Habsari, Kumala Mahda (2017) Pembangkitan Tegangan Tinggi Untuk Proses Peo (Plasma Electrolytic Oxidation). Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Plasma electrolytic oxidation (PEO) merupakan metode yang digunakan pada perlakuan permukaan (surface treatment) terbaru. Proses PEO (plasma electrolytic oxidation) terjadi karena terdapat potensial tinggi pada proses elektrolisis. Proses PEO adalah kombinasi dari sebuah proses oksidasi elektrokimia dan penerapan percikan (spark) tegangan tinggi. Pembangkitan tegangan tinggi digunakan untuk menghasilkan proses PEO. Oleh karena itu dibutuhkan pembangkit tegangan tinggi yang dapat digunakan pada laboratorium untuk mengembangkan penelitian tentang proses PEO. Flyback merupakan salah satu metode pembangkitan tegangan tinggi. Dibandingkan dengan rangkaian menggunakan metode lain, rangkaian flyback termasuk rangkaian yang sederhana. Flyback membangkitkan tegangan tinggi dengan memanfaatkan energi balik rangkaian. Pada penelitian ini, pembangkitan tegangan tinggi dirancang dan dibangun untuk proses PEO. Profil tegangan pembangkit tegangan tinggi untuk proses PEO juga akan dianalisis. Rangkaian pembangkitan tegangan tinggi juga akan dianalisis secara matematik dengan analisis rangkaian elektrik. Rangkaian flyback disimulasikan menggunakan software simulasi. Profil gelombang dari simulasi dibandingkan dengan profil gelombang pengujian alat yang telah dibuat. Dengan sumber tegangan pulsa DC 12 V, pembangkit tegangan tinggi flyback dapat menghasilkan tegangan rata-rata 1 kV. Profil gelombang tegangan masukan pin gate IGBT simulasi sama dengan bentuk hasil pengukuran alat. Kedua gelombang sama-sama menghasilkan gelombang kotak cacat dan menghasilkan spike disetiap gelombang kotak yang dihasilkan. Profil gelombang simulasi dan pengujian alat pada tegangan kelauran transformator sebelum dioda memiliki bentuk yang sedikit berbeda. Hal ini terjadi karena kondisi nyata pada alat memiliki losses tertentu akibat kapasitansi dan induktansi pada komponen. Akan tetapi kedua hasil telah berhasil menghasilkan tegangan tinggi dalam orde kilovolt. Profil tegangan keluaran transformator setelah dioda juga memiliki profil gelombang yang mirip. Tegangan mengalami penurunan secara perlahan pada kurun waktu tertentu kemudian akan naik secara tiba-tiba berdasarkan sifat respon rangkaian R-C pada sumber pulsa. Profil gelombang pembangkit tegangan tinggi yang belum terhubung dengan beban elektroda didalam cairan elektrolit menujukkan bahwa beban bersifat kapasitif. Tegangan yang ix dihasilkan pembangkit tegangan tinggi mencapai 3 kV. Tegangan yang dihasilkan pada pembangkit flyback dengan beban elektroda didalam cairan elektrolit menghasilkan tegangan dalam orde volt. Terdapat drop tegangan yang sangat besar diantara tegangan yang dikeluarkan pembangkit flyback dengan tegangan beban dengan elektroda didalam cairan elektrolit. Beban pembangkit tegangan tinggi yang terhubung dengan elektroda didalam cairan elektrolit bersifat resistif. Dengan drop tegangan yang dihasilkan sangat tinggi dari orde kilovolt menjadi orde volt, dapat dianalisis bahwa resistansi yang dimiliki beban elektroda didalam cairan sangat besar. Resistivitas yang dianalisis dihasilkan dari resistivitas cairan elektrolit. Rangkaian pembangkit tegangan tinggi telah dianalisis secara numerik dan menghasilkan grafik tegangan masukan menggunakan persamaan gelombang pulsa dan tegangan beban (Vload). Dengan pengukuran, pengujian dan analisa yang telah dilakukan, proses PEO tidak dapat terjadi pada penelitian ini karena tegangan yang ada pada beban tidak memenuhi kriteria tegangan yang dibutuhkan proses PEO.
English Abstract
Plasma electrolytic oxidation (PEO) was a method that used in surface treatment. The PEO process (plasma electrolytic oxidation) happened due to high electric-potential on the electrolysis process. The PEO process is a combination of an electrochemical oxidation process and the application of high voltage sparks. High voltage generation is used to produce PEO process. Therefore, high-voltage materials that can be used in the laboratory for the development of research on the PEO process. Flyback was one of high voltage generation methods. Compared to the other circuit using another methods, the flyback circuit includes a simply circuit. Flyback generates high voltage by utilizing the energy behind the circuit. In this research, high voltage generation was designed and built for the PEO process. High voltage generating voltage profiles for the PEO process would be analyzed. Mathematical analysis was also done in this study. The flyback circuit is simulated using software. The waveform profile of the simulation is compared to the waveform profile of circuit that has been built. With a 12 V DC voltage source, a high-voltage flyback generator can produce an average voltage of 1 kV. The input voltage profile of the input pin gate IGBT simulation is similar to the shape of the circuit. Both waveforms produce a square wave and generate spikes in each resulting square wave. Simulation waveform profiles and the circuit have slightly different shapes. This happens because the real conditions in circuit have certain losses due to capacitance and inductance on the components. However both results have succeeded in producing high voltage in kilovolt order. The output voltage profile of the transformer after the diode also has a similar waveform profile. The voltage decreases slowly over a period of time and then rises abruptly by the nature of the R-C circuit response at the pulse source. The profile of a high voltage generator with empty load shows that the load is capacitive. The voltage generated by the high voltage generator reaches 3 kV. The resulting voltage at the flyback generator with the electrode load inside the electrolyte fluid produces a voltage in the order of volts. There is a very large voltage drop between the voltage generated by the flyback generator and the load voltage with the electrode inside the electrolyte liquid. The high voltage generator load connected to the electrode in the electrolyte liquid is resistive. With the resulting high voltage drop from the kilovolt order to the volts order, it can be analyzed that the xi resistance of the electrode load inside the liquid is very large. The analyzed resistivity results from the resistivity of the electrolyte fluid. High voltage generator circuits have been numerically analyzed and generate input voltage graphs using pulse wave and load (Vload) equations. With the measurement, testing and analysis that has been done, the PEO process can not occur in this study because the stress on the load does not meet the voltage criteria required by the PEO process
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/621.319 13/HAB/p/2017/041708990 |
| Uncontrolled Keywords: | ELECTRIC ARE, HIGH VOLTAGES, SURFACES, METALS - SURFACES |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.3 Electrical, magnetic, optical, communications, computer engineering; electronics, lighting > 621.31 Generations, modification, storage, transmission of electric power > 621.319 Transmission > 621.319 13 Alternating-current systems |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknik Elektro, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Nur Cholis |
| Date Deposited: | 13 Nov 2017 02:41 |
| Last Modified: | 14 Oct 2020 05:37 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/5319 |
Actions (login required)
 |
View Item |