PERBANDINGAN PASSIVE LC FILTER DAN PASSVE SINGLE
TUNED FILTER UNTUK MEREDUKSI HARMONISA
VARIABLE SPEED DRIVE DENGAN BEBAN
MOTOR INDUKSI TIGA FASA
TESIS
OLEH
NAMA : MUSTAMAM NIM : 107034005/TE
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERBANDINGAN PASSIVE LC FILTER DAN PASSIVE SINGLE TUNED FILTER NTUK MEREDUKSI HARMONISA
VARIABLE SPEED DRIVE DENGAN BEBAN MOTOR INDUKSI TIGA FASA
TESIS
Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik
Dalam Program Studi Magister Teknik Elektro
Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
OLEH MUSTAMAM 107034005/TE
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Telah diuji pada Tanggal : 15 Juli 2014
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Ir. Usman Baafai Anggota : 1. Dr. Marwan Ramli, M.Si
ABSTRAK
Sebagian besar alat yang digunakan sebagai pengatur kecepatan putaran motor induksi tiga fasa adalah Variable Speed Drive (VSD) 1 fasa, di mana VSD merupakan pembangkit harmonisa. Oleh sebab itu harmonisa yang timbul pada VSD dapat direduksi dengan menggunakan filter fasif yaitu passive LC filter dan passive single tuned filter sehingga memenuhi standar IEC61000-3-2 kelas A. Hasil yang diperoleh dengan passive LC filter dapat mengurangi total distorsi harmonisa arus (THDi) dari 102,9% menjadi 23,78% sedangkan passive single tuned filter
mengurangi total distorsi harmonisa arus (THDi) dari 102,9% menjadi 8,79%. Pada harmonisa ke 5 passive LC filter dapat mengurangi harmonisa dari 1,26 Amper menjadi 0,16 Amper , sedang passive single tuned filter dari 1,26 Amper menjadi 0,111 Amper. Impedansi yang dihasilkan passive single tuned filter lebih kecil yaitu 0,436 Ω sedang passive LC filter 8,34 Ω. Dengan demikian passive single tuned filter lebih baik untuk mereduksi harmonisa dibandingkan dengan passive LC filter.
ABSTRACT
Most of the tools that used as speed control of three phase induction motors rotation is 1 phase Variable Speed Drive (VSD), where VSD is a harmonic generator. Therefore the harmonics that arise in the VSD can be reduced by using passive LC filters fasif namely passive single tuned filter that meet the standards IEC61000-3-2 Class A.The results obtained through passive LC filter could reduce the total distortion of harmonic current (THDi) from 102.9% to 23.78% while passive single tuned filter reduced the total harmonic distortion current (THDi) from 102.9% to 8.79%. At the fifth harmonics passive LC filters could reduce the harmonics current from 1.26 Ampere to 0.16 Ampere, while passive single tuned filter could reduce the harmonic current from 1.26 Amper to 0.111 Amper. The impedance produced by passive single tuned filters was smaller that is 0.436 Ω while passive LC filters was 8.34 Ω . There by passive single tuned filter is better to reduce harmonics than passive LC filters is.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah
SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya. Shalawat beriring salam
kepangkuan Nabi Muhammad SAW yang telah membawa umat manusia ke alam
yang penuh dengan ilmu pengetahuan.
Alhamdulillah, pada akhirnya penulis telah dapat menyelesaikan tesis ini
dengan judul “Perbandingan Passive LC Filter Dan Passve Single Tuned Filter
Untuk Mereduksi Harmonisa Variable Speed Drive Dengan Beban Motor
Induksi Tiga Fasa”.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof.
Dr. Ir. Usman Baafai selaku ketua pembimbing, Bapak Dr. Marwan Ramli, M.Si
selaku anggota pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dalam
penyusunan tesis ini. Terima kasih juga saya ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Tulus,
M.Si dan Bapak Dr. Eng. Ariadi Hazmi yang telah banyak memberikan masukan
demi kesempurnaan tesis ini.
Terima kasih saya ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu,
DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K), selaku Rektor Universitas Sumatera Utara dan
kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan untuk
mengikuti pendidikan Magister Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. Bapak
Drs. Hasdari Helmi, MT selaku Sekretaris Program Studi dan seluruh pegawai
terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala bantuan fasilitas yang telah diberikan.
Kepada Bapak-Bapak staf pengajar saya ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
atas bantuan dan kerjasamanya selama perkuliahan.
