Analisis HarmonisaPembebanan Nonlinier

Pembebanan Non-Linier, Tinjauan di Sisi Beban dan Sisi Sumber

Tinjauan Di Sisi Beban

inonsinus

Rb

vs +p.i.Rs

Tegangan sumber sinusoidal

Piranti pengubah arus membuat arus tidak sinusoidal

hRb iii 1

)sin( 1011 tIi m

k

nnnmh tnIIi

200 )sin(

bhrmsbrmsRb RIRIP 221

Tinjauan Di Sisi Sumber

inonsinus

Rb

vs +p.i.Rs

Tegangan sumber sinusoidal

Piranti pengubah arus membuat arus tidak sinusoidal

k

nnnss

sss

tnIItVtItV

titvp

20001010 )sin(sin)sin()sin(

)()(

)2cos(2

cos2 10

11

11 t

IVIVp ss

s

2

0000 sin)sin(sinn

nnsssh ttnIVtIVp

nilai rata-rata nol nilai rata-rata nol

tidak memberikan transfer energi netto

memberikan transfer energi netto

shss ppp 1

Pembebanan Non-Linier, Tinjauan di Sisi Beban dan Sisi Sumber

shss ppp 1

memberikan transfer energi netto

1111

1 coscos2

rmssrmss

s IVIV

P

tidak memberikan transfer energi netto

Daya reaktif

beda susut fasa antara vs dan i1

Ps1 haruslah diserap oleh Rb dan Rs

vs

inonsinus

Rb+

p.i.Rs

Pembebanan Non-Linier, Tinjauan di Sisi Beban dan Sisi Sumber

Contoh:

vs Rsinusoidal

iR

vs

is

iR

pR

00 90 180 270 360 450 540 630 720

Vs

Vs

vs

pR pR t [o]

Resistor menyerap daya hanya dalam selang dimana ada tegangan dan ada arus

Pembebanan Non-Linier, Tinjauan di Sisi Beban dan Sisi Sumber

Contoh: ib

V sin380 0tvs 3,8

A 1008,3

380maksI A

)6cos(8,1 )4cos(2,4

) 2cos(2,21)57,1cos(508,31)(

00

00

tt

ttti

A; 31,35 2

8,1

2

2,4

2

2,218,31

A; 2

50

2222

1

bhrms

rmsb

I

I

kW 5,9 W9488

8,3221

2

bhrmsrmsbbrms IIRIP

ttii Rbs 0011 sin50)57,1cos(50

A 2/501 srmsI

kW 5,92

50

2

380rms 1rms 1 sss IVP

Pembebanan Non-Linier, Tinjauan di Sisi Beban dan Sisi Sumber

Dilihat dari sisi sumberDilihat dari sisi beban

t [det]

Wps0

ps1

psh2

-15000

-10000

-50000

5000

10000

15000

20000

0 0.005 0.01 0.015 0.02

Kurva daya komponen fundamental selalu positif

Kurva daya komponen searah + sinusoidal, nilai rata-rata nol

Kurva daya komponen harmonisa mulai harmonisa ke-2, simetris

terhadap sumbu t, nilai rata-rata nol

Pembebanan Non-Linier, Tinjauan di Sisi Beban dan Sisi Sumber

Perambatan Harmonisa

Pembebanan Non-Linier, Perambatan Harmonisa

Perambatan Harmonisa

RbRa

ia ib = ib1+ibh

is

Rs

A

B

tVv sms 0sin

)( 1 bhbas

ass

as

aA ii

RR

RRv

RR

Rv

)( 1 bhbas

s

as

s

a

Aa ii

RR

R

RR

v

R

vi

)(

)()(

1

11

bhbas

a

as

s

bhbbhbas

s

as

s

bas

iiRR

R

RR

v

iiiiRR

R

RR

v

iii

Semua piranti yang terhubung ke titik A, yaitu titik bersama, terpengaruh oleh

adanya beban non-linier

Ukuran Distorsi Harmonisa

Ukuran Distorsi Harmonisa

Pembebanan Non-Linier, Ukuran Distorsi Harmonisa

Crest Factor efektif nilai

puncak nilai factorcrest

Total Harmonic Distortion (THD)

Untuk tegangan rms

hrmsV V

VTHD

1

Untuk arus rms

hrmsI I

ITHD

1

CONTOH: ib

V sin380 0tvs 3,8

A 1008,3

380maksI A

)6cos(8,1 )4cos(2,4

) 2cos(2,21)57,1cos(508,31)(

00

00

tt

ttti

A 31,35 2

8,1

2

2,4

2

2,218,31

A; 2

50

2222

1

bhrms

rmsb

I

I

A 7,4931,352/50 22 rmsI

Crest factor 22,49

100.. fc

THDI 12/50

31,35

1

rms

hrmsI I

ITHD atau 100%

Crest factor dan THD tergantung bentuk dan tidak tergantung dari nilai arus

Pembebanan Non-Linier, Ukuran Distorsi Harmonisa

CONTOH: is

10 +p.i.RsV sin21000 0tv

is(t)vs(t)/5

[V][A]

[detik]

-300

-200

-100

0

100

200

300

0 0,01 0,02

Pendekatan numerik spektrum amplitudo sampai harmonisa ke-11:

A 4,69

2

71,8

2

71,8

2

83,14

2

83,14

2

96,44

2

79,830

222

222

brmsI

Nilai puncak arus terjadi pada t = 0,005 detik; ibm = 141,4 A

24,69

4,141..

brms

bm

I

Ifc

A 25,592

79,831 rmsI

%60atau 6,025,59

14,36ITHD

A

0.00

83.79

44.96

14.83 14.838.71 8.71

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1 2 3 4 5 6 7 0 1 3 5 7 9 11 harmonisa

A 14,36 2

71,8

2

71,8

2

83,14

2

83,14

2

96,440

22222hrmsI

Pembebanan Non-Linier, Ukuran Distorsi Harmonisa

Course Ware

Analisis HarmonisaPembebanan Nonlinier

Sudaryatno Sudirham