Perancangan dan Simulasi Full Bridge Inverter Lima Tingkat dengan Dual Buck Converter Terhubung Jaringan Satu Fasa

dokumen-dokumen yang mirip
Perancangan dan Simulasi Full Bridge Inverter Lima Tingkat dengan Dual Buck Converter Terhubung Jaringan Satu Fasa

Penggunaan Filter Daya Aktif Paralel untuk Kompensasi Harmonisa Akibat Beban Non Linier Menggunakan Metode Cascaded Multilevel Inverter

Sistem Perbaikan Faktor Daya Pada Penyearah Diode Tiga Phasa Menggunakan Hysteresis Current Control

Desain Inverter Tiga Fasa dengan Minimum Total Harmonic Distortion Menggunakan Metode SPWM

Desain dan Simulasi Single Stage Boost-Inverter Terhubung Jaringan Satu Fasa Menggunakan Sel Bahan Bakar

BAB I PENDAHULUAN. Inverter merupakan suatu rangkaian elektronik yang berfungsi sebagai

SISTEM PERBAIKAN FAKTOR DAYA PADA PENYEARAH DIODE TIGA PHASA MENGGUNAKAN HYSTERESIS CURRENT CONTROL

Dielektrika, [P-ISSN ] [E-ISSN X] 127 Vol. 4, No. 2 : , Agustus 2017

Desain dan Simulasi Konverter Buck Sebagai Pengontrol Tegangan AC Satu Tingkat dengan Perbaikan Faktor Daya

BAB 1 PENDAHULUAN. adalah rectifier, converter, inverter, tanur busur listrik, motor-motor listrik,

BAB I PENDAHULUAN. sumber energi tenaga angin, sumber energi tenaga air, hingga sumber energi tenaga

PENGATURAN DAYA AKTIF PADA UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER (UPFC) BERBASIS DUA KONVERTER SHUNT DAN SEBUAH KAPASITOR SERI

Oleh : ARI YUANTI Nrp

Desain Konverter DC/DC Zero Voltage Switching dengan Perbaikan Faktor Daya sebagai Charger Baterai untuk Kendaraan Listrik

ANALISIS INVERTER SATU FASA PADA KONFIGURASI MASTER-SLAVE

Analisa dan Pemodelan PWM AC-AC Konverter Satu Fasa Simetri

DESAIN SISTEM HIBRID PHOTOVOLTAIC-BATERAI MENGGUNAKAN BI-DIRECTIONAL SWITCH UNTUK CATU DAYA KELISTRIKAN RUMAH TANGGA 900VA, 220 VOLT, 50 HZ

DC-DC Step-Up Converter Rasio Tinggi Kombinasi Charge Pump dan Boost Converter untuk Catu Daya Motor Induksi pada Mobil Listrik

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. induk agar keandalan sistem daya terpenuhi untuk pengoperasian alat-alat.

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Desain Sistem Photovoltaic (PV) Terhubung Dengan Grid Sebagai Filter Aktif

Dwi Agustina Hery Indrawati

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB III METODE PENELITIAN

FILTER AKTIF SHUNT 3 PHASE BERBASIS ARTIFICIAL NEURAL NETWORK (ANN) UNTUK MENGKOMPENSASI HARMONISA PADA SISTEM DISTRIBUSI 220/380 VOLT

ANALISIS HARMONISA YANG DIHASILKAN CYCLOCONVERTER DENGAN BERBAGAI PARAMETER

BAB 1 PENDAHULUAN. Pemakaian daya listrik dengan beban tidak linier banyak digunakan pada

BAB 1 PENDAHULUAN. ini terlihat dengan semakin banyaknya penggunaan peralatan elektronik baik pada

PERBAIKAN FAKTOR KERJA PADA PENYEARAH SCR PWM (PULSEWIDTH MODULATION) TIGA FASA MENGGUNAKAN METODE PEMADAMAN AKTIF

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Harmonisa Arus Di Gedung Direktorat TIK UPI Sebelum Dipasang Filter

Pengaruh Bentuk Gelombang Pembawa Terhadap Harmonisa pada Inverter Satu Fasa

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang

meningkatkan faktor daya masukan. Teknik komutasi

Reduksi Harmonisa dan Ketidakseimbangan Tegangan menggunakan Hybrid Active Power Filter Tiga Fasa berbasis ADALINE-Fuzzy

Peredaman Harmonik Arus pada Personal Computer All In One Menggunakan Passive Single Tuned Filter

BAB II LANDASAN TEORI. Harmonisa adalah satu komponen sinusoidal dari satu perioda gelombang

