Analisis Reduksi Harmonisa Pada Lampu LED 7 Watt Menggunakan Filter Pasif LC
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan sistem penerangan terus meningkat disebabkan kebutuhan
akan penerangan mencapai 20% dari energi yang ada di dunia dan lampu LED ( Light
Emitting Diode ) dirancang
untuk penghematan energi. Lampu ini memiliki watt
yang kecil dengan lumen yang besar dan life time yang lama. Sehingga lampu LED
banyak digunakan baik di rumah, perkantoran, pabrik, dan penerangan jalan dengan
tujuan untuk mengefisiensikan energi listrik. Lampu LED cukup larisnya dipasaran
dan teknologi agak mudah didapat pada saat sekarang ini. Sehingga begitu banyak
produsen bergabung ke pasar pencahayaan dengan pengetahuan yang terbatas tentang
LED dan apabila digunakan menyebabkan banyak masalah keandalan dan kualitas.
Banyak lampu LED yang gagal dengan degradasi lumen signifikan atau mati di
beberapa bulan setelah instalasi karena desain produk LED yang buruk antara lain
sebabkan elektronik dan panas. Sejumlah besar penelitian juga telah melakukan
penelitian pada LED agar lampu LED menjadi lampu yang hemat energi dengan
merancang dan membuat LED yang terang dengan watt yang kecil serta rangkaian
pengeraknya. Beberapa peneliti lain juga telah meneliti tentang distribusi cahaya dan
kinerja visual lampu LED serta emisi harmonik lampu LED [1].
Oleh karena itu, persyaratan standar seperti pencahayaan, usia lampu, dan
harmonisa pada LED sangat penting agar kualitas lampu LED dipasaran lebih baik .
Dalam penggunaannya, lampu LED disuplai oleh AC/DC converter yang
1
2
menghubungkan arus DC ke chip LED atau pengaturan cahaya. Lampu LED
merupakan
beban nonlinier yang
menghasilkan arus yang sangat terdistorsi.
Meskipun daya lampu LED satu phasa yang ada dipasaran cukup rendah, tetapi bila
lampu yang ada dipasaran dan dibeli oleh konsumen semua mengandung harmonisa
maka akan mengakibatkan masalah kualitas daya yang mengganggu kepada
konsumen dan terhubung ke sistem distribusi tenaga listrik. Oleh karena itu
pemahaman yang baik tentang harmonik lebih ditingkatkan agar konsumen dan
masyarakat dapat dengan bijak memilih dan memproduksi lampu LED yang baik.
Harmonik didefinisikan sebagai tegangan atau arus sinusoidal yang memiliki
frekuensi
kelipatan
dari frekuensi
sistem (fundamental) [2]. Penyimpangan
gelombang dari sinusoidal sempurna biasanya dinyatakan dalam distorsi harmonik
dari gelombang arus dan tegangan. Besar distorsi harmonik dari arus dan tegangan
dibutuhkan alat yang yang bisa menganalisisnya. Power analizer adalah alat yang bisa
mengukur harmonisa. Peneliti mengukur harmonisa pada lampu LED menggunakan
alat ukur Power Q Fluke 435 dan Power Logic PM5330 schneider electric, yang
mana pengukuran ini dilakukan pada lampu 7Watt dengan mengambil sampel 6
(enam) merek yang ada dipasaran dimana pengukuran dilakukan di PLN Wilayah II
Sumatera Utara dan Sekolah Tinggi Teknik Harapan sehingga mendapatkan besar
harmonisa yang terbesar pada lampu LED 7Watt dipasaran (THDi) yang dibangkitkan
dan harmonisa (THDv). Hasil tersebut lalu dibandingkan dengan standar IEC 610003-2 kelas C yang mengatur batasan harmonisa untuk penerangan.
3
Besar harmonisa yang dibangkitkan oleh beberapa merek lampu LED 7 watt
dapat dilihat pada Tabel 1.1 sebagai gambaran besar IHDI yang dihasilkan oleh lampu
LED 7 watt.
