LAPORAN PRAKTIKUM Teknik Penggerak 1 Dio

LAPORAN PRAKTIKUM
Teknik Penggerak 1
Diode Rectifier

DISUSUN OLEH:
MIFTAH GUNAWAN
213341037
3 AEC 2016
POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG

Teknik Otomasi Manufaktur dan Mekatronika
Jalan Kanayakan 21, Dago – Bandung 40135 Tlp.(022)2500241 faks.(022)2502649
Homepage: http://www.polman-bandung.ac.id E-mail: secretariat@polman-bandung.ac.id

Teknik Penggerak

Page 1

Teknik Penggerak

Page 2

Kata Pengantar

Puji serta syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas izin-Nya lah saya
dapat menyelesaikan penulisan Laporan Praktikum Teknik Penggerak 1.
Praktikum Teknik Penggerak 1 merupakan salah satu mata kuliah praktik mengenai elektronika
lanjutan yang diberikan berikan kepada mahasiswa tingkat akhir sebagai bahan ilmu dalam
menganalisis rangkaian-rangkaian elektronika daya yang terdapat di proyek akhir.
Laporan praktikum ini bertujuan untuk memenuhi nilai mata kuliah praktikum teknik penggerak
tersebut. Akhirnya saya ucapkan terimakasih kepada dosen praktikum saya yang telah
mengajarkan praktikum teknik penggerak 1 yang mengenai software PSpice dalam menganalisis
rangkaian elektronika daya.Harapan saya semoga Laporan Praktikum ini dapat bermanfaat bagi
siapapun yang membacanya, dan tentunya saran dan kritik sangat dinantikan demi perbaikan
Laporan Praktikum kedepannya.

Bandung, Februari 2016

Penulis

Teknik Penggerak

Page 3

DAFTAR ISI

Kata Pegantar …………………………………………………………………………3
Daftar Isi ……………………………………………………………………………...4
Bab I Pendahuluan ……………………………………………………………………5
1.1 Latar Belakang ……………………………………………………………………5
1.2 Tujuan …………………………………………………………………………….5
1.3 Rumusan Masalah ………………………………………………………………...6
Bab II Isi ………………………………………………………………………………7
2.1 Pengertian Spice …………………………………………………………………..7
2.2 Fungsi Spice ………………………………………………………………………7
2.3 Tampilan Software Spice …………………………………………………………7
2.4 Cara Menggunakan Spice …………………………………………………………14
2.5 Pembahasan Soal ………………………………………………………………….18
2.5.1 Soal 1 ……………………………………………………………………18
2.5.2 Soal 2 ……………………………………………………………………29
2.5.3 Soal 3 ……………………………………………………………………41

2.5.4 Soal 4 ……………………………………………………………………54
2.5.5 Soal 5 ……………………………………………………………………70
Bab III Penutup ……………………………………………………………………….74
3.1 Kesimpulan ………………………………………………………………………..74

Teknik Penggerak

Page 4

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Ditandai dengan meningkatnya sistem otomasi yang begitu signifikan didunia industri
dan manufaktur, sehingga mengakibatkan permintaan penguasaan sistem penggerak
meningkat pula.Sistem pengerak itu sendiri memiliki banyak macam, misalnya
penggerak elektrik, pneumatik dan hidraulik. Ketiga sistem penggerak tersebut saling
bersaing dalam hal pengendalian, pengaturan , perawatan dan dimensi dari sistemnya.
Dikarenakan penggerak elektrik lebih mudah diatur dan dikendalikan maka penggerak
elektrik meninggalkan sistem penggerak pesaingnya tersebut.

Sistem penggerak elektrik telah menjadi bagian yang penting dan menentukan dari
sebagian besar mesin-mesin yang ada didunia manufaktur ataupun lainnya.
Karakteristiknya untuk mempengaruhi dengan kuat kualitas dan biaya produksi jadi
dalam artian yang luas. Penyesuaian yang diinginkan dari sistem penggerak tersebut pada
atmosfer produksi yang optimal memerlukan solusi-solusi sistem penggerakan kecepatan
variabel.
Adapun penggerak kecepatan variabel dengan sistem elektrik terdiri atas tiga komponen,
yaitu konverter elektronika daya, mesin listrik dan beban mekanik seperti meja pada
mesin frais, spindel mesin bubut, dll.
Maka dari itu disini untuk menunjang penguasaan terhadap pengetahuan sistem
penggerak elektrik tersebut, pada pembelajaran praktikum Teknik Penggerak 1 ini saya
belajar mengenai software Spice yang digunakan untuk menganalisis kurva gelombang
dari suatu rangkaian elektronika daya sebagai dasar dari pengetahuan teknik penggerak.
1.2 Tujuan Praktikum




Untuk memahami penggunaan software PSpice dalam analisis rangakaian.
Untuk menganalisis bentuk kurva gelombang yang dihasilkan oleh suatu rangkaikan.

Mempejalari bentuk kurva gelombang dari rangkaian penyearah dioda ( rectifier )
pada software PSpice.

Teknik Penggerak

Page 5

1.3 Rumusan Masalah





Apa itu software Spice ?
Bagaimana cara menggunakan software Spice ?
Bagaimana menganalisis rangkaian elektronika daya pada software Spice ?
Bagaimana menganalisis rangkaian penyearah dioda ( rectifier ) menggunakan
software PSpice didalam soal latihan yang telah diberikan ?

Teknik Penggerak

Page 6

BAB II
ISI

2.1 Pengertian Spice
Spice ( Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis ) adalah suatu software
yang digunakan dalam menganalisis dan memeragakan rangkaian elektronika daya.
2.2 Fungsi Spice





Spice secara umum berfungsi untuk memrogram suatu rangkaian kemudian
mensimulasikan rangkaian elektronika tersebut.
Spice dapat difungsikan untuk menganalisis berbagai macam aspek pada
rangkaian elektronika seperti pengoperasian titik pada transistor, respon time
domain, respon small signal dan lain sebagainya.

Spice memiliki model-model elemen rangkaian, baik itu elemen aktif atau pasif,
dan itu mampu disimulasikan kedalam berbagai rangkaian elektronika.

2.3 Tampilan Software Spice

Gambar 1 : Jenis-jenis aplikasi yang terdapat pada software Spice.

Adapun jenis aplikasi dari software Spice diatas yang telah saya pelajari pada praktikum
teknik penggerak ini ialah PSpice AD Student. Jenis aplikasi tersebut dipakai pada praktikum
teknik penggerak ini untuk memrogram suatu rangkaian elektronika daya dan
mensimulasikannya serta menganalisis kurva gelombangnya.
Teknik Penggerak

Page 7

Gambar 2 : Tampilan awal PSpice Student.

Gambar 3 : Tampilan awal pada saat memulai pemrograman rangkaian pada PSpice.

Ada beberapa bentuk syntax program yang terdapat pada pemrograman rangkaian

elektronika daya yang dapat dilakukan dalam software Spice ini, khususnya di aplikasi PSpice
Student nya untuk menganalisis rangkaian tersebut. Adapun syntax adalah sebagai berikut
dibawah ini :

Teknik Penggerak

Page 8

 Syntax untuk memasukan sumber rangkaian pada PSpice Student.
o Sumber DC
SRCNAME N+ N- DC V
V : DC peak voltage
Ex : Vin 1 0 DC 10V
Keterangan : N itu menyatakan titik node pada rangkaian yang dirangkai dari satu
node ke node lainnya atau dari satu kaki komponen ke kaki komponen lainnya
yang saling berhubungan.
o Sumber AC
SRCNAME N+ N- AC VP PHASE
VP : Sinus peak voltage.
PHASE : Phase shifting ( pergeseran fasa ).