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Studi Perencanaan Filter Hybrid Untuk Mengurangi Harmonisa Pada Proyek Pakistan Deep Water Container Port

Click to edit Master text styles

Desain dan Implementasi Soft Switching Boost Konverter Dengan Simple Auxillary Resonant Switch (SARC)

KAJIAN TAPIS DAYA AKTIF PARALEL DENGAN MENGGUNAKAN INVERTER BERTINGKAT SEBAGAI METODE PERBAIKAN ARUS SUMBER

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI KONVERTER DC-DC SINGLE-INPUT MULTIPLE- OUTPUT BERBASIS COUPLED INDUCTOR

BAB I PENDAHULUAN. tombak pemikulan beban pada konsumen. Gangguan-gangguan tersebut akan

H-Bridge Inverter dengan Boost-up Chopper sebagai Pengondisi Daya Photovoltaic

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Pembangkit Harmonisa Beban Listrik Rumah Tangga. Secara umum jenis beban non linear fasa-tunggal untuk peralatan rumah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

RANCANG BANGUN PENYEARAH AC TO DC RESONANSI SERI DENGAN ISOLASI TERHADAP FREKUENSI TINGGI

I Wayan Rinas. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Bali, *

Rancang Bangun Rangkaian AC to DC Full Converter Tiga Fasa dengan Harmonisa Rendah

PERANCANGAN DAN SIMULASI FILTER AKTIF 3 FASA UNTUK MEREDUKSI HARMONISA AKIBAT PENGGUNAAN BEBAN NON LINIER

BAB III METODE PENELITIAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Konverter elektronika daya merupakan suatu alat yang mengkonversikan

NASKAH PUBLIKASI PERANCANGAN HIGH PASS DAMPED FILTER PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 9 BUS DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP POWER STATION 7.

ANALISIS HARMONIK DAN PERANCANGAN SINGLE TUNED FILTER PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 18 BUS DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP POWER STATION 4.

Pemanfaatan Harmonisa pada Beban Non Linier Sebagai Sumber Energi Menggunakan Full Bridge DC-DC Converter dan Inverter

INTEGRASI SISTEM HYBRID FUEL CELL-BATERAI KEJARINGAN DISTRIBUSI MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY

ISSN : e-proceeding of Engineering : Vol.4, No.3 Desember 2017 Page 3157

BAB 1 PENDAHULUAN. Harmonisa dan faktor daya merupakan acuan utama dalam menilai sebuah

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN. dibawah Kementrian Keuangan yang bertugas memberikan pelayanan masyarakat

II. TINJAUAN PUSTAKA

Pemanfaatan Harmonisa pada Beban Non Linier Sebagai Sumber Energi Menggunakan Full Bridge DC-DC Converter dan Inverter

ANALISIS DAN PERANCANGAN FILTER PASIF UNTUK MEREDUKSI PENGARUH HARMONISA PADA INVERTER 3-FASA MENGGUNAKAN MATLAB/SIMULINK

BAB II LANDASAN TEORI

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. Beban non linier pada peralatan rumah tangga umumnya merupakan peralatan

Studi Pengaruh Pemilihan Frekuensi Carrier dan Komponen Filter Terhadap Bentuk Gelombang Keluaran pada Inverter Satu Fasa

STUDI PENGGUNAAN PENYEARAH 18 PULSA DENGAN TRANSFORMATOR 3 FASA KE 9 FASA HUBUNGAN SEGIENAM

Analisis Kinerja Motor Arus Searah Dengan Menggunakan Sistem Kendali Modulasi Lebar Pulsa. Sudirman S.*

Simulasi dan Analisis Inverter 3-Fasa dengan Sumber Referensi Tegangan pada Jala-jala PLN

Rekayasa Elektrika. Jurnal VOLUME 12 NOMOR 2 AGUSTUS Disain SPWM Multilevel Inverter Satu Fasa Lima Belas Level 60-66

Desain dan Simulasi Filter Aktif Shunt Multilevel Inverter untuk Kompensasi Harmonisa Akibat Penggunaan Beban Non Linear

PEMANFAATAN ENERGI MATAHARI MENGGUNAKAN SOLAR CELL SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF UNTUK MENGGERAKKAN KONVEYOR

BAB I PENDAHULUAN. modern saat ini. Setiap tempat, seperti perkantoran, sekolah, pabrik, dan rumah

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Sistem Catu Daya Listrik dan Distribusi Daya

Rancang Bangun Filter Aktif 3 Fasa Untuk Mereduksi Harmonisa Yang Timbul Pada Rectifier 3 Fasa

