Prinsip Kerja dan Karakteristik Trafo Rektifikasi

Prinsip Kerja Transformator Rectifier

Prinsip kerja transformator rectifier sama dengan transformator konvensional. Transformator adalah perangkat yang mengubah tegangan AC berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Secara umum, transformator terdiri dari dua lilitan yang dipisahkan secara listrik—lilitan primer dan sekunder—yang melingkari inti besi yang sama. Ketika lilitan primer dihubungkan ke sumber daya AC, arus bolak-balik menghasilkan gaya magnetomotif, menghasilkan fluks magnet yang berubah-ubah dalam inti besi tertutup. Perubahan fluks ini menghubungkan kedua lilitan, menginduksi tegangan AC dengan frekuensi yang sama pada lilitan sekunder. Rasio tegangan antara lilitan primer dan sekunder sama dengan rasio putaran mereka. Misalnya, jika lilitan primer memiliki 440 putaran dan lilitan sekunder memiliki 220 putaran dengan input 220 V, tegangan output akan menjadi 110 V. Beberapa transformator mungkin memiliki beberapa lilitan sekunder atau tap untuk menyediakan beberapa tegangan output.

Karakteristik Transformator Rectifier

Transformator rectifier digunakan bersama dengan rectifier untuk membentuk sistem rectifier, yang mengubah daya AC menjadi daya DC. Sistem-sistem ini merupakan sumber daya DC paling umum dalam aplikasi industri modern dan digunakan secara luas di bidang seperti transmisi HVDC, traksi listrik, pabrik penggilingan, pelapisan logam, dan elektrolisis.

Sisi primer transformator rectifier terhubung ke jaringan listrik AC (sisi grid), sementara sisi sekunder terhubung ke rectifier (sisi katup). Meskipun prinsip struktur mirip dengan transformator standar, beban unik—yaitu rectifier—memberikan karakteristik spesifik:

• Waveform Arus Non-Sinusoidal: Dalam rangkaian rectifier, setiap lengan menghantarkan secara bergantian selama satu siklus, dengan waktu hantaran hanya sebagian dari siklus. Akibatnya, waveform arus melalui lengan rectifier bukan sinusoidal tetapi menyerupai gelombang persegi yang tidak kontinu. Oleh karena itu, waveform arus pada kedua lilitan primer dan sekunder adalah non-sinusoidal. Gambar tersebut menunjukkan waveform arus pada rectifier tiga fasa dengan koneksi YN. Ketika menggunakan rectifier tiristor, penundaan penyalaan yang lebih besar menghasilkan transisi arus yang lebih curam dan meningkatkan kandungan harmonisa, yang menyebabkan kerugian eddy current yang lebih tinggi. Karena lilitan sekunder hanya menghantarkan sebagian dari siklus, pemanfaatan transformator rectifier berkurang. Dibandingkan dengan transformator konvensional, transformator rectifier biasanya lebih besar dan lebih berat dalam kondisi daya yang sama.

• Kapasitas Daya Ekuivalen: Pada transformator konvensional, daya pada sisi primer dan sekunder sama (mengabaikan kerugian), dan kapasitas nominal transformator sesuai dengan daya salah satu lilitan. Namun, pada transformator rectifier, karena waveform arus non-sinusoidal, daya semu sisi primer dan sekunder mungkin berbeda (misalnya, pada rektifikasi setengah gelombang). Oleh karena itu, kapasitas transformator didefinisikan sebagai rata-rata daya semu sisi primer dan sekunder, yang dikenal sebagai kapasitas ekuivalen, diberikan oleh S = (S₁ + S₂) / 2, di mana S₁ dan S₂ adalah daya semu lilitan primer dan sekunder, masing-masing.

• Kemampuan Menahan Korsleting: Berbeda dengan transformator umum, transformator rectifier harus memenuhi persyaratan ketat untuk kekuatan mekanis dalam kondisi korsleting. Memastikan stabilitas dinamis selama korsleting adalah pertimbangan penting dalam desain dan pembuatan mereka.