-v-b t»»*-

IVi a-v- B\\PERPUSTAKAA

t»»*-'LAPORAN Tl GAS AKHIR

KENDALI KECEPATAN MOTOR UNIVERSAL DENGAN

MENGGUNAKAN TRIAC

\2&jJfitfd**r~Vi(

IM/lti/J

Harga -j^r

UNIVE^SI'^S imam INDONESIAVQGYft<A8FA

OLEH:

MUH. HARIS MASYHUDI

( 97 524 019)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNOLOGI 1NDUSTRI

UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA

YOGYAKARTA

2003

P/£•

Tel all

Hai

Tar

Tin

I. ir. Hi.]

-• Wahyu

1 Hendra

MILIKPERPUSTOKAAN-FTI-UII

YOGYAKARTA

LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING

PENGATIRAN KECEPATAN MOTOR UNIVERSAL DENGAN

MENGGUNAKAN TRIAC

ISLAM ,,

OLEH :

NAMA MUH. HARIS MASYHUDI

No. MHS : 97 524 019

YOGYAKARTA, m.:P3

PEMBIMBING I PEMBIMBING II

/!//, '^^yL^^-^_

(Jr. Hj. Budi Astuti (Wahyudi Budi Pramono, ST)

dala KATA PENGANTAR

yanc

Alhamdulillah, Puji Allah Tuhan semesta alam. Yang Maha Pengasih

yang kasih-Nya tak pernah pilih kasih serta Maha Penyayang yang sayang-

Nya tak pernah terbilang. Ucapan syukur kehadirat-Nya akhirnya Penulis

dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini sebagai syarat akhir untuk meraih gelar

Sarjana Teknik di jurusan Teknik Elektro Universitas Islam Indonesia.

Sholawat serta salam Penulis haturkan kepada pemimpin umat, Nabi

Muhammad SAW beserta para keluarganya, sahabatnya, dan semua

umatnya yang tetap sedia menjalankan ajaran Islam. Semoga kita termasuk

di dalamnya. Amin.

Penyusunan Tugas Akhir dengan judul "Kendali Kecepatan motor

Universal Dengan Menggunakan Triac" tidak terlepas dari bantuan semua

pihak, baik berupa bimbingan, kritik, saran, maupun doa. Tugas Akhir ini

adalah langkah pertama dari sekian ribu langkah menuju kesempurnaan

maka dari itu sangat diharapkan ada teman dan adik-adik Penulis yang

meneruskan apa yang sudah Penulis lakukan hingga tahap ini. Untuk itu,

A

5

6

7.

8.

memb

Akhir kata, semoga Pembaca bisa mendapat serta menyebarkan hal-

hal yang bermanfaat pada Laporan Tugas Akhir ini. Apabila ada kesalahan,

semata-mata kekhilafan Penulis, sedangkan kebenaran semuanya hanyalah

milik ALLAH SWT.

rL\i^_ _<S^=\C -T:<A --'_^_>\\J>_J£~-~^^U?>^^-— "—J,__S'

Yogyakarta, Agustus 2003

Penulis

ABSTRAKSI

Pada waktu ini lapangan rekayasa industri dan rumah tangga sangatlah luas,mencakup semua cabang ilmu pengetahuan dan memanfaatkan semua bentuk energi,seperti mekanis, elektris/elektronis, hidrolik, dan pneumatic. Sistem kontrol jugatelah disusun untuk berbagai aplikasi industri seperti pengontrolan kecepatan padabelt conveyor (ban berjalan) yang digunakan sebagai sarana transportasi barang antarunit produksi, selain itu dalam instalasi rumah tangga atau instalasi perkantoran yangmenggunakan lift atau escalator membutuhkan pengontrolan, seperti tegangan, daya,temperatur, tingkatan, aliran, tekanan, posisi, kecepatan, dan lainnya.Pengaturan kecepatan mi penting karena dalam suatu proses produksi, dan kitamembutuhkan bervariasinya kecepatan motor untuk berbagai keperluan.Contohnya dalam suatu alat pencampur atau mixer, apabila bahan yang akan kitacampur berupa benda padat tentu membutuhkan kecepatan yang lebih rendah apabilakita mencampur dalam bentuk cairan yang bisa menggunakan kecepatan tinggi.

Pengontrolan alat-alat atau mesin yang bekerja secara mekanis dapatdilakukan secar otomatis atau manual dengan sistem elektronik, salah satunya adalahdengan menggunakan triac. Triac digunakan untuk mengendalikan motor universal,pada prinsipnya mengatur sudut picu yang menyebabkan triac menyambung danmelewatkan tegangan yang diberikan ke motor. Triac disim berrfungsi sebagai saklarelektronis untuk mengontrol arus yang mengalir dalam muatan AC. Triac inidihidupkan oleh pulsa pertama yang cocok dalam setengah siklus positif dan tetaphidup selama setengah siklus itu. Ketika tegangan suplai jatuh ke nol, arus turun dibawah tingkat arus pokok dan triac mati.Hal yang sama terjadi pada setengah siklusnegatifnya. Urutan ini berulang terus dalam tiap siklus, dan apabila keluaran dari triacini dihubungkan pada suatu motor universal maka kecepatan motor universal akandapat diatur sesuai dengan besarnya pulsa-pulsa yang dihasilkan dari rangkaianpemicLi.

Dengan mengatur sudut picu triac maka akan berpengaruh terhadap teeganganyang diberikan pada motor universal, maka kecepatan motor universal dapat diatur.Dari hasil penelitian didapat pengendalian kecepatan motor universal dapat diaturdengan menggunakan triac, pengaturan motor mi bergantung pada jenis motor yangdigunakan.

DAFTAR IS!

1. Halaman Judul i

2. Lembar pengesahan ii

3. Kata pengantar in

4. Halaman Motto vi

5. Halaman Persembahan vii

6. Abstraksi viii

7. Daftar Isi ix

8. Daftar Gambar xi

9. Daftar Tabel xin

10. Bab I. Pendahuluan 1

1.1. Latar Belakang Masalah 1

1.2. Latar Belakang Masalah 3

1.3. Batasan Masalah 4

1.4. Tujuan Pembuatan Tugas Akhir 5

1.5. Manfaat Penelitian 5

1.6. Metode Penelitian 6

1.7. Sistematika Penulisan 7

11. Bab II. Landasan Teori 9

II. 1. Triac 9

H.2. Diac 13

11.3. Rangkaian Triac 14

11.4. Motor 18

11.4.1. Konstruksi Motor Universal 19

11.4.2. Persamaan-persamaan tegangan dan motor universal 21

11.4.3. Cara Kerja motor universal 23

11.4.4. Cara Pengendalian Motor Universal 24

12. Bab III. Perancangan Sistem 27

lll.l.Perancangan 27

111.2. Implementasi Alat 28

111.3. Blok Diagram Sistem 30

13. Bab IV. Analisadan Pembahasan 31

IV. 1. Sistem yang dirancang 31

IV.2. Cara Kerja 3]

IV.3. Hasil Penelitian 33

IV.4. Hasil Pengujian 40

14. Bab V.Penutup 4]

V.l. Kesimpulan 4]

V.2. Saran 4j

15. Daftar Pustaka 43

16. Lampiran 44

DAFTAR GAMBAR

1. Diagram Sambungan dan symbol triac 9

2. Karakteristik triac 10

3. Karakteristik triac dihubungkan dengan tegangan AC 11

4. Bagan triac dan gelombang keluarannya 12

5. Karakteristik diac 13

6. Grafik perbandingan tegangan diac, kapasitor 15

7. Rangkaian triac 16

8. Pengisian kapasitor dari sumber dc 17

9. Karakteristik motor universal 19

10. Arus motor universal 21

11. Metode pengaturan tahanan luar dari pengaturan kecepatan motor universal 25

12. Blok diagram pengaturan kecepatan motor universal dengan

menggunakan triac 30

13. Grafik tegangan sumber AC 31

14. Grafik output picu 32

15. Grafik output triac 32

16. Gelombang picu (trigger) 3,6" 34

17. Gelombang output triac yang dipotong pada3,6° 34

18. Gelombang picu (trigger) 90° 35

19. Gelombang output triac yang dipotong pada 90° 35

xi

20. Gelombang picu (trigger) 180!) 36

21. Gelombang output triac yang dipotong pada 180° 36

22. Grafik pengaruh sudut picu terhadap besar tegangan 38

23. Grafik pengaruh sudut picu terhadap putaran motor 38

24. Grafik pengaruh besar tegangan terhadap putaran motor 39

25. Grafik pengaruh besar hambatan terhadap besar sudut picu s>\

XI1

MIL1KPF.RPUSTAKAAN-!- U-UII

LEMBAR PENGESAHAN DOT^TPENGLJI

KENDAIJ KECEPATAN MOTOR UNIVERSAL DENGAN

MENGGUNAKAN TRIAC

Telali dipertahankan di depan sidangpengiiji sebagai salali satu syarat untuk

tnemperoleh gelar Sarjana Teknik

Hari ; Kaniis

Tanggal : 28 Agustus 2003

Tim Penguji Tanda Tangan

1. Ir. Hi. Budi Astuti

X7 ,/-'^">-'

^s^^cC-ctcyz<^~?2. Wahvudi Budi

3- Hendra Setiawais. S.!'

