Laporan TPG Minggu 1

download Laporan TPG Minggu 1

If you can't read please download the document

description

Laporan Kuliah

Transcript of Laporan TPG Minggu 1

  • LAPORAN PRAKTIKUM

    Teknik Penggerak 1

    Disusun oleh

    Rafi Andanawari

    211 341 021

    3 AEA

    TEKNIK OTOMASI MANUFAKTUR DAN MEKATRONIKA

    POLITEKNIK MANUFATUR NEGERI BANDUNG

  • Single-Phase Diode-Bridge Rectifiers

    1. Comment on the input current waveform as a function of the ac-side inductance.

    Analisa :

    Gelombang arus akan semakin landai mendekati sinus ketika nilai dari Induktor

    diperbesar. Sebaliknya saat nilai induktor sangat kecil lebar arus akan semakin sempit

    tetapi dengan luas daerah yang sama sehingga amplitudo gelombang akan

    mengkompensasi nilai lebarnya yaitu dengan menghasilkan amplitudo yang sangat

    tinggi (Bentuk gelombang semakin tidak sinus/ terdistorsi). Secara matematis analisa

    ini sesuai dengan persamaan berikut

    VL =

    Menurut persamaan ini maka nilai Induktor berbanding

    terbalik dengan nilai (perubahan arus). Semakin besar nilai L

    maka perubahan arus akan semakin lambat sehingga

    gelombang arus akan semakin landai mendekati gelombang

    sinus.

  • Amplitude gelombang positif untuk periode yang selanjutnya semakin kecil dari

    gelombang sebelumnya, sedangkan untuk amplitudo gelombang negatif mempunyai

    gelombang yang semakin besar dari gelombang sebelumnya.

    Semakin besar nilai Induktor, bentuk ripple gelombang tegangan di Kapasitor

    semakin landai mendekati nilai tegangan DC.

    2. Obtain the %THD in the input current for the three values of the input

    inductance.

    Dengan fungsi analisa Fourier yang terdapat pada software maka nilai %THD untuk

    masing-masing nilai induktor diperoleh sebagai berikut :

    Nilai THD untuk Ls = 1mH

    %THD = 85.179 %

    Nilai THD untuk Ls = 2mH

    %THD = 70.026 %

    Nilai THD untuk Ls = 3mH

    %THD = 61.551 %

  • 3. Comment on the output voltage waveform as a function of the ac-side inductance.

    Measure the average and the peak-to-peak ripple in the output voltage for the

    three values of the input-side inductance.

    Bentuk ripple pada gelombang output menjadi semakin landai sebanding dengan besar

    perubahan nilai induktor. Semakin besar nilai induktor, bentuk ripple menjadi semakin

    landai dan halus mendekati nilai DC. Ketika nilai induktor besar maka impedansi yang

    dihasilkan semakin besar sehingga saat impedansi besar maka drop tegangan di sisi

    output juga akan cukup besar sehingga ripple di output akan semakin landai dengan

    level peak to peak dan juga amplitudo ripple yang semakin kecil.

    Seperti terlihat pada gambar diatas. Warna biru adalah ripple untuk Ls =3mH terlihat

    lebih landai dibandingkan dengan warna hijau (Ls =1mH) dan merah (Ls = 2mH).

    Dengan mengunakan analisa Fourier maka nilai rata-rata (Vaverage) dan tegangan Vp-

    p dapat diperoleh sebagai berikut :

    Ls = 1mH

    DC COMPONENT (Vaverage) = 1.533376E+02

    = 153.337 V

  • Vp-p = 47,391 Volt

    Ls = 2mH

    DC COMPONENT = 1.476720E+02

    = 147.672 V

    Vp-p = 38,635 Volt

  • Ls = 3mH

    DC COMPONENT = 1.426610E+02

    = 142.661 V

    Vp-p = 33,18 Volt

    4. Keep the input inductance value as 1mH and change the dc-side capacitance

    values to be 220F , 470F and 1,000F . Repeat parts 1, 2 and 3.

    a. Beri komentar terhadap gelombang arus input jika kapasitor berubah.

  • Analisa :

    Dari hasil simulasi terlihat bentuk gelombang dengan nilai C = 1000uF (gelombang

    biru) mempunyai nilai amplitudo yang sangat tinggi dan mempunyai lebar yang

    sempit. Ini terjadi karena semakin besar nilai C maka nilai dVd/dt (perubahan

    tegangan) akan semakin kecil. Analisa ini sesuai dengan persamaan matematis

    berikut.

