ELEKTRONIKA DAYA

1. Definisi

          Elektronika daya merupakan cabang ilmu elektronika yang berkaitan dengan pengolahan dan pengaturan daya listrik yang dilakukan secara elektronis (Rashid, M,2008). Elektronika daya berkaitan dengan pengolahan atau pemrosesan energi listrik, yakni mengubah daya listrik dari satu bentuk kebentuk lainnya dengan mengendalikan atau memodifikasi bentuk tegangan atauarusnya menggunakan peranti elektronik (Singh, 2008). Ruang lingkup elektronika daya meliputi: Elektronika, Teori rangkaian listrik, Sistem kontrol, Elektromagnetika, Mesin – mesin listrik, Sistem tenaga listrik, Komponen semikonduktor dan komputer (Acha, E, 2002).

           Sistem elektronika merupakan dasar utama pada aplikasi elektronika daya. Sistem elektronika akan membahas tentang peralatan elektronika yang terdiri dari semikonduktor dan komponen lainnya dalam suatu rangkaian elektronika. Untuk mempelejari elektronika daya diperlukan pemahaman terhadap materi rangkaian elektronika baik analog maupun digital.

          Sistem Tenaga Listrik, objek utama dalam apliksasi elektronika daya dimana peralatan dan sistem yang memiliki daya (tegangan dan arus) listrik yang cukup besar. Oleh karena itu untuk lebih memahami elektronika daya diperlukan pemahaman yang baik terhadap sistem tenagalistrik.

          Sistem Kontrol, aplikasi elektronika daya pada umumnya untuk melakukan pengontrolan aplikasi di industri. Oleh karena itu diperlukan pemahaman yang baik terhadap teknik dan sistem kontrol berbagai peralatan yang digunakan di industri. Contoh pengaturan yang paling sering ditemui adalah pengaturan kecepatan putar motor listrik, pengaturan torsi motor listrik, pengaturan kecepatan aliran (flow) minyak, gas, pengaturan temperature, pengaturan tekanan, pengaturan kecepatan conveyor, pengaturan gerakan peralatan di industri dan pengaturan-pengaturan parameter lainnya.

          Sistem komputer aplikasi industri sekarang ini kebanyakan sudah terintegrasi dengan sistem komputer. Untuk melakukan pengaturan berbagai peralatan di industri dilakukan secara remote dan hasilnya dapat dimonitor dengan tampilan yang terintegrasi dengan database yang dioleh dalam komputer.

2. Konversi Daya

Ada empat tipe konversi daya atau ada empat jenis pemanfatan energi yang berbeda-beda, yaitu penyearah, DC chopper, inverter, dan AC-AC konverter.

1.  Penyearah: berfungsi menyearahkan listrik arus bolak-balik menjadi listrik arus searah.

2.  DC Choper: dikenal juga dengan istilah DC-DC konverter. Listrik arus searah diubah dalam menjadi arus searah dengan besaran yang berbeda.

3.  Inverter: yaitu mengubah listrik arus searah menjadi listrik arus bolakbalik pada tegangan dan frekuensi yang dapat diatur.

4.  AC-AC Konverter: yaitu mengubah energi listrik arus bolak-balik dengan tegangan dan frekuensi tertentu menjadi arus bolak-balik dengan tegangan dan frekuensi yang lain. Ada dua jenis konverter AC, yaitu pengatur tegangan AC (tegangan berubah,frekuensi konstan) dan cycloconverter (tegangan dan frekuensi dapat diatur).

3. Komponen Elektronika Daya

a. Dioda

b. Transistor

c. Thyristor

d. IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor)

4. Aplikasi Elektronika Daya

Aplikasi dari elektronika daya misalnya sebagai pengendali tegangan AC, pengendalian dimer,dan aplikasi IGBT untuk inverter .

1.  Pengendali Tegangan AC

Teknik pengontrolan fasa memberikan kemudahan dalam sistem pengendalian AC. Pengendali tegangan saluran AC digunakan untuk mengubah-ubah harga rms tegangan AC yang dicatukan ke beban dengan menggunakan Thyristor sebagai sakelar. Penggunaan alat ini antara lain, meliputi:

– Kontrol penerangan 290

– Kontrol alat-alat pemanas

– Kontrol kecepatan motor induksi

2.  Pengendalian Dimer

Pengendalian yang bisa dilakukan dengan menggunakan metoda ini hanya terbatas pada beban fasa satu saja. Untuk beban yang lebih besar,metode pengendalian, kemudian dikembangkan lagi menggunakan sistem fasa tiga, baik yang setengah gelombang maupun gelombang penuh (rangkaian jembatan).

3.  Aplikasi IGBT untuk Konverter

Rangkaian Cycloconverter di mana tegangan AC 3 phasa disearahkan menjadi tegangan DC oleh enam buah Diode. Selanjutnya sembilan buah IGBT membentuk konfigurasi yang akan menghasilkan tegangan AC 3 phasa dengan tegangan dan frekuensi yang dapat diatur, dengan mengatur waktu ON oleh generator PWM. Rangkaian VVVF ini dipakai pada KRL merk HOLEC di Jabotabek.