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknologi Industri

L m \ ei sita^TsBfef' Indonesia

^^Xifc iutrisno, Msc

11 ^.-,//'/'

dalam kesempatan mi dengan segala kerendahan hati dan penghargaan

yang tulus, penulis menghaturkan banyak terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Bachrun Sutnsno, Msc selaku Dekan Fakultas Teknologi

Industri Universitas Islam Indonesia.

2. Ibu Ir. Hj. Budi Astuti, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas

Islam Indonesia sekaligus Dosen Pembimbing Tugas Akhir.

3. Bapak Wahyudi Budi Pramono, ST selaku Dosen Pembimbing Tugas

Akhir.

4. Segenap Dosen Teknik Elektro Universitas Islam Indonesia.

5. Orang tua beserta kakak dan adik yang telah memberikan segalanya

bagi Penulis.

6. Teman - teman Asisten : Didik, Hajid, Doni, Erwin, dll thanks for all.

7. Segenap teman-teman di Jurusan Teknik Elektro Universitas Islam

Indonesia.

8. Serta semua pihak yang tak dapat disebutkan satu persatu yang telah

membantu Penulis hingga terselesaikannya Tugas Akhir ini.

Mohon kritik dan saran yang mendukung kepada semua pihak yang

membaca Laporan Tugas Akhir ini.

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini khusus kupersembahakan kepada :

« Ayahanda dan Ibundakii tercinta atas segala cinta, kasih,

pengorbanan dan doayang telah kau berikan

* Kakakku Marta, Yasrin plus Rayyan , adikku Hana

tersayang yang selalumengganggu dan mengomeliku

• Emma dan Puput tersayang atas segala doa, dukungan,

kasih sayang, serta pengorbanannya

VI1

MOTTO

"... Katakanlah : Adakah sama orang-orang yang mengetahui dengan

orang-orang yang tidak mengetahui ? Sesungguhnya orang yang

berakallah yang dapat menerima pelajaran"

. (Q.S. Az-Zumar : 9)

"... Allah meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan

orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat...".

(Q.S. Al Mujadallah : 11)

" Barang siapa yang meneinpuh jalan untuk mencari ilmu, maka Allah

akan memudahkan baginya jalan menuju surga".

(H.R Muslim dan Abu Hurairah r.a)

VI

DAFTAR TABEL

Tabel Hasil Pengamatan 37

Xlll

MILIKJJAB j PERPUSlAKAAN-FTI-UII

VOGrAKARTA

PENDAHULUAN

I.l. Latar Belakang Masalah

Pada waktu ini lapangan rekayasa kontrol industri dan rumah

tangga sangatlah luas, mencakup semua cabang ilmu pengetahuan

dan memanfaatkan semua bentuk energi, seperti mekanis,

elektris/elektronis, hidrolik, dan pneumatik. Sistem kontrol juga

telah disusun untuk berbagai aplikasi industri seperti pengontrolan

kecepatan pada belt conveyor (ban berjalan) yang digunakan sebagai

sarana transportasi barang antar unit produksi, selain itu dalam

instalasi rumah tangga atau instalasi perkantoran yang

menggunakan lift atau escalator membutuhkan pengontrolan, seperti

tegangan, daya, temperatur, tingkatan, aliran, tekanan, posisi,

kecepatan, dan lainnya.

Pengontrolan alat-alat ini sangat dibutuhkan, sebab jika ada

gangguan atau ketidakstabilan dari alat yang digunakan di dunia

indrustri atau perusahaan tentu akan mengganggu keseluruhan

sistem produksi yang ada, sehingga dapat merugikan perusahaan

atau pabrik tersebut.

r7 (ifHlohu/uan

Pada saat ini banyak terdapat proses industri yang

menggunakan peralatan elektronika untuk menghasilkan dan

menyesuaikan sinyal pengontrolan yang diperlukan. Hal ini

disebabkan oleh kelebihan peralatan elektronika dalam bidang

ukuran fisik, kehandalan dan biaya karena telah diketemukannya

mikroelektronika.

Pengontrolan alat-alat atau mesin yang bekerja secara mekanis

dapat dilakukan secara otomatis atau manual dengan sistem

elektronik, salah satunya adalah adalah dengan menggunakan triac.

Pada alat-alat industri dan rumah tangga disekitar kita sangat

banyak ditemui berbagai pengontrolan motor listrik.

Dalam penelitian ini penulis menggunakan motor universal,

dikarenakan motor ini yang paling banyak digunakan dalam dunia

industri maupun dalam alat-alat rumah tangga karena ditinjau dari

segi medan berputar memiliki kecepatan tetap, mesin-mesin ini pada

umumny'a jauh lebih sesuai untuk keperluan alat-alat yang

kecepatannya dapat diatur dibandingkan dengan jenis mesin-mesin

yang lain. Penggunaan motor universal dikarenakan kecepatan kerja

motor universal mudah diatur dalam suatu rentang kecepatan yang

lebar, disamping banyaknya metoda pengaturan yang dapat

digunakan. Selain itu motor ini mempunyai karakteristik sumber

arus yang dapat menggunakan sumber arus searah (DC) maupun

bolak-balik (AC).

1.2. Rumusan Masalah

Dalam alat-alat industri dan peralatan rumah tangga banyak

sekali menggunakan motor universal, dan karakteristik motor ini

yang dapat diatur kecepatannya menjadikan motor ini banyak

digunakan. Pengaturan kecepatan ini penting karena dalam suatu

proses produksi, dan kita membutuhkan bervariasinya kecepatan

motor untuk berbagai keperluan. Contohnya dalam suatu alat

pencampur atau mixer, apabila bahan yang akan kita campur berupa

benda padat tentu membutuhkan kecepatan yang lebih rendah

apabila kita mencampur dalam bentuk cairan yang bisa

menggunakan kecepatan tinggi.

Cara pengendalian kecepatan motor ini dapat menggunakan

berbagai macam cara antara lain :

• Pengaturan fluks dengan cara mengatur arus medan

• Pengaturan tahanan yang berhubungan dengan rangkaian

kumparan

• Pengaturan tegangan pada terminal-terminal kumparan.

?7 e-/t.(/<tf>.a/(/A

Berdasarkan latar belakang masalah diatas dalam tugas akhir

ini penulis mencoba mengambil bagaimana mengendalian kecepatan

motor dengan cara pengaturan tegangan pada terminal-terminal

kumparan, yaitu dengan menggunakan triac sebagai pengatur

tegangan masuk motor.

1.3. Batasan Masalah

Pada penelitian ini penulis akan membatasi masalah agar tidak

menyimpang dari obyek yang diteliti yaitu menggunakan sistem

kontrol terbuka. Dalam sistem kontrol terbuka ini terdapat

inisialisasi aksi, tetapi sistem ini tidak dapat mengubah aksi itu

ketika bereaksi, sehingga tidak ada umpan balik. Metode yang

digunakan adalah motode pengaturan tegangan pada terminal

kumparan motor, menggunakan motor universal dengan tegangan

input 220V, kecepatan minimum 0 rpm dan batasan kecepatan

maksimum 3000 rpm.

