Tidak seperti rangkaian DC yang hanya memiliki satu jenis rangkaian, rangkaian AC dapat dibedakan menjadi rangkaian AC satu fasa dan rangkaian AC tiga fasa. Prinsip dasar keduanya tetap sama, tetapi kita perlu membangun dan menganalisis rangkaian AC tiga fasa secara berbeda.
Ada kelebihan dan kekurangan saat membandingkan keduanya. Rangkaian AC satu fasa mudah dibangun dan dianalisis, tetapi efisiensinya lebih rendah dibandingkan dengan tiga fasa. Rangkaian AC tiga fasa dikenal memiliki efisiensi transfer daya yang besar, tetapi biaya pembuatannya mahal dan lebih sulit dianalisis.
Apa itu Rangkaian AC Tiga Fasa
Jawaban sederhana untuk pertanyaan “apa itu rangkaian AC 3 fasa?” adalah rangkaian listrik yang memiliki tiga bentuk gelombang tegangan dan arus fasa tunggal yang berosilasi. Dalam kondisi ideal, ketiga bentuk gelombang yang berosilasi tersebut memiliki besaran dan frekuensi yang sama, hanya saja fasanya saling bergeser.
Untuk menjawab mengapa rangkaian AC tiga fasa memiliki transfer daya yang lebih baik, Anda dapat melihat dari bentuk gelombang di atas. Ketika fasa 1 adalah 0, dua lainnya tidak. Ini memberi tahu kita bahwa daya tidak pernah mencapai nol pada titik mana pun. Kita akan mendapatkan pasokan daya listrik yang terus-menerus.
Karena kita memiliki tiga tegangan listrik dan arus listrik, kita memerlukan tiga atau empat kabel untuk menarik energi listrik dari pasokan. Mengapa tidak tiga kabel tetapi juga empat kabel? Itu tergantung pada konfigurasi rangkaian AC tiga fasa kita. Ada konfigurasi delta dan konfigurasi bintang.
Kita akan mempelajarinya lebih lanjut untuk pemahaman yang lengkap.
Rangkaian tiga fasa termasuk dalam sistem polifasa.
Sistem polifasa adalah rangkaian atau sistem di mana sumber AC beroperasi pada frekuensi yang sama tetapi fasa yang berbeda. Itu bisa berupa dua atau tiga fasa. Seperti yang dinyatakan di atas, rangkaian dua fasa dan tiga fasa memiliki besaran dan frekuensi yang sama untuk setiap saluran tetapi satu atau dua lainnya memiliki fasa yang berbeda.
Dimana:
VP = besarnya tegangan sumber rms
∠𝝓 = sudut fasa
ZL = impedansi beban
Di bawah ini adalah rangkaian sistem dua kawat satu fasa
Dan ini adalah rangkaian AC dua fasa yang memiliki dua sumber identik (keduanya besarnya frekuensi).
Dan topik utama kita, rangkaian AC tiga fasa
Kita akan melewati fasa tunggal karena sudah dibahas di postingan lain, dan kita tidak akan mempelajari rangkaian dua fasa lebih lanjut karena tidak umum digunakan dibandingkan dengan rangkaian tiga fasa.
Kita akan mempelajari rangkaian tiga fasa.
Di bawah ini adalah diagram suplai AC tiga fasa di mana rangkaian AC disuplai oleh tiga sumber dengan amplitudo dan frekuensi yang sama tetapi berbeda fasa satu sama lain sebesar 120°.
Pentingnya Rangkaian AC Tiga Fasa
Kita perlu mengakui keunggulan sistem tiga fasa agar dapat digunakan secara luas dalam kehidupan kita, terutama dalam skala industri dan motor listrik. Ada tiga alasan penting untuk hal ini:
Pertama, hampir setiap pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik menggunakan sistem tiga fasa dengan frekuensi 50 Hz atau 60 Hz.
Jika diperlukan sumber daya satu fasa atau dua fasa, kita dapat membuatnya dengan mengambilnya dari sistem tiga fasa daripada membangkitkannya secara terpisah.
Kedua, daya sesaat dalam sistem tiga fasa dapat konstan (tidak berdenyut).
Hal ini menghasilkan penyaluran daya yang seragam dan getaran mesin tiga fasa yang lebih sedikit.