    =

    C1 = 220 F

    Namun ketika nilai kapasitor kecil (C1=220uF) pada gelombang arus input

    muncul gelombang baru sehingga tampak seperti ada dua gelombang. Ini terjadi

    karena akibat dari gelombang tegangan di output.

    Dari gambar diatas terlihat bahwa kapasitor tidak mampu menampung muatan yang

    melewatinya karena nilai kapasitansinya terlalu kecil. Terbukti dengan semakin

    cepatnya waktu pembuangan tegangan kebeban yang dilakukan kapasitor Tetapi

    karena induktor menyimpan energi maka saat tegangan dari sumber tidak aktif,

    maka induktor bertindak sebagai sumber sehingga sempat menyuplai kapasitor.

    Sehingga tampak gelombang tegangan tidak sempurna. Adapun gelombang yang

    terjadi pada sisi arus input (warna biru) dikarenakan pengaruh dari bentuk tegangan

    di output.

    Dai persamaan ini terlihat bahwa semakin besar nilai C maka nilai

    (perubahan tegangan) akan semakin kecil sehingga arus

    yang dihasilkan akan semakin sempit dengan amplitudo

    yang tinggi.

  • C1 = 470 F

    C1 = 1000 F

    b. Hitung %THD gelombang arus input dari detiap perubahan nilai kapasitor

    Dengan analisa Fourier maka nilai %THD untuk masing-masing nilai kapasitor

    dapat diperoleh sebagai berikut.

    PARAM C1_VALUE = 220.0000E-06 (C1 = 220uF)

  • PARAM C1_VALUE = 470.0000E-06 (C1 = 470uF)

    PARAM C1_VALUE = 1.0000E-03 (C1 = 1000uF)

    c. Berikan penjelasan tentang gelombang output tegangan dari nilai kapasitor yang

    berubah. Hitung nilai rata-rata dan peak to peak output tegangan dari ketiga nilai

    kapasitansi.

  • Analisa :

    Dari gambar diatas terlihat bahwa kapasitor tidak mampu menampung muatan yang

    melewatinya karena nilai kapasitansinya terlalu kecil. Terbukti dengan semakin

    cepatnya waktu pembuangan tegangan kebeban yang dilakukan kapasitor Tetapi

    karena induktor menyimpan energi maka saat tegangan dari sumber tidak aktif,

    maka induktor bertindak sebagai sumber sehingga sempat menyuplai kapasitor.

    Sehingga tampak gelombang tegangan tidak sempurna.

    Nilai Vaverage dan Vp-p

    Vaverage dan Vp-p untuk C1 = 220uF

    DC COMPONENT = 1.225100E+02 (Vaverage)

    Vp-p = 131,138 Volt

  • Vaverage dan Vp-p untuk C1 = 470uF

    DC COMPONENT = 1.490085E+02

    Vp-p = 87,948 Volt

    Vaverage dan Vp-p untuk C1 = 1000uF

    DC COMPONENT = 1.533376E+02

  • Vp-p = 47,391 Volt

    5. Keeping the output capacitance at 1000 F, measure the peak-to-peak ripple in the output capacitor current for the three values of the input-side inductance.

    What is fundamental frequency of this current ?

    Ip-p untuk Ls = 1mH Ip-p = 36,181 A

  • Ip-p untuk Ls = 2mH Ip-p = 27,921 A

    Ip-p untuk Ls = 3mH Ip-p = 23,685 A

    Frekuensi Fundamental adalah frekuensi natural terendah dari sebuah sistem atau

    harmonik pertamanya. Dimana nilai frekuensi fundamental dari arus ini adalah

    frekuensi harmonik pertama (no 1) atau sama sama dengan nilai frekuensi sumber

    yaitu 60 Hz.

  • 6. Keeping the input-side inductance at 1mH , measure the peak-to-peak ripple in the output capacitor current for the three values of the output capacitance: 220F,

    470F and 1,000F

    Ip-p untuk C1 = 220uF Ip-p = 29,705 A

    Ip-p untuk C1 = 470uF Ip-p = 36,452 A

  • Ip-p untuk C1 = 1000uF Ip-p = 36,181 A

  • Three-Phase Diode-Bridge Rectifiers

    Objective:

    The objective of this experiment is to look at the input current and output voltage

    waveforms in a three-phase diode-rectifier bridge with a large capacitor on the dc-side.

    Gambar gelombang penyearah tiga fasa

    Exercises:

    1. Comment on the input current waveform as a function of the ac-side inductance for

    values of 0.1 mH, 0.5 mH and 1.0 mH.

