= =
= 0,08676
0,00000468 = 136,1560 Ω
g. Perhitungan nilai tahanan R dengan menggunakan Persamaan 2.40 Untuk menentukan nilai tahanan R
filter passive second order orde ke-5 adalah: =
. Q dimana Q Faktor kualitas 0,5
5 asumsi Q = 4,9
= . 4,9
= 136,156 . 4,9 = 667,1644
Dari perhitungan diatas diperoleh parameter passive second order filter adalah : kapasitor C = 4,68 μ F, Induktor L =
0,08676 dan Tahanan
R = 667,1644
3.7 Perhitungan Impedansi Filter Passive Single Tuned
Pada filter passive single tuned, untuk menghitung impedansi dengan menggunakan Persamaan 2.36 maka impedansi yang dihasilkan adalah:
Universitas Sumatera Utara
= +
2 1
2 = 2,27022 +
2 3,14 150 0,241 1
2 3,14 150 4,680 10 = 2,27022 + 227,022
226.8314 = 2,27022 + 0,1906
= 2,27022 + 0,1906 = 2,2782
Dengan cara yang sama dapat dihitung: | | = 1.36694
| | = 0,97545 | | = 0,75993
| | = 0,62282 | | = 0,52456
| | = 0,45565 | | = 0,40505
| | = 0,36077 | | = 0,32644
| | = 0,29694 | | = 0,27321
Universitas Sumatera Utara
| | = 0,25330 | | = 0,23658
| | = 0,22485 | | = 0,20625
| | = 0,19732 | | = 0,18725
| | = 0,18580
3.8 Perhitungan Impedansi Filter Passive Second Order
Pada filter passive second order, untuk menghitung impedansi harmonisa ke-h [
] menggunakan Persamaan 2.43 maka impedansi yang diperoleh adalah : =
+ [ ]
3 =
, ,
, ,
+ [
, ,
, ,
,
] 3 = 44,49571 + 217,93743
227,0213 3 = 44,49571 + 9,08390
3 = =
44,49571 + − 9,08390 3
= 45,41349 Ω Dengan cara yang sama diperoleh:
5
= 27,44190 Ω
7
= 19,46363 Ω
Universitas Sumatera Utara
9
= 15,13684 Ω
11
= 12,38479Ω
13
= 10,48179 Ω
15
= 9,08283 Ω
17
= 8,01290 Ω
19
= 7,17101 Ω
21
= 7,02588 Ω
23
= 6,37197 Ω
25
= 5,83756 Ω
27
= 5,37136 Ω
29
= 4,98012 Ω
31
= 4,39384 Ω
33
= 4,12768 Ω
35
= 3,89342 Ω
37
= 3,68360 Ω
39
= 3,50217 Ω
3.9 Rangkaian Simulasi MATLABSimulink
Untuk membuat simulasi MATLABSimulink digunakan data hasil
pengukuran dan besaran daya, tegangan, arus RMS, arus IHD
i
pada setiap orde harmonisa pada programmable logic control PLC, serta hasil perhitungan R, L dan
C dari filter passive single tuned dan passive second order. Adapun langkah-langkah
Universitas Sumatera Utara
dalam membuat rangkaian simulasi programmable logic control PLC dengan pemfilteran passive single tuned filter dan passive second order filter pada program
MATLABSimulink yaitu: 1. Klik AC Voltage Source kemudian masukkan nilai tegangan Vs = 220Volt
dan frekuensi 50 Hz. 2. Klik AC Current Source, kemudian masukkan nilai arus Ih h= 1, 3, 5, 7, 9, 11,
…, 39 dengan frekuensi tergantung yang diperoleh dari hasil pengukuran pada Tabel 3.3.
3. Pilih sebuah resistor kemudian nilai diatur agar mendekati nilai THD
i
dan THD
v
hasil pengukuran Tabel 3.2. 4. Klik Series RLC Branch3, pilih sebuah kapasitor kemudian masukkan nilai
Kapasitor C yang telah dihitung sebelumnya. 5. Klik Series RLC Branch3, pilih sebuah induktor kemudian masukkan nilai
Induktor L yang telah dihitung sebelumnya. 6. Klik Series RLC Branch3, pilih sebuah resistor kemudian masukkan nilai
Tahanan R yang telah dihitung sebelumnya. 7. Pilih Current Measurement untuk mengukur arus.