Ketiga, untuk jumlah daya yang sama, sistem tiga fasa lebih ekonomis daripada sistem satu fasa.
Konfigurasi Sistem Tiga Fasa
Karena kita berurusan dengan tiga sumber, bukan satu, mungkin ada beberapa kasus di mana ketiga tegangan tidak identik. Mereka mungkin memiliki besaran atau sudut fasa yang berbeda satu sama lain. Inilah yang kita sebut Sistem Tiga Fasa Tidak Seimbang.
Sekarang kita akan membahas tentang tegangan tiga fasa seimbang dan daya tiga fasa seimbang untuk mempelajari keempat konfigurasi rangkaian AC tiga fasa.
Seperti yang dinyatakan di atas, apakah kita menggunakan tiga atau empat kabel, itu tergantung pada konfigurasi kita. Kita tidak akan membahasnya secara mendalam di sini karena mereka telah dibahas dalam posting khusus masing-masing.
Rangkaian tiga fasa seimbang adalah ketika semua sumber memiliki besaran dan sudut fasa yang identik satu sama lain. Dalam hal ini, 120° dari satu sama lain.
Tetapi kita akan meringkasnya di sini.
Koneksi wye-wye seimbang adalah sistem tiga fasa yang memiliki sumber terhubung wye seimbang dan beban terhubung wye seimbang.
Koneksi wye-delta seimbang adalah sistem tiga fasa yang memiliki sumber terhubung wye seimbang dan beban terhubung delta seimbang.
Koneksi delta-delta seimbang adalah sistem tiga fasa yang memiliki sumber terhubung delta seimbang dan beban terhubung delta seimbang.
Koneksi delta-wye seimbang adalah sistem tiga fasa yang memiliki sumber terhubung delta seimbang dan beban terhubung wye seimbang.
Pengukuran daya tiga fasa bergantung pada konfigurasi kita, dan setiap konfigurasi memiliki persamaan uniknya sendiri. Pastikan untuk memahami semuanya.
Kesimpulan
Rangkaian AC tiga fasa menggunakan tiga arus bolak-balik satu fasa yang digeser 120 derajat satu sama lain. Hal ini menghasilkan transfer daya yang berkelanjutan dan efisiensi yang lebih baik dibandingkan dengan rangkaian AC satu fasa.
Rangkaian AC tiga fasa menggunakan tiga sumber fasa tunggal yang independen yang memiliki besaran dan frekuensi yang sama tetapi memiliki pergeseran fasa yang sama satu sama lain.
Rangkaian ini terutama digunakan untuk menghasilkan daya yang lebih konstan dalam aspek industri.
Keuntungan rangkaian AC tiga fasa adalah:
- Memberikan daya yang konstan dan efisiensi transfer daya yang lebih baik.
- Kehilangan daya minimum saat mentransmisikan jarak jauh.
- Memerlukan lebih sedikit ruang dibandingkan dengan tiga rangkaian fasa tunggal untuk memberikan daya yang sama persis.
- Karena tidak ada daya nol di titik mana pun, kebisingan juga akan minimal dibandingkan dengan sistem fasa tunggal.
- Sistem fasa tunggal dapat diturunkan dari sistem tiga fasa, tidak perlu membangunnya secara independen.
- Hampir setiap motor listrik dalam skala industri dioperasikan dalam sistem tiga fasa, terutama motor induksi.
Konfigurasi sistem tiga fasa terdiri dari wye atau delta untuk sumber dan beban.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa itu rangkaian AC 3 fasa?
Rangkaian AC yang memiliki tiga bentuk gelombang tegangan dan arus fasa tunggal yang berosilasi. Dalam kondisi ideal, ketiga bentuk gelombang yang berosilasi tersebut memiliki besaran dan frekuensi yang sama, hanya saja fasanya bergeser satu sama lain sebesar 120 derajat.
Apa perbedaan antara rangkaian AC tiga fasa dan satu fasa?
Rangkaian satu fasa hanya memiliki satu bentuk gelombang sinusoidal yang berosilasi antara titik nol maksimum dan minimum sebanyak dua kali dalam satu siklus. Rangkaian tiga fasa memiliki tiga bentuk gelombang sinusoidal yang memiliki besaran dan frekuensi yang sama tetapi bergeser sama besarnya sebesar 120 derajat.