a Rangkaian b Kuadran
c Bentuk gelombang Gambar 2-2 Semikonverter satu fasa
2.3 Semikonverter Satu Fasa dengan Beban RL
Secara praktis, suatu beban memiliki induktansi yang berhingga. Arus beban bergantung pada nilai resistansi beban R, induktansi beban L dan tegangan baterai
Vp Vs
+
R
L E
is
D1 D2
T1 T2
DM Vo
+
_ Io = Ia
iDm iD2
iD1 iT1
iT2
-
V
dc
I
dc
I
o
V
Universitas Sumatera Utara
E terlihat pada gambar 2-2a . Operasi konverter dapat dibagi menjadi dua mode: mode 1 dan mode 2.
Mode 1. Mode ini berlaku untuk 0
≤ ωt ≤ α, selama diode freewheeling D
m
tersambung. Arus beban i
L1
selama mode 1 digambarkan dengan
1 1
= +
+ E
Ri dt
di L
L L
........................................................................... 2-8
dengan kondisi awal i
L1
ωt = 0 = I
L0
pada keadaan tunak, akan memberikan
1
1 t
L R
t L
R L
L
e R
E e
I i
− −
− −
=
untuk i
L1
≥ 0 ..................................... 2-9
Pada akhir setiap mode ωt = α, arus beban akan menjadi I
L1
, yaitu
] 1
[
1 1
ω α
ω α
α ω
L R
L R
L L
L
e R
E e
I t
i I
− −
− −
= =
=
untuk I
L1
≥ 0 ...... 2-10
Mode 2. Mode ini berlaku untuk
α ≤ ωt ≤ π, ketika thyristor T
1
tersambung. Jika v
s
= 2 V
s
merupakan tegangan masukan, arus beban i
L2
selama mode 2 dapat ditentukan dari
t V
E Ri
dt di
L
s L
L
ω
sin 2
2 2
− +
+
............................................................ 2-11
yang solusinya berbentuk
R E
e A
t Z
V i
t L
R s
L
− +
− =
− 1
2
sin 2
θ ω
untuk i
L2
≥ 0
dengan impedansi beban Z = [R
2
+ ωL
2 12
dan sudut impedansi θ = tan
-1
ωLR. Konstanta A
1
yang dapat ditentukan dari kondisi awal: pada ωt = α, i
L2 =
I
L1
, diperoleh sebagai
1 1
sin 2
ω α
θ α
L R
s L
e Z
V R
E I
A
−
− +
=
Universitas Sumatera Utara
Substitusi A
1
akan menghasilkan
1 2
sin 2
sin 2
t L
R s
L s
L
e Z
V R
E I
R E
t Z
V i
− −
− −
+ +
− −
=
ω α
θ α
θ ω
. 2-12
Pada akhir mode 2 persamaan keadaan tunak: I
L2
ωt = π = I
L0
. Dengan menerapkan kondisi ini pada persamaan 2-9 dan menyelesaikan untuk I
L0
, diperoleh
R E
e e
Z V
I
L R
L R
s Lo
− −
− −
− =
− −
−
1 sin
sin 2
ω π
ω π
α
θ α
θ π
........................... 2-13
;
Untuk I
Lo
≥ 0 dan θ ≤ ωt ≤ α
Arus rms thyristor dapat juga ditentukan dari persamaan 2-12 sebagai
2 1
2 2
2 1
=
∫
π α
ω π
t d
i I
L R
Arus rata-rata thyristor dapat juga ditentukan dari persamaan 2-12 sebagai
2 1
2 2
t d
i I
L A
ω π
π α
∫
=
Arus rms keluaran dapat ditentukan dari persamaan 2-9 dan 2-12 sebagai
2 1
2 2
2 1
2 2
2 2
+ =
∫ ∫
π α
α
ω π
ω π
t d
i t
d i
I
L L
rms
Arus keluaran rata-rata dapat ditentukan dari persamaan 2-9 dan 2-12 sebagai
∫ ∫
+ =
π α
α
ω π
ω π
2 1
2 1
2 1
t d
i t
d i
I
L L
dc
Universitas Sumatera Utara
2.4 Konverter Penuh Satu Fasa
Kategori