8. Pilih Voltage Measurement untuk mengukur tegangan. 9. Pilih Block Display untuk menampilkan besarnya THD.
10. Pilih Scope untuk menampilkan gelombang arus dan tegangan. 11. Block Power GUI untuk memandu pemakai berkomunikasi dengan sistem
simulasi.
Universitas Sumatera Utara
Rangkaian simulasi pada Gambar 3.2 disimulasikan menggunakan program MATLABSimulink. Rangkaian simulasi tersebut terdiri dari individual distorsi
harmonisa arus IHDi orde ke-1 sampai dengan orde ke-39. Data pada individual distorsi harmonisa yang didapat dari hasil pengukuran programmable logic control
PLC yang telah dilakukan, ditunjukan pada Gambar 3.3:
Gambar 3.2 Rangkaian Simulasi Sebelum Pemasangan Filter Pasif
Gambar 3.3 Hasil Simulasi Matlabsimulink Sebelum Pemasangan Filter
Universitas Sumatera Utara
Pada Gambar 3.4 dan 3.5 merupakan bentuk gelombang tegangan dan
spektrum tegangan diperoleh dari Block Power GUI bagian Fast Fourier Transform FFT Analysis. dan Gambar 3.6 dan 3.7 merupakan bentuk gelombang arus dan
spektrum arus diperoleh dari Block Power GUI bagian Fast Fourier Transform FFT Analysis hasil simulasi dari rangkaian Gambar 3.2:
Gambar 3.4 Gelombang Tegangan Simulasi Sebelum Pemasangan Filter
Gambar 3.5 Spektrum Tegangan Simulasi Sebelum Pemasangan Filter
Gambar 3.6 Gelombang Arus Simulasi Sebelum Pemasangan Filter
Gambar 3.7 Spektrum Arus Simulasi Sebelum Pemasangan Filter
Universitas Sumatera Utara
Gelombang arus terjadi cacat gelobang yang menyebabkan gelombang programmable logic lontrol PLC jauh dari gelombang sinusiodal, sehingga
diupayakan untuk mereduksi harmonisa arus pada programmable logic control PLC dengan menggunakan passive single tuned filter dan passive second order filter untuk
mengetahui penurunan harmonisa dengan hubungan sebagai berikut: a. Passive Single tuned filter terdiri dari sebuah kapasitor, induktor, dan resistor
yang terhubung secara seri, nilainya telah diperhitungkan sebelumnya dan dihubungkan secara paralel terhadap sistem seperti pada pada Gambar 3.8:
Gambar 3.8 Rangkaian Simulasi dengan Filter Passive Single Tuned Hasil simulasi setelah menggunakan filter passive second order diperoleh
hasil Individul Distorsi Harmonik arus terlihat pada Tabel 3.5:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.5 Hasil simulasi IHDi setelah pemasangan Filter Passive Single Tuned pada Programmable Logic Control PLC
Harmonisa ke-n
Hasil Pengukuran IHDi Programmable
Logic Control Hasil Setelah
Pemasangan Filter Passive Single Tuned
Standar IEC 61000- 3-2 Kelas D
mAW P = 70 W Keterangan
Ampere Ampere
Ampere 3
86.80 0.2951
9.8100 0.0510
0.238 Sesuai
5 63.20
0.2149 10.8800
0.0566 0.133
Sesuai 7
38.80 0.1319
6.8300 0.0355
0.070 Sesuai
9 16.14
0.0549 2.8100
0.0146 0.035
Sesuai 11
3.90 0.0133
0.6900 0.0036
0.0245 Sesuai
13 7.20
0.0245 1.3100
0.0068 0.021
Sesuai 15
4.20 0.0143
0.6900 0.0036
0.018 Sesuai
17 5.90
0.0201 1.0500
0.0055 0.016
Sesuai 19
1.30 0.0044
0.2300 0.0012
0.014 Sesuai
21 0.70
0.0024 0.1300
0.0007 0.013
Sesuai 23
2.00 0.0068
0.3700 0.0019
0.012 Sesuai
25 3.90
0.0133 0.6800
0.0035 0.011
Sesuai 27
2.00 0.0068
0.3600 0.0019
0.010 Sesuai
29 0.10
0.0003 0.0200
0.0001 0.009
Sesuai 31
0.70 0.0024
0.1200 0.0006
0.010 Sesuai
33 1.30
0.0044 0.2300
0.0012 0.008
Sesuai 35
1.30 0.0044
0.2300 0.0012
0.008 Sesuai
37 0.10
0.0003 0.0200
0.0001 0.007
Sesuai 39
0.70 0.0024
0.1200 0.0006
0.007 Sesuai
THDi 116,4
16,55
Diperoleh bahwa nilai arus orde ke-3 dari 0.2951 Ampere menjadi 0,051 Ampere, orde ke-5 dari 0.215 Ampere menjadi 0.0.0566 Ampere, orde ke-7
dari 0,1319 Ampere menjadi 0,0355 Ampere, orde ke-9 dari 0,0549 Ampere menjadi 0,0146 Ampere , orde ke-13 dari 0,0245 Ampere menjadi 0,00068
Ampere, orde ke-17 dari 0,0201 Ampere menjadi 0,0055 Ampere dan orde ke-25 dari 0,0133 Ampere menjadi 0,0035 Ampere telah memenuhi standar
IEC61000- 3-2 kelas D.