Tabel 1.1. IHDI yang dibangkitkan oleh lampu LED 7 watt
Merek
Lampu
A
B
C
D
E
F
Orde3(%)
34,2
90,3
73
88,5
38,5
21,7
Orde
5(%)
9,2
76,1
40,6
71,6
12,9
11,7
Orde
7(%)
6,4
58,6
26,8
52,1
8,5
8,5
Orde
9(%)
4,8
42,1
25,7
35,9
6,9
6,3
Orde
11(%)
4,7
31
17,9
27,6
6
7,3
Orde
13(%)
4,5
27
12,6
25,4
4,8
2
Orde
15(%)
3,4
26
13,5
23
5,1
3,6
THDI
(%)
37,8
154,8
98,5
145,7
44,3
30,1
Dari Tabel 1.1 terlihat hasil pengukuran 6 merek lampu LED 7 watt. Dari ke-6
merek lampu LED tersebut, lampu LED B memiliki THDi paling tinggi sebesar 154,8
% sehingga IHDi yang dihasilkan lampu LED B jauh lebih besar dari standart IHDi
IEC 610003-2 kelas C. Data yang diperlihatkan lampu LED pada harmonisa orde-3
90,3%, orde-5 76,1%, orde ke-7 58,6%, orde-9 42,1%, orde-11 31%, orde-13 27%,
orde-15 26%. Berdasarkan data ini, nantinya akan digunakan dalam menentukan
besarnya parameter filter pasif yang diperlukan untuk mereduksi harmonisa lampu
LED B sehingga sesuai standart IEC61000-3-2 kelas C.
Pada Tabel 1.2 berdasarkan hasil pengukuran arus harmonisa lampu LED
merek B dibandingkan dengan standart IEC61000-3-3 kelas C. Dari tabel tersebut
dapat dilihat harmonisa yang terdapat pada lampu LED 7W merek B, hampir semua
harmonisa ke 3,5,7,9,11,13, dan 15 tidak sesuai dengan
kelas C.
standar IEC61000-3-2
4
Tabel. 1.2 Perbandingan arus harmonisa pengukuran lampu LED 7W merek B
dengan standar IEC61000-3-2 kelas C [1].
Batasan arus harmonisa Standar
IEC61000-3-2 Kelas C (5,5W )
Arus Harmonisa LED
Hasil Pengukuran
(%)
( mA/W)
Ampere
( %)
3
15
3,4
0,0187
0,04515
90,3
Tidak sesuai
5
10
1,9
0,01045
0,03805
76,1
Tidak sesuai
7
7
1
0,0055
0,02930
58,6
Tidak sesuai
9
5
0,5
0,00275
0,02105
42,1
Tidak sesuai
11
3
0,35
0,001925
0,01550
31
Tidak sesuai
13
3
0,296
0,001628
0,01350
27
Tidak sesuai
15
3
0,256
0,001412
0,01300
26
Tidak sesuai
Harmonisa
ke-n
Ampere
Keterangan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui berapa besar IHD yang dihasilkan
oleh lampu LED 7 watt yang beredar di pasaran, kemudian akan dilakukan
perencanaan filter pasif LC pada lampu LED yang paling besar harmonisanya.
Banyak metode yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya dalam hal meredam
harmonisa. Penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya berkaitan mengenai filter
pasif LC untuk meredam harmonisa seperti Tabel 1.3.
5
Tabel 1.3 Penelitian mengenai model filter harmonisa yang telah dilakukan.
Judul
Penelitian
Metode
Identifikasi
Harmonisa
Jenis
Filter
Hasil yang Diperoleh
yang
Dirancang
Filter
Dari hasil percobaan dan
Pasif LC
perhitungan didapat
kesesuaian dalam
mengurangi harmonisa.
No
Nama
1.
Pekik
A.Dahono ,
Purwandi,
Qamaruzzam
an, IEEE,
1995[5]
An LC Filter
Design
Method for
single-Phase
PWM Inverter
Simulasi
percobaan
dan
perhitungan
2.
