> Diode = menyebabkan arus hanya dapat mengalir searah. Pada saat arus mengalir, ada perbedaan tegangan (menurun) yang sangat kecil melewati diode. > Zener Diode= menyebabkan arus mengalir searah, sama seperti diode di atas. Bila tegangan tertentu yang berlawanan ditambahkan, arus berubah arah dengan tiba-tiba. Bila tegangan dikurangi dibawah tegangan yang berlawanan, aliran arus yang berlawanan berhenti. > Thyristor (SCR)= Thyristor mempunyai 3 terminal yaitu anoda, katoda don gerbang (gate). Arus yang mengalir dan anoda ke katoda disebut arahnya positif. Seperti diode, thyristor tidak dapat mengalirkan rus dengan arah negatif, thyristor mengalirkan rus dan anoda ke katoda hanya bila thyristor afungsikan. Thyristor akan berfungsi apabila sejumjah, Tegangan tertentu mengalir pada gerbangnya gate. Sekali thyristor berfungsi tidak diperlukan untuk menambah tegangan pada gerbangnya, dan karakteristiknya menjadi identik dengan diode biasa. Pada prinsipnya thyristor atau disebut juga dengan istilah SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah suatu dioda yang dapat menghantar bila diberikan arus gerbang (arus kemudi).Arus gerbang ini hanya diberikan sekejap saja sudah cukup dan thyristor akan terus menghantar walaupun arus gerbang sudah tidak ada.

Pengendali Thyristor Pengendali thyristor pada motor induksi tiga fase adalah suatu pegendalian dengan cara mengatur tegangan terminal motor. Pengaturan tegangan terminal motor tersebut dapat dilakukan dengan menambahkan sepasang thyristor yang dihubungkan secara antiparalel pada masing-masing fasenya. Sistem tersebut terdiri atas sumber tegagan tiga fase, dengan tiga pasang thyristor identik yang terhubung anti-paralel pada tiap fase motor besar. Sudut penyalaan thyristor dihitung dari titik persilangan nol tegangan sumbernya. Pengaturan tegangan terminal motor diperoleh dengan mengatur penghantaran thyristor dengan urutan tertentu. Telah dilakukan rancang bangun alat pengatur kecepatan motor induksi dengan mengubah frekuensi. Motor induksi mempunyai kecepatan yang hampir konstan, banyak digunakan di dalam industri yang kadang-kadang memerlukan perubahan kecepatan putar. Cara pengubahan kecepatan putar motor induksi yang paling baik adalah dengan mengubah frekuensi catu dayanya, walaupun sedikit sulit dan mahal. Dalam rancang bangun ini dilakukan dengan cara menyearahkan sumber tegangan PLN dengan frekuensi 50 Hz, lalu diubah menjadi tegangan bolak-balik kembali dengan frekuensi yang bisa diatur dan selanjutnya dipakai sebagai suplai ke motor. Rangkaian alat terdiri dari komponen penyearah, penapis, inverter, osilator dan transformator. Dari pengujian diketahui bahwa peralatan dapat berfungsi dengan baik walaupun ditemukan beberapa kesulitan namun, arus ke motor cukup stabil meskipun kecepatan putar diubah-ubah. Putaran motor bisa diatur dengan mengubah frekuensi atau secara tidak langsung dengan tahanan basis RB pada osilator. Jangkau putaran yang dapat dicapai sangat lebar yaitu dari 133 rpm dengan frekuensi 12 Hz sampai dengan 2200 rpm pada frekuensi 70 Hz pada keadaan tanpa beban. Sedangkan perubahan putaran motor dapat halus, rata-rata 21,4 rpm/Hz

Prinsip Kerja Motor Arus Searah Sebuah konduktor yang dialiri arus mempunyai medan magnet di sekelilingnya. Pada saat konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan pada suatu medan magnet, maka konduktor akan mengalami gaya mekanik, seperti diperlihatkan pada Gambar 2.7.