Universitas Sumatera Utara
b. Passive Second Order Filter terdiri dari sebuah kapasitor, induktor dan resistor yang terhubung secara seri dan paralel nilainya telah diperhitungkan
sebelumnya dan
dihubungkan secara
paralel terhadap
sistem, seperti terlihat pada Gambar 3.9:
Gambar 3.9 Rangkaian Simulasi dengan Filter Passive Second Order
Tabel 3.6 merupakan hasil yang diperoleh dari simulasi Simulink setelah menggunakan menggunakan filter passive second order Individual Distorsi
Harmonik arus.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.6 Hasil simulasi IHDi setelah pemasangan Filter Passive Second Order pada Programmable Logic Control PLC
Harmonisa ke-n
Hasil Pengukuran IHDi Programmable
Logic Control Ampere
Hasil Setelah Pemasangan Filter
Passive Second Order Ampere
Standar IEC 61000 3-2 Kelas D
mAW P = 70 W Ampere
Keterangan 3
86.80 0.2951
11.4900 0.0597
0.238 Sesuai
5 63.20
0.2149 10.8900
0.0566 0.133
Sesuai 7
38.80 0.1319
6.8200 0.0355
0.070 Sesuai
9 16.14
0.0549 2.8100
0.0146 0.035
Sesuai 11
3.90 0.0133
0.6900 0.0036
0.245 Sesuai
13 7.20
0.0245 1.3000
0.0068 0.021
Sesuai 15
4.20 0.0143
0.6900 0.0036
0.018 Sesuai
17 5.90
0.0201 1.0400
0.0054 0.016
Sesuai 19
1.30 0.0044
0.2300 0.0012
0.014 Sesuai
21 0.70
0.0024 0.1200
0.0006 0.013
Sesuai 23
2.00 0.0068
0.3600 0.0019
0.012 Sesuai
25 3.90
0.0133 0.6700
0.0035 0.011
Sesuai 27
2.00 0.0068
0.3600 0.0019
0.010 Sesuai
29 0.10
0.0003 0.0200
0.0001 0.009
Sesuai 31
0.70 0.0024
0.1200 0.0006
0.010 Sesuai
33 1.30
0.0044 0.2200
0.0011 0.008
Sesuai 35
1.30 0.0044
0.2200 0.0011
0.008 Sesuai
37 0.10
0.0003 0.0200
0.0001 0.007
Sesuai 39
0.70 0.0024
0.1200 0.0006
0.007 Sesuai
THDi 116,4
17,59
Diperoleh bahwa nilai arus orde ke-3 dari 0.2951 Ampere menjadi 0,0597 Ampere, orde ke-5 dari 0.215 Ampere menjadi 0.0566 Ampere, orde ke-7
dari 0,1319 Ampere menjadi 0,0355 Ampere, orde ke-9 dari 0,0549 Ampere menjadi 0,0146 Ampere, orde ke-13 dari 0,0245 Ampere menjadi 0,0068
Ampere, orde ke-17 dari 0,0201 Ampere menjadi 0,0054 Ampere dan orde ke-25 dari 0,0133 Ampere menjadi 0,0035 Ampere telah memenuhi standar
IEC61000-3-2 kelas D.
Universitas Sumatera Utara
63
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
