Komponen Harmonisa Dalam Sistem Tiga Fasa Frekuensi
9.1. Komponen Harmonisa Dalam Sistem Tiga Fasa Frekuensi
Fundamental. 180 o mekanis = 360 o magnetik Pada pembebanan seimbang, komponen
fundamental a 11
b 1 c berbeda fasa 120 1 antara masing-masing
c 11 S b 11 Perbedaan fasa 120 o antar
fasa.
fasa ini timbul karena a 1 U U a 2 perbedaan posisi kumparan
jangkar terhadap siklus b 22 S c 22 medan magnet, yaitu sebesar o
c 2 b 2 120 sudut magnetik. Hal ini dijelaskan pada Gb.9.1.
Gb.8.1. Skema generator empat kutub Gb.9.1. memperlihatkan
skema generator empat kutub; 180 o sudut mekanis ekivalen dengan 360 o sudut magnetik. Dalam siklus magnetik yang pertama sebesar 360
magnetik, yaitu dari kutub magnetik U ke U berikutnya, terdapat tiga kumparan yaitu kumparan fasa-a (a 1 -a 11 ), kumparan fasa-b (b 1 -b 11 ), kumparan fasa-c (c .
1 -c 11 ) Antara posisi kumparan fasa-a dan fasa-b o terdapat pergeseran sudut magnetik 120 ; antara posisi kumparan fasa-b dan fasa-c o
terdapat pergeseran sudut magnetik 120 ; demikian pula halnya dengan kumparan fasa-c dan fasa-a. Perbedaan posisi inilah yang menimbulkan perbedaan sudut fasa antara tegangan di fasa-a, fasa-b, fasa-c.
Harmonisa Ke-3. Hal yang sangat berbeda terjadi pada komponen harmonisa ke-3. Pada harmonisa ke-3 satu siklus komponen
fundamental, atau 360 o , berisi 3 siklus harmonisa ke-3. Hal ini berarti bahwa satu siklus harmonisa ke-3 memiliki lebar 120 o dalam skala
komponen fundamental; nilai ini tepat sama dengan beda fasa antara komponen fundamental fasa-a dan fasa-b. Oleh karena itu tidak ada perbedaan fasa antara harmonisa ke-3 di fasa-a dan fasa-b. Hal yang sama terjadi antara fasa-b dan fasa-c seperti terlihat pada Gb.9.2
0 90 180 270 360 [ o ] -100
-200 -300
Gb.9.2. Tegangan fundamental dan harmonisa ke-3 pada fasa-a, fasa-b, dan fasa-c.
Pada gambar ini tegangan v 1a ,v 1b ,v 1c , adalah tegangan fundamental dari o fasa-a, -b, dan -c, yang saling berbeda fasa 120 . Tegangan v 3a ,v 3b ,v 3c , adalah tegangan harmonisa ke-3 di fasa-a, -b, dan -c; masing-masing digambarkan terpotong untuk memperlihatkan bahwa mereka sefasa.
Diagram fasor harmonisa ke-3 digambarkan pada Gb.9.3. Jika V 3a ,V 3b ,
V 3c merupakan fasor tegangan fasa-netral maka tegangan fasa-fasa (line to line ) harmonisa ke-3 adalah nol.
V 3a 3b V 3c V
Gb.8.3. Diagram fasor harmonisa ke-3.
Hal serupa terjadi pada harmonisa kelipatan tiga yang lain seperti harmonisa ke-9. Satu siklus fundamental berisi 9 siklus harmonisa yang berarti lebar satu siklus adalah 40 o dalam skala fundamental. Jadi lebar 3
siklus harmonisa ke-9 tepat sama dengan beda fasa antar fundamental, sehingga tidak ada perbedaan sudut fasa antara harmonisa ke-9 di fasa-a, fasa-b, dan fasa-c.
Harmonisa ke-5. Gb.9.4. memperlihatkan kurva tegangan fundamental dan harmonisa ke-5. Tegangan v 1a ,v 1b ,v 1c , adalah tegangan fundamental dari fasa-a, -b, dan -c. Tegangan v 5a ,v 5b ,v 5c , adalah tegangan harmonisa ke-5 di fasa-a, -b, dan -c; masing-masing digambarkan terpotong untuk menunjukkan bahwa mereka berbeda fasa.
176 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Sistem Tenaga
300 200 v 1a v 1b v V 1c 100 v 5a v 5b v 5c
0 90 180 270 360 o -100 [ ] -200 -300
Gb.9.4. Fundamental dan harmonisa ke-5
Satu siklus fundamental berisi 5 siklus harmonisa atau satu siklus o harmonisa mempunyai lebar 72 dalam skala fundamental. Perbedaan
fasa antara v o 5a dan v o 5b adalah (2 × 72 − 120 ) = 24 dalam skala fundamental atau 120 dalam skala harmonisa ke-5; beda fasa antara v 5b dan v o
V 5b dari harmonisa ke-5 terlihat pada
5c juga 120 . Diagram fasor
Gb.9.5. Jika V 5a , V 5b , V 5c
merupakan fasor tegangan fasa-
V 5a netral maka tegangan fasa-fasa
(line to line) harmonisa ke-5
V 5c
adalah 3 kali lebih besar dari Gb.8.5. Diagram fasor harmonisa ke-5. tegangan fasa-netral-nya.
Harmonisa Ke-7. o Satu siklus harmonisa ke-7 memiliki lebar 51,43 dalam skala fundamental. Perbedaan fasa antara v 7a dan v 7b adalah (3 ×
dalam skala harmonisa ke-7; beda fasa antara v 7b dan v 7c juga 240 . Diagram fasor dari harmonisa ke-7 terlihat
ooo
51,43 o − 120 ) = 34,3 dalam skala fundamental atau 240
V 7c
pada Gb.9.6. Jika V 7a ,V 7b ,V 7c