk gelombang suplai satu fasa 50-10 Hz. Frekuensitegangan output seperlima dari frekuensi tegangan inputnya.Rezon Arif B L2F008082 14Tugas Elektronika daya elektro Undip
  15. 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. 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. 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 αdengan batas 180 o otomatis memberikan ”komutasi alami” pada SCR. Terlihatbahwa siklus lengkap dari tegangan berfrekuensi rendah dihasilkan dari segmen-segmen tegangan input 3 fasa dengan menggunakan konverter fasa terkontrol (phasecontrolled converters). SCR pada P-converter atau N-converter mendapat pulsapemicuan yang dijadwal sedemikian rupa sehingga tiap konverter akan menyalurkantegangan rata-rata output yang sama. Dengan demikian, dalam kasus cycloconvertersatu fasa atau dual converter, untuk mendapatkan tegangan output yaitu denganmempertahankan sudut penyalaan dari kedua grup converter dimana αP= (180- αN) Konfigurasi rangkaian Six-pulse cycloconverter ditunjukkan pada Gambar8.15. Bentuk gelombang tegangan beban untuk 6 pulsa (six-pulse) dengan 36 buahSCR ditunjukkan pada Gambar 8.16. Dimungkinkan menerapkan konverter 12 pulsa (12-pulse converter) denganmenghubungkan secara seri 2 buah konfigurasi six-pulse dan trafo penghubung.Terlihat bahwa dengan jumlah pulsa yang lebih banyak akan dihasilkan gelombangyag lebih mendekati bentuk sinusoidal dan dengan frekuensi yang lebih tinggi. Gambar 8.15 Cycloconverter Tiga Fasa enam pulsa dengan beban terisolasiRezon Arif B L2F008082 17Tugas Elektronika daya elektro Undip
  18. 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 ASD8.1.7 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. 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. 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 FOH8.3 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. 21. Gambar 8.17 Blok diagram Kontrol Open loop inverter PWM AC/AC Gambar 8.18 Blok diagram Kontrol Open loop inverter PWM AC/AC8.4 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. 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 8.188.6 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. 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

×