Maharani
Putri, 2013,
Tesis
Magister
Teknik
Program
Studi Teknik
Elektro,USU.
[6]
Simulasi
percobaan
dan
perhitungan
.
Filter
pasif LC
Filter LC,mengurangi
THDi dari 102,9%
menjadi 23,68%.
3.
Jovanovic',M
ilan M.,1997.
IEEE
Transaction
On Industry
Applications,
Vol.33,No.2
[7]
Percobaan
dan
perhitungan
.
Filter
Pasif LC
Dari hasil percobaan
penyearah jembatan
penuh satu fasa dapat
termasuk spesifikasi
kelas D pada IEC 10003-2 dan dapat dikurangi
menjadi 3,5%.
4.
Valentin
zhankhotov
dan Juha
Pyrhonen,
IEEE,2013.
[8]
Analisis
Reduksi
Harmonisa
Pada Variable
Speed Drive
menggunakan
Filter LC
Dengan Beban
Motor Induksi
Tiga Fasa
Merits and
Limitations of
Full-Bridge
Rectifier with
LC Filter in
Meeting IEC
1000-3-2
HarmonicLimit
Specification.
Passive LC
Filter Design
Consideration
s for Motor
Applications
Simulasi
dan
perhitungan
Filter
pasif LC
Merancang filter passive
LC baru yang disebut
Hybrid LC untuk
mengurangi noise filter
dan harmonisa yang
ditimbulkan oleh
inverter yang
menggerakkan motor
induksi 22kw 400V,.
Penelitian ini berhasil
mengurangi pulse fasafasa dari 5200 V/s
berkurang 81V/s dan
noisenya berkurang dari
40dB menjadi 20dB.
6
Tabel 1.3 (Sambungan) .
No
Nama
Judul
Penelitian
Metode
Identifikasi
Harmonisa
5
W.M Lin,
J.A.
Villarejo,J.
Sebastian,
A.Fernandez
dan M.M.
Hernando.[9]
Designing
Single-Stage
Power Factor
Correctors
and LC
passive filters
to Comply
with the New
Version of the
IEC 1000-3-2
Regulations
Percobaan
dan
perhitungan
6.
Yan-Cun Li
dan ChernLin
Chen,2012.
IEEE
Transactions
On Industrial
Electronics,
Vol.59,No.2
[10]
A Novel
Single-Stage
High-PowerFactor AC to
DC LED
Driving
Circuit With
Leakage
Inductance
Energy
Recycling.
Simulasi
Percobaan
dan
perhitungan
.
Jenis
Filter
Hasil yang Diperoleh
yang
Dirancang
Filter
Menguji 2(dua)
Pasif LC
prototipe konverter ACDC yang termasuk kelas
A dan D.Menggunakan
filter LC sehingga dapat
mengurandi rugi-rugi
dan efisiensi
Filter
Pasif LC
Dari hasil percobaan
dan perhitungan dari
penyala lampu LED
Buck –Boost dan
Konverter Flyback
didapat, PF 0,99 dan
efisiensi 85%.
Dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan tersebut dengan berbagai
teknologi sehingga menghasilkan nilai yang sangat bervariasi dalam mereduksi
harmonisa. Perbedaan penelitian yang sudah dilakukan dengan yang akan dilakukan
adalah penggunaan filter pasif LC di sisi input pada lampu LED 7WATT berbagai
merek dipasaran dan lampu LED yang memiliki harmonisa terbesar pada merek B,
menggunakan penyala Boost dan konverter 3 belitan flyback. Sementara penelitian
7
yang sudah dilakukan hanya menggunaan filter pasif LC di sisi input pada lampu
LED 8Watt dengan penyala Buck-Boost dan konverter flyback [10].