Pada Gambar 2.7.a menggambarkan sebuah konduktor yang dialiri arus listrik menghasilkan medan magnet disekelilingnya. Arah medan magnet yang dihasilkan oleh konduktor dapat diperoleh dengan menggunakan kaidah tangan kanan. Kuat medan tergantung pada besarnya arus yang mengalir pada konduktor. Sedangkan Gambar 2.7.b menunjukkan sebuah medan magnet yang diakibatkan oleh kutubkutub magnet utara dan selatan. Arah medan magnet adalah dari kutub utara menuju kutub selatan. Pada saat konduktor dengan arah arus menjauhi pembaca ditempatkan di dalam medan magnet seragam, maka medan gabungannya akan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.7.c. Daerah di atas konduktor, medan yang ditimbulkan konduktor adalah dari kiri ke kanan, atau pada arah yang sama dengan medan utama. Sementara di bawahnya, garis-garis magnet dari konduktor arahnya berlawanan dengan dengan medan utama. Hasilnya adalah memperkuat medan atau menambah kerapatan fluksi di atas konduktor dan melemahkan medan atau mengurangi kerapatan fluksi di bawah konduktor. Dalam keadaan ini, fluksi di daerah di atas konduktor yang kerapatannya bertambah akan mengusahakan gaya ke bawah kepada konduktor, untuk mengurangi kerapatannya. Hal ini menyebabkan konduktor mengalami gaya berupa dorongan ke arah bawah. Begitu juga halnya bila arah arus dalam konduktor dibalik. Kerapatan fluksi yang berada di bawah konduktor akan bertambah sedangkan kerapatan fluksi di atas konduktor berkurang. Sehingga konduktor akan mendapatkan gaya tolak ke arah atas. Konduktor yang mengalirkan arus dalam medan magnet cenderung bergerak tegak lurus terhadap medan. Prinsip kerja sebuah motor arus searah dapat dijelaskan dengan gambar berikut ini:

Gambar 2.8. Prinsip perputaran motor dc Pada saat kumparan medan dihubungkan dengan sumber tegangan, mengalir arus medan If pada kumparan medan karena rangkaian tertutup sehingga menghasilkan fluksi magnet yang arahnya dari kutub utara menuju kutub selatan.Selanjutnya ketika kumparan jangkar dihubungkan ke sumber tegangan, pada kumparan jangkar mengalir arus jangkar Ia. Arus yang mengalir pada

konduktorkonduktor kumparan jangkar menimbulkan fluksi magnet yang melingkar. Fluksi jangkar ini memotong fluksi dari kedua kutub medan, sehingga menyebabkan perubahan kerapatan fluksi dari medan utama. Hal ini menyebabkan jangkar mengalami gaya sehingga menimbulkan torsi. Gaya yang dihasilkan pada setiap konduktor dari sebuah jangkar, merupakan akibat aksi gabungan medan utama dan medan di sekeliling konduktor. Gaya yang dihasilkan berbanding lurus dengan besar fluksi medan utama dan kuat medan di sekeliling konduktor. Medan di sekeliling masingmasing konduktor jangkar tergantung pada besarnya arus jangkar yang mengalir pada konduktor tersebut. Arah gaya ini dapat ditentukan dengan kaidah tangan kiri. Besarnya gaya Lorentz (F) dapat ditulis: F = B. I. L ........................................................................................(2.1) Dimana : F = gaya Lorentz [ Newton ] I = arus [ ampere] L = panjang penghantar [meter] B = Rapat fluksi [ Weber/m ] Sedangkan Torsi yang dihasilkan motor dapat ditentukan dengan: T = F .r..............................................................................................( 2.2 ) Bila torsi yang dihasilkan motor lebih besar daripada torsi beban maka motor akan berputar. Besarnya torsi beban dapat dituliskan dengan: T = K f Ia..........................................................................................( 2.3 ) K= 2a pz p ............................................................................................( 2.4 ) Dimana : T = torsi [ N-m ] r = jari-jari rotor [ m ] K = konstanta (bergantung pada ukuran fisik motor) f = fluksi setiap kutub Ia = arus jangkar [ A ] p = jumlah kutub z = jumlah konduktor a = cabang parallel 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. Dasar metode pengendalian motor DC sebagai berikut : 1. Pengaturan medan. 2. Pengaturan tegangan. 3. Pengaturan tahanan jangkar. 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. Dengan mengendalikan tegangan rms masukkan ke motor melalui metode pensaklaran. Metode ini digunakan untuk pada saat start awal motor. Kontrol Phasa(2,3). Thyristor dapat digunakan untuk mendapatkan satu keluaran besaran searah yang dapat diubah-ubah dari suatu suplai bolak-balik. Kontrol fasa adalah penyalaan thyristor pada sudut penyalaan tertentu pada setiap setengah periodanya ( 00 1800 ), yang menyebabkan gelombang tegangan output terpotongpotong dari 0% sampai 100 %. a. Kontrol fasa vertikal adalah cara mentrigger thyristor dengan memanfaatkan sifat thyristor di mana tegangan break-overnya dapat diperendah dengan memperbesar arus triggernya seperti Gambar 3.4. Igt1 lebih kecil dari Igt2 yang menyebabkan Vbr1 lebih besar daripada Vbr2 sehingga a1 > a2 dan daya I < daya II. Dalam prakteknya cara vertikal ini kurang praktis juga sudut penyalaan a hanya bisa diatur dari 00 sampai 900. Sehingga banyak yang memakai kontrol fasa horizontal yang lebih aman serta menghasilkan pengaturan sudut a dari 00 sampai 1800. b. Kotrol fasa horizontal memanfaatkan sifat thyristor di mana pada sembarang waktu yang memenuhi syarat-syarat onnya, pemberian arus trigger seketika akan menyebabkan thyristor konduksi (on)