Ex : Vs1 1 0 AC 9V 0DEG
Dari kedua bentuk syntax pemrograman sumber tegangan dalam suatu rangkaian
elektronika daya maka dapat diturunkan menjadi beberapa macam bentuk sumber
yang dapat deprogram dalam PSpice Student diantaranya ialah :


Sumber yang berbentuk gelombang Pulse.
SRCNAME N+ N- PULSE (V1 V2 TD TR TF PW T)
V1
: Initial voltage
V2
: Pulsed voltage
TD
: Delay time
TR
: Rise time
TF
: Fall time
PW
: Pulse width

T
: Periode
Ex : V1 1 0 PULSE (-1 1 2n 2n 2n 50n 100n)

Teknik Penggerak

Page 9



Sumber yang berbentuk gelombang Piecewise linear.
SRCNAME N+ N- PWL (T1 V1 T2 V2 … … Tn Vn)
T1 … Tn
: Time at point-1 to n
V1 … Vn
: Value of voltage at point-1 to n
Ex : V1 1 0 PWL (0 3V 10US 3V 15US 6V 40US 6V 45US 2V)



Sumber yang berbentuk gelombang Sinusoidal.
SRCNAME N+ N- SIN (V0 VA FREQ TD ALPHA THETA)
V0
: Offset voltage
VA
: Peak voltage
FREQ
: Frequency
TD
: Delay time
ALPHA
: Damping factor
THETA
: Phase delay
Ex : V1 1 0 SIN (0V 1V 10KHZ 10US 1ES 0)



Sumber yang berbentuk gelombang Exponential.
EXP (V1 V2 TRD TRC TFD TFC)
V1
: Initial voltage
V2
: Peak voltage
TRD : Rise delay time
TRC : Rise time constant
TFD : Fall delay time
TFC : Fall time constant
Ex : V1 1 0 EXP (0 1 2NS 20NS 60NS 30NS)

Teknik Penggerak

Page 10

 Syntax untuk memasukan elemen rangkaian pada PSpice Student.
o Simbol-simbol untuk syntax elemen rangkaian
o B
: GaAs MES FET
o C
: Capacitor
o D
: Diode
o E
: VCVS
o F
: CCCS
o G
: VCCS
o H
: CCVS
o I
: Independent CS
o J
: JFET
o K
: Mutual Inductor
o L
: Inductor
o M
: MOSFET
o Q
: BJT
o R
: Resistor
o S
: Voltage controlled Switch
o T
: Transmission Line
o V
: Independent VS
o W
: Current controlled Switch
o Syntax elemen rangkaian
Elemen Pasif
Elemen RLC
 Resistor
R (name) N+ N- RVALUE
Ex : Rout 3 0 10ohm
 Capacitor
C (name) N+ N- CVALUE
Ex : C2 3 6 10uF
Contoh lain untuk elemen kapasitor adalah penggunaan inisial kondisi
pada kapasitornya, yakni syntax IC=V0
Ex : Cin 3 6 22uF IC=4
 Inductor
L (name) N+ N- LVALUE IC=I0
Ex : Ls 1 2 1.2
Ex : Lfo 7 11 100MH IC=0.5 (untuk inisial kondisi pada inductor)
Teknik Penggerak

Page 11

Elemen Magnetic dan Transformator


Linear Magnetic Circuit
K (name) L(1st L) L(2nd L) + CouplingValue
Ex
: LA 1 2 0.5MH
LB 3 4 1.0MH
KTr LA LB 0.99

Switches ( penyaklaran )




Voltage-controlled Switch
S (name) N+ N- NC+ NC- SNAME
Ex : S1 6 5 4 0 SMOD
.MODEL SMOD VSWITCH (RON=0 ROFF=10E+6 VON=0.7
VOFF=0.0)
Current-controlled Switch
W (name) N+ N- VN SNAME
Ex : W1 6 5 4 0 RELAY
.MODEL RELAY ISWITCH (RON=0.5 ROFF=10E+6 ION=0.07
IOFF=0.0)

 Syntax yang digunakan untuk menganalisis suatu rangkaian elektronika.
 DC Analysis
DC sweep
.DC LIN/OCT/DEC SWNAME SSTART SEND SINC
LIN
: Linear sweep
OCT
: Sweep by octave
DEC
: Sweep by decade
SWNAME
: Sweep variable name ; can be one of the following types : sources, model
Parameter, temperature, global parameter
SSTART
: Start value
SEND
: End value
SINC
: Increment value
 Transient Analysis
Time domain response
.TRAN TSTEP TSTOP [TSTART TMAX] [UIC]
.TRAN 1MS 100MS
TSTEP
: Printing increment
TSTOP
: Final time (Stop time)
TSTART
: Initial time at which the transient response is printed
Teknik Penggerak

Page 12

TMAX
UIC

: Maximum step size of internal time step
: User initial condition

Fourier analysis
.FOUR FREQ N V1 V2 V3 … VN
.FOUR FREQ N I1 I2 I3 … IN
FREQ
N
VN
IN

: Fundamental frequency
: Number of harmonics to be calculated
: Output voltage
: Output current

 AC Analysis
Small signale frequency response
.AC LIN/OCT/DEC NP FSTART FTOP
LIN
: Linear sweep
OCT
: Sweep by octave
DEC
: Sweep by decade
NP
: Number of points
FSTART
: Starting frequency
FSTOP
: Ending frequency
 Syntax output command untuk memerintahkan suatu keluaran seperti data pengukuran
atau perhitungan pada pemrograman rangakaian tersebut.
o Table form
- .PRINT
o Plot form
- .PLOT
o Graphical form
- .PROBE

Teknik Penggerak

Page 13

2.4 Cara menggunakan aplikasi PSpice Student
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Install software PSpice.
Pilih dan klik aplikasi PSpice Student.
Pilih dan klik icon new untuk memulai pemrograman rangkaian.
Memasukan syntax program sesuai rangakaian yang akan diprogramkan.
Menyimpan file program yang sudah dibuat dalam format (.cir)
Melakukan running program dengan cara meng-klik icon run pada aplikasi.
Memilih data keluaran yang akan dianalisis oleh PSpice missal seperti data
tegangan keluaran atau arus keluaran atau arus terhadap tegangan dan
sebagainya, dengan cara meng-klik icon trace pada aplikasi.
8. Melakukan analisis rangkaian.

Gambar 4 : Aplikasi PSpice Student yang sudah terinstall.

Icon New file

Gambar 5 : new file pada aplikasi PSpice Student untuk memulai pemrograman.

Teknik Penggerak

Page 14

Gambar 6 : Contoh pemrograman pada PSpice Student.

Icon Save file

Gambar 7 : Tahapan pada saat file akan disimpan dalam format (.cir)

Teknik Penggerak

Page 15

Gambar 8 : Tampilan awal PSpice Student saat running untuk analisis rangkaian.

Gambar 9 : Tampilan PSpice Student saat akan memasukan data yang akan dianalisis.

Teknik Penggerak

Page 16

Gambar 10 : Tampilan PSpice Student dalam menampilkan suatu kurva gelombang .

Gambar 11 : Tampilan PSpice Student output data.

Teknik Penggerak

Page 17

2.5 Pembahasan Soal

 Pengertian Dioda Rectifier dan penjelasan umum.
Dioda rectifier adalah rangkaian dioda yang digunakan untuk menyearahkan sumber AC
(tegangan bolak-balik) ke sumber DC (tegangan searah), ada dua jenis sumber tegangan
AC yang dapat menjadi masukannya yakni sumber tegangan AC satu fasa dan tiga fasa.
Terdapat beberapa jenis penyearah dioda ada yang single phase half wave atau bridge
rectifier dan three phase bridge rectifier. Dari jenis-jenis tersebut yang berbeda adalah
pada sumber tegangan masukkannya dan juga gelombang tegangan keluaran yang
dihasilkan dari rangkaian penyearah tersebut, selain itu juga pada penyearah dioda
terdapat suatu komponen yang digunakan sebagai penyaring besaran arus dan tegangan
yakni dengan menggunakan komponen L atau C atau kedua (LC), yang dikenal dengan
LC filter.

SOAL 1
1. Single phase half wave rectifier with RL load.
A single phase half wave rectifier is shown in Fig. 1. The input voltage is sinusoidal
with a peak of 169,7 V, 50HZ. The load inductance L is 6,5 Mh, and the load resistance
R is 0,5 ohm. Use PSpice.
(a) To plot the instantaneous output voltage Vo and the load current Io,
(b) To calculate the Fourier coefficients of the output voltage.

Gambar 12 : Rangkaian single phase half wave diode rectifier.