Pada tesis ini akan dianalisa penggunaan filter pasif LC pada sisi input lampu
LED 7watt yang diambil sampelnya 6 merek, yang ada dipasaran untuk mengurangi
THDi yang dihasilkan lampu LED di mana analisanya dilakukan dengan
membandingkan pemodelaan filter pasif LC menggunakan program simulasi yang
menggunakan software MATLAB/Simulink. Setelah mendapatkan hasil yang sesuai
dengan standar, lalu dibuat filter pasifnya. Pengujian filter pasif LC di laboratorium
Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan. Sehingga benar-benar bisa membuktikan
bahwa filter pasif LC yang dibuat dapat mereduksi harmonisa ke 3 yang terdapat
pada lampu LED 7 W merek B.
1.2
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka perumusan masalah
mengenai peredaman harmonisa menggunakan filter pasif LC, yaitu:
1. Mengetahui besar harmonisa IHDI
pada lampu LED 7 W yang ada
dipasaran.
2. Bagaimana mendesain filter IHDI pada frekuensi resonansi untuk harmonisa
ke tiga?.
3. Bagaimana simulasi filter pasif LC menggunakan Matlab/Simulink sebelum
dan setelah filter pasif LC?.
8
4. Bagaimana rancang bangun filter pasif LC untuk harmonisa ke tiga pada
lampu LED ?.
5. Bagaimana perbandingan IHDI sebelum dan sesudah penggunaan filter pasif
LC tersebut terhadap standar IEC 61000-3-2 kelas C menggunakan simulink
MATLAB maupun pengujian langsung.
1.3
Batasan Masalah
Mengingat
luasnya
Permasalahan
mengenai
peredaman
harmonisa
menggunakan filter pasif LC, maka permasalahan ini dibatasi sebagai berikut:
1. Penelitian hanya difokuskan pada masalah peredaman harmonisa THDI pada
yang disebabkan lampu LED 7Watt yang terbesar dari 6 sempel yang ada di
pasaran dengan menggunakan filter pasif LC.
2. Simulasi MATLAB simulink sebagai pembanding untuk pengujian alat filter
pasif LC.
1.4
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah mereduksi arus harmonisa yang dihasilkan lampu
LED 7 Watt yang paling tinggi THDI menggunakan filter pasif LC.
1.5
Manfaat
Penelitian diharapkan dapat bermanfaat untuk:
9
1.
Mendapatkan kualitas daya listrik yang lebih baik dengan harmonisa yang
rendah dan faktor daya yang tinggi.
2.
Mampu mengurangi harmonisa untuk keseluruhan sistem.
3.
Dapat membanding hasil filter pasif LC menggunakan pengujian langsung
dengan simulasi simulink MATLAB.
Dengan demikian diharapkan dimasa yang akan datang pemakaian lampu
LED yang ada dipasaran sudah dilengkapi dengan filter yang dapat mengurangi
harmonisa.
1.6.
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan sebagai berikut:
Bab 1: Berisikan pendahuluan yang terdiri dari latar belakang, perumusan masalah,
batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika
penulisan.
Bab 2: Berisikan tinjauan pustaka berkaitan dengan lampu LED, rangkaian Drive
lampu
LED,
harmonisa,
perhitungan
harmonisa,
batasan
harmonisa
berdasarkan standar IEC61000-3-2, filter harmonisa, filter pasif LC,
merancang filter LC.
Bab 3: Berisikan metodologi penelitian yang terdiri dari teknik pengukuran yang
dilakukan, diagram alir penelitian, data hasil pengukuran, perbandingan
klasifikasi arus harmonisa pada lampu LED berdasarkan standar IEC61000-3-
10
2 kelas C, perhitungan nilai L, dan C dari filter LC, diagram simulasi
MATLAB/Simulink.
Bab 4: Berisikan perhitungan rancang bangun filter pasif LC, hasil dan pembahasan
yang berkaitan dengan harmonisa arus setelah penggunaan filter LC melalui
pengujian alat, harmonisa tegangan setelah pemakaian filter LC, dan
perbandingan arus harmonisa sebelum dan setelah pemakaian LC,
perbandingan arus sebelum dan setelah pemakaian filter LC antara simulink
MATLAB dan pengujian alat filter pasif LC.
