ANALISIS PENGARUH DISTORSI HARMONISA PADA AIR CONDITIONER SISTEM INVERTER
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi syarat kurikulum pada tingkat sarjana Strata-1 program studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Tridinanti Palembang
Oleh :
RELIS STARDO 1523110508
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIDINANTI PALEMBANG 2020
ANALISIS PENGARUH DISTORSI HARMONISA PADA AIR CONDITIONER SISTEM INVERTER
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi syarat kurikulum pada tingkat sarjana Strata-1 program studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Tridinanti Palembang
Oleh :
RELIS STARDO 1523110508
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIDINANTI PALEMBANG 2020
iii
Yakinlah ada sesuatu yang menantimu selepas banyak kesabaran yang kau jalani, yang membuatmu terpana hingga engkau lupa betapa pedihnya rasa sakit.
(Ali Bin Abi Thalib)
Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.
(Qs. Al-Insyirah : 5-6)
Kupersembahkan untuk :
Kedua orang tuaku tercinta dan saudara/i ku dan keluargaku yang selalu mendoakanku.
Bapak/ibu dosen yang senantiasa mendidi dan membimbing..
Teman teman seperjuanganku yang selalu membantuku.
v ABSTRAK
AC (Air Conditioner) sistem inverter merupakan suatu alat yang berfungsi untuk mengatur sistem pengkondisian udara. Dimana pada fungsinya adalah untuk mengurangi pemakaian energi listrik yang dihasilkan oleh AC non inverter (split). Akan tetapi pada penggunaanya AC termasuk jenis beban non linear. Dimana beban yang tidak linear dapat menyebabkan timbulnya gangguan (distorsi) sehingga menimbulkan harmonisa. Untuk distorsi harmonisa yang dihasilkan akan berbeda tergantung pada penggunaan dan pengoperasian beban non linear pada unit AC. Pada penelitian ini, akan dilakukan pengukuran dan perbandingan nilai THDi dan THDv yang dihasilkan dari unit AC inverter dan non inverter. Dari hasil pengukuran dan perhitungan didapatkan pada AC sistem inverter memiliki nilai THDi terendah sebesar 44,14 % pada jam ke tujuh dan AC non inverter sebesar 12,99 % pada awal pemakaian. Sedangkan nilai THDi tertinggi pada AC sistem inverter sebesar 109,59 % pada jam ke 8 dan AC non inverter sebesar 22,76 % pada jam ke 8. Sehingga jika dilihat dari hasil pengukuran dan perhitungan yang didapat maka pada AC sistem inverter memiliki nilai THDi yang lebih tinggi dibandingkan dengan AC non inverter (split) dengan perbandingan diantara 66 % sampai 87 %.
Kata kunci : Harmonisa, beban non linear, THDi (Total Harmonic Distortion arus), THDv (Total Harmonic Distortion tegangan), AC inverter, AC non inverter.
vi ABSTRACT
AC (Air Conditioner) inverter system is a tool that functions to build an air conditioning system. Where the function is to reduce the use of electrical energy generated by non inverter (split) air conditioners. However, the use of AC is a non-linear load. Where a non-linear load can cause disturbance (distortion), causing harmonics.
The resulting harmonic distortion will differ depending on the use and non-linear load on the AC unit. In this research, we will measure and compare the THDi and THDv values generated from inverter and non inverter AC units. From the measurement and calculation results, the inverter system AC has the lowest THD value of 44.14% at the seventh hour and non-inverter ACs of 12.99% at the beginning of use. While the highest THDi value in the inverter system AC is 109.59% at the 8th hour and the non-inverter AC is 22.76% at the 8th hour. So that when viewed from the measurement and calculation results obtained, the AC inverter system has a THDi value which is higher than non inverter (split) AC with a ratio of 66% to 87%.
