Pelaksanaan Penelitian METODOLOGI PENELITIAN

69

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Pelaksanaan Penelitian

Pada penelitian ini akan digunakan metode simulasi dengan menggunakan program komputer MatlabSimulink versi 7.7 R2008b untuk menganalisis penggunaan dua buah filter untuk meminimalisir harmonisa pada sisi input suatu penyearah SPWM satu fasa. Dalam hal ini ada empat rangkaian kerja yang diperlukan, yaitu rangkaian penyearah SPWM satu fasa sebelum pemasangan filter single tune dengan beban R dan beban RL. Setelah diperoleh data simulasinya, maka pada rangkaian tersebut dipasang filter single tune dan dipasang filter double tune. Berikut ini adalah uraian rancangan model simulasi yang dilakukan pada penelitian ini: a. Rancangan model simulasi MatlabSimulink pada penyearah SPWM satu fasa sebelum pemasangan filter single tune dan double tune pada beban R. b. Rancangan model simulasi MatlabSimulink pada penyearah SPWM satu fasa sebelum pemasangan filter single tune dan double tune pada beban RL. c. Rancangan model simulasi MatlabSimulink pada penyearah SPWM satu fasa setelah pemasangan filter single tune pada beban R. d. Rancangan model simulasi MatlabSimulink pada penyearah SPWM satu fasa setelah pemasangan filter single tune pada beban RL. Universitas Sumatera Utara 70 e. Rancangan model simulasi MatlabSimulink pada penyearah SPWM satu fasa setelah pemasangan filter double tune pada beban R. f. Rancangan model simulasi MatlabSimulink pada penyearah SPWM satu fasa setelah pemasangan filter double tune pada beban RL. Langkah-langkah dalam melaksanakan penelitian dapat diuraikan sebagai berikut: a. Pembuatan rangkaian penyearah SPWM satu fasa full bridge dengan menggunakan IGBT. Adapun perancangan penyearah SPWM IGBT menggunakan perhitungan Persamaan 2.9 pada sub Bab 2.3 dan perhitungan dari sumber literatur Power Electronic karangan Muhammad Rasyid. Halaman 80 sampai 105 tentang penyearah gelombang penuh dan PWM. Serta getting started pada program Simulink diantaranya untuk menentukan frekuensi carier pulsa gate IGBT, index modulasi, tahanan input R in , induktansi sumber L in , hubungan besar beban R dengan perancangan penyearah serta karakteristik IGBT. b. Parameter-parameter dimasukkan dalam pemodelan menggunakan MatlabSimulink Gambar 3.5, 3.8, 3.11 dan 3.14. c. Selanjutnya program dijalankan untuk melihat bentuk gelombang arus dan tegangan pada sisi input maupun output, THDi dan THDv, spektrum harmonisa yang dihasilkan, tegangan dan arus dc keluaran, tegangan dan arus rms hasil ini akan memperlihatkan bentuk gelombang tegangan input, arus Universitas Sumatera Utara 71 input, tegangan dc dan arus dc serta THD sebelum pemasangan filter seperti contoh Gambar 3.1: Gambar 3.1. Contoh hasil simulasi SPWM satu fasa yang ditampikan MatlabSimulink d. Arus yang dihasilkan dari simulasi yaitu nilai arus fundamental dan arus harmonisa untuk orde ke-3, 5, 7, 9, 11 dan 13 yang ditunjukkan dalam sumulasi dicatat. Hasil yang diperoleh dalam simulasi ini adalah besaran maksimum sehingga untuk membandingkan dengan standar IEC61000-3-2 Universitas Sumatera Utara 72 kelas D dalam besaran rms, maka hasil pembacaan dalam simulasi harus dibagi atau 1,414. Nilai Arus harmonisa pada orde ke-3, 5, 7 ,9, 11 dan 13 dari rangkaian simulasi tersebut dibandingkan dengan standar IEC61000-3-2 pada Tabel 2.4 Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas D. e. Apabila harga THDi, THDv berada di atas standar, maka dilakukan langkah berikutnya yaitu perancangan filter pasif single tune. f. Filter single tune dirancang dengan mengacu pada perhitungan pada sub Bab 2.6.4, Persamaan 2.38 sampai 2.44 dapat dihitung harga R f , L f , dan C f , kemudian dipasang pada sisi input penyearah SPWM satu fasa atau setelah induktansi input L in . g. Program Simulink dijalankan lagi, untuk melihat bentuk gelombang arus dan tegangan pada sisi input serta THDi dan THDv yang dihasilkan hasil memperlihatkan bentuk gelombang arus, tegangan, THDi dan THDv setelah pemasangan filter single tune yang dihubungkan ke beban resistif murni. Nilai arus fundamental dan arus harmonisa untuk orde ke-3, 5, 7, 9, 11 dan 13 yang ditunjukkan dalam sumulasi dicatat. Hasil yang diperoleh dalam simulasi ini adalah besaran maksimum sehingga untuk membandingkan dengan standar dalam besaran rms, hasil pembacaan