Teknik Penggerak

Page 18

o

Syntax program untuk soal 1 single phase half wave rectifier dengan beban R saja.
*1_single phase half wave rectifier with R load
Vin 1 0 SIN(0 169.7 50HZ)
D1 1 2 DMOD
R1 2 3 0.5ohm
Vx 3 0 0
.MODEL DMOD D(IS=2.22E-15 BV=1200V IBV=13E-3 CJO=2PF TT=1US)
.TRAN 1MS 60MS
.PLOT TRAN V(2)
.FOUR 50HZ V(2)
.PROBE
.END

Gambar 13 : Syntax program.

Analisis program : Didalam pemrograman rangkaian single phase half wave rectifier
dengan beban R, digunakan satu buah diode yang simbolkan dengan D1 dan R1 sebagai
bebannya, dimana pada pemrograman ini dioda dimodelkan kedalam bentuk bahasa pemodelan
yang dapat dipahami oleh software PSpice ini yakni dengan syntax .MODEL DMOD
D(IS=2.22E-15 BV=1200V IBV=13E-3 CJO=2PF TT=1US), yang didalam kurung ini adalah
parameter dioda nya.

Teknik Penggerak

Page 19

Gambar 14 : Hasil Transient Analysis pada rangkaian.

Gambar 15 : Hasil Transient Analysis pada rangkaian.

Teknik Penggerak

Page 20

Gambar 16 : Hasil Transient Analysis pada rangkaian.

Gambar 17 : Perhitungan koefisien Fourier dan THD.

Teknik Penggerak

Page 21

Gambar 18 : Kurva gelombang single phase half wave rectifier dengan beban R.

Keterangan :

: Tegangang sumber (Vin) AC 169.7 V
: Tegangan keluaran (Vout) DC half wave
: Arus keluaran (Iout) Io = 339.4 A

Analisis : Dari hasil kurva gelombang diatas dapat dilihat bahwa tegangan sumber yang
berbentuk gelombang sinusoidal diubah menjadi tegangan searah yang berbentuk sinus namun
half wave, gelombang sumber yang awalnya sinus dirubah oleh dioda menjadi bentuk half wave,
pada kurva tersebut kurva gelombang yang berwarna merah merupakan gelombang tegangan
keluaran yang diukur pada beban R, disitu dapat kita periode untuk menempuh satu gelombang
penuhnya adalah 20ms dan di t=0ms, kurva gelombang mengalami kenaikan hingga titik 90 o di
t=5ms, setelah itu kurva gelombang mengalami penurunan hingga 0 o, hal ini disebabkan oleh
bentuk gelombang sumbernya, dan frekuensi tegangan bolak-baliknya, dioda sebagai penyearah
disini akan bekerja forward bias dan reverse bias dalam menghantarkan arus ke beban, pada saat
kondisi tegangan sumber memberikan muatan positif ke anoda dan muatan negatif ke katoda
maka dioda akan menjadi forward bias, jika dioda pada kondisi forward bias maka arus akan
dialirkan ke beban R, sedangkan pada saat muatan positif ke katoda dan muatan negatif ke anoda
maka diode akan menjadi reverse bias, sehingga arus tidak dapat dialirkan ke beban R, maka dari
itu pada beban R tidak ada tegangan yang terbaca, untuk single phase half wave ini terjadi karena
dioda yang digunakan hanya satu buah saja, sehingga pada reverse bias tegangan akan jatuh di
dioda , bentuk gelombangnya bernilai negatif terhadap sumbu Y.
Teknik Penggerak

Page 22

Untuk kurva gelombang arus keluaran bentuknya sama dengan tegangan keluarannya,
hal itu dikarenakan arus yang diukur adalah arus yang melewati rangkaian seri sehingga akan
sama dari setiap beban yang dilewatinya, yang membedakan adalah drop tegangan pada
bebannya, pada kurva diatas kurva gelombang arus keluar adalah dua kali dari besar tegangan
sumber yang diberikan, hal ini disesuai dengan hukum Ohm, dimana nilai hambatan itu
berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan arusnya. Secara matematis
ialah R = V/I, maka untuk mengetahui nilai arusnya ialah I=V/R. Jika diketahui pada soal ini
nilai tegangan masukannya ialah 169.7 V, dan hambatan (resistor) yang terpasang pada
rangkaian adalah 0.5 ohm maka I = V/R
I = 169.7 / ½ = 339.4 A. Kurva gelombang diatas
memiliki dibuah gelombang penuh dengan panjang periode adalah 60ms, yang dilakukan
perhitungan analisis transient pada tiap 1ms nya.

o

Syntax program untuk soal 1 single phase half wave rectifier dengan beban RL.
*1_single phase half wave rectifier with RL load
Vin 1 0 SIN (0 169.7 50HZ)
D1 1 2 DMOD
R1 2 3 0.5ohm
L1 3 4 6.5mH
Vx 4 0 0
.MODEL DMOD D(IS=2.22E-15 BV=1200V IBV=13E-3 CJO=2PF TT=1US)
.TRAN 1MS 60MS
.PLOT TRAN V(2,4) I(L1)
.PRINT TRAN V(2,4) I(L1)
.FOUR 50HZ V(2,4) I(L1)
.PROB
.END

Teknik Penggerak

Page 23

Gambar 20 : Syntax program.

Analisis program : Pada pemrograman single phase half wave rectifier dengan beban
RL, diprogram tersebut terdapat pemodelan dioda yang memodelkan komponen dioda, dengan
parameter (IS=2.22E-15 BV=1200V IBV=13E-3 CJO=2PF TT=1US), selain itu juga didalam
program tersebut komponen induktor diprogramkan dengan simbol L, pembacaan data keluaran
dikeluarkan oleh perintah PLOT dan PRINT, dan untuk perhitungan koefisien fouriernya dengan
menggunakan .FOUR dengan frekuensi perhitungan pada 50HZ.

Gambar 21 : Hasil Analisis Transient.

Teknik Penggerak

Page 24

Gambar 22 : Hasil Analisis Transient.

Gambar 23 : Hasil Analisis Transient.

Teknik Penggerak

Page 25

Gambar 24 : Perhitungan Koefisien Fourier dan THD untuk tegangan V(2,4).

Gambar 25 : Perhitungan Koefisien Fourier dan THD untuk arus keluaran yang melalui induktor.

Teknik Penggerak

Page 26

Gambar 26 : Kurva gelombang single phase half wave dengan beban RL.

Keterangan :

: Tegangan sumber (Vin) AC 169.7 V.
: Tegangan keluaran (Vout) DC 169.7 V.
: Arus keluaran (Iout) 118 A.

Analisis : Dari kurva gelombang diatas yang ditampilkan adalah tiga buah kurva yang
terdiri dari kurva gelombang tegangan masukkan berupa tegangan AC , kurva gelombang
tegangan keluaran berupa tegangan DC, dan tegangan arus keluaran yang melalui induktor.
Kurva gelombang tegangan keluaran pada kurva diatas berbeda dengan kurva single phase half
wave dengan beban R saja, hal itu dikarenakan adanya pengaruh dari komponen induktor yang
dihubungkan seri dengan resistor, sehingga jika diamati dari hasil kurvanya ialah adanya kurva
gelombang pada sumbu Y negatif yang dihasilkan dari energi medan magnet induktor, arus yang
melalui induktor akan dialirkan secara perlahan karena induktor akan merubahnya menjadi
energi medan magnet terlebih dahulu dan disimpan dalam induktor tersebut, kemudian
selanjutnya arus akan dialirkan kembali ke sumber tegangan. Dimana pada kasus ini sumber
tegangan AC yang dirubah menjadi tegangan DC oleh komponen dioda, mengalami bentukan
kurva yang tidak sepenuhnya half wave, karena pada saat arus dari sumber tegangan AC yang
mengalir ke dioda itu pada posisi nol, maka tidak ada arus yang dialirkan kepada beban, namun
disini dikarenakan komponen induktor yang mampu menyimpan arus listrik menjadi medan
magnet akan mengeluarkan gaya gerak listrik yang membuat induktor dapat mengalirkan arus,
sehingga pada saat dioda tidak mendapat arus disaat sumber AC pada posisi gelombang 0 o , arus
diberikan dari induktor yang menjadi sumber arus, namun dikasus ini induktor akan saling
beradu arus dengan sumber tegangan selama induktor mengeluarkan arusnya sampai induktor
melepas semua energi medan magnet yang terdapat padanya, dikondisi lain induktor pun akan
teraliri arus lagi dan akan menyimpannya menjadi energi kembali, sehingga jika dilihat dari
Teknik Penggerak