Ini berarti pada penelitian ini hanya dibicarakan operasi dan

peralatan yang digunakan pada bagian pengendali kecepatan motor

AC/DC. Lebih khusus lagi pengendalian motor universal dengan

menggunakan triac.

Hal-hal yang diluar sistem tersebut hanya akan disinggung sebagian.

1.4. Tujuan Pembuatan Tugas Akhir

Tujuan pembuatan tugas akhir adalah:

• Untuk mengatur kecepatan motor universal dengan metode

pengaturan tegangan.

• Mengamati pengaruh besar tegangan terhadap kecepatan putar

motor.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian adalah:

• Dapat mengatur kecepatan motor universal dengan

menggunakan Triac.

• Dapat memudahkan manusia dalam mengatur kecepatan motor

dimana membutuhkan bervariasinya kecepatan tanpa harus

mengganti motor.

1.6. Metode Penelitian

Dalam penelitian ini metode penelitian yang akan saya tempuh

adalah sebagai berikut:

• Studi pustaka

r/ cniHi/iu/u

Studi pustaka digunakan untuk mendapatkan informasi yang

berkaitan dengan Triac sebagai pengatur tegangan pada motor

Universal.

• Perancangan Sistem

Perancangan alat \rang menjadi obyek penelitian, dalam hal ini

"Pengaturan kecepatan motor Universal dengan menggunakan

Triac".

• Implementasi

Implementasi alat ini pada motor universal yang membutuhkan

pengaturan kecepatan.

• Pengujian

Pengujian alat dilakukan dengan cara menjalankan alat

tersebut untuk memastikan pengaturan kecepatan motor

universal dengan baik.

1.7. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir terdiri dari 5 bab yang

masing-masing sebagai berikut:

BAB I. Pendahuluan

1.1. Latar Belakang Masalah

1.2. Rumusan masalah

ZV e.HfUffi.ulfMrn

1.3. Batasan Masalah

1.4. Tujuan Penulisan

1.5. Manfaat Penelitian

1.6. Sistematika Penulisan

BAB II. Landasan Teori

Bab ini memuat teori yang berhubungan dengan

penulisan.

BAB III. Perancangan Sistem

Bab ini menjelaskan metode perancangan yang

digunakan , cara mengimplementasikan rancangan dan

pengujian sistem yang telah dibuat serta hambatan

selama proses perancangan.

BAB IV. Analisis dan Pembahasan

Bab ini membahas tentang hasil dari sistem yang

dibuat dibandingkan dengan dasar teori sistem.

BAB V. Penutup

V.l. Kesimpulan

V.2. Saran

d><<ti.<i«/*Mru<

Perhitungan II. R = 50 kQ

RC = 50kfix0.1uF

= 0.005 s

Maka sudut picunya :

5.10-,.Yl.lO-".rl80°*

0.01

- 90°

Hasil pengamatan bentuk gelombang picu ini terlihat dari

gambar 4.7.

Gambar 4.7 Gelombang tegangan picu (trigger ) 90°

Sedangkan hasil pengamatan bentuk gelombang output triac

terlihat dari gambar 4.8.

Gambar 4.8. Gelombang tegangan beban yang dipotong pada 90'

~'r- /f/(/ff,i(' {/OH ,7C/t)')(//l((i<ltl

35

BAB II

LANDASAN TEORI

II. 1. Triac

II. 1.1 Cara kerja Triac

Triac adalah alat semikonduktor empat lapisan (layer) yang

berupasusunan P-N-P-N junction, sehingga triac ini dapat disebut

juga sebagai PNPN dioda. Diagram sambungan adalah seperti pada

gambar 2.1 (a), sedangkan simbol triac pada gambar 2.1(b)

MT1

Gerbang

Terminal

utama 2

J$>Terminal

utama 1

(a) (b)

Gambar 2.1 (a) Diagram Sambungan dan (b) Simbol Triac

Triac atau triode dua arah mempunyai tiga terminal yaitu

terminal utama 1, terminal utama 2, dan gerbang {gate}. Triac

dapat menghalangi arus listrik dalam dua arah antara terminal

utama 1 dan dan terminal utama 2, dan triac juga dapat dipicu

agar melakukan konduksi dalam kedua arah dan tanggap

^t<r/i(U!.,a/i ryeo/,;

terhadap sinyal positif ataupun negatif yang disambungkan pada

terminal gerbang. Sekali triac mulai konduksi, ia akan terus

konduksi sampai triac dihentikan .

Oleh karena triac dapat melakukan konduksi dalam dua

arah, maka triac pada dasarnya sebagai alat daya AC untuk

mengendalikan beban AC, dan dengan demikian triac dapat

menggantikan tahanan geser untuk mengendalikan daya AC,

selain itu triac dapat juga digunakan sebagai saklar static dalam

rangkaian AC. Triac dapat dikonduksikan pada setiap setengah

siklus yang diberikan pada gerbangnya.

Adapun karakteristik tegangan versus arus dapat dilihat

pada gambar 2.2. Pada karakteristik tegangan versus arus diatas

diperlihatkan bahwa triac mempunyai 3 keadaan daerah , yaitu :

1). Keadaan pada saat tegangan balik (daerah I)

2). Keadaan pada saat tegangan maju (daerah II)

3). Keadaan pada saat triac konduksi (daerah III)

Pada daerah I, triac sama seperti dioda, dimana pada

keadaan ini tidak ada arus yang mengalir sampai sampai

dicapainya batas tegangan tembus (Vr).

Pada daerah II, terlihat bahwa arus tetap tidak akan

mengalir sampai dicapainya batas tegangan penyalaan (Vbo).

Apabila tegangan mencapai tegangan penyalaan, maka tiba-tiba

tegangan akan jatuh menjadi kecil dan arus akan mengalir.

Pada saat ini triac mulai konduksi dan ini adalah daerah III. Arus

yang terjadi pada saat triac konduksi , dapat disebutkan sebagai

arus genggam (Ih = holding current). Arus Ih ini cukup kecil yaitu

dalam orde milliampere.

Untuk membuat triac menjadi off, dapat dilakukan dengan

menurunkan arus triac tersebut dibawah arus genggamnya (Ih),

dan selanjutnya triac tidak akan menyala (on) kembali, sebelum

diberikan tegangan penyalaan.

ksmmi witfta-

MifD

wmmwamSi

' um MBS»T \

l«or crura)**

wmmmm,IMMRHiW! /" etatmt

m mamma'J,

^mmmi.imj-m-

*m immn';

~ypleal trite VI crwucteristic etavss.

Gambar 2.2 Karakteristik triac dihubungkan dengan tegangan AC

"iat/da.uit/ Cyeayi.

tTeg. AC

1

-Ik

Reban MJLA

Gambar 2.3 Bagan triac dan gelombang keluarannya

Gambar diatas memperlihatkan apa yang akan terjadi kalau

sebuah triac dihubungkan dengan tegangan bolak-balik.

Pada keadaan a, impuls penyalaan diberikan pada saat

tegangannya menjadi positif sehingga arusnya dapat mengalir

selama setengah perioda penuh.

Pada keadaan b dan c, impuls penyalaannya diberikan lebih

lambat, jadi arusnya hanya dapat mengalir selama sebagian dari

setengah perioda saja. Hasilnya ialah suatu tegangan searah yang

variabel, dengan riak yang besar. Bagian dari setengah perioda,

dimana triacnya menghantarkan arus, dinamakan sudut buka

atau sudut hantar. Untuk keadaan a sudut ini sama dengan 180°,

untuk b 120° dan untuk c 60°.

^Latu/tiMin CJeo/1

12

II.2. Diac

II.2.1. Cara Kerja Diac

Diac adalah suatu dioda picu dua arah yang dirancang secara

khusus untuk memicu suatu Triac atau SCR. Diac biasa disebut

diode picu bilateral atau diode picu dua arah.

Pada dasarnya diac tidak menghantarkan atau menghalangi arus

listrik dalam dua arah sampai tegangan pecah (breakover voltage)

dicapai, kecuali pada suatu arus bocoran kecil. Pada saat

breakover voltage dicapai diac mengalami suatu karakteristik

hambatan negatif, dan penurunan tegangan yang menyilang

melewati belakang diac, kira-kira sekitar 5 volt, sehingga

menciptakan suatu breakover arus yang cukup untuk memicu

suatu triac atau SCR.

