## Perancangan Filter LCL Pada Penyearah Terkendali Satu Fasa Full Converter

## Hari Anna Lastya
Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Tarbiyah dan Keguruan Universitas Islam Negeri Ar-Raniry Aceh halastya@gmail.com

## Abstrak
Perkembangan  elektronik  yang  dewasa  ini  cukup  pesat  telah  menghasilkan  banyak  peralatan elektronik  baik  untuk  kebutuhan  rumah  tangga,  perkantoran  maupun  industri.  Umumnya  peralatan  ini membutuhkan  catu  daya  sumber  tegangan  arus  searah,  sementara  catu  daya  yang  tersedia  merupakan sumber tegangan arus bolak balik. Oleh karena itu, dibutuhkan konverter ac-dc yang berfungsi mengubah sumber  tegangan arus bolak balik  yang ada  menjadi  sumber  tegangan  arus  searah.  Namun,  pemakaian peralatan  konverter  ac-dc,  menghasilkan  distorsi  pada  bentuk  gelombang  arus,  yang  dikenal  dengan harmonisa yang dapat mengganggu kerja peralatan listrik lainnya yang terpasang pada sumber tegangan yang  sama.  Jadi,  haruslah  diupayakan  agar  harmonisa  yang  dibangkitkan  oleh  konverter  ac-dc sekecil mungkin  dibawah  standar  yang  diizinkan.  Pada  penelitian  ini  hanya  meneliti  konverter  ac-dc  berupa penyearah  terkendali  satu  fasa  full  converter.  Banyak  metoda  yang  dapat  dilakukan  untuk  mengurangi harmonisa  yang  dibangkitkan  oleh  kedua  penyearah  ini,  salah  satu  cara  adalah  dengan  menggunakan filter  LCL  pada  sisi  inputnya.  Pada  daya  beban  sebesar  2  kW,  pada  penyearah  terkendali  satu  fasa  full converter  dengan  beban  RL  menghasilkan  arus  harmonisa  ke  tiga  sebesar  40,36  Ampere,  sesudah dipasang filter LCL arus harmonisa ke 3 menjadi 0,02 Ampere. Sedang menurut standard IEC-1000-3-2, arus harmonisa ketiga yang diizinkan adalah sebesar 2,3 Ampere.
Kata kunci: Penyearah terkendali, Filter LCL, Harmonisa, Full Converter

## Abstract
Electronics  which  is  highly  developed  nowdays  has  produced  numerous  appliances  for household, offices, and industry. Basically, these appliances need a direct current power supply although now  only  one  alternating  current  power  supply  is  available.  Therefore,  a  ac-dc  converters  which  can convert an alternating current power supply to a direct current power supply will be needed. However, the use of this ac-dc converters will cause distortion in the form of current waves which are called harmonics. This harmonics can hamper the work of the other electric devices which are attached to the same power source.  Therefore,  it  is  recommended  that  the  harmonics  generated  by  rectifiers  should  be  as  small  as possible and should be under the legal standard. In this research only examined the ac-dc converters are controlled  rectifiers  single  phase  full  converter.  There  are  many  methods  to  reduce  the  harmonics generated by two types this rectifiers. One of them is by using LCL filter on its input side. The rectifiers with load of 2 kW, at controlled rectifiers single phase full converter with RL load produce the third harmonics current  of  40.36    amperes,  the  installed  LCL  filter  produces  the  third  harmonics  current  of  0.02  ampere. According to IEC-1000-3-2 standard, the allowed third harmonics current is 2.3 amperes.

