BAB 4 ANALISIS DAN MINIMISASI RIAK TEGANGAN DAN ARUS SISI DC

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "BAB 4 ANALISIS DAN MINIMISASI RIAK TEGANGAN DAN ARUS SISI DC"

Siska Sasmita
7 tahun lalu
Tontonan:

1 BAB ANAL DAN MNMA RAK EGANGAN DAN ARU DC. Penahuluan ampai saat ini, penelitian mengenai riak sisi DC paa inverter PWM lima-fasa paa ggl beban sinusoial belum pernah ilakukan. Analisis yang ilakukan terutama paa riak arus masukan inverter bertujuan untuk menentukan spesifikasi ari filter kapasitor c. Dalam melakukan analisis harmonisa total paa tegangan sisi c inverter PWM fasa-banyak arus saluran keluaran apat iasumsikan sinusoial an sumber tegangan c bebas ari riak an memiliki nilai yang konstan E. Apabila sumber c iapatkan langsung ari penyearah, apat iasumsikan bahwa harmonisa yang ihasilkan apat ihitung secara terpisah. Arus saluran keluaran sinusoial apat itulis sebagai : i l sin (.) i l sin (.) i l sin (.) 6 i l sin (.) 8 i l sin (.) imana l merupakan nilai rms ari arus saluran keluaran an φ merupakan suut faktor aya beban

2 . Analisis Umum Riak isi DC nverter PWM Lima-Fasa Berasarkan gambar. arus kapasitor c iapatkan melalui hubungan : i c i i (.6) L Apabila arus ibagi kepaa komponen rata-rata an komponen riaknya, maka persamaan (.6) apat itulis ulang sebagai : c c L L i i i (.7) Arus rata-rata yang mengalir melalui kapasitor c, c sama engan an L = sehingga komponen riak ari arus filter kapasitor c aalah : i c L i i (.8) Ketika nilai kapasitansi ari filter kapasitor c sangat besar, maka komponen riak arus sumber apat iasumsikan sangat kecil apabila ibaningkan engan arus masukan inverter, sehingga riak arus ari kapasitor apat iaproksimasi sebagai : ic i i (.9) Berasarkan persamaan (.9) komponen riak ari tegangan filter kapasitor c apat ihitung engan hubungan: v C C i c t i t (.) Dengan mengasumsikan bahwa tiak aa rugi-rugi paa inverter, aya masukan an aya keluaran apat ianggap sama maka arus sisi c rata-rata aalah : E l cos (.) m l cos (.) Dengan l an aalah nilai rms an suut faktor aya ari arus saluran keluaran. Gambar. menunjukkan sinyal moulasi lima-fasa yang igunakan.

3 Gambar. inyal moulasi lima-fasa Paa gambar. iperlihatkan bentuk gelombang PWM paa satu perioe penyaklaran yang vali selama interval A paa gambar.. (a) (b) (c) Gambar. Gelombang PWM paa satu perioe switching (a)sinyal referensi an sinyal carrier (b) keaaan switching masing masing fasa (c)arus masukan c i

4 Dari gambar.(a) iapatkan hubungan antara,,,,, engan s yaitu: v (.) (.) v v (.) v v v v (.6) v v (.7) v (.8) Dimana aalah amplituo sinyal carrier (sinyal segitiga). inyal referensi yang igunakan paa analisis aalah sinyal reeferensi paa persamaan (.)-(.). Untuk memuahkan analisis, amplituo ari sinyal segitiga iasumsikan. Hubungan antara arus sisi c, switching states, an arus sisi ac ari inverter lima-fasa apat ituliskan sebagai : i i i i i i (.9) Bentuk gelombang ari arus masukan c selama satu perioe switching yang itunjukan oleh gambar. apat ituliskan sebagai : i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i t t t t t t t t t t t t t t t t t t 7 t t t 7 8 t t t 8 9 t t t 9 t t t t t t (.) 6

5 . Analisis Riak Arus isi DC nverter PWM Lima-Fasa Nilai rata-rata kuarat ari riak arus sisi DC nverter PWM lima-fasa paa satu perioa sinyal segitiga iturunkan berasarkan bentuk gelombang ari arus masukan c selama satu perioe penyaklaran paa persamaan (.), yaitu : t t i t it i i t i i t it i i i i i i (.) Dengan mensubstitusikan persamaan (.) (.) an kombinasi persamaan (.)-(.7) an (.)-(.) engan b = ke alam persamaan (.), hasil yang iapat aalah : sin sin sin sin m sin sin cos sin l (.) Nilai rata-rata kuarat ari persamaan (.) paa interval A paa gambar. aalah : av, m l sin sin cos sin sin (.) Karena prosesnya yang simetris maka hasil yang iperoleh ari perioa 6 erajat yang lain akan sama. 7

