Filter Aktif Pada Beban Konverter 3 Fasa 6 Pulsa By Moh. Faisol 1303121040

Konverter 3 Fasa Sebagai Penyebab Harmonisa

Konverter 3 fasa merupakan beban non-linier karena bentuk gelombang arus keluaran konverter ini tidak berbentuk sinus murni. konveter jenis ini sering disebut konverter 6 pulsa. Hal ini berdasarkan jumlah diode yang membangun konverter sebanyak 6 buah (Rectifier Full bridge 3 Phasa).

Perbadingan Gelombang Keluran Konverter 3 Fasa 6 Pulsa Dengan Arus Fundamentalnya

Dari gambar gelombang diatas diketahui bahwa gelombang keluaran konverter memiliki frekuensi 6 kali frekuensi fundemantal dengan periode gelobang sebesar 1/6 dari lama periode gelombang fundamental. perdasarkan rumusan fourier pada sistem akan muncul gelombang arus terdistorsi (harmonisa) sebagai akibat penjumlahan (summing) antara gelobang arus konverter (6 kali frekunsi fundamental) dengan gelobang arus fundamental (50 Hz).

Harmonisa Gelombang arus di Sistem

Pada transmisi listrik, muncul komponen semu kapasitif dan induktif (source impedance) akibat panjang saluran. Sehingga gelombang arus harmonisa akan berubah menjadi.

Untuk menghilang harmonisa maka dirancang filter aktif hibrid seperti yang terlihat dibawah ini

Filter aktif adalah perpaduan antara penggunaan filter pasif (dirancang pada frekuensi harmonisa lebih rendah) dan filter aktif (dirancang pada frekuensi harmonisa tinggi). Filter aktif dapat dirancang dengan perpaduan transformator atau tanpa perpaduan transformator. Harmonisa pada konferter 3 fasa 6 pulsa muncul pada frekuensi ke-n dimana fn= 6n±1

Dengan menggunakan filter aktif seperti rangkaian diatas , dimana sistem kerja sebagai berikut : Besarnya arus Ia , Ib dan Ic akan masuk pada inverter dimana inverter disini berperan sebagai filter aktif . Keluaran arus dari inverter yang bukan sinusoidal ini akan masuk pada summing point menjadi nilai arus Ia’ , Ib’ dan Ic ‘. Selisih nilai arus ini error akan diproses menggunakan kontrol PI yang diharapkan dapat mengeliminasi arus harmonisa pada sisi sumber . Berdasarkan hasil simulasi diatas dapat dilihat bahwa bentuk gelombang output sudah mendekati sinusoidal namun masih terdapat ripple.

Rangkain Interface

Frekuensi yang Dilewatkan Oleh Rangkaian Interface

FFT yang Muncul Pada Rangkaian Interface

Aktif Filter Tanpa Rangkaian Interface

Aktif filter (Inverter) digunakan sebagai pembangkit sinyal yang memiliki bentuk dan amplitudo gelombang sama dengan bentuk dan amplitudo gelombang harmonisa namun dengan arah berlawanan. Hal ini bertujuan untuk mengeliminasi gelombang harmonisa.

Gelombang arus dengan summing point yang diberi sumber sinusoidal murni

Gelombang Keluaran Filter Aktif Tanpa rangkaian inter face

Gelombang Keluaran FFT Filter Aktif Tanpa rangkaian inter face

Terlihat bahwa rangkaian filter aktif tanpa rangkaian interface memiliki gelombang keluaran tidak sinus. Dan memiliki arus yang sangat besar dari nilai arus seharusnya. Bila kita bandingkan gambar gelombang arus yang mengalir pada rangkaian interface. Rangkaian interface berguna untuk untuk menghilangkan harmonisa arus pada frekuensi harmonisa yang rendah, sedangkan filter aktif (bagian inverter) berguna sebagai penghilang harmonisa arus pada frekuensi yang lebih besar.

Perbandingan gelombang keluaran menggunakan filter aktif+rangkaian interface, gelombang keluaran menggunakan filter aktif tanpa rangkaian interface, dan gelombang keluaran menggunakan rangkaian interface tanpa rangkaian filter aktif.

Hasil Penggunaan Filter Aktif

Gelombang keluaran pada rangkaian interface (I20)

Perbandingan FFT menggunakan filter aktif+rangkaian interface, FFT menggunakan filter aktif tanpa rangkaian interface, dan FFT menggunakan rangkaian interface tanpa rangkaian filter aktif.

Kesimpulan Dari hasil penggunaan filter aktif untuk menghilangkan harmonisa pada beban konverter 3 fasa 6 pulsa didapat hasil reduksi harmonisa dengan parameter Gelombang Arus memiliki bentuk mendekati sinus. FFT setelah difilter menunjukan bahwa frekuensi harmonisa telah tereduksi. Amplitudo arus setelah dan sebelum difilter memiliki besar nilai yang sama

Terimakasih untuk Dosen pengampu mata kuliah dasar kulitas daya politeknik Elektronika Negeri Surabaya