Suatu karakteristik khas dari diac ditunjukkan gambar di bawah

ini dengan lambang menurut gambarnya.

'O/iaa.kt/i ""Jean

L

H'fait) *

48WWWM m.im3WJMU.Y M 10 « V

ffiSKcuttnt: *i.

snaaorennrnfu

mn cutunt J

wmii» to mo sa

FrPS*U« !« T« w i,

Gambar 2.4 Karakteristik diac

13

Walaupun diac hanya mempunyai penyambungan tegangan yang

simitris tetapi dapat juga menyambungkan asimitris. Diac

sebenarnya mempunyai power dissipasi (penyerapan daya )

berkisar antara 1/2 sampai 1 watt.

Karakteristik diac yang utama adalah:

( a) Breakover voltage

( b) Voltage simetri

( c) Breakback voltage

( d) Breakover sekarang

( e) Pengosongan

II.3. Rangkaian Pulsa

Rangkaian pulsa ini sangat berguna pada pemakaian

rangkaian pengaturan. Umumnya digunakan sebagai pulsa picu

(trigger) untuk menyalakan triac dan biasa disebut rangkaian RC.

Apabila resistor dan kapasitor tersebut dihubungkan dalam

rangkaian seri dan dihubungkan dengan tegangan AC maka dapat

digunakan sebagai pemicu diac dan triac.

Waktu (periode) dari tegangan output (Vo) dapat diubah-ubah

dengan mengatur besar tahanan Rl.

-^ta/i</«>«» Cj<'(in

220V

(50Hz)

L<*<t< _f—^—

•u

\nm

CO!y #.mill (f-

Gambar2.5 Rangkaian pengatur kecepatan motor dengan

triac

Pada gambar 2.5 di atas, menggambarkan efek histeresis di

dalam kapasitor yang memicu diak. Ketika Rl turun dari nilai

tahanan maksimumnya, nilai tegangan melewati penguatan

kapasitor sampai picu pertama diac melewati titik A pada ujung

setengah gelomban ( menyebabkan pemicuan pada 9i).

Setelah pulsa gerbang memicu, tegangan kapasitor turun

sekitar separuh dari tegangan picu, menyebabkan kapasitor mulai

dengan kondisi yang berbeda. Ketika kapasitor membuang

tegangan ke diac, tegangan picu pada titik B dalam setengah

gelombang yang berikutnya dan memberi potongan tegangan

sudut 0 pada tegangan triac.

y<w<urMi/i C-'e<

15

^C._V_NE7_-v

v—'+i j*.iV.

Gambar 2.6 Grafikperbandingan tegangan diac,capasitor

Dari gambar 2.6 dapat diketahui bahwa penambahan suatu

detik pergeseran fasa RC mempengaruhi cakupan yang luas pada

pengendalian dan mengurangi histeresis mempengaruhi bagi

suatu daerah yg kecil. Rangkaian ini akan mengendalikan dari 5%

sampai 95% pada beban penuh, tetapi fungsi utamanya adalah

menyediakan variasi tegangan. Ketika nilai Rl besar CI mengisi

sebagian besar melalui R3 dari tegangan yang fasenya berganti

melalui C2. Proses ini menyediakan cakupan pergeseran fasa

tambahan ke seberang CI dan memungkinkan C2 secara parsial

mengisi kembali CI setelah diac memicu, begitu mengurangi

histeresis, R3 harus disesuaikan sehingga rangkaian baru saja

jatuh ke luar dari konduksi ketika Rl dibawa ke tahanan

maksimum.

^tatidctza/t Cyeori,

1.0

o

S

a-

a'

o

10

CL

*

~< *j=3o

0.1

12 3 4 5

Time C counts

ng_ie AN' XC 8 Causae"!- C"argrg f-onr DC bc-.rc~

Gambar 2.7 Pengisian kapasitor dari sumber DC

Gambar 2.7 menunjukkan karakteristik tegangan kapasitor

waktu osilator relaksasi apabila dihubungkan dengan suatu

sumber DC murni

Pada umumnya pada karakter kapasitor ketika mengeluarankan

kapasitansi menjadi titik awal pemilihan suatu nilai kapasitansi

yang dapat digunakan untuk memicu triak. Alat picu gerbang triac

berperan dalam pemilihan karakteristik itu. Semua karakteristik

alat tidaklah selalu sepenuhnya ditetapkan dalam aplikasi, maka

penentuan yang bersifat percobaan kadang-kadang diperlukan.

Pada pemilihan akhir yang menyangkut kapasitor, kurva

ditunjukkan di dalam Gambar 2.7 dapat digunakan dalam

menentukan hambatan pengisian yang diperlukan untuk

memperoleh karakteristik kendali yang diinginkan.

~£a/nWM/r CyedJ'l,

17

Banyak rangkaian yang dimulai pada saat setengah

gelombang dengan tegangan kapasitor tepat atau mendekati nol.

Kebanyakan rangkaian meninggalkan sisa tegangan yang

besar pada kapasitor setelah pemicuan. Oleh karena itu dalam

memasang resistor harus ditentukan atas dasar picu tambahan

untuk menaikkan pengisian kapasitor untuk potensial picu.

II.4. Motor

Motor-motor menurut sumber tegangannya terbagi menjadi

3 macam yaitu:

• Motor AC

Yaitu motor yang sumber tegangannya menggunakan

tegangan bolak-balik atau AC, motor ini terdiri atas:

- Motor Asinkron

- Motor Sinkron

• Motor DC

Yaitu motor yang sumber tegangannya menggunakan

tegangan searah atau DC, motor ini terdiri dari dua bagian

yaitu:

- Eksitasi terpisah contohnya :

- Eksitasi tertutup contohnya : - Motor Shunt

- Motor Seri

- Motor Compound

18

• Motor AC/DC

Yaitu motor yang sumber tegangannya dapat

menggunakan tegangan AC atau DC contohnya :

Motor Universal

Motor universal

Konstruksi motor universal

Motor universal merupakan motor arus bolak-balik dan

motor arus searah. Penamaan motor ini berasal dari kenyataan

bahwa motor ini dapat dihubungkan dengan sumber tegangan AC

ataupun DC dengan karakteristik yang serupa.

Sudut moment kakas dibuat tetap oleh dudukan sikat dan

biasanya pada harga optimum sebesar 90 derajat. Perputaran

motor pada mesin universal ini ditimbulkan oleh adanya medan

putar (fluks yang berputar) yang dihasilkan dalam kumparan

statornya.

Motor universal yang kecil dipergunakan apabila beban yang

ringan seperti pada vacum cleaner, peralatan dapur, dan alat-alat

portabel dan biasanya bekerja pada kecepatan tinggi (1500-

15.000rpm). Contoh karakteristik ditunjukkan pada gambar

dibawah

~2l(inda.wm (~yeo-/'i

V

N

Gambar 2.8 Karakteristik motor universal

Karakteristik AC dan DC cukup berbeda karena dua alasan:

1. Apabila motor dihubungkan dengan arus bolak balik, jatuh

tegangan reaktansi di dalam medan dan gandar kumparan

menyerap sebagian dari tegangan yang diberikan, dan

karenanya untuk momen kakas dan arus tertentu tinggal lawan

putar yang dibangkitkan pada gandar kumparan lebih kecil

dari pada dengan arus searah dan kecepatannya cenderung

untuk menjadi lebih rendah.

2. Apabila motor dihubungkan dengan arus bolak balik,

rangkaian magnetis mungkin menjadi cukup jenuh pada

puncak gelombang arus, dan harga RMS dari fluks dapat

menjadi lebih kecil jika dengan arus bolak balik dibandingkan

jika dengan arus searah pada harga RMS yang sama,

karenanya momen kakas cenderung lebih kecil dan

kecepatannya lebih tinggi dengan arus bolak balik

dibandingkan jika dengan arus searah.

ya/idasan Cyeo/

20

Medan putar ini terjadi apabila kumparan stator

dihubungkan dalam fasa banyak, umumnya tiga fasa. Hubungan

dapat berupa hubungan bintang atau delta.