ANALISIS HARMONIK DAN PERANCANGAN HIGH PASS DAMPED FILTER

WATAK HARMONIK PADA INVERTER TIGA FASA TAK BERBEBAN

harmonisa, filter pasif, full bridge dc-dc converter 1. Pendahuluan

ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO

Rancangan Simulasi Inverter 7 - Tingkat Tipe Flying Capacitor untuk Aplikasi PLTS Mandiri Energi Bersih Dan Terbarukan

BAB III METODE PENELITIAN

Simulasi Maximum Power Point Tracking pada Panel Surya Menggunakan Simulink MATLAB

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Saat ini sebagian besar pemakaian beban listrik di masyarakat hampir 90%

Penggunaan Inverter sebagai Filter Daya Aktif Paralel untuk Kompensasi Harmonisa Akibat Beban Non Linier

Implementasi MLPDS ½ λ pada ATmega 8535 untuk Aplikasi Inverter 5-Tingkat

Perbaikan Performa Tegangan Motor Induksi Kapasitas Besar Berbasis Hybrid Converter System.

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Sistem Manual MPPT Inverter Sebagai Interface. Antara PV dan Beban

DESAIN PENYEARAH 1 FASE DENGAN POWER FACTOR MENDEKATI UNITY DAN MEMILIKI THD MINIMUM MENGGUNAKAN KONTROL PID-fuzzy PADA BOOST CONVERTER

PERANCANGAN INVERTER SATU FASA LIMA LEVEL MODIFIKASI PULSE WIDTH MODULATION

UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY MENGGUNAKAN DOUBLE SWITCH SEBAGAI PENYEARAH DAN PERBAIKAN FAKTOR DAYA

Konverter DC/AC (Inverter) Multilevel

ANALISIS HARMONISA TEGANGAN DAN ARUS LISTRIK DI GEDUNG DIREKTORAT TIK UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

BAB I PENDAHULUAN. tegangan, disebabkan jarak sumber ke saluran yang sangat jauh ke beban

Sistem Panel Surya Terhubung Grid melalui Single Stage Inverter

BAB I PENDAHULUAN. resistor, kapasitor ataupun op-amp untuk menghasilkan rangkaian filter. Filter analog

Perencanaan Filter Hybrid untuk Mengurangi Dampak Harmonisa pada PT. Semen Indonesia Pabrik Rembang

MENGHILANGKAN DISTORSI YANG DISEBABKAN PEMBEBANAN NONLINIER RANGKAIAN RL, RC DAN RLE

Penyearah (rectifier) Permasalahan yang ditimbulkan oleh harmonisa Permasalahan Harmonisa pada Transformator...

Desain Penyearah 1 Fase Dengan Power Factor Mendekati Unity Dan Memiliki Thd Minimum Menggunakan Kontrol Pid-Fuzzy Pada Boost Converter

Transkripsi:

