Mengamati Hamonisa pada Rectifier dengan Menggunakan PSIM

(Kadek Fendy Sutrisna, 16 September 2008)

Kali ini saya mencoba untuk membahas bagaimana cara mengamati bentuk gelombang pada sisi masukan dan keluaran pada penyearah atau rectifier.

Pembahasan ini berguna buat tmen-tmen yang tertarik untuk mengukur besarnya harmonisa pada sisi keluaran dan masukan rectifier.

Cara yang sama juga bisa diterapkan apabila ingin mengamati bentuk gelombang pada rangkaian elektronika lainnya seperti Konverter DC-DC, Inverter ataupun chopper AC.

Mengapa kita perlu untuk mengamati gelombang pada sisi masukan dan keluaran?? Karena dari pengamatan ini kita bisa mengukur besarnya harmonisa yang terjadi, baik pada sisi masukan dan keluaran. Setelah kita mengetahui besarnya harmonisa maka kita bisa menentukan jenis filter yang digunakan agar bisa meminimisasi harmonisa yang terjadi.

Pada artikel ini topologi rangkaian penyearah yang digunakan adalah sebagai berikut :

Gambar diatas adalah topologi penyearah dioda satu fasa gelombang penuh (penyearah 2-pulsa). Analisanya dilakukan dengan menggunakan PSIM. Pertama-tama kita harus membuat rangkaiannya terlebih dahulu,

Adapun hasil simulasinya yang sudah saya rangkum adalah sebagai berikut :

Dari hasil simulasi terlihat bahwa dengan menggunakan filter pada sisi masukan kita dapat mengurangi harmonisa yang terjadi pada arus sumber, sedangkan dengan memasang filter pada sisi keluaran kita bisa mengurangi besarnya harmonisa yang terjadi pada tegangan keluaran rectifier. Pada simulasi yang saya lakukan ini, harmonisa yang terjadi belum terminimisasi sepenuhnya. Dengan memilih nilai filter yang tepat, maka kita dapat menghilangkan harmonisa yang terjadi pada sisi keluaran dan masukan rectifier( Arus sumber menjadi sinus murni, tegangan keluaran menjadi DC murni). Menggunakan filter pasif adalah salah satu cara yang paling sederhana untuk menghilangkan harmonisa.

Semoga Dapat Memberi Informasi yang Lebih,

About konversi

This blog is a blog made by the students of the Laboratory Of Electric Energy Conversion, ITB. This blog shall be the place for us to write our researches and projects. Feel free to read any of the contents of this.
This entry was posted in Harmonisa. Bookmark the permalink.

23 Responses to Mengamati Hamonisa pada Rectifier dengan Menggunakan PSIM

  1. cepy says:

    mas fendy, nih dia yang aku cari2 selama ini. makasih mas udah ngebahas ini. Ada yang mau saya tanyain mas, tentang rangkaian simulasi di atas.

    Bagaimana menentukan nilai-nilai : R4, L6; L5, C5; R3.?? (mohon penjelasan).

    kalo saya gini masa, untuk menentukan parameter beban saya tentukan dari nilai Tegangan terukur (Vrms), arus terukur (Irms), cos phi dan frekuensi.
    langkah oertama mencari nilai Z mutlak. dengan rumus |Z| = Vrms/Irms. kemudian
    |Z| < cos-1 phi. lalu diubah ke bentuk kartesian R + jX. sehingga nilai R (parameter beban diketahui). Gmn mas? Kalo cara mas gmn?sekali lagi mohon penjelasannya.
    terima kasih mas.

  2. cepy says:

    kalo di sini terlalu panjang, mohon dikirim ke email saya mas : cepiciptarsa@gmail.com.
    makasih.

  3. fendy says:

    cara ngukur karakteristik beban sih udah bener..
    tapi kbetulan simulasi yang saya bahas di atas bebannya cuma R saja..
    nilai L dan C di input dan output dari rectifier itu berguna sebagai filter untuk mengurangi riak yang terjadi di input dan output. sedangkan nilai r di sumber cuma menggambarkan nilai R yang terdapat pada sumber dan filter L sumber.

    filter input bertujuan untuk meminimisasi riak di sisi sumber, sedangkan filter output bertujuan untuk meminimisasi riak di sisi beban.

    minimisasi riak disisi sumber berguna bagi jaringan listrik sebelum beban (dalam hal yang mas cepy ukur berarti PLN), sedangkan minimisasi riak di sisi beban berguna buat alat yang digunakan agar lossesnya lebih kecil, tidak cepat panas dan efisiensinya lebih tinggi.

    perlu diperhatikan bahwa hermonisa timbul karena beban non-linier,
    sebagai contoh segala hal rangkaian power elektronik seperti konverter dc-dc, inverter, rectifier, regulator dan lain-lainnya. (umumnya sih rangkaian yang menggunakan saklar daya/switching)

    cara ngukur nilai filter coba deh cari di jurnal-jurnal IEEE, tmen-tmen di lab ini juga banyak yang udah mengerjakan. (ayoo yang lain bantu.. =p)
    klo saya kmaren kbetulan fokus menganalisis riak pada input dan output dc-dc konverter.