Daya masuk untuk pembangkit fluks merupakan daya induktif,

oleh karenanya motor universal bekerja pada faktor kerja

terbelakang. Sedangkan pada motor sinkron terdapat dua sumber

pembangkit fluks yaitu arus bolak-balik pada stator dan arus DC

pada rotor.

II.4.2. Persamaan-persamaan tegangan dari motor universal

Di dalam sebuah rangkaian motor universal terdapat

beberapa persamaan yang berlaku yaitu :

1. =V-lih

R

V

T

-•

Gambar 2.9. Persamaan motor universal

!• i, = GGL lawan (back EMF) dari jangkar (watt)

^tan</<fifrii Cye<irr.

Rd = Tahanan untai jangkar ( ohm

V = Tegangan Masuk ( volt)

i-:h = <|> ZN x voltKa

Sehingga :

- Tegangan V berlawan arah dengan EMF /:',

- Didalam jangkar terjadi jatuh tegangan IiiRi

Jadi V = a; + IJ<u

Dari bentuk ini dapat dituliskan :

I••'./( = EJ:I + l]Ru

!7, = Masukan daya listrik ke jangkar

/•" /J' "= Daya mekanik yang setara daya listrik yang timbul dalam

jangkar

l:Ra= Rugi tembaga dalam jangkar

K,Jo = Pm = daya mekanik

Pm = VIa - 1:Rli

Untuk kondisi daya Pm maksimum ialah :

di

V = 2luR = 0 jadi laRa = -

y a//r/f/.i(/// cyco

Dari persamaan tegangan motor

= V - I R,J^ =V- l"R- atau <$> ZN (-

V-I..R. ( a ^Jadi N =

<j) \ZPrpm

Apabila V - laRa = Eh maka N = ~x ~

k /•' tfJadi N = —^ dimana k = — = tetap

(j) Pz

Dari persamaan ini dapat dilihat bahwa kecepatan N berbanding

langsung dengan ggl lawan Eb dan berbanding terbalik dengan

fluks <|>.

II.4.3. Cara kerja motor universal

Ada beberapa prinsip kerja motor universal yaitu :

1. Apabila sumber tegangan dipasang pada kumparan stator akan

timbul medan putar dengan kecepatan Ns = 120 f/p

2. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor

pada rotor.

3. Akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induksi (GGL)

sebesar:

/:, =4.44 f2 N2 ^ (untuk satu fasa)

E2s adalah tegangan pada saat rotor berputar

^La/tda:>ati Cyeo-n

rpm

11

4. Karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup maka

ggl (E) akan menghasilkan arus (I).

5. Adanya arus (I) di dalam medan magnet menimbulkan gaya (F)

pada rotor.

6. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor yang

cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar

searah dengan medan putar stator.

7. Seperti yang dijelaskan pada (3) tegangan induksi timbul

karena terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan

putar stator. Artinya agar tegangan terinduksi diperlukan

adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator

(Ns) dengan kecepatan putar rotor (Nr).

8. Perbedaan kecepatan antara Nr dan Ns disebut slip (S)

dinyatakan dengan:

S = (Ns-Nr)/NsX 100%

9. Bila Nr =Ns, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak

mengalir pada kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak

dihasilkan kopel. Kopel motor akan ditimbulkan apabila Nr

lebih kecil dari Ns.

ya/HWMt.n cyc<

24

II.3.4. Cara pengendalian motor universal

Motor universal pada umumnya berputar dengan kecepatan

konstan, mendekati kecepatan sinkronnya sehingga mudah diatur

dalam suatu rentang kecepatan yang lebar disamping banyaknya

metoda yang dapat digunakan. Meskipun demikian pada

penggunaan tertentu dikehendaki juga adanya pengaturan

kecepatan putaran.Biasanya pengaturan ini dapat dilakukan

dengan beberapa cara yaitu:

II.3.4.1 Mengubah frekuensi jala-jala

Pengaturan putaran motor universal dapat dilakukan

dengan mengubah-ubah harga frekuensi jala. Hanya saja untuk

menjaga keseimbangan kerapatan fluks, perubahan tegangan

harus dilakukan bersamaan dengan perubahan frekuensi.

Persoalannya sekarang adalah bagaimana mengatur frekuensi

dengan cara yang efektif dan ekonomis. Salah satu cara

pengaturan frekuensi dengan menggunakan solid state frequency

converter.

II.3.4.2. Mengatur tegangan jala-jala

V^..,,-l..R.-K.n - — -

k6

Dari persamaan kopel motor universal diatas diketahui

bahwa kopel sebanding dengan perangkat dua tegangan yang

25

diberikan. Untuk karakteristik beban kecepatan akan berubah

dari nl ke n2 untuk tegangan masuk setengah tegangan

semula.Cara ini hanya menghasilkan pengaturan putaran yang

terbatas (daerah pengaturan sempit).

H.3.4.3. Pengaturan tahanan luar

Tahanan luar universal rotor belitan dapat diatur dengan

demikian dihasilkan karakteristik kopel kecepatan yang berbeda-

beda.Untuk tahanan terminal seri yang berharga tetap, didapat

perubahan kecepatan yang lebar karena perubahan beban, sebab

besar kecepatan tergantung pada turunnya tegangan pada

tahanan tersebut yang berarti tergantung pada besar arus

kumparan yang dibutuhkan oleh beban. seperti pada gambar.

Vt

•

•-

Rl

R2 (motor)

Gambar 2.10. Metode Pengaturan tahanan luar dari pengaturan

kecepatan motor universal

'ZCiinu<i.i<t ti '"yeoj'f

26

Putaran akan berubah dari nl ke n2 dari n2 ke n3 dengan

bertambahnya tahanan luar yang dihubungkan ke motor.

ya/id<r,xiti Cy<'(in

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

III. 1. Perancangan

Motor Universal memiliki dua buah terminal yang terhubung

dengan catu tegangan 220 V. Kecepatan putar motor universal

ditentukan oleh besarnya tegangan yang masuk melalui terminal.

Pengaturan tegangan masuk motor universal ini diatur dengan

menggunakan triac yang berfungsi sebagai pemotong tegangan dan

triac ini dapat dipicu pada pulsa positif dan pulsa negatif.

Triac ini dipicu pada kedua setengah siklusnya oleh rangkaian

RC yang dipakai untuk mengontrol tegangan yang diberikan ke diac,

yang digunakan untuk menyekat gerbang triac sampai diac itu

mencapai batas maksimum (40V) ketika sebuah pulsa arus mengalir

untuk memacu triac. Pemicuan triac terjadi ketika pengisian muatan

kapasitor melalui resistor dari sumber arus mencapai breakover

voltase dari tegangan penyalaan,maka akan terjadi pengosongan

muatan kapasitor melalui gerbang triac sehingga akan terjadi

pemicuan terhadap triac.

Sudut pemicuan gelombang yang keluaran diperoleh dari

bermacam-macam tetapan-waktu yang dikeluarkan dari rangkaian

c7eranear*gan <yidem ^-7

RC sehingga dapat terjadi pada sudut fase berbeda dalam pemicuan

separuh atau siklus penuh.

Untuk mengatur kecepatan motor universal kita hanya memutar

variabel resistor, dan untuk mengetahui kecepatan motor

menggunakan tachometer.

III.2. Implementasi Alat

Sumber tegangan dihubungkan dengan tegangan jala-jala listrik

yaitu menggunakan 220 V.

Untuk pengaturan tegangan masuk ke motor menggunakan triac

tipe Q4004LT. Pemilihan triac ini karena triac Q4004LT telah

terintegrasi dengan trigger diac, selain itu triac ini memiliki

karakteristik tegangan maksimum 400V, arus maksimal yang dapat

dilalui 4A dengan m trigger diac 43V.

Triac ini dipicu dengan menggunakan rangkaian RC. Rangkaian

RC ini akan mengubah-ubah waktu (periode) dengan jalan mengatur

besarnya nilai tahanan geser yang masuk, tahanan geser yang

dipakai di sini adalah 100KQ, sedangkan nilai kapasitor adalah

konstan yaitu 0. lrjf / 400V.

Tegangan keluaran dari triac ini kemudian dihubungkan dengan

motor universal dengan spesifikasi 230V dengan kuat arus 1,5A.