Bab 5: Berisikan kesimpulan dan saran.
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan sistem penerangan terus meningkat disebabkan kebutuhan
akan penerangan mencapai 20% dari energi yang ada di dunia dan lampu LED ( Light
Emitting Diode ) dirancang
untuk penghematan energi. Lampu ini memiliki watt
yang kecil dengan lumen yang besar dan life time yang lama. Sehingga lampu LED
banyak digunakan baik di rumah, perkantoran, pabrik, dan penerangan jalan dengan
tujuan untuk mengefisiensikan energi listrik. Lampu LED cukup larisnya dipasaran
dan teknologi agak mudah didapat pada saat sekarang ini. Sehingga begitu banyak
produsen bergabung ke pasar pencahayaan dengan pengetahuan yang terbatas tentang
LED dan apabila digunakan menyebabkan banyak masalah keandalan dan kualitas.
Banyak lampu LED yang gagal dengan degradasi lumen signifikan atau mati di
beberapa bulan setelah instalasi karena desain produk LED yang buruk antara lain
sebabkan elektronik dan panas. Sejumlah besar penelitian juga telah melakukan
penelitian pada LED agar lampu LED menjadi lampu yang hemat energi dengan
merancang dan membuat LED yang terang dengan watt yang kecil serta rangkaian
pengeraknya. Beberapa peneliti lain juga telah meneliti tentang distribusi cahaya dan
kinerja visual lampu LED serta emisi harmonik lampu LED [1].
Oleh karena itu, persyaratan standar seperti pencahayaan, usia lampu, dan
harmonisa pada LED sangat penting agar kualitas lampu LED dipasaran lebih baik .
Dalam penggunaannya, lampu LED disuplai oleh AC/DC converter yang
1
2
menghubungkan arus DC ke chip LED atau pengaturan cahaya. Lampu LED
merupakan
beban nonlinier yang
menghasilkan arus yang sangat terdistorsi.
Meskipun daya lampu LED satu phasa yang ada dipasaran cukup rendah, tetapi bila
lampu yang ada dipasaran dan dibeli oleh konsumen semua mengandung harmonisa
maka akan mengakibatkan masalah kualitas daya yang mengganggu kepada
konsumen dan terhubung ke sistem distribusi tenaga listrik. Oleh karena itu
pemahaman yang baik tentang harmonik lebih ditingkatkan agar konsumen dan
masyarakat dapat dengan bijak memilih dan memproduksi lampu LED yang baik.
Harmonik didefinisikan sebagai tegangan atau arus sinusoidal yang memiliki
frekuensi
kelipatan
dari frekuensi
sistem (fundamental) [2]. Penyimpangan
gelombang dari sinusoidal sempurna biasanya dinyatakan dalam distorsi harmonik
dari gelombang arus dan tegangan. Besar distorsi harmonik dari arus dan tegangan
dibutuhkan alat yang yang bisa menganalisisnya. Power analizer adalah alat yang bisa
mengukur harmonisa. Peneliti mengukur harmonisa pada lampu LED menggunakan
alat ukur Power Q Fluke 435 dan Power Logic PM5330 schneider electric, yang
mana pengukuran ini dilakukan pada lampu 7Watt dengan mengambil sampel 6
(enam) merek yang ada dipasaran dimana pengukuran dilakukan di PLN Wilayah II
Sumatera Utara dan Sekolah Tinggi Teknik Harapan sehingga mendapatkan besar
harmonisa yang terbesar pada lampu LED 7Watt dipasaran (THDi) yang dibangkitkan
dan harmonisa (THDv). Hasil tersebut lalu dibandingkan dengan standar IEC 610003-2 kelas C yang mengatur batasan harmonisa untuk penerangan.
3
Besar harmonisa yang dibangkitkan oleh beberapa merek lampu LED 7 watt
dapat dilihat pada Tabel 1.1 sebagai gambaran besar IHDI yang dihasilkan oleh lampu
LED 7 watt.