  4. cepy says:

    kalo rangkaian pengganti untuk beban Personal Computer (PC) seperti apa???? trus untuk rangkaian simulai di PSIM bagaimana menentukan parameter BEBAN?? Daya yang diketahui yaitu: THD arus, THD tegangan, Daya, Arus, Tegangan.dll. Pokoknya hasil dari pengukuran dengan Power Analyzer..

    oh ya, kalo PSIM yang terbaru versi berapa?? Dimana dan bagaimana saya bisa mendapatkannya. Soalnya PSIM yang saya punya baru Versi 4.0.
    Terima kasih…

  5. fendy says:

    PSIM terbaru versi 6.0,
    katanya sih udah ada PSIM 7.0,
    saya juga lagi sama2 mencari..
    klo PSIM 6.0, coba aja minta ama anak2 elektro jurusan power di itb, mungkin aja udah ada yang punya.

    klo untuk PC menurut saya rangkaian penggantinya rectifier dan chopper,
    cara menentukan parameter beban liat aja dari arus, tegangan nominalnya dan cos phi nya yang terukur..

    coba deh baca buku rasyid yang berjudul power elektronic,
    di sana ada pembahasan tentang nilai cos phi beban yang berubah karena adanya THD.
    disamping itu di buku itu juga di bahas tentang filter2 pasif..
    jadi klo kita tau frekuensi dari harmonisa yang kita ingin hilangkan maka kita bisa menentukan nilai dari frekuensi cut off filternya..
    setelah tau frekuensi cut off filter maka perbandingan nilai L dan C filter dapat ditentukan. ( di internet juga banyak sih dan di buku power electronic lainnya)

    jenis2 filter yang umum digunakan untuk menghilangkan harmonisa adalah low pass filter, band stop filter, atau band pass filter.

    Saran saya sih untuk penelitian yang anda lakukan, coba juga amati bentuk gelombang yang terjadi pada pengukuran yang anda lakukan. =)

    salam santai,

  6. cepy says:

    saya sedang mencoba buat rangkaian simulasi pake PSIM. saya menemui kesulitan. Karena bebannya saya tambahkan komponen L diseri dengan R. tapi sulit menentukan nilai filternya..

  7. konversi says:

    @cepy
    coba analisis gelombang arus dan tegangan nya pake deret fourier..
    ntar pasti ngerti.. =)

    filter dirangcang berdasarkan frekuensi gelombang harmonisa (di dapat dari fourier) yang ingin dihilangkan.. kalo chopper dc biasanya harmonisa terbesar 1 x frekuensi penyaklarannya.

    salam,

  8. hiron says:

    ada yang punya PSIM 7 ato veri 8 gak??? bagi dong…
    psim 7 jalan gak di win vista?

  9. dhant says:

    bang minta software PSIM dong…. kirim ke email saya ya…
    yaitu prince_dhant@yahoo.co.id.. butuh banget nich…
    thank ya bang

  10. P. A. Dahono says:

    Dalam praktek, rangkaian tersebut tidak akan jalan atau bahkan bisa merusak dioda. Perhatikan arus yang masuk dioda yang mengandung banyak “spike”. Agar bisa berfungsi dengan baik, tapis di sisi masukan mesti LCL, tidak boleh LC. Tapis LCL harus dipilih sedemikian rupa sehingga frekuensi resonansinya tidak sama dengan frekuensi harmonisa yang ingin diredam. Tapis juga tidak boleh terlalu besar supaya susut tegangan di induktor tidak terlalu besar.

  11. hedy risman says:

    Assalakualaikum mas,,
    mau tanya:

    1.apakah bisa kita menggambar spektrum harmonisa dengan menggunakan hasil arus dan tegangan?bagaimana caranya?

    2.saya belum begitu paham penggunaan deret fourier pada analisis harmonisa,mohon bimbingannya?

    3.Alat pengukur harmonisa yang saya ketahui mis: DMK lovato,power harmonic analyser. apakah bisa mengukur harmonisa dengan clamp meter/ada alat lain yang bisa?

    terima kasih banyak mas,,
    Wasslmkum

  12. JS says:

    Kasian tuh kapasitor C6…dihajar habis-habisan sama current harmonics. Bisa-bisa demam dan pecah.
    Dalam prakteknya, biasanya orang hanya menggunakan reaktansi saja di sisi masukan, sebesar sekitar 2.5-7.5% pu. Tidak betul-betul efektif, tapi sedikit mengurangi kandungan harmonisa dan memperbaiki respon transien akibat arus pengisian kapasitor di DC bus.