^f ew/tcanqaw Cyiitei,

29

Tegangan keluaran dari triac yang telah dipicu ini digunakan

sebagai sumber tegangan motor universal, sehingga kecepatan putar

motor universal dapat dikendalikan.

III.3. Blok Diagram Sistem

Dari hasil penelitian ini, maka akan dirancang sebuah sistem

sebagai berikut :

Tegangank

Ranj*kaian Motor

UniversalInput Triac w

i L

Rangkaian Picuw

(Tr gger)

Gambar 3.1. Blok diagram pengaturan kecepatan motor universal

dengan menggunakan Triac

lVe>'<inranqan Cyirfe/n.

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

IV. 1. Sistem yang dirancang

Sistem yang dirancang adalah pengaturan kecepatan

motor universal dengan menggunakan triac, seperti pada

skema dibawah.

__^-u~ m 1 . 1

Motor

Ti

>

ri^i.

5<n

.

*

* >— a ^ 1 <v V v ' ' H •i"

t

i > «n <» '

Gambar4.1. Gambar rangkaian pengatur kecepatan

IV.2. Cara kerja

Sumber tegangan dihubungkan dengan tegangan jala-

jala listrik, gambar grafik dari sumber tegangan AC adalah

sebagai berikut:

' h«'ft.i<t </<tn ,J/ f'tni>an<i:,(,30

Gambar 4.2 Grafik tegangan sumber AC

Dari gambar di atas diketahui bahwa bentuk gelombang

berupa sinus dengan besar tegangan 215 V dan frekwensi 50

Hz.

Sehingga terjadi pengisian muatan pada kapasitor Ci

melalui hambatan Ri , pada saat Vc mencapai tegangan

penyalaan (Vbo) maka akan terjadi pemicuan , seperti pada

gambar di bawah ini :

Gambar 4.3. Grafik tegangan picu

t/io/t.ur </<//( ./ e>fi/io//</:,<<

Triac dalam posisi on sehingga akan melewatkan

tegangan seperti terlihat pada grafik dibawah :

1~>

Gambar 4.4 Grafik tegangan beban

Untuk menaikkan atau menurunkan kecepatan motor

maka digunakan variable resistor (tahanan geser) untuk

mengatur besarnya tegangan yang masuk ke dalam kapasitor.

Jika tegangan yang masuk dapat dirubah-ubah nilainya

maka akan berpengaruh terhadap besarnya kecepatan motor.

IV.3 Hasil penelitian

VI.3.1 Rangkaian Triac

Rangkaian triac disini digunakan sebagai pemotong

tegangan masuk motor. Pemotongan ini berdasarkan atas picu

yang diberikan ke gerbang picu triac oleh rangkaian picu

(trigger).r' ///<///,,<( </<rti ,/e//t/i<>//<r.,«/i

Besarnya sudut picu yang diberikan akan mempengaruhi

besarnya tegangan keluaran dari triac seperti terlihat dalam

tabel 4.1.

Dalam pengambilan data digunakan variable-variabel seperti

berikut :

Tegangan masuk

Frekwensi Jala-jala

Kapasitor

Tahanan

V - 215 V

50 Hz

C = 0,1 uF ( konstan

R = Variabel resistor

Dari variable-variabel di atas dapat diketahui:

T = —/

50

0.02 s

Maka periode dari Ma siklus pada 50 Hz adalah 0.01 s

Perhitungan I. R = 2 kQ

RC = 2 kQxO.luF

= 0,02 s

<~r/n<//f,,</ </</>/ ,-y'r.ttioff/to


2.i(r.vi,ur".\-i8o"

d, = o.oi

= 3,6°

Hasil pengamatan bentuk gelombang picu ini terlihat dari gambar

4.5.

Gambar 4.5 Gelombang tegangan picu (trigger )pada 3,6°



«,»,

-I: 1

Gambar 4.6. Gelombang tegangan beban yang dipotong pada 3,6°

'( If/<//>.:,(> (If/// ,y f:ttl/ui/i<f,if,

Perhitungan II. R = 50 kQ

RC - 50kQx0.1uF

= 0.005 s


4> =5.104.v1.10'".y180"

0,01

= 90°


gambar 4.7.

Gambar 4. 7 Gelombang tegangan picu (trigger ) 90°



Gambar 4.8. Gelombang tegangan beban yang dipotong pada 90{

ff/(//f,wi (fa-// ./r//i/j<///(/,i<

35

Perhitungan III. R = 100kn

RC - lOOkQxO.luF

= 0.01 s


± 10.1 (^.v1.10 !\y180"<P =

0.01

= 180°


gambar 4.9.

Gambar 4.9 Gelombang picu (trigger ) 180°


terlihat dari gambar 4.10

m

Gambar 4.10. Gelombang output triac yang dipotong pada 180°

••j//(f/rj<f </afi iy ri>ifH(/t<r.'t<u

37

Dari perhitungan diatas dapat kita ketahui bahwa perubahan

nilai tahanan ( R ) berpengaruh terhadap besarnya sudut picu, yang

mengakibatkan berubahnya nilai tegangan output triac dan

kecepatan motor universal.

Tabel hasil pengamatan :

R {kil I+_CM1 (j) (derajat] V (volt) N (rpm)2495

2493

0 0.1 0

3.6

_21_5_2132 0.1

4 0.1 7.2 210 2465

6

8

0.10.1

L 10.8 208 2446

2444

i 2350

14.4 205

u 10 0.1

0.1

18

21.6

202

12 201 2268 J14 ,_ 0.1 25.2 198 2272

20 ^ 0.1 36 u 192 2240 j25 0.1 45 183 2050

30 0.1 54 179 1950

35 0.1 63 178

172

1950

1834 140 0.1 72 445 0.1 81 168 1780

50 0.1 90 164 1620

55 | 0.1 99 154 1510 160 0.1 ' 108 149 1374

75 0.1 135 141 640

80 _Q-1 4 144 138 335

[ 85 t 0.1

oTi

153

.._. 162__j171

136

129

230

90 198095 78

100 o.i , 180 1 0 0

~' jf/f//r.'.(/ (/(f// ./('/////(/f/ff.if,

Dari Tabel diatas dapat diambil beberapa grafik sebagai berikut:

*-" 200ro

CO

150T5*—-

2 100 •O

Q.

3 50 ••a3

to 0 ♦

38

2495 2446 2268 2050 1834 1510 335 0

Putaran (rpm)

Gambar 4.11 Pengaruh sudut picu terhadap putaran motor

Grafik diatas menggambarkan bahwa semakin besar sudut picu maka putaran

motor akan semakin melambat.

200

ro

150I_

V•o"»-^

3 100o

Q.+j

3T3

503

CO

& n# J> ^ & A* A'V K& K&v v <v qr ^J \ N^ NT \J \,°> Q

n?

Tegangan (volt)

Gambar 4.12 Pengaruh sudut picu terhadap besar tegangan

Grafik diatas menggambarkan bahwa semakin besar sudut picu maka

tegangan yang keluar dari triac semakin besar.

JlnaCisa <Dan (PemSaHasan

E.n

o^

120

100 •

cre

re

Ere

I

80 -

60

40

rewd>

CD

20

0 i

O ^ ^ ^ <§> & <^ <£ N#

Sudut Picu (derajat)

NT & ^

Gambar 4.13 Pengaruh besar hambatan terhadap besar sudutpicu

Grafik diatas menggambarkan bahwa semakin besar hambatan maka sudut

picu akan semakin lebar.

250

o> POO

"*—'

cre

150cre

100

re b(>wa>

m

* N# & $* ^ ^ # / $> / / /Putaran (rpm)

Gambar 4.14 Pengaruh besar tegangan terhadap putaran motor

Grafik diatas menggambarkan bahwa semakin besar tegangan maka putaran

motor akan semakin cepat.

J4.na.Cisa (Dan (pem6altasan

IV.4. Hasil Pengujian

Dalam pengujian sistem yang dibuat, terdapat perubahan

kecepatan motor universal, hal ini dipengaruhi oleh besarnya

tegangan masuk yang telah terlebih dulu dipotong dengan

triac.

>///(///.iff (/(If/ . /(f/l/ltf//(f.i</1/

I MILIU mPCWSTAKAAN-FT,-,

/ YOGVaKARTA

BAB V

PENUTUP

V.l. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Pengaturan kecepatan motor universal dapat

dilakukan dengan mengubah besar tegangan masuk

motor.