Page 27

kurva untuk tegangan keluaran ada lonjakan tegangan yang terjadi pada saat t=15ms, t=35ms,
dan 55ms, dari masing-masing gelombang haf wavenya. Untuk besar perhitungan Total
Harmonik Distrosinya mengalami penurunan dari 4.25 % sebelum rangkaian diberikan beban L
menjadi 4.21 % setelah diberikan beban L pada rangkaian.

o Kesimpulan Soal 1 : Dari praktikum yang telah saya lakukan dalam menganalisis
rangkaian menggunakan aplikasi PSpice Student, untuk menganalisa rangkaian single
phase half wave rectifier dengan beban R dan beban RL maka saya dapat simpulkan
bahwa beban L memiliki pengaruh terhadap arus yang mengalir pada rangkaian tersebut,
dikarenakan karakteristik dari induktor yang mampu menyimpan energi medan magnet
dan mengalirkan arus dari ggl (gaya gerak listrik) yang terjadi akibat proses
induktansinya.Sehingga induktor dapat menjadi sumber tegangan bagi suatu rangkaian
apabila dalam rangkaian tersebut sumber AC pada kondisi fasa nya di 0O, sehingga arus
tidak akan mengalir ke dioda karena tidak ada tegangan, namun karena induktor mampu
menyimpan gaya gerak listrik ( energi medan magnet ), maka disini induktor menjadi
sumber arus.

Teknik Penggerak

Page 28

Soal 2
2. Single phase bridge rectifier with RL load
A single phase bridge rectifier is shown in Fig. 2. The sinusoidal input voltage
has a peak of 169,7 V, 50Hz. The load inductance L is 6,5 MH, and the load
resistance R is 0,5 ohm. Use PSpice
(a) To plot the instantaneous output voltage Vo and the load current Io.
(b) To calculate the Fourier coeffients of the input curren.

Fig 2

Gambar 27 : Rangkaian single phase bridge rectifier dengan beban RL.

Teknik Penggerak

Page 29

o

Syntax program untuk soal no 2 single phase bridge rectifier dengan beban R saja.
*2_single phase bridge rectifier with R load
Vin 1 0 SIN (0V 169.7V 50HZ)
Vy 1 2 0V
D1 2 3 DMOD
D2 4 0 DMOD
D3 0 3 DMOD
D4 4 2 DMOD
R1 3 5 0.5OHM
Vx 5 4 0V
.MODEL DMOD D(IS=2.22E-15 BV=1200V IBV=13E-3 CJO=2PF TT=1US)
.TRAN 1MS 60MS
.PRINT TRAN V(3,5) I(R1)
.PLOT TRAN V(3,5) I(R1)
.FOUR 50HZ V(3,5) I(R1)
.PROBE
.END

Gambar 28 : Program single phase bridge rectifier with R load.

Teknik Penggerak

Page 30

Analisis program : Pada pemrograman single phase bridge rectifier dengan beban R,
didalam pemrograman ini dibutuhkan empat buah dioda yang dirangkai menjadi sebuah
rangkaian yang menyerupai jembatan, didalam program PSpice nya keempat dioda
tersebut dimodelkan oleh D1,D2,D3 dan D4, yang mana titik-titik node dioda tersebut
dimasukan kedalam program sesuai dengan gambar rangkaiannya untuk parameter
diodanya cukup menggunakan satu buah parameter saja. Dan didalam program yang
menjadi beban pada rangkaian adalah resistor R1.

Gambar 30 : Hasil Transient Analisis.

Teknik Penggerak

Page 31

Gambar 31 : Hasil Transient Analisis.

Gambar 32 : Hasil Transient Analisis.

Teknik Penggerak

Page 32

Gambar 33 : Perhitungan Koefisien Fourier.

Gambar 34 : Perhitungan Koefisien Fourier.

Teknik Penggerak

Page 33

Gambar 35 : Kurva gelombang sumber tegangan AC, tegangan keluaran dan arus keluaran.

Keterangan :

: Tegangan sumber (Vin) AC 169.7 V
: Tegangan keluaran (Vout) DC
: Arus keluaran (Iout) 339.4 A

Analisis : Pada kurva gelombang diatas dapat dilihat bahwa tegangan keluaran dari
komponen dioda bridge membuat tegangan sumber menjadi searah dengan bentukan
gelombang yakni gelombang penuh (full wave) hal itu didapatkan karena adanya 4 buah
dioda yang difungsikan untuk membuat penyearah gelombang penuh, dimana tegangan
sumber yang berbentuk gelombang sinusoidal apabila dalam arah arus bernilai positif
maka arus akan dialirkan melalui dioda D1 dan D2 ( forward bias ) sedangkan apabila
arah arus bernilai negatif atau kebalikannya maka arus akan dialirkan melalui dioda D3
dan D4, begitu seterusnya mengikuti frekuensi gelombang sumber tegangan nya.
Sehingga mengakibatkan bentukan gelombang keluaran menjadi gelombang penuh.
Untuk kurva gelombang arus, pada kurva diatas arus keluaran bentukan gelombangnya
sama dengan bentukan gelombang tegangan keluarnya, dikarenakan beban yang
digunakan hanya beban resitif yang bersifat menerima arus dan mengalirkannya, disisi
lain arus disini terjadi akibat adanya drop tegangan pada resistor dengan besar hambatan
resistor tersebut adalah 0.5 ohm, hal ini memenuhi Hukum Ohm dimana R = V/I.

Teknik Penggerak

Page 34

o

Syntax program untuk single phase bridge rectifier dengan beban RL.
*2_single phase bridge rectifier with RL load
Vin 1 0 SIN (0V 169.7V 50HZ)
Vy 1 2 0V
D1 2 3 DMOD
D2 4 0 DMOD
D3 0 3 DMOD
D4 4 2 DMOD
R1 3 5 0.5OHM
L1 5 6 6.5MH
Vx 6 4 0V
.MODEL DMOD D(IS=2.22E-15 BV=1200V IBV=13E-3 CJO=2PF TT=1US)
.TRAN 1MS 60MS
.PRINT TRAN V(3,6) I(L1)
.PLOT TRAN V(3,6) I(L1)
.FOUR 50HZ V(3,6) I(L1)
.PROBE
.END

Gambar 36 : Syntax program single phase bridge rectifier with RL load.

Teknik Penggerak

Page 35

Analisa progam : Pada pemrograman rangkaian single phase bridge rectifier dengan
beban RL , menggunakan 4 buah dioda yang dirangkai membentuk sebuah jembatan,
yang mana rangkaian tersebut dimodelkan dalam bentuk simbol D1,D2,D3 dan D4, yang
terhubung melalui node-node nya, yang berbeda dengan program rangkai single phase
bridge rectifier sebelumnya ialah adanya komponen induktor (L) yang dihubungkan seri
dengan beban resistor (R), yang besarnya 6.5Mh.

Gambar 37 : Hasil Transient Analisis.

Gambar 38 : Hasil Transient Analisis.

Teknik Penggerak

Page 36

Gambar 40 : Hasil Transient Analisis.

Gambar 41 : Hasil Transient Analisis.

Teknik Penggerak

Page 37

Gambar 42 : Hasil Transient Analisis.

Gambar 43 : Kurva gelombang tegangan sumber, tegangan keluaran dan arus yang melalui induktor.

