11 RECTIFIER 3ph [PDF]

  • 0 0 0
  • Suka dengan makalah ini dan mengunduhnya? Anda bisa menerbitkan file PDF Anda sendiri secara online secara gratis dalam beberapa menit saja! Sign Up
File loading please wait...
Citation preview

Three Phase Rectifier Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng.



Dept. of Electrical Engineering Sepuluh Nopember Institute of Technology (ITS) Surabaya 1



Pendahuluan • Three-phase rectifier: ƒ 3 pulsa ƒ 6 pulsa ƒ 12 pulsa



• Three-phase rectifier: ƒ Uncontrolled ƒ Semi Controlled ƒ Fully Controlled



• Loads: ƒ Resistive ƒ RL, RC ƒ RLC Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



2



1



Rectifier 3-Pulse • Uncontrolled: ƒ Menggunakan diode ƒ Tegangan output tidak dapat dikontrol Uncontrolled 3-pulse



• Fully Controlled: ƒ Menggunakan thyristor ƒ Tegangan output dapat dikontrol ƒ Pengontrolan melalui sudut penyalaan pada gate thyristor



Fully controlled 3-pulse Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



3



Fully Controlled 3-Pulse Beban R • Performance Parameters: ƒ Tegangan dan arus rata-rata ƒ Tegangan dan arus rms ƒ Ripple ƒ Harmonisa: • Tegangan output • Arus input • α= sudut penyalaan • β= sudut pemadaman



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



α



β 4



2



Mode Operasi ωt = 30o



ωt = 150o



•Untuk α=0o berarti ωt= 30o •Range sudut penyalaan : 0o ≤ α ≤ 150o atau 30o ≤ ωt ≤ 180o •Continuous Conduction Mode (CCM)



: 0o ≤ α ≤ 30o



•Discontinuous Conduction Mode (DCM): 30o ≤ α ≤ 150o Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



5



Continuous Conduction Mode (CCM)



α = 15o ωt = 30o + 15o



β = 150o + α



•Range: 0o ≤ α ≤ 30o atau 30o ≤ ωt ≤ 60o •Sudut pemadaman β= 150o + α •Arus sesaat tidak pernah bernilai nol Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



6



3



Tegangan rata-rata CCM Vm= amplitudo teg. line-to-neutral 0o ≤ α ≤ π/6



V ave



1 = T



T



∫ 0



3 fθ d θ = 2π



5π +α 6



∫V π 6



I ave =



m



sin ω td ω t =







3 3V m cos α 2π



Vave R



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



7



Tegangan rms CCM Vm= amplitudo teg. line-to-neutral 0o ≤ α ≤ π/6



V rms =



1 T



T



∫ (V



sin ω t ) d ω t = 2



m



0



3 2π



5π +α 6



1



1 2 3 V sin ω td ω t = 3Vm  + cos 2α  ∫ π  6 8π  +α 2 m



2



6



I rms =



Vrms R



Pdc = Vave I ave = Pac = Vrms I rms =



2 Vave R 2 rms



V R



η=



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



Pdc Pac 8



4



Discontinuous Conduction Mode (DCM) α = 60o ωt = 30o + 60o



β =π •Range: 30o ≤ α ≤ 150o atau 60o ≤ ωt ≤ 180o •Sudut pemadaman β = π •Arus sesaat bernilai nol untuk suatu periode waktu Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



9



Tegangan Output DCM Vm= amplitudo teg. line-to-neutral π/6 ≤ α ≤ 5π/6



V ave =



1 T



T







fθ d θ =



0



π



3 2π



∫V π 6



V rms =



1 T



T



∫ (V



m



sin ω td ω t =







3 2π



sin ω t ) d ω t = 2



m



0



π



∫V π 6



=



2 m



[



(



3V m 1 + cos α + 30 o 2π



)]



sin 2 ω td ω t







1



α 1  5 2 3V m  − + sin 60 o + 2α  24 4 π 8 π  



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



(



)



10



5



Arus Input Rectifier • Arus input muncul hanya setengah gelombang perfase • Arus input selalu discontinuous • Harmonisa cukup besar



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



11



Beban RL Tanpa Free-wheeling Diode • Tanpa Free-wheeling Diode: β



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



ƒ Thyristor dipaksa untuk tetap ‘on’ sampai energi induktor habis ƒ β>π , besar β tergantung pada rasio ωL/R ƒ Tegangan output sesaat dapat berharga negatif



12



6



Beban RL Dengan Free-wheeling Diode • Dengan free-wheeling diode: β



ƒ Energi induktor dilepas melalui free-wheeling diode ƒ β=π ƒ Tegangan output sesaat selalu positif



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



13



Rectifier 6-Pulse • Uncontrolled: ƒ Menggunakan 6 diode ƒ Tegangan output tidak dapat dikontrol



Uncontrolled 6-pulse



• Semicontrolled: ƒ Menggunakan 3 thyristor dan 3 diode ƒ Tegangan output dapat dikontrol



• Fully Controlled: ƒ Menggunakan 6 thyristor ƒ Tegangan output dapat dikontrol Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



Semi controlled 6-pulse



Fully controlled 6-pulse



14



7



Rangkaian Eqivalen



Vfase = 100/√3 volts rms



Vline = 100 volts rms Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



15



Firing Angle 0 Degree



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



16



8



Firing Angle 30 Degrees



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



17



Firing Angle 60 Degrees



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



18



9



Fully Controlled 6-Pulse • CCM



0 o ≤ α ≤ 60o



V ave =



3 3V m



π



cos α



• DCM



60o ≤ α ≤ 150o



V ave =



 3 3V m  cos α 3 − sin α  1 + π 2 2  



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



19



Rectifier 12-Pulse + y Y



Vdc







+



-



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



20



10



Sirkuit Simulasi



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



21



Tegangan Output



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



22



11



Arus Input



Rectifier 3 phase, Dr. M.Ashari-T.Elektro-ITS



23



12