2. Tnac dapat digunakan sebagai pengatur tegangan

AC dengan pengaturan sudut fasanya.

3. Terdapat pengaruh antara besar tegangan dengan

kecepatan.

V.2. Saran

Setelah selesai melaksanakan penelitian ini, maka

Penulis bisa memberikan saran demi perbaikan sistem untuk

masa mendatang :

1. Untuk pengembangan kemampuan sistem dapat

digunakan PC sebagai pengatur sudut fasa triac

sebagai pengendali kecepatan motor universal.

.-7 (•//(/(///u/r.i(iM 41

f7 r//(////ft//-

42

2. Penggunaan motor bisa diganti dengan motor yang

lebih besar dengan mengganti nilai triac yang lebih

besar kemampuannya.

3. Penggunaan beban motor universal ini dapat

diganti dengan beban bola lampu pijar AC.

Daftar Pustaka

1. Woollard Barry G, 1999, Elektronika Praktis,

PT.Pradny^a Paramita, Jakarta.

2. Shrader Robert L., 1991, Komunikasi Elektronika Jilid

J_, Penerbit Erlangga, Jakarta.

3. Gottlieb Irving M., 1993, Electronic Power Control,

Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, New

Delhli.

4. Harten P. Van., Ir. E. Setiawan, 1992, Instalasi Listrik

Arus Kuat, penerbit Bina Cipta, Bandung.

5. Malvino Albert Paul, 1996, Prinsip-Prinsip Elektronika,

Penerbit Erlangga, Jakarta.

6. Zuhal, 1993, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya,

PT. Gramedia, Jakarta.

7. Fitzgerald AE., 1997, Mesin-Mesin Listrik, Penerbit Erlangga,

Jakarta.

8. Fitzgerald AE, Charles Kingsles, Stephen D. Umans, 1990, Mesin-

mesin listrik, Penerbit Erlangga Jakarta.

(/•afar ?A/J.fd'a

9. L. Kosow Irving, 1964, Electric Machinery and control, Prentice

Hall inc.

10. Langsdorf Alexander S, Theory- of alternating -current

machinery, McGraw-Hill book company, inc. second edition

11. http://vv\vw.teccor.com/an 1003.pdf

12. http://americanmicrosemi.com

iJ (///(/)' ./(/i/((/ca

wi>

w«

3to

<*

s-^

i -

wTHERMOTAB

TO-220AB

(Isolated)

MT2

Thyristor Product Catalog

3

MT1

QUADRAC®Internally Triggered Triacs (4-15 Amps)

General Description

Teccor's QUADRAC® devices are triacs that include a diac trigger mounted inside the same package. This device, developedby Teccor, saves the user the expense and assembly time of buying a discrete diac and assembling in conjunction with a gatedtnac. Also, the Alternistor QUADRAC device (QxxxxLTH) eliminates the need for a snubber network.

The QUADRAC device is a bidirectional AC switch and is gatecontrolled for either polarity of main terminal voltage. Its primarypurpose is for AC switching and phase control applications suchas speed controls, temperature modulation controls, and lightingcontrols where noise immunity is required.

Triac current capacities range from 4 to 15 Amperes withvoltageranges from 200-600 Volts. QUADRAC devices are available inthe TO-220AB package as shown above.

The Thermotab package is electrically isolated to 2,500 V (RMS)from the leads to mounting surface. 4,000 V (RMS) is availableon special order. This means that no external isolation isrequired, thus eliminating the need for separate insulators andinsulator-mounting steps ... saving dollars over "hot tab" devices.

Teccor Electronics

972-580-7777

All Teccor triac and diac chips have glass-passivated junctions toensure long term device reliability and parameter stability.

Variations of devices in this data sheet are available for customdesign applications. Please consult the factory for more information.

FeaturesGlass-passivated junctions

Electrically-isolated packageInternal trigger diac

High surge capability — up to 200 Amps

High voltage capability — 200 up to 600 Volts

http:llwww.teccor.com3- 1

QUADRAC®

•t(rms)

RMS

On-Slate

Current

Conduction

Angle of 360

(5)

Part No.

Isolated

If+>i

MT1 111' TMT2

THERMOTAB

TO-220AB

See "Package Dimensions" sectionfor variations.

4.0 Amps

6.0 Amps

8.0 Amps

10.0 Amps

15.0 Amps

Q2004LT

Q4004LT

Q5004LT

Q6004LT

Q2006LT

Q4006LT

Q5006LT

Q6006LT

Q4006LTH

U5006LTH

Q6006LTH

Q2008LT

Q4008LT

Q5008LT

Q6008LT

Q4008LTH

Q5008LTH

Q6008LTH

Q2010LT

Q4010LT

Q5010LT

Q6010LT

Q4010LTH

Q5010LTH

Q6010LTH

Q2015LT

Q4015LT

Q5015LT

Q6015LT

Q4015LTH

Q5015LTH

Q6015LTH_

VDRM

RepetitivePeak

BlockingVoltage

(D

Volts

500

600

200

j400500

600

400

^500600

500

600

400

500

600_200

400

400

500

200

500

600

400

500

600

'drmPeak Off-State

Current Gate OpenVDRM " Max Rateu Value1

0 >(10

25°C

.05

.05

^05.05

.05

.05

.05

J05

.05

.05

.05

.05

.05

.05

.05

.05

.05

.05

.05

.05

mAmp;

Tc =100°C

MAX

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0^0.5

_0.50.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

125°C

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2^2.0

2.0

2.0

2.0

2.0_

2.0

^.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

General Notes

All measurements are made at 60Hz with resistive load at an ambient temperature of +25 C unless otherwise specified.

Operating temperature range (Tj) is -40 C to +125 C.

Storage temperature range (Ts) is -40 C to +125 C.Lead solder temperature is a maximum of +230 C for 10 secondsmaximum; > 1/16" (1.59mm) from case.

The case temperature (Tc) is measured as shown on dimensionaloutline drawings. See "Package Dimensions" section of thiscatalog.

hit p.! Iwww.teccor.com

3-2

VTM

Peak On-State

Voltage at

Max Rated

RMS Current

Tc ~- 25'Cin (3)

Volts

MAX

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6_1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6_1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6


Trigger Diac SpecificationsJT-MT1)^SVr..0

Breakover

Voltage

Symmetry(7)

MAX

vBO_

Breakover

Voltage

(Forward &Reverse)

(6)

MIN MAX

33

33 43

33 43

33 43

43

33 43

33

33

43

33

33 43

43

43

43

43

43

43

33 43

33 43

33 43

33 43

43

33 43

33 43

33 43

33 43

33

33 43

33 43

33 43

33 43

43

[.W± I

DynamicBreakback

Voltage(Forward &

Reverse)

(6)

Volts

_ 'BO

Peak

Break

over

Current

jiAmps

MAX

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

TriggerFiring

Capacitance

(11)

[iFarads

MAX

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

THERMAL RESISTANCE (STEADY STATE)Rojc [r«ja1 °cw (typ>

TYPE ISOLATED TO-220AB

4.0 Amps 3.6 [50]

6.0 Amps 3.3

8.0 Amps 2.8

| 10.0 Amps 2.6

1 15.0 Amps 2.1

Teccor tlectronics

972-580-7777

Thyristor Product Catalog QUADRAC®

"h 'tsm dv/dt(c) dv/dt

Gate Controlled

Turn-On Time

(6) (9)

uSec

l2t 'gtm di/dt

Holding CurrentGate Open

(1)(2)

mAmps

Peak One

Cycle Surge

(4) (8)

Amps

Critical Rate-of-Rise of

Commutation Voltageat Rated VDRM and

't(RMS) Commutatingdi/dt = 0.54 Rated

'T(RMs/msGate Unenergized

(1)(5)(8)

Volts/nSec

Critical Rate-of-

Rise of Off-State

Voltage at RatedVDRM Gate Open

(1)

Volis/iiSec

RMS Surge(Non-Repetitive)

On-State Current

for period of 8 3msfor Fusing

Amps?Sec

Peak Gale

Trigger Current(10ns Max)

Amps

Maximum

Rste-of-Change ofOn-State Current

(9)

