Motor DC pada saat sekarang ini diberi sumber AC yang lalu disearahkan dengan dioda dan bila dibandingkan langsung dengan sumber DC yang didalam
aplikasinya banyak juga yang mengantikan dioda dengan thyristor yang digunakan dalam berbagai kombinasi kontrol kecepatan melalui penyesuaian tegangan ke
motor. Berdasarkan pengaturan tegangan mengunakan thyristor terbagi atas 3 bagian
sebagai berikut:
a. Kontrol phasa.
Dimana sumber AC dipotong gelombang negatifnya sehingga yang terhubung ke motor adalah gelombang positifnya dan pengontrolan ini dapat digunakan untuk
semua daya motor.
b. Integral siklus kontrol
Dengan memotong gelombang AC sehingga merubah nilai tegangan AC atau disebut juga AC Kontroler, yang dihubungkan dengan jembatan dioda. Metode ini hanya
bermanfaat untuk ukuran motor mempunyai daya yang kecil.
c. Kontrol chopper.
Proses dan pengendalian metode ini mengambil daya dari sumber tegangan DC. Kontrol kecepatannya menggunakan sumber tegangan DC yang divariasikan sebagai
input. III.3.1. Kontrol Fasa
7
Prinsip dari kontrol fasa dapat dijelaskan berdasarkan pada Gambar 3.3a. Energi mengalir ke beban dikontrol dengan menunda sudut tembak thyristor T
1
. Gambar 3.3b mengilustrasikan pulsa-pulsa gerbang thyristor T
1
dan bentuk gelombang tegangan masukan dan keluaran. Dengan adanya diode D
1
, daerah kontrol terbatas dan kecepatan putaran efektif tegangan keluaran hanya dapat
Universitas Sumatera Utara
bervariasi antara 70.7 dan 100. Tegangan keluaran dan arus masuk tidak simetris dan mengandung komponen DC. Rangkaian ini adalah pengontrolan setengah
gelombang satu fasa dan cocok hanya untuk beban resistif berdaya rendah, seperti pemanasan dan pencahayaan. Karena aliran daya dikontrol oleh setengah gelombang
positif tegangan masukan, jenis pengontrol tipe ini disebut juga dengan Pengontrol banyak arah uninderectional.
a
b Gambar 3.3 Kontrol Sudut Satu Fasa
a.Rangkaian b. Bentuk Gelombang
Universitas Sumatera Utara
Jika v
s
= V
m
sin ωt = 2 V
s
sin ωt adalah tegangan masukan dan sudut tunda thyristor T
1
adalah ωt = α, tegangan keluaran rms ditentukan melalui :
[ ]
2 1
2 1
2 2
2 1
2 2
2 2
2
2 2
sin 2
2 1
2 cos
1 2
cos 1
4 2
sin 2
sin 2
1
+ −
=
−
∫ +
− ∫
=
∫
+ ∫
=
α α
π π
ω ω
ω ω
π ω
ω ω
ω π
π π
π α
π π
π
s s
s s
o
V t
d t
t d
t V
t d
t V
t d
t V
V
Nilai tegangan keluaran rata-rata adalah
1 cos
2 2
sin 2
sin 2
2 1
2
− =
∫ +
∫ −
=
α π
ω ω
ω ω
π
π π
π α
s s
s dc
V t
d t
V d
d t
V V
Jika α bervariasi dari 0 sampai π, V
o
bervariasi dari V
s
ke V
s
2 dan V
dc
bervariasi dari 0 sampai - 2 V
s
π .
III.3. 2. Integral Siklus Kontrol ON-OFF
7
Prinsip dari kontrol on-off dapat dijelaskan dengan sebuah pengontrol gelombang penuh satu fasa seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.4a. Saklar
thyristor menghubungkan sumber ac dengan beban untuk waktu t
n
; saklar ditutup dengan sebuah gerbang penghambat pulsa untuk waktu t
. Waktu on, t
n
, biasanya terdiri dari sejumlah integral siklus. Thyristor akan on pada tegangan nol melalui
tegangan masukan ac. Pulsa-pulsa gerbang untuk tyhristor T
1
dan T
2
dan bentuk gelombang untuk masukan dan keluaran ditunjukkan pada gambar 3.4b.
Jenis kontrol ini diterapkan pada aplikasi yang memiliki inersia mekanis yang tinggi dan konstanta waktu termal yang tinggi, contohnya industri pemanas dan
Universitas Sumatera Utara
kontrol kecepatan motor. Karena tegangan nol dan arus nol, harmonik yang ditimbulkan oleh saklar dikurangi.
a
c
b Gambar 3.4 Gambar Kontrol ON-OFF
a. Rangkaian b. Bentuk gelombang
c. Faktor Daya
Universitas Sumatera Utara
Untuk sebuah tegangan masukan sinusoidal, v
s
= V
m
sin ωt 2 V
s
sin V
s
ωt. Jika tegangan masukan dihubungkan pada beban untuk siklus n dan diputus untuk siklus m, tegangan keluaran rms atau beban dapat ditemukan melalui
V =
2 1
2
sin .
2
+
∫
π
ω ω
π t
d t
V m
n n
V = V
m n
n +
= V k ..........................................................................3.5
Dengan k = n m+n dan k disebut duty cycle. V
s
adalah tegangan fasa rms. Konfigurasi rangkaian untuk control on-off mirip dengan yang ada pada kontrol fasa
dan demikian pula dengan analisi kinerjanya.
III.3.3. Kontrol Chopper.
7
Pada banyak aplikasi industri, diperlukan untuk mengubah sumber tegangan dc tetap menjadi sumber tegangan dc yang bersifat variabel. DC Chopper di kenal
dengan pengubah daya DC-DC atau DC Konverter yang dimanfaatkan terutama untuk penyediaan tegangan keluaran DC yang bervariasi besarannya sesuai dengan
permintaan pada beban. Daya masukan dari proses DC-DC tersebut adalah berasal dari sumber daya DC yang biasanya memiliki tegangan masukan yang tetap. Pada
dasarnya, penghasilan tegangan keluaran DC yang ingin dicapai adalah dengan cara pengaturan lamanya waktu penghubungan antara sisi keluaran dan sisi masukan pada
rangkaian yang sama. Komponen yang digunakan untuk menjalankan fungsi penghubung tersebut tidak lain adalah switch solid state electronic switch seperti
misalnya Thyristor, MOSFET, IGBT, GTO. Secara umum ada dua fungsi pengoperasian dari DC Chopper yaitu penaikan tegangan dimana tegangan keluaran
Universitas Sumatera Utara
yang dihasilkan lebih tinggi dari tegangan masukan, dan penurunan tegangan dimana tegangan keluaran lebih rendah dari tegangan masukan.
DC Chopper mempunyai 2 prinsip kerja, yaitu :
a. Prinsip Kerja Step-Down