  13. g9 says:

    minta bantuannya
    pada rangkian rectifier beberapa kali ngambil data, kenapa ya nilai efisiensinya berubah2. pengambilan pertama rata2 di atas 100%, pengambilan kedua rata2 di bawah 90%. effisiensi yang diinginkan di atas 99,25%. rectifier inii menggunakan beban dummy load

  14. P. A. Dahono says:

    Untuk hedy:
    Kalau data tegangan dan arus didapat dalam bentuk data numerik kamu bisa menentukan harmonisanya dengan menggunakan deret fourier bentuk diskrit.
    Deret Fourier adalah representasi gelombang periodik nonsinusoidal menjadi sederetan gelombang sinusoidal yang frekuensinya kelipatan bulat frekuensi dasar. Baca deh buku signal and systems.
    Harmonisa tentu saja harus dibaca dengan spectrum analyzer.
    Untuk g9:
    Bisa jadi data berubah-ubah karena alat ukur yang dipakai tidak disesuaikan dengan kondisi mengandung harmonisa atau riak. Coba baca lagi spesifikasi alat ukur yang digunakan.

  15. g9 says:

    dari percobaan rangkaian rectifier diketahui, berdasarkan rumus, terjadi rugi daya (losses) sebesar 100%-81,14%=18.86%. Apakah benar demikian? Sedangkan berdasarkan pengamatan osiloskop, luasan gelombang sinus AC tidak berubah (hanya berkurang sedikit sekali karena tegangan maju 2 buah dioda), hanya disearahkan saja (gelombang minus menjadi plus). Bagaimana mendapatkan persamaan rugu daya (power losses)?
    sebenarnya bagaimana prinsim kesebandingan daya ac dan dc pada rectifier. trimakasih

  16. P. A. Dahono says:

    Saya nggak ngerti angka2 tersebut didapat dari mana, jadi saya nggak tahu benar apa tidak.
    Susut daya di penyearah ada dua macam, rugi konduksi dan rugi penyaklaran. Rugi konduksi bisa dihitung berdasarkan perhitungan arus rata-rata dan arus rms di setiap dioda. Setelah didapat arus tersebut, dikalikan dengan tegangan dioda saat konduksi. Hasilnya adalah VD*Irata+RD*Irms. VD adalah susut tegangan yang tidak berubah terhadap arus sedangkan RD adalah resistansi dioda. Tegangan dan resistansi ini bisa didapat dari data sheet dioda. Kalau rangkaiannya simetris, tinggal dikalikan jumlah dioda.
    Rugi switching mungkin bisa diabaikan kalau frekuensi kerjanya rendah.

  17. P. A. Dahono says:

    Sorry, maksudnya VD*Irata+RD*Irms*Irms

  18. fendy sutrisna says:

    g9 :
    karena pake (rectifier) penyearah dioda satu fasa,,

    1. Cari datasheet yang sesuai dengan jenis diodanya di internet.

    2. Hitung rugi2 konduksi untuk satu buah dioda sesuai dengan rumus yang diberikan pak pekik diatas.. Irata2 dan Irms dapat dicari dengan menganalisis bentuk gelombang arus (pake osiloskop(irata2=Idc)) yang mengalir di dioda.. (bisa dihitung juga secara manual, baca buku sinyal system atau power electronic (rasyid atau mohan) di bab 1)

    3. Nilai rugi2 yang didapat dikali dengan jumlah dioda yang digunakan.. kalo pake penyearah dioda setengah gelombang dikalikan 2 berarti..

    4. Rugi2 penyaklaran, frekuensi kerjanya 2 x 50 Hz,,
    tapi seperti katanya Pak Pekik, karena frekuensi kerja nya rendah jadi dapat diabaikan,,
    Bandingkan bila kita mengukur rugi2 penyaklaran di konverter dc-dc atau inverter : frekuensi penyaklarannya : 5 kilo Hz sampai denga 10 kilo Hz,,jadi gk bisa diabaikan seperti kasus disini..

    5. untuk mengetahui percobaan kita benar atau salah lakukan juga simulasi dengan menggunakan PSIM,,

    kalo sudah benar semuanya pengukuran efisiensi pasti benar juga.. selamat mencoba.. ^_^

    nb : dari pertanyaan g9 sebelumnya,, beban dioda nya apa saja gk masalah asal jangan OC aja.. =p
    karena bebannya R saja jadi bentuk gelombang inputnya gk berubah,,
    Prinsip kesebandingan daya pada rectifier : Daya di sisi AC sama dengan daya di sisi DC ditambah rugi2 pada rectifier.

    maaf kalo penjelasannya banyak salah dan terlalu panjang,, itung2 saya juga lagi merefresh yang saya pelajari sewaktu masih di lab konversi.. ^_^

  19. arip19 says:

    sy mw tanya gmn cara menganalisa rangkaian filter L-C harmonisa? n mohon dmn sy dapetin aplikasi PSIM? thanks infonya….bls d email sj sholihul_arip@yahoo.com

  20. putri says:

    Tahu rumus untuk band stop filter??

  21. pinkan107f says:

    bagus bahasannya.

  22. tomaraja says:

    mas minta softwere PSIM-nya dong…!! kirim di emal : haris04_list@yahoo.com
    thanks sebelumnya mas…!!

  23. budi says:

    Mas fendy, boleh share hasil analisis riak di konverter dc-dc? rangkaian simulasi dll.
    jika dibebani motor bagaimana?
    terima kasih.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s