JURNL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (214) ISSN: 23373539 (2319271 Print) B18 Perancangan dan Simulasi Full Bridge Inverter Lima Tingkat dengan Dual Buck Converter Terhubung Jaringan Satu Fasa Zamratul Fuadi, Mochamad shari, dan Feby gung P. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. rief Rahman Hakim, Surabaya 6111 Email: zamratul.fuadi@gmail.com, ashari@ee.its.ac.id, febyagungpamuji@gmail.com bstrak Inverter merupakan perangkat elektronika daya yang berfungsi mengonversi sumber searah menjadi bolakbalik. Full bridge inverter adalah satu jenisnya yang mampu menghasilkan tegangan tiga tingkat jika menggunakan teknik modulasi unipolar. Penambahan sirkuit dual buck converter pada full bridge inverter mampu menghasilkan tegangan dalam lima tingkat. Dua saklar pada rangkaian dual buck converter switching pada frekuensi tinggi 2 khz, sedangkan empat saklar pada full bridge inverter switching pada frekuensi rendah 5 Hz. Teknik modulasi in phase disposition PWM (PDPWM) digunakan untuk mengatur penyalaan saklar dual buck converter. Keluaran inverter lima tingkat dibandingkan dengan tiga tingkat. Total harmonic distortion tegangan (THD V ) dan arus (THD i ) inverter lima tingkat bernilai 23.2281 % dan 23.975 %, sedangkan inverter tiga tingkat sebesar 51.932 % dan 52.2458 %. Ketika daya 14.8 watt disumbangkan ke jalajala, inverter lima tingkat menghasilkan power factor senilai.99 dan THD i 4.1 %. Pada sumbangan daya yang sama, inverter tiga tingkat menghasilkan power factor sebesar.919 dan THD i 45.64 %. Kata Kunci inverter lima tingkat, inverter tiga tingkat, power factor, sinusoidal pulse width modulation (SPWM), THD i, THD V. I. PENDHULUN UMLH populasi manusia terus meningkat, oleh sebab itu, J konsumsi energi khususnya listrik juga akan ikut meningkat. Energi primer yang digunakan sebagai bahan bakar pembangkit ratarata adalah energi fosil yang tidak dapat diperbarui. Jika energi fosil ini terus dieksplorasi, tanpa ada upaya mengimbanginya dengan energi terbarukan, dunia dapat dipastikan mengalami krisis energi di masa yang akan datang. Salah satu solusi mengatasi masalah ini adalah pemanfaatan photovoltaic sebagai salah satu pembangkit listrik yang tersebar. Masa depan, sistem pembangkit listrik tersebar dengan kapasitas daya kecil akan menjadi trend pada sistem tenaga [1]. Oleh karenanya, kualitas daya dari pembangkit tersebut menjadi sangat penting untuk ditingkatkan. Perangkat elektronika daya seperti boost converter dan inverter dibutuhkan sebelum sumber energi photovoltaic dapat dimanfaatkan. Boost converter berfungsi menaikkan tegangan keluaran photovoltaic, sedangkan inverter akan mengonversinya menjadi tegangan bolakbalik. Di samping meneliti boost converter, pakar teknologi bidang elektronika daya juga gencar melakukan pengembangan pada inverter agar diperoleh tegangan sinusoidal yang lebih baik. Pada awalnya, inverter jenis konvensional seperti half bridge dan full bridge inverter digunakan dalam implementasi untuk menghasilkan tegangan bolakbalik. Kemudian untuk meningkatkan efisiensi daya, inverter jenis multilevel seperti diode clamped, flying capacitor, dan cascade HBridge pun dikembangkan. Inverter jenis ini diklaim dapat mengurangi total harmonic distortion (THD) pada tegangan dan arus keluarannya. Diode clamped dan flying capacitor mampu menghasilkan tegangan bolakbalik tiga tingkat. Guna menghasilkan tegangan lima tingkat, penambahan komponen switching diperlukan. Penambahan jumlah komponen ini mempersulit proses pengontrolan rangkaian. Jika menggunakan cascade h bridge, tegangan keluaran lima tingkat dapat dihasilkan. kan tetapi, dua sumber tegangan searah dibutuhkan. Pada topologi full bridge inverter dengan dual buck converter, tegangan keluaran lima tingkat diperoleh dengan pengontrolan rangkaian cukup sederhana. Selain itu, komponen saklarnya yang switching pada frekuensi tinggi lebih sedikit dibandingkan dengan inverter lima tingkat lainnya. II. INVERTER LIM TINGKT. Photovoltaic Sumber energi terbarukan telah banyak dikembangkan, salah satunya dikenal dengan nama photovoltaic (PV). PV merupakan teknologi menggunakan komponen semikonduktor yang dapat memanfaatkan energi matahari berupa radiasi cahaya menjadi sumber listrik searah. Saat ini, bahan semikonduktor yang umum digunakan adalah jenis silicon. Untuk menghasilkan kapasitas daya sesuai kebutuhan, beberapa PV harus dihubungkan. PV yang terhubung dengan PV lain disebut modul PV, sedangkan modul yang saling terhubung disebut dengan photovoltaic array. Kemudian, agar daya listrik yang dihasilkan maksimum, photovoltaic array harus dipasang pada sudut yang tepat terhadap pergerakan matahari. B. Full Bridge Voltage Source Inverter (VSI) Full bridge VSI adalah salah satu jenis inverter sederhana yang terdiri dari sumber searah, kapasitor, dan empat buah komponen saklar semikonduktor. Kapasitor pada rangkaian tersebut berfungsi sebagai tempat penyimpanan sumber