  • Gelombang arus input untuk L = 0.1 mH

    Gelombang arus input untuk L = 0.5 mH

    Gelombang arus input untuk L = 1 mH

    Analisa :

    Dari bentuk gelombang arus input di sisi AC, dapat dilihat bahwa nilai arus akan

    semakin menurun ketika nilai induktansi input dinaikan. Terlihat pada gambar bahwa

  • gelombang mempunyai puncak kembar. Terjadinya bentuk gelombang seperti ini

    disebabkan karena input tegangan yang melewati L1 akan akan berakhir melewati L2

    dan L3 ke ground.

    2. Obtain the %THD in the input current for the three values of the input inductance.

    L1 = 0.1 mH

    L1 = 0.5 mH

  • L1 = 1 mH

    3. Comment on the output voltage waveform as a function of the ac-side inductance.

    Measure the average and the peak-to-peak ripple in the output voltage for the three

    values of the input-side inductance.

    L1 = 0.1 mH

  • L1 = 0.5 mH

    L1 = 1 mH

    Analisa :

    Seperti terlihat pada ketiga gambar diatas, gelombang tegangan output menjadi

    semakin landai dan halus ketika nilai induktor (L) diperbesar. Tetapi dengan besarnya

    nilai induktor terdapat ripple yang besar pada saat awal. Terlihat pada gambar untuk

    untuk nilai L = 0.1 mH nilai ripple saat awal lebih kecil jika dibandingkan nilai ripple

    saat L = 1mH.

    Bentuk ripple pada gelombang output menjadi semakin landai sebanding

    dengan besar perubahan nilai induktor. Semakin besar nilai induktor, bentuk ripple

    menjadi semakin landai dan halus mendekati nilai DC. Ketika nilai induktor besar maka

    impedansi yang dihasilkan semakin besar sehingga saat impedansi besar maka drop

    tegangan di sisi output juga akan cukup besar sehingga ripple di output akan semakin

    landai dengan level peak to peak dan juga amplitudo ripple yang semakin kecil.

  • Nilai Vaverage dan Vp-p untuk L = 0.1 mH

    Vaverage = 281,237 Volt

    Vp-p = 44,089 Volt

    Nilai Vaverage dan Vp-p untuk L = 0.5 mH

    Vaverage = 275,810 Volt

  • Vp-p = 53,052 Volt

    Nilai Vaverage dan Vp-p untuk L = 1 mH

    Vaverage = 272,195 Volt

    Vp-p = 54,458 Volt

  • 4. Measure the peak-to-peak ripple in the output capacitor current for the three values of

    the input-side inductance. What is fundamental frequency of this current ?

    Ip-p untuk L = 0,1 mH

    Ip-p = 39,540 A

    Ip-p untuk L = 0,5 mH

    Ip-p = 36,817 A

  • Ip-p untuk L = 1 mH

    Ip-p = 34,253 A

    Frekuensi Fundamental adalah frekuensi natural terendah dari sebuah sistem atau

    harmonik pertamanya. Dimana nilai frekuensi fundamental dari arus ini adalah frekuensi

    harmonik pertama (no 1) atau sama sama dengan nilai frekuensi sumber yaitu 60 Hz.

  • Single-Phase Thyristor-Bridge Rectifier

    1. (a) Obtain vs, vd and id waveforms.

  • (b) Obtain vs and is waveforms.

    (c) Obtain vm dan is Waveforms

  • 2. From the plots, obtain the commutation interval u and the dc-side current at the start

    of the commutation.

    Interval komutasi = 0,09 ms = 90 us

    3. By means of Fourier analysis of is, calculate its harmonic components as a ratio of

    Is1.

    Is (rms) = 13,748 A

  • TOTAL HARMONIC DISTORTION = 1.069904E+01 PERCENT

    = 10,69 %

    Diketahui

    Is (rms) = 13,748 A

    %THD = 10,69 %

    4. Calculate Is, %THD in the input current, the input displacement power factor and the

    input power factor.

  • Is (rms) = 11,216 A

    %THD = 10,72 %

    DPF = cos

    = Cos 45

    = 0,7

    PF =

    = =0,86

  • 5. Obtain the average dc voltage Vd. Verify that

    Where first use the average value of id for Id and then its value at the start of the

    commutation interval as calculated in Problem 2.

    Dari gambar diperoleh :

    = 450

    Id (rms) = 11,216 A

  • Vd = 74,830 V

    Vs (rms) = 113,614 V

    Dari Perhitungan ternyata nilai nya tidak sesuai dengan nilai Ukur, maka dalam hal ini

    nilai errornya adalah