Integral Siklus Kontrol(2,3). Selama tegangan masukkan setengah siklus positif, daya yang mengalir dikontrol oleh beberapa sudut tunda dari thyristor T1 dan thyristor T2 mengalami daya selama tegangan masukan setengah siklus negatif. Pulsa-pulsa yang dihasilkan pada T1 dan T2 terpisah 1800. Bentuk gelombang untuk tegangan masukan, tegangan keluaran, dan sinyal gerbang untuk T1 dan T2 ditunjukan pada Gambar 3.6c.

Kontrol Chopper. Pada banyak aplikasi industri, diperlukan untuk mengubah sumber tegangan dc tetap menjadi sumber tegangan dc yang bersifat variabel. DC chopper mengubah secara langsung dari dc ke dc dan biasanya hal ini biasa disebut konverter dc ke dc. Chopper dapat disebut sebagai dc, sama dengan trafo ac dengan mensuplai tegangan yang variabel secara terus menerus. Seperti trafo, chopper dapat digunakan untuk menaikkan dan menurunkan sumber tegangan dc. Chopper secara luas digunakan untuk mengkontrol perputaran motor traksi pada automobil elektrik, mobil trolley, kapal pengangkut, truk forklift dan lain lain. Chopper menghasilkan putaran yang baik, efisiensi yang tinggi dan respons dinamik yang cepat. Selain itu dapat pula digunakan untuk pengereman regeneratif pada motor-motor dc untuk mengembalikan energi pada sumber, dan hal ini menghasilkan adanya penghematan energi untuk transportasi dengan adanya pemberhentian yang sering dilakukan. Chopper digunakan pada regulator tegangan dc dan juga digunakan, pada penghubung dengan induktor, untuk membangkitkan sumber arus dc, terutama untuk pembalik arus. Selain secara manual, pengaturan tegangan pada Generator bisa dilakukan secara otomatis dengan menggunakan Thyristor, seperti diperlihatkan pada gambar 12.3.

Gambar 12.3 Pengaturan tegangan secara otomatis Dalam pengaturan secara otomatis, peranan operator diganti oleh peralatan atau komponen yang secara otomatis bekerja sesuai dengan fungsi operator. Pada gambar 12.3, peranan operator diganti oleh gabungan antara sensor tegangan (berupa trafo tegangan) dan Thyristor sebagai aktuator penghasil arus eksitasi yang mengatur kecepatan putar rotor dalam Generator. Dalam sistem tersebut, setiap harga tegangan yang dihasilkan oleh Generator ditangkap oleh trafo tegangan untuk dibandingkan dengan tegangan acuan (referensi). Selisih tegangan ini menjadi input pemicu (trigger) Thyristor yang menentukan nilai arus eksitasi dan output tegangan yang selanjutnya mempengaruhi Generator untuk menghasilkan tegangan output yang diinginkan. Prinsip pengaturannya adalah sebagai berikut : apabila tegangan output lebih rendah dari tegangan acuan maka Thyristor akan menghasilkan arus eksitasi sehingga tegangan output Generator naik mendekati harga tegangan acuannya, sebaliknya jika tegangan output lebih tinggi dari tegangan acuan maka Thyristor akan menghasilkan arus eksitasi sehingga tegangan output Generator turun mendekati harga tegangan acuannya. Thyristor adalah komponen yang prinsip kerjanya mirip dioda, namun dilengkapi gate yang dapat diatur besar fasa konduksi.