Keywords: Harmonics, non-linear load, THDi (Current Total Harmonic Distortion), THDv (Voltage Total Harmonic Distortion), inverter AC, non inverter AC.
vii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala rahmat, karunia dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Skripsi ini yang berjudul “Analisa pengaruh distorsi harmonisa pada Air Conditioner Sistem Inverter” ini disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Strata Satu di Universitas Tridinanti Palembang.
Dalam penyusunan dan penyelesaian skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak oleh karena itu pada kesempatan ini saya mengucapkan banyak terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Yth.
1. Bapak Ir. H. yuslan Basir, MT. Selaku pembimbing I 2. Ibu Dina Ftria, ST.MT. Selaku pembimbing II
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada:
1. Rektor Universitas Tridinanti Palembang.
2. Bapak Ir. H. Ishak Effendi, MT. Selaku Dekan Universitas Tridinanti Palembang.
3. Ketua dan Sekretaris Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tridinanti Palembang.
4. Staf Dosen dan Karyawan Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tridinanti Palembang.
viii
5. Kepada Ibu, Ayah, Saudara-saudaraku, dan sahabat-sahabatku yang telah membantuku semangat, do’a dan dorongan baik moril maupun spiritual kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih perlu penyempurnaan yang lebih baik. Akhir kata, penulis berharap semoga Skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.
Palembang, Oktober 2020 Penulis
Relis stardo
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
HALAMAN MOTO DAN PERSEMBAHAN ... iii
HALAMAN PERNYATAAN ... iv
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang ... 1
I.2 Tujuan penelitian ... 1
1.3 Rumusan masalah ... 2
1.4 Batasan masalah... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Conditioner. ... 3
2.2 Komponen yang terdapat pada Air Conditioner ... 4
2.3 penggunaan Air Conditioner... 8
2.3.1 Air Conditioner non inverter ... 9
2.3.2 Air Conditioner inverter ... 10
2.4 Pengontrolan motor kompresor ... 10
x
2.4.1 AC split ... 10
2.4.2 AC inverter ... 11
2.5 Pulse Widht Modulation (PWM) pada inverter ... 12
2.6 Motor listrik ... 14
2.7 Motor Brushless Direct Current (BLDC)... 15
2.8 Prinsip Kerja Motor BLDC ... 17
2.9 Harmonisa pada Air Conditioner ... 17
2.9.1 Non inverter ... 17
2.9.2 Sistem inverter ... 19
2.10 Harmonisa ... 20
2.11 Distorsi harmonisa ... 21
2.12 Sumber harmonisa ... 22
2.13 Komponen harmonisa ... 23
2.14 Batasan distorsi harmonisa ... 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram alir ... 27
3.2 Metode dan lokasi pengoperasian unit Air Conditioner ... 28
3.3 Pengambilan data ... 28
3.3.1 Persiapan alat ukur ... ... 28
3.3.1.1 Hioki power hitester ... 28
3.3.1.2 KWH meter digital ... 29
3.3.1.3 Noncontact infrared thermometer ... 29
3.3.2 Pemasangan alat ukur ... 30
xi
3.3.3 Pengukuran ... 30
3.3.3.1 Distorsi harmonisa Air Conditioner sistem inverter .... 31
3.3.3.2 Distorsi harmonisa Air Conditioner non inverter ... 35
BAB IV HASIL DAN ANALISA 4.1 Total Harmonic Distortion(THD) ... 39
4.1.1 Sistem inverter ... 39
4.1.2 non inverter ... 40
4.2 Tabel hasil perhitungan... 40
4.2.1AC inverter... 40
4.2.2 AC non inverter... 41
4.3 Kurva data hasil perhitungan ... 41
4.3.1 Kurva perbandingan THDi ... 41
4.3.2 Kurva perbandingan pemakaian energi listrik (kWh) ... 42
4.3 Analisa ... 42
4.3.1 Analisa kandungan distorsi harmonisa ... 42
4.3.2 Analisa perbendingan pemakaian energi listrik ... 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 44
5.2 Saran ... 45 DAFTAR PUSTAKA
LAMIRAN
xii DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 sistem sirkulasi air conditioner ... 3