JURNL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (214) ISSN: 23373539 (2319271 Print) B19 P C 1 S 1 D 1 S 3 S 5 L Vdc C 2 S 2 D 2 S 4 S 6 Vo V1 C1 C2 V2 Gambar 1. Topologi full bridge inverter dengan dual buck converter Gambar 2. Teknik modulasi PDPWM sementara. Hal ini berbeda dengan jenis full bridge current source inverter (CSI) yang menggunakan induktor sebagai tempat penyimpanan sementaranya.. Full Bridge Inverter dengan Dual Buck Converter Full bridge inverter dengan dual buck converter adalah topologi baru dari jenis inverter. Ketika menggunakan teknik modulasi unipolar, tegangan keluaran yang dihasilkan oleh full bridge inverter adalah tiga tingkat. Namun, dengan menambahkan dual buck converter pada rangkaian tersebut, keluaran dalam lima tingkat dapat dihasilkan. Gambar 1 adalah rangkaian full bridge inverter dengan dual buck converter. B. Multicarrier PWM Multicarrier PWM adalah salah satu strategi alternatif dalam teknik modulasi pengembangan dari SPMW. Prinsipnya hampir sama dengan SPWM, yaitu sinyal referensi berupa sinus dibandingkan dengan sinyal segitiga. kan tetapi, m1 sinyal carrier dibutuhkan untuk menghasilkan mtingkat tegangan keluaran. Semua sinyal pembawa memiliki nilai amplitudo dan frekuensi yang sama. Salah satu jenis teknik modulasi multicarrier PWM adalah in phase disposition PMW (PDPWM). Pada teknik PDPWM, semua carrier memiliki sudut fasa dan frekuensi yang sama. Gambar 2 menunjukkan teknik modulasi PDPWM. Indeks modulasi amplitudo PDPWM dapat dihitung dengan persamaan berikut, M a = 2 r (m 1) c (1) di mana M a adalah indeks modulasi amplitudo, r merupakan amplitudo sinyal referensi, m adalah tingkat dari inverter, dan c amplitudo dari sinyal carrier. Untuk rasio frekuensinya dapat dihitung dengan persamaan berikut, Gambar 3. Dua sumber tegangan yang terhubung M f = f c (2) f m di mana M f adalah rasio frekuensi, f c frekuensi sinyal carrier, dan f m frekuensi sinyal referensi.. Distorsi Harmonisa Pada kondisi ideal, gelombang arus maupun tegangan seharusnya hanya memiliki satu frekuensi dasar. Gelombangnya dikatakan memiliki harmonisa jika pada gelombang tersebut terdapat sinyal dengan frekuensi kelipatan dari frekuensi fundamentalnya. Parameter yang digunakan untuk mengetahui kandungan harmonisa dikenal dengan istilah total harmonic distortion (THD). Terdapat dua jenis parameter THD, THD V untuk tegangan dan THD i untuk arus. Kedua parameter tersebut dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini. THD v = N n=2 V n 2 (3) V 1 THD i = N n=2 i 2 n i 1 (4) Nilai THD biasanya dinyatakan dalam persen. Ketika nilainya cukup besar, risiko peralatan mengalami kerusakan semakin besar pula. Terdapat batasan nilai THD untuk tegangan maupun arus yang diizinkan. Untuk sistem dengan tegangan di bawah 69 kv, IEEE 519 memberi batasan sebesar 3 % untuk individual harmonic dan 5 % untuk total harmonic distortionnya [2]. Semakin besar tegangan suatu sistem, batasan distorsi harmonik yang diperbolehkan pun semakin kecil. B. liran Daya Dua Sumber Tegangan yang Terhubung Ketika dua sumber tegangan terhubung seperti yang ditunjukkan gambar 3, aliran daya aktif yang melewati induktor dapat dihitung dengan persamaan (5) berikut ini. P = V 1 V 2 X L sin δ (5) di mana P adalah aliran daya aktif, V 1 sumber tegangan C 1, V 2 sumber tegangan C 2, X L adalah induktansi dan δ merupakan beda sudut fasa tegangan C 1 dengan C 2.