Tabel 1.1. IHDI yang dibangkitkan oleh lampu LED 7 watt
Merek
Lampu
A
B
C
D
E
F
Orde3(%)
34,2
90,3
73
88,5
38,5
21,7
Orde
5(%)
9,2
76,1
40,6
71,6
12,9
11,7
Orde
7(%)
6,4
58,6
26,8
52,1
8,5
8,5
Orde
9(%)
4,8
42,1
25,7
35,9
6,9
6,3
Orde
11(%)
4,7
31
17,9
27,6
6
7,3
Orde
13(%)
4,5
27
12,6
25,4
4,8
2
Orde
15(%)
3,4
26
13,5
23
5,1
3,6
THDI
(%)
37,8
154,8
98,5
145,7
44,3
30,1
Dari Tabel 1.1 terlihat hasil pengukuran 6 merek lampu LED 7 watt. Dari ke-6
merek lampu LED tersebut, lampu LED B memiliki THDi paling tinggi sebesar 154,8
% sehingga IHDi yang dihasilkan lampu LED B jauh lebih besar dari standart IHDi
IEC 610003-2 kelas C. Data yang diperlihatkan lampu LED pada harmonisa orde-3
90,3%, orde-5 76,1%, orde ke-7 58,6%, orde-9 42,1%, orde-11 31%, orde-13 27%,
orde-15 26%. Berdasarkan data ini, nantinya akan digunakan dalam menentukan
besarnya parameter filter pasif yang diperlukan untuk mereduksi harmonisa lampu
LED B sehingga sesuai standart IEC61000-3-2 kelas C.
Pada Tabel 1.2 berdasarkan hasil pengukuran arus harmonisa lampu LED
merek B dibandingkan dengan standart IEC61000-3-3 kelas C. Dari tabel tersebut
dapat dilihat harmonisa yang terdapat pada lampu LED 7W merek B, hampir semua
harmonisa ke 3,5,7,9,11,13, dan 15 tidak sesuai dengan
kelas C.
standar IEC61000-3-2
4
Tabel. 1.2 Perbandingan arus harmonisa pengukuran lampu LED 7W merek B
dengan standar IEC61000-3-2 kelas C [1].
Batasan arus harmonisa Standar
IEC61000-3-2 Kelas C (5,5W )
Arus Harmonisa LED
Hasil Pengukuran
(%)
( mA/W)
Ampere
( %)
3
15
3,4
0,0187
0,04515
90,3
Tidak sesuai
5
10
1,9
0,01045
0,03805
76,1
Tidak sesuai
7
7
1
0,0055
0,02930
58,6
Tidak sesuai
9
5
0,5
0,00275
0,02105
42,1
Tidak sesuai
11
3
0,35
0,001925
0,01550
31
Tidak sesuai
13
3
0,296
0,001628
0,01350
27
Tidak sesuai
15
3
0,256
0,001412
0,01300
26
Tidak sesuai
Harmonisa
ke-n
Ampere
Keterangan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui berapa besar IHD yang dihasilkan
oleh lampu LED 7 watt yang beredar di pasaran, kemudian akan dilakukan
perencanaan filter pasif LC pada lampu LED yang paling besar harmonisanya.
Banyak metode yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya dalam hal meredam
harmonisa. Penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya berkaitan mengenai filter
pasif LC untuk meredam harmonisa seperti Tabel 1.3.
5
Tabel 1.3 Penelitian mengenai model filter harmonisa yang telah dilakukan.
Judul
Penelitian
Metode
Identifikasi
Harmonisa
Jenis
Filter
Hasil yang Diperoleh
yang
Dirancang
Filter
Dari hasil percobaan dan
Pasif LC
perhitungan didapat
kesesuaian dalam
mengurangi harmonisa.
No
Nama
1.
Pekik
A.Dahono ,
Purwandi,
Qamaruzzam
an, IEEE,
1995[5]
An LC Filter
Design
Method for
single-Phase
PWM Inverter
Simulasi
percobaan
dan
perhitungan
2.