Teknik Penggerak

Page 38

Keterangan :

: Tegangan sumber (Vin) AC 169.7 V
: Tegangan keluaran (Vout) DC
: Arus keluaran (Iout)

Analisa : Pada kurva gelombang diatas dapat dilihat bahwa kurva gelombang tegangan
keluarannya membentuk gelombang searah (full wave) , yang terbentuk oleh adanya
dioda rectifier,yangmana dioda bridge rectifier disini digunakan untuk menghasilkan
gelombang penuh tersebut, dengan adanya 4 buah dioda yang dirangkaikan menjadi
sebuah rangkaian jembatan maka tegangan bolak-balik dari sumber akan dikonversi
sepenuhnya oleh dioda baik dalam keadaan arah arus positif ataupun negatif dan dengan
hasil tegangan keluaran yang selalu positif, hal tersebut memanfaat karakteristik dioda
ynag mempunyai kemampuan hantar arus apabila dalam kondisi tertentu yakni forward
bias dan reverse bias, kedua hal ini yang digunakan dalam mengkonversi tegangan AC ke
DC, dengan frekuensi tegangan bolak-balik terhadap waktu membuat kurva
gelombangnya pun terhubung secara gelombang penuh, sedangkan untuk kurva
gelombang arus yang melalui induktor mengalami harmonisasi terhadap besar arusnya,
jika diamati pada saat t=8ms itu merupakan waktu naik untuk arus memulai
harmonisanya, hal ini dipengaruhi oleh karakteristik dari induktor yang mampu
menyimpan energi dalam bentuk medan magnet, pada saat sumber tegangan
menghantarkan arus ke rangkaian yang juga melalui induktor, arus tersebut akan dirubah
menjadi medan magnet, dan apabila sumber tegangan tidak mengalirkan arus maka
induktor akan berlaku menjadi sumber tegangan dalam rangkaian tersebut, yang mana ggl
pada induktor akan mengeluarkan arus secara peerlahan hingga arus tersebut mencapai
keadaan steady state, selama waktu penyaluran arus dari ggl tersebut maka arus yang
dikeluarkan akan berbentuk gelombang yang berhamonisasi, nilai arus pada saat
berharmonisasi terpengaruhi oleh fungsi waktu,yang mana dirumuskan.

Rumus arus pada induktor.

Teknik Penggerak

Page 39

o Kesimpulan Soal 2 : Dari praktikum yang telah saya lakukan dalam menganalisis
rangkaian menggunakan aplikasi PSpice Student, untuk menganalisa rangkaian single
phase bridge rectifier dengan beban R dan beban RL maka saya dapat simpulkan bahwa
beban L memiliki pengaruh terhadap arus yang mengalir pada rangkaian tersebut,
dikarenakan karakteristik dari induktor yang mampu menyimpan energi medan magnet
dan mengalirkan arus dari ggl (gaya gerak listrik) yang terjadi akibat proses
induktansinya.Sehingga induktor dapat menjadi sumber tegangan bagi suatu rangkaian
apabila dalam rangkaian tersebut sumber AC pada kondisi fasa nya di 0 O, sehingga arus
tidak akan mengalir ke dioda karena tidak ada tegangan, namun karena induktor mampu
menyimpan gaya gerak listrik ( energi medan magnet ), maka disini induktor menjadi
sumber arus.Selain itu disini arus pada induktor akan terjadi harmonisa pada kurva
gelombang arus, apabila tegangan yang dikeluarkan pada dioda berbentuk gelombang
penuh, karena pada kondisi ini proses induktor untuk menyimpan energi dan
mengeluarkannya berlangsung begitu cepat, sehingga arus pada saat dialirkan dari ggl
induksi, dialirkan secara grapik eksponensial hingga mencapai titik tunaknya.

Teknik Penggerak

Page 40

Soal 3
3. Single phase bridge rectifier with RL load and LC filter.
A single phase bridge rectifier with an LC filter is shown in Fig. 3. The
sinusoidal input voltage has a peak of 169,7 V, 50Hz. The load inductance L is
10 mH, and the load resistance R is 40 ohm. The filter inductance Lf is 30,83
mH, and the filter capacitance Cf is 326 uF. Use Psipe
(a) To plot the instantaneous output output voltage Vo and the load current Io
(b) To calculate the Fourier coefficients of the output voltage,and
(c) To calculate the Fourier coefficients of the input current
(d)

Gambar 44 : Rangkaian single phase bridge rectifier with RL load and LC filter.
o

Syntax program untuk rangkaian single phase bridge rectifier dengan beban RL dan filter
Le.
*3_single phase bridge rectifer with RL load and LC filter
Vin 1 0 SIN (0 169.7 50HZ)
Vy 1 2 0
D1 2 3 DMOD
D2 4 0 DMOD
D3 0 3 DMOD
D4 4 2 DMOD
Le 3 7 30.83MH
*Ce 7 4 326UF
R 3 5 40ohm
L 5 6 10mH
Vx 5 4 0V
.MODEL DMOD D(IS=2.22E-15 BV=1200V IBV=13E-3 CJO=2PF TT=1US)
.TRAN 1MS 60MS
.PLOT TRAN V(3,5) I(R)
.PRINT TRAN V(3,5) I(R)

Teknik Penggerak

Page 41

.FOUR 50HZ V(3,5) I(Vin)
.PROBE
.END

.

Gambar 45 : Syntax program.

Gambar 46 : Hasil Transient Analisis.

Teknik Penggerak

Page 42

Gambar 47 : Hasil Transient Analisis.

Gambar 48 : Hasil Transient Analisis.

Teknik Penggerak

Page 43

Gambar 49 : Perhitungan Koefisien Fourier.

Gambar 50 : Perhitungan Koefisien Fourier.

Teknik Penggerak

Page 44

Gambar 51 : Kurva gelombang tegangan sumber, tegangan keluaran dan arus keluaran.

Keterangan :

: Tegangan sumber (Vin) AC 169.7 V
: Tegangan keluaran (Vout) DC
: Arus keluaran (Iout)

Analisis : Pada kurva gelombang diatas dapat dilihat bahwa gelombang tegangan
keluaran dapat dilihat nilai tegangannya sama dengan kurva gelombang penuh single
phase bridge rectifier tanpa filter , namun yang berbeda adalah kurva gelombang arus,
arus keluaran mengalami harmonisasi gelombang yang diakibatkan oleh adanya faktor
komponen induktor yang mampu menyimpan energi medan magnet, arus awal pada saat
melalui induktor filter akan mendapatkan penyaringan besar arusnya sebelum dialirkan
ke beban, sehingga nilai harmonisasi akan mengalami kenaikan terlebih dahulu pada saat
t awal lalu kemudian akan mencapai titik tunak disaat arus yang terdapat dalam induktor
dikeluarkan.

Teknik Penggerak

Page 45

o Syntax program untuk single phase bridge rectifier dengan beban RL dan LC filter.
*3_single phase bridge rectifer with RL load and LC filter
Vin 1 0 SIN (0 169.7 50HZ)
Vy 1 2 0
D1 2 3 DMOD
D2 4 0 DMOD
D3 0 3 DMOD
D4 4 2 DMOD
Le 3 7 30.83MH
Ce 7 4 200UF
R 7 5 40ohm
L 5 6 10mH
Vx 6 4 0V
.MODEL DMOD D(IS=2.22E-15 BV=1200V IBV=13E-3 CJO=2PF TT=1US)
.TRAN 1MS 400MS
.PLOT TRAN V(7,4) I(L)
.PRINT TRAN V(7,4) I(L)
.FOUR 50HZ V(7,4) I(L)
.PROBE
.END

Gambar 52 : Syntax program.

Teknik Penggerak

Page 46

Analisis Program : Pada syntax program single phase bridge rectifier dengan beban RL
dan filter LC, digunakan simbol program Le dan Ce sebagai komponen filter penyearah
gelombang penuh tersebut, besar nilai dari komponen Le dan Ce ini mempengaruhi kurva
gelombang keluaran baik arus maupun tegangannya. Didalam program ini nilai kapasitor
yang digunakan sebagai filter rangakaian penyearah dioda nya awalnya 326UF namun
nilai perhitungan koefiesien fouriernya tidak dapat terbaca dengan nilai kapasitor itu,
kemudian diturunkan menjadi 200UF , yang mana pada nilai kapasitor tersebut nilai
perhitungan koefisien fouriernya mampu terbaca sehingga nilai THD dapat dihitung.

Gambar 53 : Hasil Transient Analisis.

Gambar 54 : Hasil Transient Analisis.

Teknik Penggerak

Page 47

Gambar 55 : Hasil Transient Analisis.

Gambar 56 : Hasil Transient Analisis.