JURNL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (214) ISSN: 23373539 (2319271 Print) B2 III. PERNCNGN FULL BRIDGE INVERTER LIM TINGKT DENGN DUL BUCK CONVERTER 5 Hz C SPWM S1 S2 SPWM SET Q S3 S6 S4 S5 C S CLR R Q B B B B.5 DC DC.5 VC1 VC2 163.55 163.52 163.5 163.99 163.98 163.96 R Titik Pergantian Kapasitor untuk Discharge Lebih Lama L S5 S6 Gambar 5. Tegangan searah tiga tingkat SPWM Vdc S3 S4 D1 D2 SPWM 1 S1 S2 SPWM 2 C1 C2 x.95 5 Hz.5.5 2 khz x.95 5 Hz.5 2 khz Gambar 4. Sistem full bridge inverter lima tingkat dengan dual buck converter Perancangan full bridge inverter dengan dual buck converter keseluruhan dapat dilihat pada gambar 4. Berdasarkan gambar tersebut, sistem terdiri dari keluaran boost converter, kapasitor, dual buck converter, full bridge inverter, beban rumah tangga, filter induktor dan sumber tegangan bolakbalik sebagai jalajala. Sistem disimulasikan menggunakan software Psim. IV. SIMULSI DN NLISIS DT. Keluaran Dual Buck Converter Pada topologi full bridge inverter lima tingkat, dual buck converter berfungsi menghasilkan tegangan searah dalam tiga tingkat. Tegangan tersebut meliputi, V dc /2, dan V dc. Keluaran ini akan menjadi masukan pada rangkaian full bridge inverter. x.5.95 Gambar 6. Keluaran full bridge inverter lima tingkat Tegangan DC tiga tingkat yang dihasilkan dual buck converter bernilai, 163.75, dan 327.5 volt. kan tetapi, terdapat dua tegangan bernilai 163.5 dan 163.99 volt ketika salah satu titik pada 163.75 volt (.5V dc ) diamati. Pada saat kapasitor C 1 discharge lebih lama, tegangannya akan turun.25 volt, sedangkan kapasitor C 2 naik.25 volt dari nilai yang seharusnya. Seketika itu juga, kapasitor C 2 akan discharge lebih lama menggantikan kapasitor C 1. Hal Ini terjadi karena selisih maksimal tegangan kedua kapasitor telah diset.5 volt menggunakan histerisis. Jadi, setiap pergantian kapasitor untuk discharge lebih lama, tegangan awalnya akan naik.25 volt seperti yang ditunjukkan gambar 5. B. Keluaran Full Bridge Inverter Lima Tingkat Berdasarkan gambar 6, full bridge inverter menghasilkan tegangan bolakbalik lima tingkat berfrekuensi 5 Hz. Jika diamati lebih detil, tegangan tersebut memiliki lebar pulsa yang tidak sama. Hal ini disebabkan oleh teknik modulasi SPWM yang digunakan. C. Perbandingan THD Full Bridge Inverter Lima Tingkat dengan Tiga Tingkat Total harmonic distortion (THD) dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara nilai rms harmonik terhadap komponen dasarnya pada suatu gelombang. Dari nilai THD, kualitas keluaran inverter dapat diketahui. Pada subbab ini,

JURNL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (214) ISSN: 23373539 (2319271 Print) B21 Tabel 1. Harmonik full bridge inverter lima tingkat Harmonik Nilai Harmonik Nilai ken Tegangan rus ken Tegangan rus 391 11.79.22 799 6.98.13 393 15.41.29 81 6.98.13 397 16.98.32 83 6.21.12 399 37.85.7 87 5.6.9 41 35.77.67 89 7.75.14 43 16.77.31 811 8.16.15 47 15.16.28 1191 6.43.12 49 12.4.22 1195 5.3.9 789 8.25.15 1199 6.18.11 791 7.67.14 121 6.33.12 793 5.22.9 125 5.25.9 797 6.29.12 129 5.88.11 Tegangan Fundamental 311.28 V rus Fundamental 5.79 THD V 23.2281 % THD i 23.975 % Tegangan (V) 4 35 3 25 2 15 1 5 41 81 121 Harmonisa ken Gambar 7. Spektrum harmonisa tegangan nilai THD full bridge inverter lima tingkat dengan tiga tingkat dibandingkan. Ketika melakukan simulasi, indeks modulasi amplitudo dan sinyal pembawa kedua inverter bernilai sama yaitu.95 dan 2 khz, sedangkan filter induktor samasama tidak dipasang. C.1 Full Bridge Inverter Lima Tingkat Harmonik tegangan maupun arus dari full bridge inverter lima tingkat dapat dilihat pada tabel 1. Berdasarkan tabel 1, nilai harmonik terbesar untuk tegangan berada pada orde ke 399 dan 41 dengan nilai 37.85 dan 35.77 volt. Sedangkan untuk arus, harmonik terbesar muncul pada orde yang sama dengan nilai.7 dan.67 ampere. Semua harmonik yang muncul baik tegangan maupun arus berada pada orde ganjil. THD V bernilai 23.2281 % dan THD i bernilai 23.975 %. Berdasarkan gambar 7, full bridge inverter lima tingkat menghasilkan harmonisa orde ganjil di sekitar orde 41, 81, dan 121. C.2 Full Bridge Inverter Tiga Tingkat Teknik modulasi unipolar digunakan untuk mengatur penyalaan saklar rangkaian full bridge inverter. Dengan menggunakan teknik modulasi ini, tegangan bolakbalik tiga tingkat akan dihasilkan. Harmonik tegangan maupun arus dari full bridge inverter tiga tingkat dapat dilihat pada tabel 2.. Tabel 2. Harmonik full bridge inverter tiga tingkat Harmonik Nilai Harmonik Nilai ken Tegangan rus ken Tegangan rus 3 24.17.45 81 85.56 1.59 5 9.71.18 83 43.69.81 7 12.17.23 85 26.31.5 9 21.89.41 87 8.5.15 13 15.94.29 89 5.88.11 15 13.44.25 811 5.39.1 21 5.3.9 817 5.97.11 23 9.64.18 819 5.79.11 27 5.64.11 1587 6.28.12 33 5.2.9 1589 5.62.1 41 6.69.12 1591 9.84.2 55 5.38.1 1595 2.18.4 781 5.18.1 1597 21.57.4 783 5.51.1 1599 32.1.6 789 5.32.1 161 3.72.6 791 5.46.1 163 21.25.4 793 8.19.15 165 19.65.4 795 25.44.5 169 9.55.2 797 43.76.81 1611 5.49.1 799 82.99 1.54 1613 6.3.11 Tegangan Fundamental 311.27 V rus Fundamental 5.79 THD V 51.932 % THD i 52.2458 % Tegangan (V) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 3 81 161 Harmonisa ken Gambar 8. Spektrum harmonisa tegangan Berdasarkan tabel 2, nilai harmonik terbesar untuk tegangan berada pada orde ke 799 dan 81 dengan nilai 82.99 dan 85.56 volt. Sedangkan untuk arus, harmonik terbesar muncul pada orde yang sama dengan nilai 1.54 dan 1.59. Semua harmonik yang muncul baik tegangan maupun arus berada pada orde ganjil. THD V bernilai 51.932 % dan THD i bernilai 52.2458 %. Ini berarti THD keluaran full bridge inverter lima tingkat lebih kecil dari full bridge inverter tiga tingkat. Berdasarkan gambar 8, full bridge inverter tiga tingkat menghasilkan harmonisa orde ganjil di sekitar orde 3, 81, dan 161. D. Keluaran Full Bridge Inverter Lima Tingkat Setelah Pemasangan Filter Induktor (L) Menurut IEEE Standard 519, THD tegangan bolakbalik harus kurang dari 5 % [3]. Karena hal tersebut, filter induktor berukuran 3 mh dipasang untuk mereduksi nilai THD keluaran full bridge inverter lima tingkat. Gambar 9 menunjukkan hasil tegangan dan arus setelah filter induktor dipasang.