## Keywords
: controlled rectifiers, LCL filter, harmonics, full converter

## 1. Pendahuluan
Dewasa  ini  banyak  konsumen  tenaga  listrik  menggunakan  beban  tidak  linier,  baik konsumen  rumah  tangga,  perkantoran  maupun  industri.  Contoh  beban tidak  linier  adalah rectifier , converter ,  inverter,  tanur  busur  listrik,  motor-motor  listrik,  UPS  ( Uninterubtable  Power Supply ) dan lain-lain. Pada aplikasi industri bahwa tenaga listrik harus dikontrol terlebih dahulu sebelum  diberikan  ke  beban.  Untuk  mengontrol  tenaga  listrik,  biasanya  digunakan  suatu konverter. Konverter ac-dc adalah pengontrol tenaga listrik ac yang tersedia dikonversi menjadi tegangan dc variabel.  Konverter ac-dc satu  fasa  terbagi  atas  tiga  jenis  yaitu  penyearah  dioda, penyearah  terkendali  dan  penyearah Pulse  Width  Modulation ( PWM ).  Jenis-jenis  penyearah seperti  ini  mempunyai  karakteristik  beban  tidak  linier,  yang  mengakibatkan  bentuk  gelombang sisi  masukan  menjadi  tidak  sinusoidal  murni  akibat  adanya  interaksi  gelombang  sinusoidal
frekuensi  fundamental  dengan  gelombang  lain  yang  dikenal  sebagai  harmonisa.  Kadar harmonisa  yang  tinggi  dalam  sistem  tidak  dikehendaki,  karena  dapat  menimbulkan  beberapa kerugian,  seperti:  penurunan  kualitas  sistem  tenaga  listrik  yang  mengakibatkan  pemanasan pada  peralatan,  penurunan  faktor  daya,  naiknya  distorsi  terhadap input ,  kegagalan  fungsi  dari peralatan  elektronik  yang  sensitif,  menurunkan  efisiensi. Oleh  karena  itu,  harmonisa  yang ditimbulkan  oleh  penyearah  perlu  direduksi  agar  tidak  mengganggu  kerja  peralatan  lain  yang tersambung  pada  sumber  yang  sama.  Pencegahan  ini  dapat  dilakukan  dengan  menggunakan filter harmonisa. Filter harmonisa selain untuk mengurangi harmonisa yang ditimbulkan sampai dibawah standar yang diizinkan dapat juga untuk menaikkan faktor daya.
Secara  konvensional  untuk  memfilter  harmonisa  pada  penyearah  dilakukan  dengan filter  pasif  karena  harganya  lebih  murah.  Filter  pasif  terdiri  dari  sebuah  bank  filter  LC  yang digunakan untuk menekan harmonisa. Akan tetapi sebuah link filter pasif hanya dapat memfilter satu  frekuensi  harmonisa,  sehingga  dibutuhkan  sejumlah  n  link  filter  pasif  untuk  meminimalis sejumlah n harmonisa. Alternatif  lain  untuk  filter  harmonisa  adalah  menggunakan  filter  LCL. Filter  LCL  dapat  digunakan  pada  satu  daya  baik satu  fasa  maupun  tiga  fasa.  Filter  LCL merupakan  filter  yang  terdiri  dari  komponen  pasif  berupa  dua  buah  induktor  dan  sebuah kapasitor.  Filter  LCL  lebih  efektif  dibandingkan  filter  L  yang  biasa,  hal  ini  disebabkan  karena induktor digunakan lebih kecil untuk mereduksi harmonisa [1].
Penelitian  ini  bermaksud  merancang  filter  harmonisa  jenis  filter  LCL  yang  akan mereduksi  atau  mengurangi  harmonisa.  Banyak  metode  yang  telah  dilakukan  oleh  peneliti sebelumnya dalam hal meredam harmonisa dan sekaligus memperbaiki faktor daya. Penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya berkaitan mengenai filter untuk meredam hamonisa dengan berbagai teknologi seperti pada Tabel 1.
Tabel 1.1 Penelitian mengenai model filter harmonisa yang telah dilakukan
No Nama Judul Penelitian Metode Identifikasi Harmonisa Jenis Filter yang Dirancang Hasil yang Diperoleh 1. Darwin Rivas,dkk IEEE, 2003[2] Improving Passive Filter Compenstion Performance with Active Techniques Simulasi mengguna- kan  Program MATLAB / Simulink . Filter Pasif dan Filter Aktif Sebelum  dipasang  filter THD v sebesar 7,51%. Sedangkan setelah  dipasang  filter  pasif  dan filter akif THD v menjadi 4,7%. 2. Pranavi Chowdari Tella, University  of Missouri, Columbia, 2008 [3] The  Study  of Single Phase Diode  Rectifiers with  High  Power Factor  and  Low Total  Harmonic Distortion Simulasi program Penyearah satu fasa dengan filter kapasitor perata,L-C seri, dan passive  wave shapping method. Penyearah  satu  fasa  ketika hanya  menggunakan  kapasitor perata  menghasilkan THD i  yang cukup  besar  yaitu 23,6%,  ketika menggunakan  filter  L-C  seri THD i  menjadi  10%,  dan  ketika menggunakan filter passive wave  shapping  method THD i menjadi  2,62%. 3. Nor Farahaida, Dkk Universiti Teknologi MARA shah Alam, Malaysia [4] Single-Phase Hybrid Active Power Filter Using Switch Parallel Active Filter and Simple  Passive Filter Simulasi mengguna- kan  Program MATLAB / Simulink . Filter pada penyearah satu fasa mengguna- kan Hybrid Active  Power
Filter (HAPF).
