Analisis Harmonisa Tinjauan di Kawasan Fasor

1. Sudaryatno Sudirham AnalisisHarmonisa Tinjauan di KawasanFasor

2. FasordanImpedansi

3. Fasor dan Impedansi Fasor: Fasordigunakanuntukmenyatakankansinyal sinus. Denganfasor, dapatdihindarioperasidiferensialdan integral dalamanalisisrangkaianlistrik yang mengandungelemen-elemendinamis. Fasorditurunkandengananggapanbahwaseluruhbagianrangkaianmemilikifrekuensisama Sinyal non-sinus terbangun dari sinyal-sinyal sinus dengan berbagai frekuensi. Oleh karena itu satu sinyal non-sinus tidak dapat diwakili oleh hanya satu fasor Setiapkomponenharmonisamemilikifasorsendiri, berbedaamplitudodansudutfasadarikomponenharmonisalainnyakarenamerekaberbedafrekuensi

4. Fasor dan Impedansi Im Im  Re  Re an< 0 dan bn> 0 Im an> 0 dan bn> 0 a Re Im Im b   Re Fasor sinyal sinus dan cosinus beramplitudo 1 Re an> 0 dan bn< 0 an< 0 dan bn< 0 Koefisien FOURIER dan diagram fasor

5. Fasor dan Impedansi CONTOH: gambarfasor I4 I2 I1

6. Fasor dan Impedansi 5  i 20 F Impedansi Karena setiap komponen harmonisa memiliki frekuensi berbeda maka pada satu cabang rangkaian yang mengandung elemen dinamis akan terjadi impedansi yang berbeda untuk setiap komponen CONTOH: f =50 Hz Untukkomponen fundamental Tegangan puncak Untuk harmonisa ke-3 Tegangan puncak Untukharmonisa ke-5 Tegangan puncak

7. DayadanFaktorDaya

8. Daya dan Faktor Daya Piranti pengubah arus Isrms Ibrms p.i.  Vsrms Vbrms Definisiadalah untuk sinyal sinus murni. Untuk sinyal nonsinus kita tidak menggambarkan fasor arus harmonisa total sehingga mengenai daya kompleks hanya bisa dinyatakan besarnya, tetapi segitiga dayatidak dapat digambarkan Daya Kompleks Sisi Beban Sisi Sumber Tegangansumber sinusoidal

9. Daya dan Faktor Daya Piranti pengubah arus Isrms Ibrms p.i.  Vsrms Vbrms Daya Nyata Sisi Beban arus efektif harmonisa total arus efektif fundamental Sisi Sumber beda sudut fasa antara tegangan dan arus fundamental sumber cos1 adalah faktor daya pada komponen fundamental yang disebut displacement power factor Daya nyata dikirimkan melalui komponen fundamental Komponen arus harmonisa sumber tidak memberikan transfer energi netto

10. Daya dan Faktor Daya Piranti pengubah arus Isrms Ibrms p.i.  Vsrms Vbrms Faktor Daya Sisi Beban (f.d. total di beban) rasio antara daya nyata dan daya kompleks yang diserap beban Sisi Sumber (f.d. total dilihatsumber) (f.d. komponen fundamental) Impedansi Beban Impedansi beban adalah rasio antara tegangan efektif dan arus efektif beban

11. Daya dan Faktor Daya 10  i vR vL vb 0,5 H CONTOH: Rangkaian beban f =50 Hz Tegangan pada beban terdiri dari dua komponen yaitu komponen searah dan komponen fundamental

12. Daya dan Faktor Daya ib 10 80 70.71 70 A 60 45.00 50 40 30.04 vs 30 v, i 20 ib 6.03 10 2.60 1.46 0.94 0 t 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 4 6 8 10 harmonisa CONTOH: Komponen fundamental sisisumber: TeoremaTellegen:

13. Daya dan Faktor Daya vs(t)/5 iRb(t) [V] [A] [detik] 90 83.79 80 A 70 60 44.96 50 40 30 14.83 14.83 20 8.71 8.71 10 0.00 0 0 1 3 5 7 9 11 harmonisa 1 2 3 4 5 6 7 300 200 100 0 0 0,01 0,02 -100 -200 is saklar sinkron -300 iRb  vs Vsrms =1000 V 10  Rb CONTOH: Komponen fundamental sisisumber: TeoremaTellegen:

14. Daya dan Faktor Daya Im  Re an< 0 dan bn> 0 UpayaKoreksi • Perhitungan pada saklarsinkrondilakukan dengan mengandalkan spektrum amplitudo yang hanya sampai harmonisa ke-11 di mananilainyamasih 10% darikomponenfundamentalnya. Hal inisangatberbedadengancontohsebelumnyadi manaharmonisa ke-10 sudahtinggal 1% darikomponenfundamentalnya. Koreksidilakukandenganmelihatpersamaanarus fundamental dalamuraianderetFourier. Iniharussamadengan yang diterimaRb koreksi

15. Daya dan Faktor Daya is iRb  vs Vsrms =1000 V 10  Rb Transfer Daya Dayanyatadiserapbeban: Daya nyata yang diserap beban melalui komponen fundamental selalu lebih kecil dari daya nyata yang dikirim oleh sumber melalui komponenarus fundamental Karenabebanjugamenerimadayanyatamelaluikomponenharmonisa Padahaldilihatdarisisisumber, komponenharmonisatidakmemberikan transfer dayanyata Penafsiran: Pirantiinimenerimadayanyatadarisumber, meneruskansebagianlangsungkebebandanmengubahsebagianmenjadikomponenharmonisabarukemudianditeruskankebeban Dalammengubahsebagiandayanyatamenjadikomponenharmonisaterjadidayareaktif yang dikembalikankesumbersehinggaterjadi transfer ulang-alikdayareaktifantarasumberdanbeban;

16. Daya dan Faktor Daya ib iRb 10  vs Vsrms =1000 V 10  Rb vs vs ib v, i v, i ib t t PenyearahSetengahGelombangvsSaklarSinkron Setengahgelombang Saklarsinkron. Penyearahsetengahgelombangakankitaperbandingkandengansaklarsinkron Aruspadapenyearahsetengahgelombangmengalirselamasetengahperiodadalamsetiapperioda sedangkanaruspadasaklarsinkronmengalirdua kali seperempatperiodadalamsetiapperioda.

17. Daya dan Faktor Daya ib iRb 10  vs Vsrms =1000 V 10  Rb vs vs ib v, i v, i ib t t Perbandinganpenyearahsetengahgelombangdansaklarsinkron Setengahgelombang Saklarsinkron Setelahdikoreksi

18. Daya dan Faktor Daya Kompensasi Daya Reaktif Penyearahsetengahgelombang saklar sinkron Arus fundamental sudah sefasa dengan tegangan sumber, cos1=1, perbaikan faktor daya tidak terjadi dengan cara kompensasi daya reaktif Arus fundamental lagging terhadaptegangan fundamental, cos1=0.844, perbaikan faktor daya masihmungkindilakukanmelaluikompensasidayareaktif Padahal faktor daya total masih lebih kecil dari satu f.d.sumber= 0,7 Faktor daya total lebih kecil dari satu f.d.sumber= 0,7 Denganmenambahkapasitorparalel C = 100 F faktordaya total akanmenjadi f.d.sumber= 0,8 Daya reaktif yang masih ada merupakan akibat dari arus harmonisa. Oleh karena itu upaya yang harus dilakukan adalah menekan arus harmonisa melalui penapisan. Penjelasan lebih rinci ada dalam buku.

19. Course Ware AnalisisHarmonisa Tinjauan di KawasanFasor SudaryatnoSudirham