JURNL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (214) ISSN: 23373539 (2319271 Print) B22 Gambar 9. Tegangan dan arus setelah penambahan filter induktor Tabel 3. Harmonik setelah pemasangan filter induktor Harmonik ken Nilai Tegangan (V) rus () 391 1.73.3 393 2.2.4 397 2.34.4 399 5.33.1 41 5.3.9 43 2.27.4 47 2.8.4 49 1.68.3 Tegangan Fundamental 311 V rus Fundamental 5.78 THD V 2.863723 % THD i 2.85757 % Harmonik tegangan maupun arus setelah dilakukan pemasangan induktor dapat dilihat pada tabel 3. Berdasarkan tabel 3, nilai harmonik terbesar untuk tegangan pada orde ke 399 dan 41 turun dari 37.85 menjadi 5.33 dan 35.77 menjadi 5.3 volt. Sedangkan untuk arus, nilainya turun dari.7 menjadi.1 dan.67 menjadi.9 ampere. THD V sekarang bernilai 2.86 % dan THD i bernilai 2.81 %. E. Performa liran Daya Full Bridge Inverter Lima Tingkat ketika Terhubung Jalajala Selain untuk pemakaian sendiri, sumber tegangan bolakbalik keluaran inverter juga dirancang agar dapat diinjeksikan ke jalajala. Ketika melakukan simulasi, inverter dihubungkan dengan grid satu fasa bertegangan 22 volt dan frekuensi 5 Hz. liran daya menuju jaringan dapat ditentukan dengan mengatur beda sudut fasa (δ) antara kedua tegangan. Inverter yang telah dipasang filter dihubungkan dengan jalajala tanpa menyuplai beban rumah tangga. Berdasarkan gambar 1, semakin besar nilai δ, daya aktif yang mengalir ke jalajala pun semakin besar. F. Perbandingan Power Factor (PF) Full Bridge Inverter Lima Tingkat dengan Tiga Tingkat Power factor keluaran inverter dipengaruhi oleh besar daya aktif yang disumbangkan ke jalajala. Ketika pengujian, beban rumah tidak terhubung dengan inverter. Mengacu pada gambar 11, PF inverter lima tingkat bernilai mendekati 1 ketika daya yang disumbangkan ke grid minimal 2 watt. Namun berbeda dengan PF inverter tiga tingkat, nilainya cenderung hanya sekitar.9 setelah daya sebesar 5 watt diinjeksikan. Dengan demikian, inverter lima tingkat 9 8 7 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 δ (Derajat) Gambar 1. Kurva aliran daya ke grid Daya (watt) 1.2 1.8.6.4.2 2 4 6 8 1 12 Daya (watt) Inverter 5 Tingkat Inverter 3 Tingkat Gambar 11. Kurva power factor Power Factor THDi (%) 14 12 1 8 6 4 2 2 4 6 8 1 12 Daya (watt) Inverter 5 Tingkat Inverter 3 Tingkat Gambar 12. Kurva THD i memiliki power factor lebih baik dibandingkan dengan inverter tiga tingkat ketika dihubungkan dengan jalajala. G. Perbandingan THD i Full Bridge Inverter Lima Tingkat dengan Tiga Tingkat Simulasi dilakukan dengan memvariasikan aliran daya aktif ke jaringan mulai dari 1 watt sampai dengan 1 kw. Kemudian, setiap perubahan besar daya, THD i inverter lima tingkat dibandingkan dengan inverter tiga tingkat. Sama dengan pengujian power factor, beban rumah tidak dihubungkan dengan sistem. Berdasarkan gambar 12, nilai THD i kedua jenis inverter cenderung turun ketika daya yang diinjeksikan ke jalajala naik. Pada saat aliran daya menuju grid berkisar 2 watt, THD i yang dihasilkan inverter tiga tingkat cukup besar yaitu berkisar 75 %. Padahal, inverter lima tingkat hanya menghasilkan THD i berkisar 2 %.