Teknik Penggerak

Page 48

Gambar 57 : Hasil Transient Analisis.

Gambar 58 : Hasil Transient Analisis.

Teknik Penggerak

Page 49

Gambar 59 : Hasil Transient Analisis.

Gambar 60 : Hasil Transient Analisis.

Teknik Penggerak

Page 50

3.640E-01
3.650E-01
3.660E-01
3.670E-01
3.680E-01
3.690E-01
3.700E-01
3.710E-01
3.720E-01
3.730E-01
3.740E-01
3.750E-01
3.760E-01
3.770E-01
3.780E-01
3.790E-01
3.800E-01
3.810E-01
3.820E-01
3.830E-01
3.840E-01
3.850E-01
3.860E-01
3.870E-01
3.880E-01
3.890E-01
3.900E-01
3.910E-01
3.920E-01
3.930E-01
3.940E-01
3.950E-01
3.960E-01
3.970E-01
3.980E-01
3.990E-01
4.000E-01

Teknik Penggerak

9.563E+01
9.980E+01
1.107E+02
1.250E+02
1.357E+02
1.445E+02
1.375E+02
1.259E+02
1.106E+02
9.804E+01
9.298E+01
9.889E+01
1.115E+02
1.277E+02
1.392E+02
1.497E+02
1.416E+02
1.284E+02
1.129E+02
1.000E+02
9.498E+01
9.937E+01
1.095E+02
1.252E+02
1.352E+02
1.394E+02
1.374E+02
1.242E+02
1.093E+02
9.693E+01
9.201E+01
9.812E+01
1.104E+02
1.266E+02
1.378E+02
1.485E+02
1.408E+02

2.420E+00
2.465E+00
2.693E+00
3.016E+00
3.318E+00
3.580E+00
3.484E+00
3.248E+00
2.856E+00
2.522E+00
2.346E+00
2.429E+00
2.701E+00
3.076E+00
3.398E+00
3.709E+00
3.602E+00
3.314E+00
2.916E+00
2.574E+00
2.398E+00
2.451E+00
2.659E+00
3.029E+00
3.300E+00
3.471E+00
3.485E+00
3.206E+00
2.822E+00
2.493E+00
2.319E+00
2.412E+00
2.675E+00
3.044E+00
3.366E+00
3.678E+00
3.596E+00

Page 51

FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(7,4)

DC COMPONENT = 1.184211E+02
HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED
NO
(HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG)
1
2
3
4
5
6
7
8
9

5.000E+01
1.000E+02
1.500E+02
2.000E+02
2.500E+02
3.000E+02
3.500E+02
4.000E+02
4.500E+02

2.457E+00
2.485E+01
5.384E-01
6.155E-01
4.818E-01
5.426E-01
4.125E-01
6.589E-01
4.462E-01

1.000E+00 8.152E+01
1.011E+01 1.243E+02
2.191E-01 1.222E+02
2.505E-01 9.758E+01
1.961E-01 1.677E+02
2.208E-01 1.055E+02
1.679E-01 -1.392E+02
2.681E-01 1.512E+02
1.816E-01 -6.684E+01

PHASE
NORMALIZED
PHASE (DEG)

0.000E+00
-3.871E+01
-1.223E+02
-2.285E+02
-2.399E+02
-3.837E+02
-7.099E+02
-5.010E+02
-8.005E+02

TOTAL HARMONIC DISTORTION = 1.012940E+03 PERCENT
FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE I(L)

DC COMPONENT = 2.962061E+00
HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED
NO
(HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG)
1
2
3
4
5
6
7
8
9

5.000E+01
1.000E+02
1.500E+02
2.000E+02
2.500E+02
3.000E+02
3.500E+02
4.000E+02
4.500E+02

6.266E-02
6.143E-01
1.456E-02
2.475E-02
1.121E-02
1.637E-02
7.340E-03
1.363E-02
8.380E-03

1.000E+00
9.804E+00
2.324E-01
3.950E-01
1.789E-01
2.613E-01
1.171E-01
2.175E-01
1.337E-01

7.818E+01
1.147E+02
1.150E+02
8.771E+01
1.599E+02
9.645E+01
-1.408E+02
1.451E+02
-5.432E+01

PHASE
NORMALIZED
PHASE (DEG)

0.000E+00
-4.171E+01
-1.196E+02
-2.250E+02
-2.310E+02
-3.727E+02
-6.881E+02
-4.804E+02
-7.580E+02

TOTAL HARMONIC DISTORTION = 9.823577E+02 PERCENT

Teknik Penggerak

Page 52

Gambar 61 : Kurva gelombang tegangan sumber, tegangan keluaran dan arus keluaran.

Keterangan :

: Tegangan sumber (Vin) AC 169.7 V
: Tegangan keluaran (Vout) DC
: Arus keluaran (Iout)

Analisis : Dari kurva gelombang diatas diketahui bahwa tegangan keluarannya yang
berbentuk gelombang penuh yang dihasilkan oleh dioda bridge rectifier mengalami
harmonisasi gelombang, hal itu disebabkan karena adanya faktor komponen filter atau
penyaring yakni induktor dan kapasitor, yang dirangkaikan pada rangkaian single phase
bridge rectifier, induktor akan memberi pengaruh terhadap aliran arus yang mengalir
dalam rangkaian tersebut, pada saat arus melalui beban resistif besar arus akan
berbanding terbalik dengan hambatannya, dan bentukan gelombangnya akan mengikuti
bentuk gelombang sumber tegangan. Sehingga untuk kasus full wave ini, agar didapatkan
gelombang keluaran hingga mencapai gelombang tegangan DC murni, maka komponen
filter LC disini berfungsi untuk menyaring besaran arus dan tegangan pada yang akan
diberikan ke beban RL, filter L digunakan untuk memperkecil nilai harmonisa pada
gelombang arus keluarannya, sedangan untuk filter kapasitor digunakan untuk
memperkecil nilai harmonisa pada tegangan keluarannya.

Teknik Penggerak

Page 53

o Kesimpulan Soal 3 : Dari praktikum yang telah saya lakukan dalam menganalisis
rangkaian menggunakan aplikasi PSpice Student, untuk menganalisa rangkaian single
phase bridge rectifier dengan beban RL dan filter L serta dengan beban RL dan filter LC
pada rangakaiannya, maka saya dapat simpulkan bahwa induktor ( L ) sebagai filter
digunakan dalam rangkaian penyearah untuk mengecilkan riak gelombang arus yang
melalui rangkaian tersebut, semakin besar nilai induktor maka semakin kecil riak
gelombang yang mampu diratakan, sedangkan kapasitor sebagai filter pada rangkaian
penyearah dioda digunakan untuk mengecilkan riak atau harmonisa gelombang tegangan
keluaran yang ada pada rangkaian sehingga bentukan gelombang dapat mencapai
gelombang DC walaupun tidak sampai DC murni.

Soal 4
4. Three phase bridge rectifier
A three phase bridge rectifier is shown in Fig. 4. The rectifier is supplied from a
balanced three phase supply whose per phase voltage has a peak of 169,7 V,
50Hz. The load inductance L is 6,5 mH, and the load resistance R is 0,5 ohm.
Use PSpice
(a) To plot the instantaneous output voltage Vo and the line phase current Ia
(b) To plot the rms and average current of Diode D1
(c) To plot the average output power and,
(d) To calculate the Fourier coefficients of the input current

Gambar 62 : Rangkaian three phase bridge rectifier.

Teknik Penggerak

Page 54

o

Syntax program untuk rangkaian three phase bridge rectifier dengan beban R.
*4_Three phase bridge rectifier
Van 8 0 sin(0 169.7 50hz 0 0 0)
Vbn 2 0 sin(0 169.7 50hz 0 0 120)
Vcn 3 0 sin(0 169.7 50hz 0 0 240)
Vy 8 1 0v
D1 1 4 dmod
D2 5 3 dmod
D3 2 4 dmod
D4 5 1 dmod
D5 3 4 dmod
D6 5 2 dmod
R 4 6 0.5ohm
*L 6 7 6.5mh
Vx 6 5 0v
.model dmod d(IS=2.22E-15 BV=1200v IBV=13E-3 CJO=2pf TT=1us)
.tran 2mS 60mS
.print tran v(4,6) i(vy)
.plot tran v(4,6) i(vy)
.four 50hz v(4,6)
.probe
.end
Analisis program : Pada pemrograman three phase bridge rectifier ini, menggunakan
tiga buah syntax program untuk menyatakan tegangan tiga fasa, dimana masingmasingnya ialah Van,Vbn dan Vcn, yang memiliki perbedaan fasa sebesar 240 o antar tiap
fasanya.