Besar THD i  yang  dihasilkan 3,5%  dan  dapat  menaikkan faktor  daya  dari  0,59  menjadi 0,99 ( lagging )
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan  tersebut  dengan  berbagai  teknologi  sehingga menghasilkan  nilai  yang  sangat  bervariasi  dalam  meredam  harmonisa. Perbedaan  penelitian yang  sudah  dilakukan  dengan  yang  akan  dilakukan  adalah  penggunaan  filter  LCL  pada penyearah  terkendali  satu  fasa full  converter ,  sementara  penelitian  yang  sudah  dilakukan penggunaan filter LCL pada voltage source converter (VSC) tiga fasa.
Dalam  penelitian  ini  akan  dianalisa  penggunaan  filter  LCL  pada  sisi  input  penyearah terkendali  satu  fasa full  converter dapat  mengurangi THD i  yang  dihasilkan  kedua  penyearah tersebut  dimana  amalisanya  dilakukan  dengan  program simulasi  yang  menggunakan  software Matlab / simulink .
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengobservasi  harmonisa  yang  dhasilkan  oleh penyearah terkendali satu fasa full converter , merancang model filter LCL yang untuk meredam harmonisa  yang  terjadi  minimal  mampu  mencapai  dibawah  standar IEC 61000-3-2  dan membandingkan hasil harmonisa yang didapatkan sebelum dan setelah pemasangan filter LCL pada kedua penyearah tersebut. Dengan mereduksi harmonisa diharapkan dapat memperbaiki faktor  daya  sisi  masukan  mencapai unity sehingga  kerusakan  peralatan  sejak  dini  dapat dihindari serta pengaruh kinerja peralatan lain tidak terganggu.

## 2. Studi Pustaka

## 2.1 Harmonisa
Dalam sistem tenaga listrik dikenal dua jenis beban yaitu beban linier dan beban tidak linier.  Beban  linier  adalah  beban  yang  memberikan  bentuk  gelombang  keluaran  yang  linier artinya  arus  yang  mengalir  sebanding  dengan  impedansi  dan  perubahan  tegangan,  sehingga gelombangnya  bersih  dan  tidak  terdistorsi.  Tidak  semua  beban  yang  terpasang  merupakan beban linier bahkan dewasa ini sebagian besar beban yang terpasang merupakan beban tidak linier.  Pada  beban  tidak  linier  beban  tidak  lagi  menggambarkan  bentuk  gelombang  arus  dan tegangan  yang  proporsional.  Pemakaian  beban  beban  tidak  linier  akan  menghasilkan  bentuk gelombang  arus  dan  tegangan  yang  tidak  sinusoidal.  Akibatnya  akan  terbentuk  gelombang terdistorsi  yang akan menghasilkan harmonisa. Perbedaan bentuk gelombang  yang  dihasilkan oleh beban linier dan beban tidak linier dapat dilihat pada Gambar 1 dibawah ini.
(a) Beban linier
(b) Beban tidak linier
Gambar 1. Bentuk gelombang arus dan tegangan [5]
4. Marco Liserre, dkk IEEE, 2008 [1] Design and Control  of  an LCL Filter Based Three Phase Active Rectifier Simulasi  dan Percobaan Filter LCL pada  Voltage Source Converter (VSC) Dari hasil percobaan didapatkan THD arus sebesar 3%, dan THD
tegangan 1,4%
Gambar  1.  diatas  memperlihatkan  perbedaan  bentuk  gelombang  yang  dihasilkan  oleh  beban linier dan beban tidak linier. Bentuk gelombang  yang tidak sinusoidal ini merupakan gabungan dari  bentuk  gelombang  fundamental  dan  gelombang  yang  mengandung  sejumlah  komponen harmonisa.  Jadi  harmonisa  adalah  gelombang  arus  atau  tegangan  sinusoidal  yang frekuensinya merupakan kelipatan bilangan bulat dari frekuensi fundamentalnya.
Saat  ini elektronika daya sebagai konverter banyak digunakan pada sistem penyearah atau inverter untuk  sistem  penyedia  energi  listrik  sesuai  kebutuhan  [10]. IEEE 519-1992 (standar  Internasional  harmonisa) mengidentifikasi  sumber  utama  dari  harmonisa  pada  sistem tenaga  adalah  meliputi  konverter  daya,  busur  peleburan,  statik  VAR  kompensator, inverters , kendali fasa elektronika daya, cycloconverters, power supply DC dan PWM .
