Goldwin Caesar Situngkir

10/296372/TK/36121

Analisis Transien: Pengaruh Perubahan Frekuensi pada Tegangan di Belitan

Pada tugas ini dilakukan pengujian/simulasi untuk mengamati pengaruh perubahan frekuensi terhadap tegangan pada antar belitan

(CTT, Capacitance Turn-to-Turn) dan tegangan antar belitan dan badan motor (CTG, Capacitance Turn-to-Ground). Bentuk rangkaian

pada simulasi ATPDraw ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1

Dalam simulasi ini digunakan sumber tegangan berupa Heidler. Input tegangan dari heidler adalah sebesar 10000V. Pada seting

Heidler itulah dilakukan variasi pada front time dan tail time.

I. Periode 1µS

Pada pengujian pertama diset agar front time adalah 0.25µs dengan asumsi frekuensi untuk 1 periode adalah 1000kHz.

Gambar 2

Dari simulasi pertama didapatkan hasil seperti yang ditunjukkan pada gambar3. Grafik berwarna merah adalah grafik tegangan antar

belitan pertama yang di ATPdraw berada pada induktor yang paling dekat dengan sumber. Grafik berwarna hijau adalah grafik

tegangan antar belitan dan motor pertama yang di ATPdraw berada pada node 1 ke ground. Seharusnya tegangan yang berasal dari

input adalah masih sama dengan grafik hijau, maka dari itu diasumsikan bentuk tegangan dari heidler adalah sama dengan tegangan

node 1-ground, hanya saja dengan amplitudo yang berbeda karena pada tegangan node1-ground, sumber mengisi induktor (input:

10000V, node1-ground: 8000V). Grafik hijau menunjukkan pada front-time, tegangannya mencapai sekitar 3900V. Hal tersebut sesuai

dengan teori bahwa tegangan pada CTG akan 2 kali lebih besar daripada CTT karena pada CTT jarak isolasi dari belitan menjadi 2

kali.

(f ile cobabung.pl4; x-var t) v:1 -2 v: -1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[ms]

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

[V]

Gambar 3

Jika dilihat semakin jauh dari sumber, bentuk tegangannya menjadi semakin baik. Pada CTT tidak terdapat overshoot yang terlalu

tinggi. Sedangkan pada CTG membentuk tegangan dengan gelombang yang lebih sinusoidal dibanding dengan yang pertama. Bentuk

gelombang tersebut sudah melewati lapisan tapis sehingga hasilnya menjadi lebih baik. Pada contoh gambar 4 grafik berwarna merah

adalah grafik tegangan antar belitan (CTT) terakhir dan grafik berwarna hijau adalah grafik tegangan antar belitan dan motor (CTG)

terakhir yang berada pada node 6 ke ground.

(f ile cobabung.pl4; x-var t) v:5 -6 v: -6

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[ms]

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

[V]

Gambar 4

II. Periode 100µS

Pada pengujian kedua diset agar periode adalah 100 µS, sehingga front time adalah 2.5.10 -5µs dengan asumsi frekuensi untuk 1

periode adalah 100000kHz.

(f ile cobabung.pl4; x-var t) v:1 -2 v: -1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[ms]

-10.0

-7.5

-5.0

-2.5

0.0

2.5

5.0

[kV]

Gambar 5

(f ile cobabung.pl4; x-var t) v:5 -6 v: -6

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[ms]

-22.0

-15.2

-8.4

-1.6

5.2

12.0

[kV]

Gambar 6

Bisa dilihat dari pada Gambar 5 dan Gambar 6, bahwa pada pengukuran CTT dan CTG di node yang sama dengan sebelumnya, besar

tegangannya lebih tinggi. Hal tersebut kemungkinan dipengaruhi karena adanya perubahan pada besar frekuensi. Reaktansi kapasitif

berbanding terbalik terhadap frekuensi, jika frekuensi meningkat maka reaktansi kapasitif akan menurun dan begitu juga sebaliknya.

XC = 1 / (2 ∙ π ∙ f ∙ C). Maka dari itu dengan Reaktansi kapasitif yang semakin turun, nilai tegangannya menjadi semakin tinggi.

III. Periode 10000µS

Pada pengujian kedua diset agar periode adalah 10000 µS, sehingga front time adalah 2.5.10 -3µs dengan asumsi frekuensi untuk 1

periode adalah 10000000kHz.

(f ile cobabung.pl4; x-var t) v:1 -2 v: -1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[ms]

-9000

-7000

-5000

-3000

-1000

1000

[V]

Gambar 7

(f ile cobabung.pl4; x-var t) v:5 -6 v: -6

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[ms]

-9000

-7500

-6000

-4500

-3000

-1500

0

[V]

Gambar 8

Bisa dilihat dari pada Gambar 7 dan Gambar 8, bahwa pada pengukuran CTT dan CTG di node yang sama dengan sebelumnya, tapi

tidak menunjukkan osilasi gelombang. Namun jika yang di plot hanya tegangan CTT di belitan pertama, muncul gelombang seperti

pada Gambar 9. Hal tersebut menunjukkan bahwa frekuensi pada gelombang terlalu tinggi sehingga gelombang tegangan CTG tidak

memunculkan gelombang sinusoidal.

(f ile cobabung.pl4; x-var t) v:1 -2

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[ms]

-2.5

-1.5

-0.5

0.5

1.5

2.5

3.5

[V]

Gambar 9