6 Nilai rms ari komponen riak arus paa sisi c iperoleh engan menggunakan hubungan : (.), av Dengan mensubstistusikan persamaan (.) an (.) ke persamaan (.) maka hasil yang iperoleh aalah : m l sin sin mcos sin sin 8 (.) Dengan menggunakan nilai numeriknya, persamaan nilai rms riak arus masukan inverter PWM lima-fasa, aalah : cos l m m (.6) Dari persamaan i atas apat iketahui bahwa nilai rms ari komponen riak arus sisi DC nverter PWM lima-fasa tiak ipengaruhi oleh s karena merupakan fungsi ari selisih ua sinyal referensi sehingga faktor s tiak akan berpengaruh. Paa persamaan (.6) i atas apat iketahui bahwa frekuensi penyaklaran tiak memberikan pengaruh paa nilai rms ari komponen riak arus masukan inverter. Oleh karena itu, kita tiak apat mengurangi riak arusnya engan meningkatkan frekuensi penyaklaran.. Analisis an Minimisasi Riak egangan isi DC nverter PWM Lima- Fasa Komponen riak tegangan filter kapasitor c apat iturunkan berasarkan persamaan (.) an (.) serta bentuk gelombang arus masukan c paa gambar.(c), yaitu : 8

7 v C t t untuk t t < t i t t untuk t t < t i i i t t untuk t t < t i i i i i t t untuk t t < t i t t untuk t t < t t t6 untuk t t < t7 i t t7 untuk t7 t < t8 i i i i i t t9 untuk t8 t < t9 i i i t t untuk t9 t < t i t t untuk t t t t t untuk t t t (.7) Nilai rata-rata kuarat ari riak tegangan kapasitor selama satu perioe penyaklaran apat ihitung engan mengintegralkan nilai kuarat ari masingmasing nilai paa persamaan (.7) selama perioe t sampai t. Karena riak tegangan simetris paa titik t t6 paa sumbu waktu, maka integrasi apat ilakukan hanya paa setengah perioe penyaklaran, yaitu : t t v t (.8) 9

8 i i i C i tt t t t t t t i t t tt i i i i i (.9) Hasil ari pengintegralan aalah : i i i i i i i i i i i i i C i i i i i i i (.) Dengan mensubstitusikan kombinasi persamaan (.)-(.8) an (.)- (.) ke alam persamaan (.9) iapatkan nilai rata-rata riak tegangan filter kapasitor c yang merupakan fungsi ari arus rms keluaran l, perioe penyaklaran C., filter kapasitor c l, suut fasa, an suut faktor aya f,, C,,, s (.)

9 Nilai minimum ari riak tegangan paa persamaan (.) iapatkan engan cara menurunkan (.) terhaap s, yaitu s Hasilnya aalah (.) s (.) Dari hasil yang iapatkan, terlihat bahwa sinyal moulasi optimum yang menghasilkan riak tegangan sisi DC inverter PWM lima-fasa paa konisi ggl beban sinusoial yang paling minimum sama engan sinyal moulasi optimum yang igunakan untuk menghasilkan riak arus keluaran yang paling minimum yaitu sinyal moulasi sinusoial murni. Nilai rms riak tegangan filter kapasitor c engan sinyal moulasi sinusoial murni iapat engan persamaan : v h, t (.) Dengan mensubstitusikan hasil ari persamaan (.) ke persamaan (.) iapat nilai rms riak tegangan filter kapasitor c nverter PWM Lima-fasa paa konisi ggl beban sinusoial aalah : 99 9 cos l vh, m m m m C (.). Penutup Paa bab ini telah iturunkan persamaan riak arus sisi DC nverter PWM lima-fasa paa konisi ggl beban non-sinusoial. Dari persamaan tersebut terlihat bahwa riak arus masukannya tiak ipengaruhi oleh s an frekuensi penyaklaran, sehingga meningkatkan frekuensi penyaklaran tiak akan mengurangi riak arus masukan yang ihasilkan.

10 Paa persamaan (.6) i atas apat iketahui bahwa frekuensi penyaklaran tiak memberikan pengaruh paa nilai rms ari komponen riak arus masukan inverter. Oleh karena itu, kita tiak apat mengurangi riak arusnya engan meningkatkan frekuensi penyaklaran. inyal moulasi optimum yang apat menghasilkan riak tegangan sisi c yang paling minimum ari inverter PWM lima-fasa paa ggl beban sinusoial aalah sinyal moulasi sinusoial murni. Riak tegangan paa sisi c merupakan fungsi ari suut faktor aya beban an nilainya akan semakin lebih kecil paa faktor aya beban yang kecil.

dokumen-dokumen yang mirip

BAB 3 ANALISIS RIAK ARUS KELUARAN INVERTER PWM MULTIFASA

BAB 3 ANALISIS RIAK ARUS KELUARAN INVERER WM MULIFASA 3. enahuluan enelitian mengenai bentuk sinyal moulasi yang cocok untuk menghasilkan keluaan inete yang bekualitas baik telah lama ilakukan. Salah satu