Kepada rekan-rekan sesama mahasiswa angkatan ketiga Tahun Akademik
2010/2011 Program Studi Magister Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara Medan, penulis ucapkan terima kasih atas bantuan, dukungan, dan
kerjasama yang baik selama ini.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan banyak terima kasih, isteri
tercinta Dra. Nazlah, serta kepada anak-anakku tersayang Ilham Kurnia Nst, Nada
Ramadhani Nst dan Achmad Waladi Nst atas segala motivasi, dorongan semangat,
pengertian dan do’anya.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan ini, penulis
tetap mengharapkan masukan, kritik dan saran demi kesempurnaan tesis ini.
Akhir kata semoga Allah SWT selalu merahmati kita semua dan hasil
penelitian ini bermanfaat bagi kita semua, amiin.
Medan, Juli 2014 Tertanda,
DAFTAR ISI
2.1.1 Pengaturan kecepatan motor induksi ... 14
2.2 Variable Speed Drive ... 15
2.6.3 Prinsip pereduksian harmonisa dari passive LC filter.... 33
2.6.4 Merancang passive LC filter ... 34
2.6.5 Passive single tuned filter ……….……... 37
2.6.6 Prinsip pereduksian harmonisa dari passive single tuned filter ... 40
BAB 3 METODE PENELITIAN ... 47
3.1 Teknik Pengukuran yang Dilakukan ... 47
3.2 Data Hasil Pengukuran ... 49
3.3 Perbandingan Klasifikasi Arus Harmonisa pada Variable Speed Drive (VSD) Berdasarkan Standar IEC61000-3-2 Klas A ... 54
4.3 Harmonisa Arus Setelah Pemasangan Passive Single Tuned Filter ... 71
DAFTAR GAMBAR
2.6. Penyearah PWM satu fasa full bridge. (a) rangkaian penyearah PWM, rangkaian ekivalen dengan (b) T1 dan T4 On, (c) T2 dan T3On, (d) T1 dan T3 atau T2 dan T4 On ... 21
2.7. Bentuk gelombang tegangan dan arus pada penyearah PWM ... 22
2.8. Gelombang fundamental dengan gelombang harmonisanya ...… 25
2.9. Filter pasif ... 31
2.15. Frekuensi respon dan sudut fasa passsive Single tuned filter ... 39
2.16. Pemodelan passive single tuned filter ... 42
2.17. Kompensasi gelombang filter ... 43
2.18. Rangkaian resonansi seri ... 43
Nomor Judul Halaman
3.1. Alat ukur Fluke 435 ... 48
3.2. Diagram penempatan passive LC filter dan passive single tuned filter ... 49
3.3. Bentuk gelombang arus dan tegangan hasil pengukuran ... 52
3.4. Bentuk spektrum harmonisa arus ... 53
3.5. Individual distorsi harmonisa arus ... 53
3.6. Bentuk spektrum harmonisa tegangan ... 53
3.7. Individual distorsi harmonisa tegangan... 54
3.8. Simulasi VSD sebelum pemasangan filter ... 65
3.9. Gelombang arus simulasi sebelum pemasangan filter ... 65
3.10. Spektrum arus simulasi sebelum pemasangan filter ... 65
3.11. Simulasi VSD dengan passive LC filter ... 66
3.12. Simulasi VSD dengan passive single tuned filter ... 67
4.1. Bentuk gelombang arus passive LC filter ... 69
4.2. Spektrum harmonisa arus passive LC filter ... 69
4.3. Bentuk gelombang arus passive single tuned filter... 71
4.4. Spektrum harmonisa arus passive single tuned filter ... 72
4.5. Diagram perbandingan sebelum pemasangan filter dengan passive LC filter dan passive single tuned filter ... 75
4.6. Grafik hubungan impedansi dengan harmonisa arus passive LC filter ... 75
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
1.1. Penelitian mengenai model filter harmonisa
yang telah dilakukan ... 3
2.1. Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas A... 28
2.2. Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas B ... 29
2.3. Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas C ... 30
2.4. Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas D ... 31
3.1. Data hasil pengukuran ... 50
3.2. Data hasil pengukuran harmonisa arus dan tegangan ... 52
3.3. Perbandingan klasifikasi arus harmonisa pengukuran pada variable speed drive berdasarkan standar IEC61000-3-2 Kelas A ... 55
4.1. Perbandingan klasifikasi arus harmonisa pengukuran pada variable speed drive setelah pemasanga passive LC filter berdasarkan standar IEC61000-3-2 Kelas A ……….. 70
4.2. Perbandingan klasifikasi arus harmonisa pengukuran pada Variable speed drive setelah pemasanga passive single tuned filter berdasarkan standar IEC61000-3-2 Kelas A ... 73