Penyearah tekendali satu fasa full converter tersusun dari 4 buah thyristor seperti pada Gambar  2,  digunakan  untuk mensuplai  daya  listrik  pada  lilitan  jangkar  dimana tegangan  lilitan jangkar  digunakan  untuk  mengatur  kecepatan  putar  motor  arus  searah  baik  untuk starting maupun running saat kerja pada rangkaian terbuka ( openloop ) [12].
Gambar 2. Full converter satu fasa [12]
Rangkaian full  converter satu  fasa  tampak  seperti  Gambar  2  dengan  beban  induktif yang  tinggi  sehingga  arus  beban  kontinyu  dan  bebas  dari ripple .  Tegangan output dapat ditentukan dari Persamaan berikut ini [12].
(1)
Dan adalah perubahan sudut dari harmonisa n arus. Nilai rms harmonisa n arus masukan, diberikan oleh Persamaan:
 1  3  4  2 v 0 v s v p i s + - + - + - + - R L
 i o = I a
(a) R an g kaian
T 3 T 4 T 1 T 2 T 3 T 4 O n v m 0 I a 0 v 0 i o 0 i s 0 -         t  t  t  t        = v m Sin  t v s (b) Bentuk Gelombang Arus Beban  I a I a
(2)
Nilai rms dari arus fundamental adalah:
Nilai rms arus input dapat dihitung dari Persamaan (2.12) sebagai berikut
I s juga dapat dihitung secara langsung dari
Total Harmonic Distortion:
(3)
Tujuan utama dari filter harmonisa adalah untuk mengurangi amplitudo satu frekuensi tertentu  dari  sebuah  tegangan  atau  arus.  Dengan  penambahan  filter  harmonisa  pada  suatu sistem  tenaga  listrik  yang  mengandung  sumber-sumber  harmonisa,  maka  penyebaran  arus harmonisa  keseluruh  jaringan  dapat  ditekan  sekecil  mungkin.  Selain  itu  filter  harmonisa  pada frekuensi  fundamental  dapat  mengkompensasi  daya  reaktif  dan  dipergunakan  untuk memperbaiki  faktor  daya  sistem.  Filter  LCL  adalah  filter  pasif  yang  terdiri  dari  komponen- komponen pasif R, L dan C. Prinsip kerja dari filter LCL adalah dengan meng -short circuit -kan harmonisa  arus  yang  ada  dekat  dengan  sumber  distorsi.  Ini  dilakukan  supaya  menjaga harmonisa  arus  yang  masuk  tersebut  tidak  keluar  menuju  peralatan  lain  dan  sumber supply energi listrik. Filter LCL dapat mereduksi harmonisa arus karena arus harmonisa akan mengalir pada reaktansi  yang lebih  rendah. Dengan pemasangan C,  arus dengan frekuensi tinggi akan mengalir  melalui kapasitor karena  kapasitor  memiliki  impedansi  yang  rendah  pada  frekuensi tinggi.  Agar  tegangan  beban  bebas  harmonisa,  dipasang  filter  C  yang  paralel  dengan  beban. Dengan  menggunakan  filter  C  ini  semua  riak  arus  dengan  frekuensi  tinggi  akan  mengalir melewati  kapasitor  bukan  ke  beban.  Filter  L  biasanya  dipasang  secara  seri  terhadap  beban. Dengan  menggunakan  filter  L,  arus  yang  mengalir  melalui  L  akan  sulit  berubah  berbanding lurus dengan besarnya L. Filter LCL diletakkan antara jaringan dan beban, seperti yang tampak pada Gambar 3 dibawah ini [1].
Gambar 3. Rangkaian Filter LCL pada Penyearah Terkendali Satu Fasa [1]
Filter  LCL bertujuan untuk mengurangi harmonisa orde tinggi pada sisi jaringan,  tetapi desain filter yang buruk dapat menyebabkan redaman yang lebih rendah dibandingkan dengan apa yang diharapkan. Penyearah arus harmonisa dapat menyebabkan kejenuhan induktor atau resonansi filter. Oleh  karena  itu, induktor harus  benar dirancang dengan mempertimbangkan arus ripple, dan  filter harus teredam untuk menghindari resonansi. Namun,  tingkat redaman dibatasi oleh biaya, nilai dari induktor, kerugian dari kinerja filter [1].