JURNL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (214) ISSN: 23373539 (2319271 Print) B23 berkisar.9. Nilai THD i inverter lima tingkat lebih kecil dibandingkan dengan tiga tingkat ketika daya menuju grid divariasikan. Inverter lima tingkat menghasilkan THD i di bawah 2 % setelah minimal daya 2 watt diinjeksi, sedangkan inverter tiga tingkat menghasilkan THD i di atas 4 % pada setiap aliran daya. (a) (b) DFTR PUSTK [1] J. M. Shen, H. L. Jou, dan J. C. Wu, GridConnected Power Converter with Islanding Detection and ctive Power Filter Functions, in Proc. IEEEInt. Symp. Power Electron. Distrib. Generation Syst., Jun. 21, pp. 51 56. [2] S. Khalid dan B. Dwivedi, Power Quality Issues, Problems, Standards and Their Effects in Industry With Corrective Means, International Journal., Mei 211. [3] U. S. Selamogullari, D.. Torrey, dan S. Salon, Systems pproach for a Standlone Residential Fuel Cell Power Inverter Design, IEEE Trans. Energy Convers., vol. 25, no. 3, pp. 741 749, Sep. 21. [4] J. M. Shen, H. L. Jou, J. C. Wu, dan K. D. Wu, FiveLevel Inverter for Renewable Power Generation System, IEEE Trans. Energy Convers., Maret. 213. [5] Rashid M.H, Power Electronics Handbook, cademic Press, 21. [6] E.Sambath, S.P Natarajan, C.R. Balamurugan, Performance Evaluation of Multi Carrier Based PWM Techniques for Single Phase Five Level HBridge Type FCMLI, ISSN: 225321 Volume 2, Juli 212.. (c) Gambar 13. rus keluaran inverter (biru) dan grid (merah) full Bridge inverter lima tingkat; (a) δ =.1 ; (b) δ = 1.2 ; (c) δ = 2.2. H. Performa liran Daya Keseluruhan Sistem Pada pengujian ini, inverter lima tingkat, beban rumah, dan jalajala saling terhubung. liran daya maupun bentuk arus keluaran inverter dan grid diamati ketika δ diubahubah. Bentuk gelombang arus keluaran inverter dan grid ketika δ bernilai.1, 1.2, dan 2.2 berturutturut dapat dilihat pada gambar 13. Berdasarkan gambar 13, arus inverter memiliki beda fasa 18 dengan grid ketika beban rumah disuplai dari jalajala. kan tetapi, arusnya terlihat sefasa ketika inverter mulai menginjeksi daya ke jalajala. V. KESIMPULN/RINGKSN Inverter lima tingkat menghasilkan THD yang lebih kecil dibandingkan dengan inverter tiga tingkat. Inverter lima tingkat menghasilkan THD V sebesar 23.2281 % dan THD i sebesar 23.975 %, sedangkan inverter tiga tingkat menghasilkan THD V sebesar 51.932 % dan THD i sebesar 52.2458 %. Ketika terhubung jalajala, besar aliran daya ke grid dapat ditentukan dengan mengatur beda sudut fasa (δ) tegangan inverter dan grid. Nilainya berbanding lurus terhadap kenaikan beda sudut fasa. Power factor keluaran inverter lima tingkat lebih baik dari tiga tingkat ketika terhubung jalajala. Untuk inverter lima tingkat, PF berkisar.99, sedangkan inverter tiga tingkat