dalam simulasi harus dibagi atau 1,414. Jika THDi dan THDv sudah memenuhi standar pada Tabel 2.4. Batasan arus harmonisa untuk peralatan kelas D, maka dilanjutkan ke poin h, jika Universitas Sumatera Utara 73 belum memenuhi standar, maka dilakukan modifikasi ulang parameter- parameter filter dan mengulangi langkah point f. h. Beban penyearah SPWM point b diganti dengan beban RL. i. Program Simulink dijalankan lagi, untuk melihat bentuk gelombang arus dan tegangan pada sisi input serta THDi dan THDv yang dihasilkan hasil memperlihatkan bentuk gelombang arus, tegangan, THDi dan THDv setelah pemasangan filter single tune yang dihubungkan ke beban RL. Nilai arus fundamental dan arus harmonisa untuk orde ke-1, 3, 5, 7, 9, 11 dan 13 yang ditunjukkan dalam sumulasi dicatat. Hasil yang diperoleh dalam simulasi ini adalah besaran maksimum sehingga untuk membandingkan dengan standar IEC61000-3-2 kelas D dalam besaran rms, hasil pembacaan dalam simulasi harus dibagi atau 1,414. Hasil perhitungan tersebut dibandingkan dengan standar IEC61000-3-2 kelas D, jika belum memenuhi standar maka dilakukan pengulangan rancangan filter sampai didapatkan harga yang sesuai standar. j. Hasil simulasi SPWM pada point c dan perancangan filter pada point f dijadikan dasar untuk merancang filter double tune. Dengan menggunakan perhitungan dari sub Bab 2.6.5, Persamaan 2.45 sampai 2.50 akan diperoleh parameter R 1 , L 1 , C 1 , R 2 , L 2 , C 2 dan R 3 filter double tune. k. Program Simulink dijalankan lagi, untuk melihat bentuk gelombang arus dan tegangan pada sisi input serta THDi dan THDv yang dihasilkan hasil memperlihatkan bentuk gelombang arus, tegangan, THDi dan THDv setelah Universitas Sumatera Utara 74 pemasangan filter double tune yang dihubungkan ke beban resistif murni. Nilai arus fundamental dan arus harmonisa untuk orde ke-3, 5, 7, 9, 11 dan 13 yang ditunjukkan dalam sumulasi dicatat. Hasil yang diperoleh dalam simulasi ini adalah besaran maksimum sehingga untuk membandingkan dengan standar IEC61000-3-2 kelas D dalam besaran rms, hasil pembacaan dalam simulasi harus dibagi atau 1,414. Hasil perhitungan tersebut dibandingkan dengan standar IEC61000-3-2 kelas D. l. Rangkaian pada SPWM dibuat dengan beban RL seperti Gambar 3.14 dijalankan, untuk melihat bentuk gelombang arus dan tegangan pada sisi input serta THDi dan THDv yang dihasilkan hasil memperlihatkan bentuk gelombang arus, tegangan, THDi dan THDv setelah pemasangan filter double tune yang dihubungkan ke beban RL. hasil simulasi dibandingkan dengan standar IEC61000-3-2 kelas D. Jika sudah sesuai standar maka simulasi dinyatakan selesai. m. Dari hasil a sampai l akan dianalisa untuk membandingkan penggunaan filter single tune dan double tune untuk mengurangi harmonisa akibat penggunaan penyearah SPWM satu fasa. Dari uraian di atas maka dapat dibuat diagram alir penelitian analisis filter perbandingan single tune dan double tune pada penyearah SPWM satu fasa seperti Gambar 3.2. Universitas Sumatera Utara 75 Ya Ya Tidak Tidak Membuat model Penyearah SPWM dengan MatlabSimulink Tetapkan C f , mengacu pada kebutuhan daya reaktif rangkaian, menetapkan orde harmonisa yang akan difilter dan menghitung parameter filter L dan R Nilai Arus harmonisa THDi ≤ THDi Standar IEC 61000-3-2 kelas D Gambarkan Filter Single Tune pada input penyearah SSPWM dengan Beban RRL Melakukan simulasi model dengan MatlabSimulink dan mencatat komponen harmonisa arusTHDi dan cos φ hasil simulasi Mulai Menenetapkan Permasalahan Mengumpulkan Literatur tentang Filter Harmonisa Pasif single tune, double tune dan Penyearah SPWM Nilai Arus harmonisa THDi ≤ THDi Standar IEC 61000-3-2 kelas D Melakukan simulasi model dengan MatlabSimulink dan mencatat harmonisa arusTHDi hasil simulasi A Gambar 3.2. Diagram alir pelaksanaan penelitian analisa perbandingan filter single tune dan double tune pada penyearah SPWM Universitas Sumatera Utara 76 A Selesai Pengolahan data dan analisis hasil Menghitung parameter filter double tune dengan menggunakan Persamaan 2.45 sampai 2.50. sehingga diperoleh R1, L1, C1, R2, L2, C2, R3 Melakukan simulasi model dengan MatlabSimulink dan mencatat harmonisa arusTHDi hasil simulasi Nilai Arus harmonisa THDi ≤ THDi Standar IEC 61000-3-2 kelas D Ya Tidak Gambar 3.2. sambungan Universitas Sumatera Utara 77

3.2. Rangkaian Simulasi Penyearah SPWM Satu Fasa