Prosedur untuk memilih filter LCL menggunakan parameter seperti daya dari penyearah aktif,  frekuensi  jaringan  dan  frekuensi  switching  sebagai input .  Nilai  filter  diperoleh  sebagai persentase dari nilai dasar, yang diberikan dengan:
(4)
(5) (6)
Dimana:
Z b : Impendansi dasar (  ) L b
: Induktansi dasar (  )
C b : Kapasitansi dasar (  ) E n : Tegangan rms (V)
P n : Daya aktif yang diserap oleh penyearah (Watt)  n : Frekuensi jaringan (Hz)
Harmonisa tegangan pada sisi penyearah aktif v(h sw ) ≠ 0 dan harmonisa tegangan pada sisi jaringan v g (h sw ) = 0. Rangkaian ekivalen filter LCL untuk h harmonisa dapat dilihat seperti Gambar  4,  dengan  mengabaikan  R,  Rg  dan  Rd  (Gambar  3).  i(h)  dam  v(h)  menunjukkan harmonisa arus dan harmonisa tegangan, sementara h sw adalah order harmonisa [1].
Gambar 4. Ekivalen filter LCL satu fasa pada harmonisa h [1]
Redaman riak dari sisi converter hingga sisi sumber, dapat dihitung dengan langkah :
(7)
(8)
(9)
Dimana:
,  dengan
, dengan
= frekuensi switching = order frekuensi harmonisa =
 n = Frekuensi jaringan (Hz)
Untuk mendesain filter, beberapa batasan dari nilai-nilai parameter harus dijadikan tolak ukur dalam parameter filter. Batasan-batasan parameter filter adalah:
a. Nilai  kapasitansi  dibatasi  dengan  peningkatan  faktor daya,  ini  harus  kurang  dari  5% saat  daya  rata-rata.  Persentase  ini  berupa  persentase penyerapan  daya  reaktif dalam kondisi rata-rata.
b. Nilai  total  dari  induktansi filter kurang dari 0,1 pu untuk filter pada  daya output yang rendah. Sedangkan untuk level daya tinggi, tujuan utama untuk mengurangi saturasi induktansi.
c. Frekuensi resonansi dari filter harus lebih besar dari sepuluh kali lipat dari frekuensi jaringan dan lebih dari setengah frekuensi switching .
Filter LCL akan dirancang dengan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Pilih  daya  reaktif  yang  diserap  pada  kondisi  rata-rata,  ambil  x  sebagai  persentase penyerapan  daya  reaktif  dibawah  kondisi  rata-rata,  tidak  boleh  melebihi  batas parameter  filter  kondisi  b.  Dengan  demikian  besar  kapasitor  pada  filter  dapat dihitung dengan Persamaan 10.
(10)
2. Pilih  arus ripple untuk  dapat  menghitung  induktansi  sisi  konverter  (L)  dengan menggunakan Persamaan (8).
3. Pilih  reduksi  arus  ripel  yang  diinginkan.  Dengan  mengetahui  nilai  x,  redaman  riak dapat dihitung dengan dengan Persamaan (11):
(11) Dimana LC b  SW 2 sebagai konstanta.
4. Dengan mengetahui induktansi sisi konverter (L), maka induktansi sisi jaringan (Lg) dihitung dengan menggunakan indeks r, hubungan antara dua induktansi:
(12)
5. Uji frekuensi resonansi yang diperoleh dengan cara
(13)
Nilai frekuensi resonansi dibatasi dengan kondisi (c). Jika tidak memenuhi syarat maka persentase  penyerapan  daya  reaktif  pada  langkah  1  dan  reduksi  arus ripple pada  langkah  3 harus diubah.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  metode  simulasi  dengan menggunakan  program Matlab / simulink untuk  melihat  pengaruh  pemasangan  filter  LCL  pada sisi  input  dari  penyearah  terkendali  satu  fasa full  converter untuk  mengurangi  harmonisa . Dengan demikian, langkah-langkah simulasi dapat diurut sebagai berikut.
a. Gambar rangkaian penyearah terkendali satu fasa full converter dengan thyristor.
b. Output penyearah  terkendali  satu  fasa full  converter dihubungkan  dengan  beban  resistif (R).
c. Tentukan daya dan tegangan output penyearah terkendali.
d. Dari daya output , dihitung besar R yang terpasang.
e. Matlab / simulink untuk  melihat  bentuk  gelombang  arus  dan  tegangan  pada  sisi input maupun output , serta total THD i dan THD v yang dihasilkan (hasil ini akan memperlihatkan bentuk  gelombang  tegangan input ,  arus input ,  tegangan  dc  dan  arus  dc  serta  total THD sebelum pemasangan filter) pada beban resistif (R).