Pada arus searah setelah thyristor tersulut maka thyristor selalu akan dalam kondisi on atau menghantar, dan setelah menerima komutasi (commutation) thyristor akan off atau dalam keadaan tidak menghantar.

Pemodelan thyristor dengan menggunakan dua buah transistor

Deteksi Fasa Deteksi fasa adalah rangkaian yang digunakan untuk mendekteksi apakah tegangan fasa berada pada posisi positif atau negatif dilihat dari acuan netral dan berfungsi untuk memulai melakukan pemicuan dan berapa besar sudut picu yang akan disulutkan pada thyristor. Inverter Rangkaian elektronika yang bisa digunakan untuk mengubah tegangan DC menjadi AC disebut inverter. Rangkaian inverter bisa menggunakan komponen transistor maupun thyristor SCR sebagai komponen utama. Bila digunakan transistor daya terbatas tetapi frekuensi tinggi serta tidak perlu rangkaian

komutasi. Bila menggunakan SCR daya besar frekuensi rendah dan perlu rangkaian komutasi sebagai pemutus SCR. Gambar 4 adalah contoh rangkaian inverter dengan SCR[1, 4].

Pada Gambar 3 SCR1 dan SCR2 disulut bergantian melalui titik A dan titik B oleh sinyal yang dihasilkan osilator astable multivibrator pada Gambar 2. Sedang pemutusan SCR dilakukan oleh rangkaian komutator berupa kapasitor C yang dipasang pada lilitan primer dari transformator. Dengan SCR ON dan OFF saling bergantian maka arus dari sumber + (positif) melewati tap tengah (centertap) trafo ke primer P1 dan P2 saling bergantian. Arus yang mengalir pada sisi primer transformator selalu bergantian atau bolak-balik sehingga dihasilkan tegangan induksi bolakbalik (AC) pada sisi sekunder. Frekuensi dari tegangan indukdsi tersebut dapat diatur oleh osilator sebagai penyulut dua SCR tersebut. Perancangan Perancangan meliputi perencanaan penyearah, osilator, inverter, transformator, sampai dengan pembuatan casing untuk pengaturan kecepatan putar motor induksi satu satu fase jenis runing capacitor dengan daya 120 watt , tegangan 220 VAC, arus 0,7 A, frekuensi 50 Hz dan putaran 2900 rpm. Perancangan Rangkaian Penyearah. Penyearah direncanakan memakai satu buah dioda bridge. Keluaran dari penyearah dipakai untuk input ke ke inverter dan osilator. Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitor Sebagaimana sudah dikenal sebelumnya, karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu, menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrik. Kapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya. Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan. Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas), penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi), berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat), dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik. Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor. Ukuran ini tidak boleh melebihi 90% dari kVAR motor tanpa beban, sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar. kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban. Alternatifnya adalah menggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitor. Pengendalian kecepatan motor induksi Secara tradisional, motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan. Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2), motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan. Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatan. Karena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron, perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan. Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi, ketahanan beban dan beberapa persyaratan data historis pada aliran proses, ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan, biaya listrik dan biaya investasi. Karakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi. Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi

torque, contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan, dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan. Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD. 4.8.1 Motor dengan beberapa kecepatan Motor dapat digulung menjadi dua kecepatan, dan perbandingan 2:1, dapat dicapai. Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah, masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan. Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan, torque bervariasi, atau untuk keluaran daya yang konstan. Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan, bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi). Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal. 4.8.2 Penggerak kecepatan variable/ Variable Speed Drives (VSDs) Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor, yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW. VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada. Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat, tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya. Bila beban bervariasi, VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50% atau lebih.Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi. Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motor. Terdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini. Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI), Inverter Tegangan Bervariasi (VVI), dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa/ Pulse Width Modulated (PWM). 4.8.3 Penggerak arus searah (DC) Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik. Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendali. Motor terdiri dari dinamo dan gulungan medan. Penggulungan medan memerlukan pembanmgkitan daya DC untuk operasi motor, biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali. Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator. Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan. Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor. Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor. Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik. Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali. 4.8.4 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser) Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan. Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor. Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali, yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan. Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variable tersebut. Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebih. Sumber arus yang digunakan adalah sumber arus AC tiga phase dengan motor induksi sebagai bebannya. Untuk mengendalikan motor induksi ini diperlukan komponen antara lain dioda, diac, triac dan lain-lain. Dioda adalah sebuah komponen elektronika yang dapat bekerja sebagai penyearah yang melewatkan sinyal listrik, baik positif maupun negatif tergantung pada penempatannya. Dioda mempunyai dua buah terminal, anoda sebagai kutup positif dan katoda sebagai kutup negatif [2,4]. Diac merupakan sebuah komponen elektronika yang mempunyai arus penahan dalam dua arah. Rangkaian ekivalen pada sebuah diac berupa sepasang dioda empat lapis yang terpasang pararel seperti pada gambar 1a. Tegangan V mempunyai polaritas seperti pada gambar 1a, yang seperti penahan pada

gambar 1b, maka dioda sebelah kiri akan menghantarkan listrik bila tegangan V mendekati tegangan knee dari diode tersebut. Saat kondisi ini , penahan sebelah kiri menutup seperti pada gambar 1c. sebaliknya bila polaritas tegangan V berlawanan arah dari gambar 1a maka diode sebelah kanan akan menutup saat V mendekati tegangan knee dari dioda tersebut. Bila diac sedang menutup maka untuk membukanya dengan cara memperkecil arus sampai dibawah arus penahan khas dari komponen tersebut. Fungsi diac adalah membangkitkan pulsa trigger pada gate triac. Triac merupakan komponen semikonduktor yang berperan sebagai penghubung daya yang berkecepatan tinggi. Pada umumnya triac dioperasikan pada tegangan lebih dari 100V dan dapat membawa arus lebih dari 100A. sehingga triac sering digunakan dalam sistem control daya AC, seperti dimmer lamp (peredup lampu), kontrol pemanas, kontrol kecepatan motor, dan lainnya. Prinsip kerja triac dapat diketahui dari struktur semikonduktor dan rangkaian ekivalennya (gambar 2) [1,2].. Dari rangkaian ekivalen triac terlihat bahwa triac merupakan gabungan dari dua buah SCR yang dihubungkan pararel terbalik dengan terminal gerbang sekutu (digabung menjadi satu). Triac dan SCR merupakan keluarga dari thyristor yang memiiki prinsip kerja yang sama, yang membedakan keduanya adalah efesiensi pemakaian. SCR merupakan pengontrol setengah gelombang atau control satu arah. Hal ini dapat diartikan bahwa SCR hanya mampu mengontrol tegangan AC pada periode positif saja sedangkan pada periode negative tidak dikontrol. Bahkan pada beberapa pemakaian, SCR digunakan sebagai pengendali pulsa, baik pengendali phase 900 maupun phase 1800. Sedangkan triac merupakan kontrol dua arah atau gelombang penuh. ini sangat efektif untuk keperluan kontrol beban AC [4]. Prinsip kerja triac terlihat dari simbol dan strukturnya. Selain mempunyai terminal satu (T1) dan terminal dua (T2), juga mempunyai satu teminal gerbang atau gate. Gerbang inilah yang mengijinkan pengendalian atas aksi penyearah dua arah (T1 dan T2). Piranti ini dapat dipicu agar memiliki kondisi hantaran maju dan resistansi rendah dengan memberikan pulsa singkat yang memiliki daya relatif kecil pada teminal gerbang. Secara umum prinsip kerja triac adalah pada periode positif dan terminal dua (T2) lebih positif dari terminal satu (T1), maka transistor Q3 dan Q4 akan konduksi. Pada keadaan ini T2 sebagai anoda dan T1 sebagai katoda. Pada kondisi terminal gerbang G juga lebih positif dari T1. Dan transistor Q3 dan Q4 tidak konduksi, dengan pengertian bahwa kedua transistor Q3 dan Q4 mendapat bias mundur, sehingga hanya arus bocor kecil yang mengalir. Pada periode negative dan terminal satu (T1) lebih positif dari terminal dua (T2), maka transistor Q3 dan Q4 akan konduksi, sedangkan terminal gerbang G lebih positif dari T2. Triac akan tetap menghantarkan arus dan tegangan jika pada gerbang dipicu dengan tegangan bias maju DC.

