2. Operasi pada frekuensi yang variabel Frekuensi chopping f bervariasi. Pada waktu on t
1
atau pada waktu off t
2
dijaga tetap. Ini disebut modulasi frekuensi. Frekuensi divariasikan untuk batasan yang lebar
untuk mendapatkan batasan tegangan keluaran yang penuh. Kontrol jenis ini membangkitkan harmonisa pada frekuensi yang tidak bisa ditentukan sehingga akan
sangat sulit untuk merancang filter.
b. Prinsip Kerja Step-Up
Chopper dapat digunakan untuk menaikkan tegangan dc. Susunan kerja untuk operasi step-up ditunjukkan pada Gambar 3.6a. Bila saklar SW ditutup selama waktu
t
1
, arus induktor menjadi naik dan energi akan disimpan pada induktor L. Bila saklar dibuka selama waktu t
2
, energi yang tersimpan pada induktor akan dipindahkan ke beban melalui diode D
1
dan arus induktor menjadi jatuh. Dengan asumsi bahwa arus yang mengalir adalah tetap,bentuk gelombang untuk induktor ditunjukkan pada
Gambar 3.6b Bila chopper di-on-kan , tegangan yang melalui induktor adalah;
V
L
= L dt
di
a
Universitas Sumatera Utara
I
t
1
t
2
I
1
I
2
I
1
I
2
b
c Gambar 3.6 Susunan Kerja Untuk Operasi Step-Up.
a.Susunan Step-Up b. Bentuk gelombang arus
c.Tegangan Keluaran dan ini memberikan arus ripple puncak ke puncak pada induktor,
ΔI =
1
t L
V
s
Universitas Sumatera Utara
Tegangan keluaran instantaneous adalah V
= V
s
+ L k
V t
t V
t I
s s
− =
+
= ∆
1 1
1
2 1
2
.................................................................3.10
Bila sebuah kapasitor CL dihubungkan dengan beban seperti terlihat pada garis putus-putus pada Gambar. Tegangan keluaran akan tetap dan V
akan menjadi nilai rata-rata V
a
. Bila kita perhatikan dari Persamaan 3.10 bahwa tegangan yang melalui beban dapat dinaikkan dengan memvariasikan duty cycle, k dan tegangan
keluaran minimum adalah V
s
bila k = 0. Namun demikian, chopper tidak dapat on terus-menerus sehingga k =1. Untuk nilai k yang cenderung menuju satu, tegangan
keluaran menjadi sangat besar dan sangat sensitif untuk mengubah nilai k, seperti terlihat pada Gambar 3.6c.
Prinsip ini dapat diaplikasikan untuk memindahkan energi dari satu sumber tegangan ke lainnya seperti terlihat pada Gambar 3.7a. Rangkaian ekivalen untuk
mode-mode operasi ditunjukkan pada Gambar.3.7.b dan bentuk gelombang arus ditunjukkan pada gambar 3.7c. Arus induktor untuk mode I diberikan sebagai
berikut. V
s
= L
dt di
1
............................................................................................................3.11
Universitas Sumatera Utara
Mode 1
V
s
+
-
V
s
I
2
+
-
Mode 2
+ -
a
b
c Gambar 3.7 Susunan Gelombang Arus
a. Diagram rangkaian b.Rangkaian ekivalen
c. Bentuk gelombang arus
Universitas Sumatera Utara
dan dinyatakan sebagai i
1
t =
1
I t
L V
s
+
Dimana i
l
adalah arus mula untuk mode 1. Selama mode 1, arus harus meningkat dan kondisi yang penting adalah,
1
1
dt d
untuk V
s
Arus untuk mode 2 diberikan sebagai berikut, V
s
= L
E dt
d +
2
1
dan penyelesaiannya adalah ; i
2
t =
2
I t
L E
V
s
+ −
dengan I
2
adalah arus mula untuk mode 2. Untuk sistem yang stabil, arus harus turun dan kondisi yang memenuhi adalah;
1
2
dt d
dan V
s
E Bila kondisi ini tidak memenuhi,arus induktor akan tetap naik dan akan terjadi tidak
stabil. Maka, kondisi untuk pemindahan daya yang terkontrol adalah : 0 V
s
E Persamaan 3.15 menyatakan bahwa sumber tegangan V
s
, harus lebih kecil dari tegangan E agar transfer daya dari sumber yang tetap atau variabel ke tegangan dc
tetap bisa dilakukan. Pada pengereman elektris motor-motor dc, dengan motor-motor bekerja sebagai generator dc, tegangan terminalnya akan jatuh bila kecepatan mesin
berkurang. Chopper dapat memindahkan daya ke sumber dc tetap atau rheostat.
Universitas Sumatera Utara
Bila chopper di-on-kan, energi akan dipindahkan dari sumber V
s
ke inductor L. Dan bila chopper di-off-kan sejumlah energi yang tersimpan pada induktor akan
dipindahkan ke baterai E.
III. 4. Pengaturan Tahanan Jangkar
Pengaturan ini dapat dilakukan dengan mengatur sebuah resistor variabel yang dihubungkan secara seri dengan jangkar seperti pada gambar dibawah ini
Gambar 3.8. Pengaturan tahanan jangkar pada motor DC penguatan shunt Berdasarkan Persamaan 3.2 didapatkan :
n =
sh a
a t
c R
I V
φ. .
−
n =
sh a
a a
t
c R
R R
I V
φ. .
var
+ −
dimana : n = Putaran kecepatan motor [ rpm ].
V
t
= Tegangan terminal [ Volt ]. I
a
= Arus jangkar [ Ampere ]. c = Konstanta.
φ
sh
= Fluks medan shunt [ Wb ] Metode ini jarang digunakan karena menyebabkan rugi-rugi cukup besar dan sangat
mempengaruhi efisiensi motor.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC DENGAN MENGGUNAKAN