f. Ganti  beban  resistif  (R)  dengan  beban  RL.  Nilai  R  dan  L  dihitung  dari  daya output yang terpasang.
g. Kemudian  jalankan  dengan Matlab / simulink untuk  melihat  bentuk  gelombang  arus  dan tegangan pada sisi input maupun output , serta total THD i dan THD v yang dihasilkan.
h. Dari  sub  Bab  2.9,  dapat  dihitung  harga  L g ,  L  dan  C f ,  sebagai  nilai  komponen  pada  filter LCL.
i. Matlab dijalankan lagi, untuk melihat bentuk gelombang arus dan tegangan pada sisi input serta THD i  dan THD v  yang  dihasilkan  (hasil  memperlihatkan  bentuk  gelombang  arus, tegangan, THD i  dan THD v  setelah  pemasangan  filter  LCL  yang  dihubungkan  ke  beban resistif (R) dan beban RL.
j. Dari hasil (e) dan (i) akan dianalisa hasil yang diperoleh.
Sebelum  dilakukan  simulasi  maka  terlebih  dahulu  dihitung  besar  tahanan  (R)  dan induktansi (L)  yang terpasang pada rangkaian dengan tegangan output dc (Vdc) sebesar 50% dari  tegangan  output  maksimal  (Vdm).  Dalam  hal  ini  harus  ditetapkan  besaran  penyearah terkendali sebagai berikut:
Tegangan input (V)
: 220 Volt Daya Output beban (Pout) : 2000 Watt Frekuensi input : 50 Hz Frekuensi switching IGBT : 2 kHz Tegangan output maksimal (Vdm) : Tegangan output dc (Vdc) : 0,5 x Vdm = 0,5 x 199 = 99 V Arus output : Tahanan beban (R) : Induktansi beban (L) : dianggap X L = R
Besarnya kapasitor perata dapat ditentukan:
Parameter filter LCL dihitung dengan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Daya  reaktif  yang  diserap  pada  kondisi  rata-rata  dipilih,  dengan  mengambil  x  sebagai persentase  penyerapan  daya  reaktif  dibawah  kondisi  rata-rata.  Nilai  x  dipilih  sebesar  2% (dibawah kondisi yang diizinkan).
2. Dengan  memilih  arus ripple 1%,  dapat  menghitung  induktansi  sisi  konverter  (L)  dengan menggunakan Persamaan
3. Arus ripel attenuation dipilih 20%. Redaman riak dihitung untuk mengetahui besar indeks r :
4. Dengan  mengetahui  induktansi  sisi  konverter  (L),  maka  induktansi  sisi  jaringan  (Lg) dihitung dengan menggunakan indeks r, hubungan antara dua induktansi:
5. Setelah  nilai-nilai  komponen  filter  diketahui,  maka  perlu  pengujian  frekuensi  resonansi. Frekuensi resonansi dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.26).

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada beban R dan RL, penyearah terkendali satu fasa full converter menghasilkan arus harmonisa  yang  melebihi  standar IEC 61000-3-2  terjadi  pada  setiap  harmonisa  ke-n.  Oleh karena  itu,  kedua  penyearah  tersebut  diperlukan  pemasangan  filter.  Filter  yang  digunakan berupa  filter  LCL.  Filter  LCL  dipasang  pada  sisi  input  penyearah.  Pemodelan  pemakaian  filter LCL  dengan Matlab / simulink sesuai  data  dilakukan  untuk  mengetahui  hasil peredaman harmonisa.  Sebelum  pemodelan  di run -kan  perlu  dilakukan  perhitungan  komponen  filter  untuk menghasilkan reduksi harmonisa dengan nilai  yang tepat pada penyearah terkendali satu fasa full converte r.
Data  hasil  pengujian  dengan Matlab/simulink dalam  bentuk  Tabel  yaitu  tegangan  dan arus harmonisa orde n dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1. Hasil simulasi pada penyearah terkendali satu fasa full converter setelah pemasangan
filter LCL dengan beban R Penyearah terkendali satu fasa full converter Arus harmonisa maksimum yang diizinkan kelas D (A) THD v 0,08 % THD i input 10,34 % Harmonisa arus input individual (A) I 1 0,58 I 3 0,02 2.3 I 5 0,01 1.14 I 7 0,01 0.77 I 9 0 0.4 I 11 0 0.33 I 13 0 0.21
Tabel 2. Hasil simulasi pada penyearah terkendali satu fasa full converter setelah pemasangan
filter LCL beban RL Penyearah terkendali satu fasa full converter Arus harmonisa maksimum yang diizinkan kelas D (A) THD v 0,04 % THD i input 10,44% Harmonisa arus input individual (A) I 1 0,58 I 3 0,02 2.3 I 5 0,01 1.14 I 7 0 0.77 I 9 0 0.4 I 11 0 0.33 I 13 0 0.21
Dari  hasil  simulasi  Tabel  1  dan  Tabel  2  terlihat  semua  harmonisa  ke-n  menghasilkan  arus harmonisa sudah dibawah kondisi yang di izinkan oleh standar IEC 61000-3-2.
