3. Penyearah gelombang setengah terkendali

Cara yang paling sesuai dan menghasilkan efisiensi yang tinggi untuk mendapatkan tegangan DC hasil penyearahan yang dapat difariasikan besar ke kecilnya, pengaturan tegangan ini dapat dilakukan dengan menggunakan thyristor yang diatur sudut pengapiannya.
Pengendalian dengan cara ini umum disebut pengendalian tegangan dengan pengendalian sudut phasa (phase angle controlled).
Pada bagian ini dibahas rangkaian penyearah gelombang setengah terkendali ( half wave controlled rectifier ) yang dihasilkan dari sumber tegangan satu phasa.
Pada gambar 3 diperlihatkan suatu rangkaian penyearah gelombang setengah dengan menggunakan thyrisror ( SCR ) sebagai penyearah.

Beban Resistif Beban Induktif
Gambar3.
Jika beban yang dipasang pada rangkaian tersebut bersifat resistif ( R ) arus yang mengalir akan sephasa dengan tegangan yang disuply ke beban, dengan demikian thyristor akan berhenti konduksi bersamaan dengan turunnya tegangan pada saat akan tetapi bila beban bersifat induktif, maka thyristor akan tetap konduksi walau tegangan telah turun dibawah nol, atau thyristor akan tetap konduksi walau , hal ini disebabkan oleh tidak dimungkinkannya penghentian arus yang melalui inductor secara tiba-tiba.
Untuk memperjelas pemahaman dari permasalahan diatas akan dibahas beberapa jenis pembebanan pada rangkaian penyearah terkendali yang mempengaruhi sudut konduksi dari thyristor.

3.1. Penyearah Gelombang Setengah terkendali dengan beban R L.

Jika beban dari rangkaian penyearah gelombang setengah terkendali bersifat resistif dan induktif, thyristor akan tetap konduksi walau tegangan telah turun dibawah nol hal ini disebabkan oleh adanya arus yang mengalir lewat thyristor, arus ini tetap mengalir sehingga energi yang disimpan inductor didisipasikan ke beban resisrif melalui sumber.
Thyristor akan berhenti konduksi sewaktu arus mencapai harga nol.
Pada gambar 3.1 diperlihatkan suatu rangkaian penyearah gelombang setengah terkendali dengan beban R L .

Gambar 3.1

Jika thyristor disulut pada sudut
[1]
untuk mencari harga dilihat saat awal thyristor konduksi

bila


[i&S1]
dimana
θ = Beda phasa tegangan dan arus.
α = Sudut penyulutan ( penyalaan ).
β =.Sudut komutasi. β = α + γ
γ = Sudut konduksi γ = β – α

Pada saat thyristor padam , i = 0,
dengan demikian
dari persamaan diatas didapatkan kurva fungsi untuk beberapa macam harga seperti terlihat pada gambar 3.2.



Untuk mempermudah perhitungan arus dalam suatu rangkaian ( pesamaan 2.3b ) , besaran arus dapat dihitung dalam besaran per unit ( P U )
[i&S2]
[i&S3]
dari persamaan 2.3c dan 2.3d didapatkan
[i&S4]
dari persamaan 2.4 didapatkan kurva In fungsi α untuk beberapa harga Φ
( lihat gambar 3.3 )

Perhitungan Arus RMS dalam besaran per unit

[i&S5]
berdasar pada persamaan 2.3d dan 2.4a didapatkan harga
[i&S6]
dari persamaan 2.5 didapatkan kurva fungsi α ( lihat gambar 3.4 ).
Kurva pada gambar 3.2, 3.3, 3.4 dapat digunakan untuk menghitung bermacam beban yang mempunyai beda phasa dengan sudut- sudut istimewa.
[1] S B Dewan ,A Staugen;POWER SEMICONDUCTOR CIRCUIT

[i&S1]2..3b

[i&S2]2..3c

[i&S3]2..3d

[i&S4]2.4

[i&S5]2.4a

[i&S6]2.5