Keterangan : A dan C adalah arus holding minimum A-B adalah daerah Triac on. C-D adalah daerah Triac on Gambar 3 merupakan karakteristik triac yang terdiri dari dua buah SCR. Pada gambar tersebut tertera tegangan breakover + Vbo, dimana jika tegangan forward mencapai titik ini, maka SCR / triac akan ON. Dan pada gambar juga ditunjukkan arus Ih yaitu arus holding yang mempertahankan SCR tetap ON. Jadi agar komponen tetap ON maka arus forward dari anoda menuju katoda harus berada di sepanjang parameter yang tersebut di dalam gambar .(pada kondisi AB, C-D). Sejauh ini yang dikemukakan adalah bagaimana membuat triac menjadi ON. Pada kenyataanya , apabila sekali SCR / triac mencapai keadaan

ON maka selamanya akan ON, walaupun tegangan gate dilepas atau di short ke katoda. Satu-satunya cara untuk membuat SCR OFF adalah dengan membuat arus anoda-katoda turun dibawah arus Ih(holding current). Cara membuat SCR menjadi OFF tersebut adalah sama saja dengan menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Dengan prinsip kerja yang demikian, triac dapat sebagai kontrol sumber tegangan AC yang diberikan ke terminal satu (T1) dan terminal dua (T2). Sehingga pada saat periode positif dikontrol oleh Q3 dan Q4, sedangkan saat periode negatif dikontrol transistor Q1 dan Q2. Dari kontruksi kedua pasangan transistor itu, masing-masing pasangan terhubung sebagai pasangan umpan balik positif maka diantara gerbang Q1 dan Q2 atau Q3 dan Q4 terdapat penguatan arus yang besar. Diperlukan tegangan 1V untuk memicu gerbang G agar triac on. Dengan demikian dapat diketahui bahwa besarnya daya yang dibutuhkan gerbang untuk mengaktifkan triac relative kecil (dalam orde mW). Grafik karakteristik triac terlihat pada gambar 3. Dengan pencatuan tegangan dan pembebanan maka terlihat suatu gelombang keluaran dari triac seperti pada gambar 4, dengan menghubungkan A1 dan A2 ke osiloskop. Motor yang digunakan umumnya dapat dikelompokan dua jenis yaitu motor DC dan AC. Dalam pembahasan ini motor yang digunakan termasuk motor AC, sedangkan motor AC sendiri dibagi menjadi motor induksi asinkron (tak serempak) dan motor sinkron (serempak). Motor induksi pada dasarnya mempunyai dua bagian penting, yaitu rotor dan stator. Rotor mempunyai bagian yang berputar dan mempunyai belitan atau batang rotor. Stator merupakan bagian yang diam dan mempunyai lilitan stator [1]. Untuk motor induksi tiga phase tidak memerlukan alatbantu karena motor ini memiliki medan stator. Medan stator ini dihasilkan oleh bagian stator dari motor. Motor induksi tiga phase ini diaplikasikan pada penggulung benang plastik. Prinsip kerja dari motor induksi tiga phase adalah saat sumber tegangan tiga phase diberikan pada belitan stator maka akan timbul medan putar dengan kecepatan (Ns), seperti persamaan 1 [3]. p Nfs = 120 (1) Dengan: Ns : Kecepatan medan putar f : frekuensi sumber /supply p : jumlah katup Pada motor induksi tiga phase yang dipakai memiliki spesifikasi antara lain tegangan 220VAC, frekuensi 50Hz, putaran 750RPM dan torka 8 dengan data tersebut dapat diperoleh jumlah katup dari motor sesuai dengan persamaan 1 [3]. Medan putar yang dihasilkan oleh stator akan memotong belitan atau batang rotor sehingga pada belitan akan timbul gaya gerak listrik induksi. Belitan rotor merupakan rangkaian tertutup sehingga akan timbul arus induksi yang besarnya tergantung dari besar dan jumlah lilitan. Arus induksi didalam belitan kawat tersebut akan terpotong oleh medan putar stator sehingga pada rotor akan timbul gaya gerak (gaya Lorentz). Agar gerak rotor tetap ada, maka harus ada perbedaan putaran rotor terhadap medan stator. Dengan demikian terjadi perpotangan fluksi. Secara umum konstruksi motor induksi tiga phase seperti pada gambar 5. Besar daya motor induksi dapat diperoleh dengan persamaan Pm = Tg.2 .N (2) Dengan: Pm : daya motor induksi N : kecepatan putaran motor Tg : torsi bruto Selama motor ini berputar timbul adanya daya motor dan torsi. Torsi terjadi karena adanya rugi gesekan angin pada poros, sehingga secara tidak langsung mempengaruhi daya motor induksi. Daya ini merupakan output dari rotor dan kemudian output ini dikonversi dalam energi mekanik. Antara input dan output rotor terjadi perbedaan akan besarnya daya karena adanya rugi tembaga yang besarnya, seperti pada persamaan 3. Pm = Tg.2 .(Ns N) (3)