Besar  arus  untuk  masing-masing  harmonisa  baik  sebelum  pemasangan  filter  LCL maupun  sesudah  pemasangan  filter  LCL  dan  dibandingkan  dengan  standar IEC 61000-3-2 dapat  pada  penyearah  terkendali full  converter dengan  beban  R  dan  RL  dapat  dilihat  pada Tabel 3 dan Tabel 4.
Tabel 3. Perbandingan harmonisa sebelum dan setelah menggunakan filter LCL pada penyearah terkendali full converter dengan beban R Harmonisa orde n
Penyearah terkendali Arus maksimum
diizinkan (A)
Arus sebelum
dipasang filter (A) Arus sesudah dipasang filter (A) 1 30,30 0,58 3 30,33 0,02 2.3
5 30,31 0,01 1.14 7 30,28 0,01 0.77 9 30,24 0 0.4 11 30,18 0 0.33 13 30,12 0 0.21 THD 244,49 % 10,34 %
Tabel 4. Perbandingan harmonisa sebelum dan setelah menggunakan filter LCL pada penyearah terkendali full converter dengan beban RL Harmonisa orde n Penyearah terkendali Arus maksimum diizinkan (A) Arus sebelum dipasang filter (A) Arus sesudah dipasang filter (A) 1 40,32 0,58 3 40,36 0,02 2.3 5 40,33 0,01 1.14 7 40,29 0 0.77 9 40,22 0 0.4 11 40,15 0 0.33 13 40,05 0 0.21 THD 244,42 % 10,44 %
Pada  Tabel  3  dan  4  dapat  dilihat  bahwa  penyearah  terkendali  satu  fasa full  converter dengan  beban  R  dan  RL  sebelum  pemasangan  filter  LCL  menghasilkan  arus  harmonisa  di setiap harmonisa ke-n yang melebihi dari standar IEC 61000-3-2, arus harmonisa yang terbesar dihasilkan pada harmonisa ke-3 yaitu sebesar 40,36 Ampere, sesudah dipasang filter LCL arus harmonisa ke 3 menjadi 0,02 Ampere, hal ini sudah didalam kondisi yang diizinkan standar IEC 61000-3-2  yaitu  untuk  harmonisa  ke  3,  arus  harmonisa  yang  diizinkan  sebesar  2,3  Ampere. Dengan  demikian  pemasangan  filter  LCL  pada  peneyarah  terkendali  satu  fasa full  converter dengan  beban  RL  telah  dapat  mereduksi  arus  harmonisa  sehingga  arus  harmonisa  yang dihasilkan oleh kedua.

## 5. Kesimpulan dan Saran

## 5.1 Kesimpulan
Dari hasil analisa data dan pembahasan, maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Penyearah  terkendali  satu  fasa full  converter d  menghasilkan THD i  yang  melebihi standar IEC 61000-3-2 . Oleh karena itu perlu direduksi dengan pemasangan filter pada sisi input penyearah.
2. Salah  satu  metode  yang  dapat  digunakan  untuk mengurangi  nilai  arus  harmonisa  dari penyearah terkendali satu fasa full converter adalah dengan pemasangan filter LCL.
3. Pada  penyearah  terkendali  satu  fasa full  converter dengan  beban  R  sebelum pemasangan filter LCL menghasilkan arus harmonisa pada setiap harmonisa ke n, arus harmonisa  yang  terbesar  adalah  arus  harmonisa  ke  3  yakni  sebesar  30,33  Ampere,
sesudah  dipasang  filter  LCL  arus  harmonisa ke  3  menjadi  0,02  Ampere,  hal  ini  sudah didalam kondisi yang diizinkan standar IEC 61000-3-2.
4. Pada  penyearah  terkendali  satu  fasa full  converter dengan  beban  RL  sebelum pemasangan filter LCL menghasilkan harmonisa arus melebihi dari standar IEC 61000- 3-2 pada  harmonisa  ke  3,  yakni  sebesar  40,36  Ampere,  sesudah  dipasang  filter  LCL arus harmonisa ke 3 menjadi 0,02 Ampere, hal ini sudah didalam kondisi yang diizinkan standar IEC 61000-3-2.