Maharani
Putri, 2013,
Tesis
Magister
Teknik
Program
Studi Teknik
Elektro,USU.
[6]
Simulasi
percobaan
dan
perhitungan
.
Filter
pasif LC
Filter LC,mengurangi
THDi dari 102,9%
menjadi 23,68%.
3.
Jovanovic',M
ilan M.,1997.
IEEE
Transaction
On Industry
Applications,
Vol.33,No.2
[7]
Percobaan
dan
perhitungan
.
Filter
Pasif LC
Dari hasil percobaan
penyearah jembatan
penuh satu fasa dapat
termasuk spesifikasi
kelas D pada IEC 10003-2 dan dapat dikurangi
menjadi 3,5%.
4.
Valentin
zhankhotov
dan Juha
Pyrhonen,
IEEE,2013.
[8]
Analisis
Reduksi
Harmonisa
Pada Variable
Speed Drive
menggunakan
Filter LC
Dengan Beban
Motor Induksi
Tiga Fasa
Merits and
Limitations of
Full-Bridge
Rectifier with
LC Filter in
Meeting IEC
1000-3-2
HarmonicLimit
Specification.
Passive LC
Filter Design
Consideration
s for Motor
Applications
Simulasi
dan
perhitungan
Filter
pasif LC
Merancang filter passive
LC baru yang disebut
Hybrid LC untuk
mengurangi noise filter
dan harmonisa yang
ditimbulkan oleh
inverter yang
menggerakkan motor
induksi 22kw 400V,.
Penelitian ini berhasil
mengurangi pulse fasafasa dari 5200 V/s
berkurang 81V/s dan
noisenya berkurang dari
40dB menjadi 20dB.
6
Tabel 1.3 (Sambungan) .
No
Nama
Judul
Penelitian
Metode
Identifikasi
Harmonisa
5
W.M Lin,
J.A.
Villarejo,J.
Sebastian,
A.Fernandez
dan M.M.
Hernando.[9]
Designing
Single-Stage
Power Factor
Correctors
and LC
passive filters
to Comply
with the New
Version of the
IEC 1000-3-2
Regulations
Percobaan
dan
perhitungan
6.
Yan-Cun Li
dan ChernLin
Chen,2012.
IEEE
Transactions
On Industrial
Electronics,
Vol.59,No.2
[10]
A Novel
Single-Stage
High-PowerFactor AC to
DC LED
Driving
Circuit With
Leakage
Inductance
Energy
Recycling.
Simulasi
Percobaan
dan
perhitungan
.
Jenis
Filter
Hasil yang Diperoleh
yang
Dirancang
Filter
Menguji 2(dua)
Pasif LC
prototipe konverter ACDC yang termasuk kelas
A dan D.Menggunakan
filter LC sehingga dapat
mengurandi rugi-rugi
dan efisiensi
Filter
Pasif LC
Dari hasil percobaan
dan perhitungan dari
penyala lampu LED
Buck –Boost dan
Konverter Flyback
didapat, PF 0,99 dan
efisiensi 85%.
Dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan tersebut dengan berbagai
teknologi sehingga menghasilkan nilai yang sangat bervariasi dalam mereduksi
harmonisa. Perbedaan penelitian yang sudah dilakukan dengan yang akan dilakukan
adalah penggunaan filter pasif LC di sisi input pada lampu LED 7WATT berbagai
merek dipasaran dan lampu LED yang memiliki harmonisa terbesar pada merek B,
menggunakan penyala Boost dan konverter 3 belitan flyback. Sementara penelitian
7
yang sudah dilakukan hanya menggunaan filter pasif LC di sisi input pada lampu
LED 8Watt dengan penyala Buck-Boost dan konverter flyback [10].