Gambar 2.2 Blower indoor ... 4
Gambar 2.3 Jaringan pipa evaporator. ... 4
Gambar 2.4 thermistor ... 5
Gambar 2.5 Motor blower ... 5
Gambar 2.6 Modul unit indoor... 6
Gambar 2.7 Modul unit outdoor... 6
Gambar 2.8 Motor blower outdoor. ... 6
Gambar 2.9 Motor kompresor ... 7
Gambar 2.10 jaringan pipa kondensator. ... 8
Gambar 2.11 Perbandingan ac non inverter dan inverter ... 11
Gambar 2.12 skema Air Conditioner non inverter ... 10
Gambar 2.13 Skema rangkaian Air Conditioner inverter ... 11
Gambar 2.14 Persamaan komparator ... 13
Gambar 2.15 gelombang pwm ... 13
Gambar 2.16 Jenis jenis motor listrik. ... 14
Gambar 2.17 Konstruksi motor BLDC ... 16
Gambar 2.18 BEMF dan Zerro Crossing pada kondisi floating ... 16
Gambar 2.19 Vektor yang dibentuk oleh beban R,L,C. ... 18
Gambar 2.20 Bentuk gelombang yang dibentuk oleh beban R,L,C... 19
Gambar 2.21 gelombang distorsi, gelombang dasar, harmonisa ketiga ... 20
Gambar 2.22 Pembentukan fungsi persegi... 21
xiii
Gambar 2.23 Penjumlahan Gelombang Harmonisa. ... 21
Gambar 2.24 Hubungan V-I beban liniear dan bentuk gelombang V-I. ... 22
Gambar 2.25 Hubungan V-I beban non linear dan bentuk gelombang . ... 23
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ... 27
Gambar 3.2 Hioki power hitester ... 28
Gambar 3.3 Kabel hioki power hitester ... 28
Gambar 3.4 KWH meter digital ... 29
Gambar 3.5 spesifikasi KWH meter digital ... 29
Gambar 3.6 Alat ukur IR Thermometer. ... 29
Gambar 3.6 Pemasangan hioki power hitester ... 30
Gambar 4.1 Grafik perbandingan THDi ... 41
Gambar 4.2 Grafik pemakaian energi listrik ... 42
xiv DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel kebenaran pada pengoperasian motor BLDC ... 14
Tabel 2.2 Batasan untuk distorsi arus harmonisa ... 25
Tabel 2.3 Batasan distorsi untuk tegangan harmonisa ... 26
Tabel 3.1 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam pertama ... 31
Tabel 3.2 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam kedua ... 31
Tabel 3.3 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam ketiga ... 32
Tabel 3.4 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam keempa ... 32
Tabel 3.5 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam kelima... 33
Tabel 3.6 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam keenam ... 33
Tabel 3.7 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam ketujuh ... 34
Tabel 3.8 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam kedelapan ... 34
Tabel 3.9 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam pertama... 35
Tabel 3.10 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam kedua ... 35
Tabel 3.11 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam ketiga ... 36
Tabel 3.12 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam keempat ... 36
Tabel 3.13 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam kelima... 37
Tabel 3.14 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam keenam ... 37
Tabel 3.15 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam ketujuh ... 38
Tabel 3.16 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam kedelapan ... 38
Tabel 4.1 THDi dan THDv pada AC sistem inverter... 40
Tabel 4.2 THDi dan THDv pada AC non inverter ... 41
1 BAB I PENDAHULUAN
1.I Latar belakang
Air Conditioner (AC) merupakan suatu alat yang banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari. Penggunaanya yaitu berasal dari masyarakat, industri, perkantoran, ataupun di gedung-gedung yang terdapat di suatu perkotaan.
Hal ini dikarenakan suatu faktor iklim yang tropis didalam suatu wilayah, sehingga mengharuskan untuk memasang atau menggunakan suatu alat atau perangkat untuk menjaga kenyamanan didalam suatu ruangan.