Keterangan : N : Kecepatan putaran motor Ns: Kecepatan medan putar. Dalam persamaan 3 menunjukkan, pada saat daya besar maka putaran motor akan besar, dimana triac akan mengatur besar kecilnya daya yang diberikan ke motor, tergantung dari harga resistansi reostat yang dipasang pada rangkaian kontrol. Perancangan Rangkaian Pada proses produksi di bagian winder terdapat motor induksi tiga phase yang kecepatannya dikontrol oleh suatu rangkaian dengan kontrol triac. Motor induksi tiga phase yang dipakai memiliki spesifikasi tegangan sumber 220V, 50Hz; Arus 0,6A; RPM 750RPM; dan torka 8. Jumlah katup dari motor diperoleh sebesar 8, nilai ini diperoleh menggunakan persamaan 1. Kecepatan motor tiga phase ini dikontrol oleh rangkaian triac Rangkaian kontrol ini merupakan kendali beban AC penuh. Ini ditunjukkan dengan digunakannya salah satu komponen dari keluarga thyristor (triac).

Rangkaian control kecepatan motor induksi tiga phase dengan komponen aktif triac yang ditunjukkan pada gambar 7 terdiri dari 4 empat bagian utama yaitu penyearah (D1-D4), bagian pemicu gerbang (VR, R3, C1) dan Triac. Prinsip kerja rangkaian secara garis besar berfungsi seperti mengurangi tegangan 220V yang akan masuk ke motor, dengan demikian bila tegangan yang masuk ke motor berkurang maka otomatis besarnya putaran motor juga akan berkurang. Terjadinya putaran motor tersendat-sendat seiring dengan sudut pemicuan dalam triac, karena frekuensinya sangat cepat maka hal itu tidak terlihat/dirasakan. 4. Hasil dan Analisa Hasil pengukuran rangkaian pengendali kecepatan motor induksi tiga phase terlihat seperti pada gambar 8, merupakan bentuk gelombang tegangan input dan tegangan output dari rangkaian. Dari gambar terlihat bentuk tegangan input yang berbentuk sinusoidal murni dengan sudut penyalaan diac tertentu akan menghasilkan tegangan yang dikendalikan triac akan menjadi cacat (patah-patah), sehingga tegangan yang masuk ke dalam motor akan berkurang dan selanjutnya akan berpengaruh terhadap besarnya putaran motor. Rangkaian yang ditunjukkan pada gambar 7 bekerja sebagai pengendali kecepatan motor induksi denganmenggunakan triac dan diac sebagai komponen utamanya. Tegangan yang dihasilkan rangkaian merupakan tegangan sinusoidal yang terpatah-patah dengan frekuensi yang tinggi. Tegangan yang terpatah-patah ini digunakan sebagai system kendalinya. Sistem ini diimplementasikan pada sumber tegangan tiga phase. Kecepatan yang diinginkan dari pengendali kecepatan motor induksi 3 phase ini , tidak ditentukan dengan suatu nilai kecepatan tertentu, karena pengendalian ini bersifat adaptive, jadi kalau gulungan masih berada di awal , maka diameter kecil , sehingga putaran akan cepat. Putaran kemudian akan melambat dengan fungsi waktu, karena gulungan akan semakin tebal, sehingga diameter menjadi besar.