## 5.2 Saran
Adapun saran-saran yang diberikan yaitu:
a. Untuk  masa  yang akan  datang  kiranya  setiap  penyearah  terkendali  sudah  dilengkapi dengan filter dan mencantumkan nilai THD i yang dihasilkannya.
b. Pemakaian  filter  LCL  pada  sisi  input  penyearah  terkendali  masih  dapat  dikembangkan lagi  analisanya  ke  faktor  daya  beban  sehingga masih  perlu  dianalisa  pengaruh pemsangan filter LCL terhadap faktor daya beban.

## Referensi
[1]. Liserre, Marco dkk, Design and Control of an LCL Filter Based Three Phase Active Rectifier, IEEE vol. 41, no. 5,September/Oktober 2008.
[2]. Darwin Rivas, Luis Morán , Juan W. Dixon José R. Espinoza , Improving Passive Filter Compensation Performance With Active Techniques, IEEE vol. 50, no. 1 February 2003.
[3]. Pranavi Chowdari Tella, 2005, The Study of Single Phase Diode Rectifiers with High Power Factor and Low Total Harmonic Distortion, University of Missouri, Columbia.
[4].  Nor Farahaida Abdul Rahman,dkk,2009 , Single Phase Hybrid Active Power Filter Using Single Switch Parallel Active Filter and Simple Passive Filter, Universiti Teknologi MARA Shah Alam, Malaysia.
[5]. ABS, Mei 2006, Guidance On Control Of Harmonic In Electrical Power System .
[6]. Lundquist, Johan, 2001 “ On Harmonic Distortion in Power Systems ,” Department Electric Power Engineering, Chalmers University Of Technology, Goteborg, Sweden.
[7]. Grady Mack, 2005, Understanding Power System Harmonics University of Texas at Austin.
[8]. Ward Jewell dan Daniel J. Ward, 2002 “ Single Phase Harmonic Limits,” Wichita State University.
[9]. Kapur, Virat. “ Theoretical Modelling Of Single Phase Power Electronics  Loadsto Predict Harmonic Distortion At Distribution Feeder Network Using A Reverse Optimation Solution, 2009 , The University Of Texas At Austin (Doctor of Philosophy Dissertation).
[10]. Basu, Supratin dkk, “ PFC Strategies In Light Of EN66 61000-3-2, Department Of Power Electronics Norwegian University Of Science And Technology, Trondheim, Norway.
[11].  Basu,Supratin.  2006, Single  Phase  Active  Power  factor  Correction  Converter ,  Chalmers  University Technology, Goteborg, Sweden.
[12]. Muhammad Rashid, 2004, Power Electronics, Circuit Devices and Application,, Third Edition, Prentice Hall.
[13].  Martti  Tuomainen,  2004, Harmonics  And  Reactive  Power  Compensation  in  Practice ,  Nokian Capasitor, EN-TH-04-11.
[14]. Xiadong Liang dkk, “ Investigation Of Input HarmonicDistortion Of Variable  Frequency Drives, IEEE 1- 4244-1291-9, 2007.
[15]. Een Tariyana, Slamet Riyadi, studi komparasi pengontrolan arus masukan pada penyearah PWM tiga-fasa dengan tiga saklar dan dua saklar, Bandung .
[16].  Jose  R.  Rodriguez,  Juan  W.  Dixon,  Jose  R.  Espinoza,  Jorge  Pont,  Pablo  Lezana,  2005, PWM Regenerative Rectifiers : State of the Art, IEEE transaction on industrial electronics, vol. 52, No.1, Februari 2005, pp 5-21.
[17]. J. Bauer, Single-Phase Pulse Width Modulated Rectifier, Vol. 48 No. 3/2008
[18]. Husein A. Kazeem dkk, 2005, Low Pass Broadband Harmonic System , World Academy of Science Engineering Technology.
[19]. Sukin  Park,  Jeong-hyoun  Sung,  Kwanghee  Nam,  2000, New  Hybrid  Parallel  Active  Filter Configuration  Minimizing  Active  Filter  Size , IEEE proseding  power  Appl.  Vol  147  No.2,  Maret 2000, hal 93.
[20]. www.mtecorp.com , tgl 09/30/2011, Solution economic for Meet Harmonic Distortion Limit,
http://electrical17.wordpress.com/2011/01/29/elektronika-daya/#mo