Besarnya pemakaian energi listrik dari unit AC sering membuat konsumen mengeluh akan bertambahnya biaya yang harus dikeluarkan, dalam hal ini adalah AC non inverter (split). Untuk itu cara mengurangi besarnya biaya pemakaian energi listrik yaitu dengan mengganti unit yang pada prinsip kerjanya adalah lebih hemat energi listrik. Dimana untuk unit pengganti tersebut adalah yang menerapkan sistem inverter.
Akan tetapi semakin pesatnya perkembangan teknologi yang diterapkan pada AC maka akan semakin mempengaruhi penurunan kualitas daya listik.
Rendahnya kualitas daya listrik disebabkan karena adanya pemakaian beban non linear yang merupakan penyebab timbulnya distorsi harmonisa. Kadar distorsi harmonisa yang tinggi sangat tidak diinginkan dikarenakan dapat menimbulkan efek tersendiri baik pada jaringan listrik maupun pada motor listrik yang dipakai.
Berdasakan latar belakang diatas, maka penelitian yang dilakukan dalam sebuah
2
karya ilmiah skripsi yaitu untuk “menganalisa pengaruh distorsi harmonisa pada Air Conditioner sistem inverter”.
I.2 Tujuan penelitian
1. Menganalisis kandungan distorsi harmonisa yang dihasilkan AC sistem inverter sebagai AC hemat enegi listrik terhadap AC non inverter.
2. Mengukur besaran distorsi harmonisa yang ditimbulkan.
1.3 Rumusan masalah
1. Menganalisis distorsi harmonisa yang ditimbulkan dari Air Conditioner sistem inverter dan sistem non inverter (split).
2. Pengukuran serta membandingkan besaran nilai Total Harmonik Distortion arus (THDi) dan Total Harmonik Distortion tegangan (THDv) dari kedua sistem Air Conditioner.
1.4 Batasan masalah
Dari beberapa permasalahan diatas, proposal skripsi ini saya hanya akan membahas tentang
1. Menganalisis distorsi harmonisa pada Air Conditioner sistem inverter dan non inverter.
2. Mengetahui besaran nilai Total Harmonik Distortion arus (THDi) dan Total Harmonik Distortion tegangan (THDv) yang dihasilkan dari kedua sistem Air Conditioner.
46
DAFTAR PUSTAKA
[1] Assafat luqman, 2009.” Kolerasi antara medan magnet dengan tingkat distorsi harmonisa pada motor induksi tiga fasa. Jurnal. Universitas Muhammadiyah Semarang.
[2] Dharmawan Abe, 2009.” Pengendalian Motor Brushless DC dengan metode PWM sinusoidal menggunakan Atmega 16. Skripsi. Universitas Indonesia [3] Dugan Roger C. / McGranaghan Mark F / Santosa Surya / Beaty H. Wayne,
Electrical Power Systems Quality, New York,2002.
[4] Electric Mitsubhisi, PS21964-T/-AT/-CT-TW Datasheet, Mitsubhisi Electronics, America, 2007
[5] I Dewa Gede Bayu Satya Nugraha1, Cok Gede Indra Partha2, dan I Wayan Arta Wijaya3.” Analisis Pengaruh Distori Harmonisa Pada Pemasangan Grid TIE Inverter Dengan Menggunakan Simulink MATLAB. Jurnal ELTEK 2017
[6] Meirani, 2015.”Analisa kualitas daya akibat pegaruh beban non linear pada PT. Bank Panin, Tbk Palembang. Palembang.Skripsi Universitas Tridinanti [7] Saputra M.Ichsan, 2018.” Analisa pangaruh variasi nilai kapasitor terhadap
perubahan harmonisa pada motor induksi 1 fasa. Palembang. Skripsi Universitas Sriwijaya.
[8] Suprianto Tris, 2016.” Analisa pengaruh harmonisa terhadap peningkatan temperatur pada transformator distribusi di gardu induk Borang Palembang.
Palembang. Skripsi Universitas Tridinanti
