Rangkaian Elektronika Daya : Penyearah Daya / Rectifier


Rangkaian Elektronika Daya : Penyearah Daya / Rectifier

-Mengubah Tegangan AC Menjadi DC-

Kadek Fendy Sutrisna

9 Februari 2012

Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna

Pada pembangunan jaringan interkoneksi sistem DC (HVDC), diperlukan suatu konverter elektronika daya yang berfungsi mengubah sistem tegangan bolak-balik AC menjadi sistem tegangan arus searah DC. Rangkaian elektronika daya ini sering disebut sebagai konverter penyearah daya atau rectifier.

Pada gambar 1 ditunjukkan peta lokasi pembangunan jaringan interkoneksi yang akan dibangun oleh PT. PLN yang  menghubungkan Pulau Sumatra dan Jawa dengan menggunakan sistem HVDC. Dari gambar terlihat bahwa jaringan interkoneksi ini membutuhkan konverter AC-DC di pulau Sumatra dan Jawa. Konverter AC-DC ideal yang dibutuhkan disini adalah konverter yang mampu menghasilkan tegangan dan arus keluaran yang bebas riak (DC murni) ; mampu menjaga tegangan dan arus masukan sumber tetap sinusoidal murni; dan arah aliran daya konverter dapat bolak-balik.

Gambar 1 Peta Jaringan interkoneksi sistem arus searah yang akan menghubungkan Pulau Sumatra dan Jawa

Pada artikel ini akan dibahas secara khusus tentang konverter penyearah daya/rectifier ini. Untuk sekedar informasi bahwa penyearah daya juga bisa diaplikasikan sebagai rangkaian konverter yang mengatur kecepatan motor listrik (variabel speed drives; VSD), sebagai UPS, atau juga sebagai sumber DC untuk peralatan elektronika lainnya. Gambar 2 berikut ini menunjukkan masing-masing dari rangkaian listriknya untuk setiap aplikasi tersebut.

Gambar 2 Aplikasi dari penyearah daya

JENIS-JENIS RECTIFIER

Dalam mendesai penyearah daya, komponen utama yang digunakan hanyalah saklar semikonduktor. Dalam hal ini yang sering digunakan dalam implementasinya adalah dioda dan thyristor. Thyristor adalah adalah sebuah saklar semikonduktor yang secara prinsip bekerja seperti dioda, namun dapat dikendalikan penyalaannya. Berdasarkan aplikasinya penyearah/rectifier disini dapat dibagi sebagai berikut :

1. 1 Penyearah daya satu fasa dan tiga fasa

Berdasarkan sumber energi listrik masukannya, penyeararah daya dapat dibagi menjadi dua yaitu penyearah satu fasa dan tiga fasa. Penyearah satu fasa biasanya digunakan pada aplikasi UPS. adaptor, atau konverter sumber DC lainnya yang memiliki kapasitas daya yang kecil. Ciri-ciri dari penyearah jenis ini adalah selalu terdapat komponen penyimpanan energi  bisa berupa kapasitor atau baterei untuk mendapatkan penyearah yang ideal. Pada sisi arus masukan penyearah satu fasa akan timbul harmonisa orde ganjil yang besarnya tebalik dengan ordenya. Semisal harmonsia orde-3 besarnya 1/3 Is ; harmonisa orde-5 besarnya 1/5 Is ; dan seterusnya. Sedangkan harmonisa yang timbul pada penyearah tiga fasa adalah harmonisa orde (6n±1) yang besarnya juga terbalik dengan nilai orde harmonisanya.

Bentuk gelombang dan persamaan penyearah satu fasa

                

Bentuk gelombang dan persamaan penyearah tiga fasa

           

2.1 Penyearah daya setengah gelombang dan jembatan / gelombang penuh

Secara prinsipal, penyearah setengah gelombang bertujuan untuk menyederhanakan komponen yang digunakan. Rangkaian konverter ini biasanya memerlukan kapasitor yang cukup besar aga didapatkan penyearah yang ideal. Biasanya faktor daya dari penyearah setengah gelombang tidak bisa mendekati satu, walopun beban yang digunakan merupakan resistor murni.

Gambar 3 Penyearah setengah gelombang (a) satu fasa (b) tiga fasa

Sedangkan berikut ini adalah perbedaan karakteristik tegangan dan arus antara penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh :

Penyearah Satu Fasa

(a) Setengah gelombang

       (b) Gelombang penuh

         

Penyearah Tiga Fasa

(a) Setengah gelombang

(b) Gelombang Penuh

          

Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna

ARTIKEL MENARIK LAINNYA : 

  1. Konverter DC-DC
  2. Inverter
  3. Masalah Faktor Daya
  4. Kondisi Kelistrikan Indonesia
  5. Kumpulan Artikel Pembangkit Listrik
  6. Bahaya Radiasi Nuklir
  7. Teknik Pengayaan Uranium
  8. Persebaran PLTN di Dunia
About these ads

One thought on “Rangkaian Elektronika Daya : Penyearah Daya / Rectifier

  1. maaf pak ada yang mau saya tanyakan tentang harmonisa..mungkin agak menjauh dari topik di atas,,
    saya mau bertanya tentang bagaimana single tuned filter (filter R, L dan C) itu bekerja menghilangkan harmonisa..
    atau lebih mengarah bagaimana pembuktian menurut matematisnya, bagaimana korelasi ntara persamaan harmonisa yang I(t) = I0 + I1 sin( ω.t) + I2 sin( 2ω.t) + I3 sin(3ω.t) + In sin( nω.t) + .. + In+1 sin( (n+1)ω.t) + …. dengan filter RLC tersebut sehingga persamaan tersebut bisa berubah dan menghasikn bentuk gelombang yg berbeda
    terimakasih pak

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s