Amps/uSecTc =

100°CTc =

125°C

MAX 60Hz 50Hz MIN MIN TYP

40 55 46 3 75 50 3 12.5 1.2 50

40 55 46 3 75 50 3 12.5 1.2 50

40 55 46 3 50 50 3 12.5 1.2 50

40 55 46 3 50 50 3 12.5 1.2 50

50 80 65 4 150 100 3 26.5 1.5 70

50 80 65 4 150 100 3 26.5 1.5 70

50 80 65 4 125 85 3 26.5 1.5 70

50 80 65 4 125 85 3 26.5 1.5 70

50 80 65 25 575 450 3 26.5 1.5 70

50 80 65 25 500 400 3 26.5 1.5 70

50 80 65 25 425 350 3 26.5 1.5 70

60 100 83 4 175 120 3 41 1.5 70

60 100 83 4 175 120 3 41 1.5 70

60 100 83 4 150 100 3 41 1.5 70

60 100 83 4 150 100 3 41 1.5 70

60 100 83 25 575 450 3 41 1.5 70

60 100 83 25 500 400 3 41 1.5 70

60 100 83 25 425 350 3 41 1.5 70

60 120 100 4 200 150 3 60 1.5 70

60 120 100 4 200 150 3 60 1.5 70

60 120 100 4 175 120 3 60 1.5 70

60 120 100 4-—---

175 120 3 60 1.5 70

60 120 100 925 700 3 60 1.5 70

60 120 100 30 850

775

650

600

3 60 1.5

1.5

70

60 120 100 30 3 60 70

70 200 167 4 300 200 3 166 1.5 100

70 200 167 4 300 200 3 166 1.5 100

70 200 167 4 200 150 3 166 1.5 100

70 200 167 4 200 150 3 166 1.5 100

70 200 167 30 925 700 3 166 1.5 100

10070 200 167 30 850 650 3 166 1.5

70 200 167 30 775 600 3 166 1.5 100

Electrical Isolation

All Teccor isolated QUADRAC packages will withstand a minimum high potential test of 2500VAC (RMS) from leads to mounting tab over the operating temperature range of the device. Seeisolation table for standard and optional isolation ratings.

Teccor Electronics

972-580-7777

ELECTRICAL ISOLATIONFROM LEADS TO MOUNTING TAB **

VAC(RMS) TYPE

2500 Standard

4000 Optional* j

"For 4000 V isolation use "V" suffix.

*' U.L. Recognized File #E71639

http:liwww.teccor.com

3-3

QUADRAC®

Electrical Specification Notes

(1) For either polarity of MT2 with reference to MT1.

(2) See Figure 3.1 for lH vs Tc.

(3) See Figures 3.4 and 3.5 for iT vs vT.

(4) See Figure 3.9 for surge ratings with specific durations.

(5) See Figures 3.6, 3.7, and 3.8 for current rating at specific operating temperature.

(6) See Figures 3.2 and 3.3 for test circuit.

(7) ,wuo = [+ VBO] -!- vBOj.

(8) See Figures 3.7 and 3.8 for maximum allowable case temperatureat maximum rated current.

(9) Trigger firing capacitance = 0.1uF with 0.1us rise time.

(10) Tc = Tj for test conditions in off-state.

(11) Maximum required value to ensure sufficient gate current.

o-. INITIAL ON-STATE CURRENT

°^ 1* \ = 200mA (DC) 4 - 10A

II

o

= 41JUmA (LA,) IDA

h-

X iu"^-•^

0 ^ A 1_-40 »25

Case Temperature (Tq) H25

Figure 3.1 Normalized DC Holding Current vs Case Temperature

Figure 3.2 Test Circuit

i)iip:i iwww.ieccor.com

3-4

MT2

MT1


-vbo

Figure 3.3 Test Circuit Waveforms

Positiveor Negative Instantaneous On-State Voltage(vT) - Volts

Figure 3.4 On-State Current vs On-State Voltage (Typical)

(4-10 Amps)

a -cr. 30) O

a; O0> c

•55 O

r^ \ \

TC = 25 C

15 AMF3 DEVICE S /

j

,

II

Positiveor Negative Instantaneous On-State Voltage(vT)- Volts

Figure 3.5 On-Stale Current vs On-State Voltage (Typical) (15 Amp)

Teccor Electronics

972-580-7777

ThyristorProduct Catalog

\

\4 AM

f

=> DEV CRS

— —

-—

—

\y"

\

\

\

0 0.2 0.4 0.6 0.6 1.0 1.2 1.4 16 18 2.0

RMS On-Stdte Current ;!T,„,,01] - Amps

Figure 3.6 Maximum Allowable Ambient Temperature vs On-StateCurrent

>

CURREN1 WAVEFORM: Sinusoidal

LOAD: Resistive or Inductive

- CONDUCTION ANGLE: 360°

CASh TEMPERATURE: Measured

:i~> sr.cvn on Dimensional Draw'• rq*

^M,p°*^''c*s

2 0 2f> 3 r; 3 5 4 0

RMS On-Stale Cuiier.t [iT(RMS)J

Figure 3.7 Maximum Allowable Case Temperature vs On-StateCurrent (4 Amp)

CURRFNT WAVEFORM Snusoida']LOAD Resistive or SnO'jctwe iCGN'Du'CTiCiJ ANGLE ZCZ; 'CASE TEMPERATURE Ueas'.j'ea ;as shown on Dimensional Drawings ]

Figure 3.8 Maximum Allowable Case Temperature vs On-StateCurrent (6-15 Amp)

Teccor Electronics

972-580-7777

QUADRAC®

1

120; & 100

. GATl ^CL>JIKUI MA-Ut ((jyi

(AJKNP «*[: MM* [.Mil-

IJ1[ WvAl

UNI 1 „Uf^:i L*4 TlMPtRAIURI.

IW5 KHINNH.1 !0STE-AL"5TAI1

(wire: VAlOt

i <D £^

i "S ' 40t

-ij^^^•ii_v. 1 1 tit

1 S s if

1 S - 20

3 o 8I m £ 6! to S .'

i°- c 3 I I

O2

SUPPLY'-R^U'-JENCY rY) H/ £.*-Ls;«;:ol

) 1 1 1 1 1 1 II 1 1 i!i

i j! 2 3 4 5 6 0 10 20 3040 60 60 100 200 300 600 1

Surge Current Duration — full cycles

000

Figure 3.9 Peak Surge current vs Surge Current Duration

CURRENT WAVEFORM: Sinusoida:

LOAD' Resistive or Inductive

" CONDUCTION ANGLE 360

RMS On-State Current [K-n^g,] — Amps

Figure 3.10 Power dissipation (Typical) vs On-State Current (4 Amp)

— /

//

//

/ / 15*AMP DE VICES

6-1 amp r EVICF.S''/

\

,,/y

^/' CURR

-LOAD

CONE

ENT W

Res is

UCTIO

WEFOF\h\: Sinusoidal

,-/f

-J ANGLE: 360

I

y Ic tc

RMSOn-State Current[ly/RMSl^ — Amps

Figure 3.11 Power Dissipation (Typical) vs On-State Current (6-10 and

15 Amp)

http:llwww.ieccor.com3-5

UNIVERSITAS ISLAM INDONESIAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

KARTU KONSULTAS1 BIMBINGAN TUGAS AKHIR

• b'\.4;\...^y.<Vv;^....^^H.W:^.... Tanda Tangan MhsNama

Nomor Mhs

NIRM

Jurusan

Pembimbing I

Pembimbing II

Proposal Disetujui Tanggal:

Judu. Tugas Akhir : ^Y,^....^^^^

No. | Tanggal

\ eV- VvA- K/1\V-.V;-\V..v..

.."V.XJ.\\N:\ v\ ,">.6-.\.... - •-^"^•• '̂

?)^r>->- '\s.\vivXi

Keterangan

Av,

(lx^ /Uu-<v\ A ''A- •*-c

&h^^ ^^c^_t^

Uz^.„

.VO.vInC.

T.Tangan Pembimbing

/^'^^l<^<.

/^y^^/t^-i^IA-

<J/lS-rt/^f/^hfl/C*,,(U.

'7^-nh

Pembimbing II

/V-J^^^c^ ^-'^ K....\

-v-b t»»*-

Documents