Teknik Penggerak

Page 55

TRANSIENT ANALYSIS

TIME

V(4,6)

TEMPERATURE = 27.000 DEG C

I(Vy)

I(D1)

0.000E+00 2.919E+02

-2.585E-26

-1.459E-10

2.000E-03 2.663E+02

5.327E+02

5.328E+02

4.000E-03 2.854E+02

5.708E+02

5.708E+02

6.000E-03 2.849E+02

5.699E+02

5.700E+02

8.000E-03 2.657E+02

5.314E+02

5.314E+02

1.000E-02 2.896E+02

-2.602E-08

-1.293E-08

1.200E-02 2.664E+02

-5.328E+02

-4.851E-09

1.400E-02 2.805E+02

-5.610E+02

1.990E-09

1.600E-02 2.844E+02

-5.687E+02

-2.546E-09

1.800E-02 2.664E+02

-5.329E+02

4.314E-09

2.000E-02 2.891E+02

2.592E-08

1.323E-08

2.200E-02 2.664E+02

5.328E+02

5.328E+02

2.400E-02 2.804E+02

5.609E+02

5.609E+02

2.600E-02 2.844E+02

5.687E+02

5.688E+02

2.800E-02 2.663E+02

5.326E+02

5.326E+02

3.000E-02 2.903E+02

-2.517E-08

-1.227E-08

3.200E-02 2.664E+02

-5.327E+02

-4.852E-09

3.400E-02 2.820E+02

-5.640E+02

1.984E-09

3.600E-02 2.846E+02

-5.692E+02 -2.551E-09

3.800E-02 2.632E+02

-5.263E+02

4.311E-09

4.000E-02 2.901E+02

2.491E-08

1.318E-08

Teknik Penggerak

Page 56

4.200E-02 2.664E+02

5.328E+02

5.324E+02

4.400E-02 2.808E+02

5.617E+02

5.618E+02

4.600E-02 2.852E+02

5.704E+02

5.705E+02

4.800E-02 2.664E+02

5.328E+02

5.328E+02

5.000E-02 2.909E+02

-2.724E-08 -1.426E-08

5.200E-02 2.664E+02

-5.328E+02 -4.851E-09

5.400E-02 2.806E+02

-5.612E+02

5.600E-02 2.847E+02

-5.694E+02 -2.550E-09

5.800E-02 2.662E+02

-5.324E+02

6.000E-02 2.919E+02

2.495E-08

1.990E-09

4.332E-09
1.281E-08

FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE I(Van)
DC COMPONENT = -3.446688E-02
HARMONIC FREQUENCY
NO

(HZ)

FOURIER

NORMALIZED

COMPONENT COMPONENT (DEG)

PHASE

PHASE (DEG)

1

5.000E+01 6.086E+02 1.000E+00 -1.800E+02 0.000E+00

2

1.000E+02

2.199E-01

3

1.500E+02

6.488E+00 1.066E-02

4

2.000E+02

2.820E-01

5

2.500E+02

1.413E+02 2.322E-01

6

3.000E+02

1.500E-01

7

3.500E+02

6.734E+01 1.106E-01 -1.512E+00

8

4.000E+02

3.554E-01

9

4.500E+02

6.534E+00 1.074E-02

3.614E-04 1.214E+02
2.812E-02

NORMALIZED

4.813E+02
5.399E+02

4.633E-04 -9.088E+01 6.290E+02
6.484E-01

9.005E+02

2.465E-04 9.698E+01

1.177E+03
1.258E+03

5.839E-04 -1.199E+01 1.428E+03
1.788E+02 1.798E+03

TOTAL HARMONIC DISTORTION = 2.576681E+01 PERCENT

Teknik Penggerak

Page 57

FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE I(Vbn)
DC COMPONENT = -9.529070E-01
HARMONIC FREQUENCY
NO

(HZ)

FOURIER

NORMALIZED

PHASE

COMPONENT COMPONENT (DEG)

NORMALIZED

PHASE (DEG)

1

5.000E+01

6.135E+02 1.000E+00 -6.072E+01

0.000E+00

2

1.000E+02

3.061E+00 4.989E-03 -9.826E+01

2.317E+01

3

1.500E+02

2.643E+00 4.308E-03 -7.871E+01

1.034E+02

4

2.000E+02

1.577E+00 2.571E-03 -1.251E+02

1.178E+02

5

2.500E+02

1.399E+02 2.280E-01 -1.222E+02

1.813E+02

6

3.000E+02

2.553E+00 4.162E-03 -1.209E+02

2.434E+02

7

3.500E+02

6.903E+01 1.125E-01

8

4.000E+02

1.467E+00 2.391E-03 -1.550E+02

3.308E+02

9

4.500E+02

2.369E+00 3.862E-03 -1.799E+02

3.666E+02

1.148E+02 5.399E+02

TOTAL HARMONIC DISTORTION = 2.544151E+01 PERCENT

FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE I(Vcn)
DC COMPONENT = 9.873739E-01
HARMONIC FREQUENCY
NO

(HZ)

FOURIER

NORMALIZED

COMPONENT COMPONENT (DEG)

PHASE

PHASE (DEG)

1

5.000E+01

6.180E+02 1.000E+00

6.005E+01 0.000E+00

2

1.000E+02

2.895E+00 4.684E-03

7.896E+01 -4.114E+01

3

1.500E+02

7.468E+00 1.208E-02

1.597E+02 -2.042E+01

4

2.000E+02

1.817E+00 2.941E-03

5.994E+01 -1.802E+02

5

2.500E+02

1.344E+02 2.175E-01

1.198E+02 -1.805E+02

6

3.000E+02

2.437E+00 3.943E-03

5.690E+01 -3.034E+02

7

3.500E+02

7.192E+01 1.164E-01 -1.222E+02 -5.425E+02

Teknik Penggerak

NORMALIZED

Page 58

8

4.000E+02

1.202E+00 1.945E-03

3.528E+01 -4.451E+02

9

4.500E+02

8.903E+00 1.441E-02 -8.715E-01 -5.413E+02

TOTAL HARMONIC DISTORTION = 2.475181E+01 PERCENT

Gambar 63 : Kurva gelombang tegangan keluaran (Vo), arus fasa masukan (Ia) dan arus diode.

Keterangan :

: Tegangan keluaran (Vo)
: Arus masukan (Ivy)
: Arus dioda (D1) dihitung secara RMS
: Arus dioda (D1) dihitung secara rata-rata

Analisis : Kurva gelombang tegangan keluaran terbentuk menjadi bentuk kurva seperti
itu dikarenakan adanya sumber tiga fasa yang bekerja pada rangkaian three phase bridge
rectifier ini, dimana sumber tegangan tiga fasa memiliki keseimbangan daya karena
dipasok oleh tiga fasa Van,Vbn dan Vcn. Sumber daya dan dioda diasumsikan ideal
dalam analisis awal dari rangakaian. Hanya satu dioda dibagian atas jembatan ( bridge )
yang bekerja pada satu waktu ( D1,D3, atau D5 ). Dan hanya satu dioda dibagian bawah
jembatan ( bridge ) yang bekerja pada satu waktu ( D2,D4, atau D6 ). D1 dan D4 tidak
dapat dilewati arus pada saat yang sama. Demikian pula dengan D3 dan D6 tidak dapat
dilewati arus secara bersama, begitu juga dengan D5 dan D2.

Teknik Penggerak

Page 59

Beban output tegangan adalah salah satu line-to-line tegangan dari sumber. Misalnya
ketika D1 dan D2 menyala, tegangan ouput tersedia. Dioda yang ada ditentukan oleh
tegangan line-to-line dimana yang tertinggi pada saat itu.