Pada tesis ini akan dianalisa penggunaan filter pasif LC pada sisi input lampu
LED 7watt yang diambil sampelnya 6 merek, yang ada dipasaran untuk mengurangi
THDi yang dihasilkan lampu LED di mana analisanya dilakukan dengan
membandingkan pemodelaan filter pasif LC menggunakan program simulasi yang
menggunakan software MATLAB/Simulink. Setelah mendapatkan hasil yang sesuai
dengan standar, lalu dibuat filter pasifnya. Pengujian filter pasif LC di laboratorium
Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan. Sehingga benar-benar bisa membuktikan
bahwa filter pasif LC yang dibuat dapat mereduksi harmonisa ke 3 yang terdapat
pada lampu LED 7 W merek B.
1.2
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka perumusan masalah
mengenai peredaman harmonisa menggunakan filter pasif LC, yaitu:
1. Mengetahui besar harmonisa IHDI
pada lampu LED 7 W yang ada
dipasaran.
2. Bagaimana mendesain filter IHDI pada frekuensi resonansi untuk harmonisa
ke tiga?.
3. Bagaimana simulasi filter pasif LC menggunakan Matlab/Simulink sebelum
dan setelah filter pasif LC?.
8
4. Bagaimana rancang bangun filter pasif LC untuk harmonisa ke tiga pada
lampu LED ?.
5. Bagaimana perbandingan IHDI sebelum dan sesudah penggunaan filter pasif
LC tersebut terhadap standar IEC 61000-3-2 kelas C menggunakan simulink
MATLAB maupun pengujian langsung.
1.3
Batasan Masalah
Mengingat
luasnya
Permasalahan
mengenai
peredaman
harmonisa
menggunakan filter pasif LC, maka permasalahan ini dibatasi sebagai berikut:
1. Penelitian hanya difokuskan pada masalah peredaman harmonisa THDI pada
yang disebabkan lampu LED 7Watt yang terbesar dari 6 sempel yang ada di
pasaran dengan menggunakan filter pasif LC.
2. Simulasi MATLAB simulink sebagai pembanding untuk pengujian alat filter
pasif LC.
1.4
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah mereduksi arus harmonisa yang dihasilkan lampu
LED 7 Watt yang paling tinggi THDI menggunakan filter pasif LC.
1.5
Manfaat
Penelitian diharapkan dapat bermanfaat untuk:
9
1.
Mendapatkan kualitas daya listrik yang lebih baik dengan harmonisa yang
rendah dan faktor daya yang tinggi.
2.
Mampu mengurangi harmonisa untuk keseluruhan sistem.
3.
Dapat membanding hasil filter pasif LC menggunakan pengujian langsung
dengan simulasi simulink MATLAB.
Dengan demikian diharapkan dimasa yang akan datang pemakaian lampu
LED yang ada dipasaran sudah dilengkapi dengan filter yang dapat mengurangi
harmonisa.
1.6.
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan sebagai berikut:
Bab 1: Berisikan pendahuluan yang terdiri dari latar belakang, perumusan masalah,
batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika
penulisan.
Bab 2: Berisikan tinjauan pustaka berkaitan dengan lampu LED, rangkaian Drive
lampu
LED,
harmonisa,
perhitungan
harmonisa,
batasan
harmonisa
berdasarkan standar IEC61000-3-2, filter harmonisa, filter pasif LC,
merancang filter LC.
Bab 3: Berisikan metodologi penelitian yang terdiri dari teknik pengukuran yang
dilakukan, diagram alir penelitian, data hasil pengukuran, perbandingan
klasifikasi arus harmonisa pada lampu LED berdasarkan standar IEC61000-3-
10
2 kelas C, perhitungan nilai L, dan C dari filter LC, diagram simulasi
MATLAB/Simulink.
Bab 4: Berisikan perhitungan rancang bangun filter pasif LC, hasil dan pembahasan
yang berkaitan dengan harmonisa arus setelah penggunaan filter LC melalui
pengujian alat, harmonisa tegangan setelah pemakaian filter LC, dan
perbandingan arus harmonisa sebelum dan setelah pemakaian LC,
perbandingan arus sebelum dan setelah pemakaian filter LC antara simulink
MATLAB dan pengujian alat filter pasif LC.
Bab 5: Berisikan kesimpulan dan saran.