Analisis Rangkaian Generator Impuls RLC [PDF]

Citation preview

Analisis Rangkaian Generator Impuls RLC



Rangkaian generator impuls yang nantinya mengasilkan berupa tegangan impuls petir ditunjukan pada gambar 1. Menggunakan standart IEC yang nilai komponennya sudah dihitung menggunakan Program Matlab



Gamabar 1. Rangakain generator Impuls RLC berstandart IEC Rangkaian diatas jika dijalankan nantinya akan mrenghasilkan gelombang impuls petir yang ditunjukan pada gambar 2.



Gambar 2. Menggambarkan bentuk gelombang impuls gemerator RLC berstandart IEC Dilihat dari bentuk gelombang diatas, gelombang impuls petir menunjukan bawha Vmask = 100,001 kV ≈ 100kV



η =90 %



Tf = 1,2 μs



Tt=49,984 μs ≈ 50 μs



Rangkaian impuls RC untuk menghasilkan tegangan impuls petir berdasarkan standart IEC



Saat rangkaian diatas berjalan maka diperolehlah bentuk gelombang tegangan impuls petir seperti Gambar 4.



Gamabar 4. Bentuk gelombang impuls petir generator RC berdasarkan standart IEC Berdasarkan bentuk gelombang impuls petir di atas dapat dilihat bahwa Vmask = 100,004 kV ≈ 100kV Tf = 1,204 µs ≈ 1,2 µs



η = 88,5% Tt = 50.92 µs ≈ 50 µs



Dengan adanya insuktansi sasar sebesar 10 µH pada rangkaian rangkaian generator impuls RLC maka rangkaian generator sekarang menjaerdasardi seperti gambar 5.



Gambar 5. Rangkaian generator impuls RLC dengan induktansi sasar Bila rangkaian di atas dijalankan akan diperoleh bentuk gelombang tegangan impuls petir seperti gambar 6.



Gambar 6. Bentuk gelombang impuls petir generator RLC dengan induktansi sasar Berdasakan bentuk gelombang impuls petir di atas diperoleh Vmask = 99,874 kV Tf = 1,311 µs



η = 89,9% Tt =50,102 µs



Terlihat bahwa waktu depan gelombang (Tf) menjadi lebih lama. Rangkaian generator impuls RLC yang digunakan memiliki induktor L ini harus diganti dengan induktor yang memiliki induktansi sebesar (88,72 - 10) µH atau 78,72 µH. Pada generator impuls RC kehadiran insuktansi sasar sebesar 10 µH pada rangkaian akan menyebabkan bentuk gelombang impuls petir seperti gambar 7.



Gambar 7. Bentuk gelombang impuls petir generator RC dengan induktansi sasar



Cara untuk meresam osilasi pada muka gelombang impuls adalah dengan memperbesar nilai resistansi seri R1. Namun meningkatnya nilai R1 akan meneybabkan waktu muka gelombang (Tf) bertambah besar. Hal ini dapat diatasi dengan memperkecil nilai kapasitansi C2. Gambar 10 menujukan rangkaian generator impils dengan nilai R1 dan C2 yang diubah untuk meredam osilasi yang disebabkan induktansi sasar.



Gambar 10. Rangkaian generator impuls RC dengan perubahan niai R1 dan C2 Bila rangkaian di atas dijalankan akan diperoleh bentuk gelombang tegangan impuls seperti gambar 11.



Gambar 11. Bentuk gelombang impuls petir generator RC Berdasarkan bentuk gelombang impuls petir di atas dapat dilihat bahwa Vmask = 107,369 kV Tf = 1,450 µs



η = 95% Tt = 47, 182 µs



Nilai waktu muka dan waktu ekor gelombang ini masih berada dalam batas toleransi standart IEC. Rangakaian generator impils RLC untuk standart IEC dengan kehadiran beban induktif ditunjukam pada gambar 12.



Gambar 12, rangkaian generator impuls RLC dengan beban induktif Bila rangkaian di atas dijalankan akan diperoleh bentuk gelombang tegangan impuls petir seperti gambar 13



.



Gambar 13. Benuk gelombang impuls petir generator RLC dengan induktif Berdasarkan bentuk gelombang impiuls petir di atas dapat dilihat bahwa Vmaks = 98, 935 kV Tf = 1,146 µs



η = 89% Tt = 26,634 µs



Tampak bahwa nilai waktu ekor gelombang lebih singkat daripada batas toleransi standart IEC dan juga terdapat undershoot pada ekor gelombang. Untuk mengatasi undershoot dapat dilakukan dengan cara memperbesar nilai kapasitans C. Namun meningkatnya nilai C. Akan menyebabkan waktu ekor gelombang (Tt) bertambah besar. Untuk mempertahankan waktu ekor gelombang agar berada dalam batas toleransi maka nilai R0 harus diperkecil. Ini ditunjukkan pada gambar 14.



Gambar 14. Rangkain generator impuls RLC dengan perubahan nilai C dan R0 Bila rangkaian di atas dijalankan akan diperoleh bentuk gelombang tegangan impuls petir seperti gambar 15.



Gambar 15. Bentuk gelombang impuls petir generator RLC Berdasarkan bentuk gelombang impuls petir di atas dapat dilihat bawa



Vmask = 98,446 kV Tf = 1,419 µs



η = 88,6 % Tt = 49, 963 µs



Nilai waku muka dan waktu ekor gelombang ini berada dalam batas toleransi standart IEC. Pada generator impuls RC kehadiran beban induktif sebesar 10 mH pada rangkaian akan menyebabkan bentuk gelombang impuls petir seperti 16.



Gambar 16. Bentuk gelombang impuls petir generator RC dengan beban induktif Berdasarkan bentuk gelombang impuls petir di atas dapat diliat bahwa Vmask = 99,894 kV Tf = 1,182 µs



η = 88, 4 % Tt = 28,279 %



Tampak bahwa nilai waktu ekor gelombang lebih singkat daripada batas toleransi standart IEC dan juga terdapat undershoot pada ekor gelombang. Efek Undershoot dapat diredam dengan memperbesar nilai kapasitas C1. Namun meningkatnya nilai c1 akanmenyebabkan waktu eror gelombang (Tt) bertambah besar.untuk mempertahankan waktu ekor gelombang agar berada dalambatas toleransi maka nilai R2 harus diperkecil [7,8]. Ini ditunjukan pada gambar 17.



Gambar 17. Rangkaian generator impuls RC dengan perubahan nilai C1 dan R2 Bila rangkaian di atas dijalankm akan diperoleh bentuk gelombang tegangan impuls petir seperti gambar 18.



Gambar 18. Bentuk gelombang impuls petir generator RC Berdasarkan bentuk gelombang impuls petir di atas dapat dilihat bahwa Vmask = 110, 502 kV Tf = 1,336 µs Tt = 49, 043 µs Nilai waktu muka dan waktu ekor gelombang ini beeada dalam batas toleransi stansart IEC.