Untuk kurva arus Ivy, itu dipengaruhi oleh pergeseran fasa Van terhadap fasa lain sebesar
120O, hal tersebut mengakibatkan pergesaran kurva arus yang turun naik, selain itu juga
karena adanya 6 buah dioda penyearah pada rangkaian, yang mana arus akan memilih
dioda yang pada saat tegangan tertinggi dapat mengahantarkan arus kembali ke sumber
tegangannya, begitu seterusnya. Sedangkan untuk arus pada dioda kurva arus tersebut
diambil data rata-rata dan RMS nya, karena secara rumus matematisnya arus yang
mengalir pada dioda di rangkaian tiga fasa bridge rectifier ini adalah 0.5521Im nya.

Rumus arus rms pada dioda.

Teknik Penggerak

Page 60

o Syntax program untuk three phase bridge rectifier dengan beban RL.
*4_Three phase bridge rectifier
Van 8 0 sin(0 169.7 50hz 0 0 0)
Vbn 2 0 sin(0 169.7 50hz 0 0 120)
Vcn 3 0 sin(0 169.7 50hz 0 0 240)
Vy 8 1 0v
D1 1 4 dmod
D2 5 3 dmod
D3 2 4 dmod
D4 5 1 dmod
D5 3 4 dmod
D6 5 2 dmod
R 4 6 0.5ohm
L 6 7 6.5mh
Vx 7 5 0v

.model dmod d(IS=2.22E-15 BV=1200v IBV=13E-3 CJO=2pf TT=1us)
.tran 2mS 60mS
.print tran v(4,7) i(Vy) i(D1)
.plot tran v(4,7) i(Vy) i(D1)
.four 50hz v(4,7) i(Van) i(Vbn) i(Vcn)
.probe
.end

Teknik Penggerak

Page 61

TRANSIENT ANALYSIS

TIME

V(4,7)

TEMPERATURE = 27.000 DEG C

I(Vy)

I(D1)

0.000E+00 2.919E+02

-2.585E-26

-1.459E-10

2.000E-03 2.664E+02

5.787E+02 5.791E+02

4.000E-03 2.803E+02

5.761E+02 5.761E+02

6.000E-03 2.846E+02

5.711E+02 5.711E+02

8.000E-03 2.631E+02

5.697E+02 5.697E+02

1.000E-02 2.918E+02

-2.632E-08

-1.329E-08

1.200E-02 2.664E+02

-5.647E+02

-4.851E-09

1.400E-02 2.852E+02

-5.658E+02

1.979E-09

1.600E-02 2.846E+02

-5.622E+02

-2.545E-09

1.800E-02 2.662E+02

-5.619E+02

4.315E-09

2.000E-02 2.914E+02

2.495E-08 1.283E-08

2.200E-02 2.664E+02

5.574E+02 5.571E+02

2.400E-02 2.805E+02

5.582E+02 5.582E+02

2.600E-02 2.853E+02

5.560E+02

5.560E+02

2.800E-02 2.664E+02

5.564E+02

5.566E+02

3.000E-02 2.918E+02

-2.633E-08

-1.330E-08

3.200E-02 2.664E+02

-5.544E+02

-4.850E-09

3.400E-02 2.851E+02

-5.579E+02 1.974E-09

3.600E-02 2.853E+02

-5.546E+02

3.800E-02 2.664E+02

-5.561E+02 4.299E-09

-2.543E-09

4.000E-02 2.899E+02

2.555E-08

1.315E-08

4.200E-02 2.664E+02

5.540E+02

5.540E+02

4.400E-02 2.818E+02

5.550E+02 5.550E+02

Teknik Penggerak

Page 62

4.600E-02 2.852E+02

5.526E+02 5.524E+02

4.800E-02 2.662E+02

5.542E+02 5.542E+02

5.000E-02 2.899E+02

-2.526E-08 -1.232E-08

5.200E-02 2.664E+02

-5.524E+02 -4.851E-09

5.400E-02 2.851E+02

-5.542E+02 1.978E-09

5.600E-02 2.854E+02

-5.531E+02 -2.543E-09

5.800E-02 2.664E+02

-5.539E+02 4.296E-09

6.000E-02 2.919E+02 2.769E-08

1.301E-08

FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE I(Van)
DC COMPONENT = -3.776963E-02
HARMONIC FREQUENCY
NO

(HZ)

FOURIER

NORMALIZED PHASE NORMALIZED

COMPONENT COMPONENT (DEG)

PHASE (DEG)

1

5.000E+01

6.071E+02 1.000E+00 -1.800E+02

0.000E+00

2

1.000E+02

2.938E-01

3

1.500E+02

7.424E+00 1.223E-02

4

2.000E+02

2.711E-01

5

2.500E+02

1.263E+02 2.080E-01 -2.367E-01 8.997E+02

6

3.000E+02

8.532E-02

7

3.500E+02

8.385E+01 1.381E-01

8

4.000E+02

2.963E-02

9

4.500E+02

7.479E+00 1.232E-02 -1.793E+02

4.840E-04 -1.554E+02 2.046E+02
2.141E+00 5.421E+02

4.466E-04 6.740E+01

7.874E+02

1.405E-04 -3.671E+01 1.043E+03
2.617E-01

1.260E+03

4.881E-05 1.561E+02

1.596E+03
1.441E+03

TOTAL HARMONIC DISTORTION = 2.502876E+01 PERCENT

Teknik Penggerak

Page 63

FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE I(Vbn)
DC COMPONENT = -1.747816E+00
HARMONIC FREQUENCY
NO

(HZ)

FOURIER

NORMALIZED

PHASE

COMPONENT COMPONENT (DEG)

NORMALIZED

PHASE (DEG)

1

5.000E+01

6.193E+02 1.000E+00 -5.919E+01

0.000E+00

2

1.000E+02

2.592E+00 4.185E-03

3

1.500E+02

1.825E+01 2.947E-02 -1.782E+02 -6.858E-01

4

2.000E+02

3.195E+00 5.159E-03 -9.482E+01

1.419E+02

5

2.500E+02

1.135E+02 1.832E-01 -1.160E+02

1.799E+02

6

3.000E+02

2.811E+00 4.540E-03

9.124E+01 4.464E+02

7

3.500E+02

9.626E+01 1.554E-01

1.262E+02 5.405E+02

8

4.000E+02

2.882E+00 4.653E-03 -8.989E+01

9

4.500E+02

1.765E+01 2.851E-02

9.174E+01 2.101E+02

3.836E+02

4.429E+00 5.371E+02

TOTAL HARMONIC DISTORTION = 2.439256E+01 PERCENT

FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE I(Vcn)
DC COMPONENT = 1.697396E+00
HARMONIC FREQUENCY
NO

(HZ)

FOURIER

NORMALIZED

COMPONENT COMPONENT (DEG)

NORMALIZED

PHASE (DEG)

1

5.000E+01

6.059E+02 1.000E+00

2

1.000E+02

2.625E+00 4.332E-03 -8.217E+01 -2.050E+02

3

1.500E+02

1.079E+01 1.781E-02

2.003E+00 -1.823E+02

4

2.000E+02

2.871E+00 4.738E-03

8.538E+01 -1.603E+02

5

2.500E+02

1.279E+02 2.111E-01

1.267E+02 -1.804E+02

6

3.000E+02

2.762E+00 4.558E-03 -8.900E+01 -4.575E+02

7

3.500E+02

8.275E+01 1.366E-01 -1.091E+02 -5.391E+02

Teknik Penggerak

6.142E+01

PHASE

0.000E+00

Page 64

8

4.000E+02

2.995E+00 4.943E-03

8.659E+01 -4.048E+02

9

4.500E+02

1.043E+01 1.722E-02 -1.726E+02 -7.254E+02

TOTAL HARMONIC DISTORTION = 2.528605E+01 PERCENT

Gambar 64 : Kurva gelombang tegangan keluaran (Vo), arus fasa masukan (Ia) dan arus diode.

Keterangan :

: Tegangan keluaran (Vo)
: Arus masukan (Ivy)
: Arus dioda (D1) dihitung secara RMS
: Arus dioda (D1) dihitung secara rata-rata

Analisis : Pada kurva gelombang diatas yang berbeda dengan gelombang three phase
bridge rectifier adalah pada kur