A99013
0 likes148 views
1. Metode baru untuk meminimalkan riak arus keluaran penyearah daya besar dengan menggunakan filter aktif yang terhubung paralel dengan beban. 2. Filter aktif hanya memerlukan kapasitas arus dan tegangan yang kecil, sama dengan besarnya riak yang akan dikompensasi. 3. Metode ini lebih efisien dibandingkan filter aktif konvensional karena kapasitas arus filter aktifnya jauh lebih kecil.
![PROC.tTB, VOL. 31,NO. 3, 1999
Masukan
-!e-} i^--)
wat6 lm
103
s1
E
20 V/div
5 Fi/div
(a)
Gambar 7 (a) Skema Percobaan
L L
R1
(b) Rangkaiankendali
rx&Ar{At
lu^
I
M(b)
Filter aktif dikendalikan sccara scdcrhana dcngan
menggunakanskemakendali sepcrtitcrlihat di Garnbar
7. Tegangandi hlter kapasitordideteksi dan hasilnya
diproscsoleh tlltcr low-pass untuk rnendapatkan
komponendc-nya. Selisih antara komponen dc dan
tegangansebenarnyadari filter kapasitor Inenyatakan
teganganriak di kapasitor. Riak ini selanjutnya
dibandingkandcngan sinya1 scgitiga lrckucnsi tinggi
untukinengendalikanpenyalaanlransistorIlltcr aktif.
Garnbar(8a) mcmpcrlihatkantcganarldan arus bcban
padatcgangansutnberyanglak sctirnbangsaatfllter aktif
belurn dihubungkan ke rangkaian' Gambar ti(b)
mempcrlihatkanspektrurn arus beban. Gambar ini
menunjukkanbahwa pada tcgangansumbcr yang tidak
setimbang,anrs beban rnengandung riak lrckuensi
rendah(100 Hz) yang cukup bcsar. Riak lrekuensi
rendahini tidak akan rnunculjika tegangansumbernya
setimbang.
Gambar9 (a) dan (b) menunjukkanhasil percobaansaat
hltcr aktif dihubungkan ke pcnyearah.Gambar 9(a)
menunjukkantegangan bcban, tegangan kapasitor'
teganganfilter aktif, dan arus beban. Garnbar (9b)
menunjukkan spektrum arus bcban. Gambar ini
menunjukkanbahwa riak frekuensirendahbisa secara
efektil diminimisasi olch filter aktif' Riak frekuensi
tinggi yang dihasilkan oleh filter aktif bisa dengan
mudahdiredamolch induktansibeban.
(a)
"cd
l o
E tm.m ru f,E Ztt.whur
Gambar8 Hasilpercobaanlanpafilleraktif.
(a)Tegangandanarusbeban.
(b)Spektrumbeban
7
AL6
I Vot
I
I
^.=
A
i lu"o
c
c
I
j
I
Eo s1 Tn
u"g
V n .
tl5-
3lv^
i "& rr" fla
. -_-/:
r---]'_{-++*-]+-- +.-{-- --l-r- t.-
[tr lm.mH:](https://image.slidesharecdn.com/a99013-161119114032/85/A99013-5-320.jpg)
![104
]00 V/div
50 V/div
50 V/div
5 Aildiv
(b)
Gambar9 Hasllprcobaandenganfllteraklif.
(a)Gelombangkeluaran.(b)Spektrumarusbeban.
5 Kesimpulan
Dalammakalahini, suatumetodebaruuntuk minimisasi
riak arus keluaran penyearah daya besar dengan
menggunakanfilter aktif telahdiusulkandanvalidita.snya
diuji lewat simulasi dan percobaan.Hasil pengujian
menunjukkanbahwa filter aktif riak keluaranpenyearah
bisa diminimisasi sehingga menjadi sangat kecil,
walaupun sumber tegangan penyearahnya tidak
setimbang. Metode yang diusulkan cocok untuk
penyearahdayabesarkarenakapa.sitastegangandan arus
dari filter aktif yang diusulkan keduanya sangat kecil
dibandingkan dengan kapa.sitaspenyearah. Optimasi
ukuran filter pasif LC dan filter aktif masih perlu diteliti
lebih lanjut. Pengaruhfilter aktif pada kinerja dinamik
penyearahjuga masihperlu diteliti lebih mendalam.
PROC.tTB,VOL.3I,NO.3, 1999
6 Ucapanterimakasih
Penelitianini dibiayai oleh Hitachi ScholarshipFoundation
dan The Japan Socicty for Promotion of Science dan
dilakukandi Tokyo Instituteof Technology,Jepang.Penulis
mengucapkanterima kasih kepadaProf. Terua Kataoka dan
Prof. Yukihiko Sato, keduanya dari Tokyo Institute of
Technology, yang telah banyak membantu dalam penelitian
ini.
Daftar pirstaka
Cilyo, F.F., Dcsign and PcrforrnanceAspecLsof a
Prccision High-Current Power Supply, IEEE Trans.
NuclearScience.22. 1238-1241(1975).
Lisser, J. dan Bouwknegt, K., High-Speed High-
Precision Programmable Magnet Power Supply for a
Wide Rangeof Magnet Time ConstanLs,IEEE Trans.
Nulear Science, 28,2859-286I (199I ).
Han, B.M., Karady, G.G. dan Thiessen,H.A., Tuning
MagnetCurrent-ConditioningSystemfor RF Cavity in a
High-Intensily ProtnnAccelarator,IEEE Trans. Nuclear
Science,38, 1005-1012 (1991).
Sato,H., et.al,,Performanceof the Main Ring Magnet
PowerSupplyof the KEK 12 GeV ProtonSynchrotron,
IEEE Trans.NuclearScience,39,1490-1495(1992).
Parce.D.A.. Power Electronic Converter Harmonics.
IEEE Press.New York. (1996).
Reeve,J. danBaron,J.A., HarmonicDC Line Voltages
Arising from HVDC Power Conversion, IEEE Trans.
PowerApp. Sys.,89, 1619-1624(1970).
Mathur,R. M. dan Sharal A.M., Harmonicson the DC
Side in HVDC Conversion, IEEE Trans. Power AppL
Sys.,96, 163l-1637(1977).
Kwon, B.H., Designof a Highly SrableElectromagnet
PowerSupply,IEEE Trans.Ind. Electon.,39, 149-158
(1992).
Boenig,H.J., et.al.,Designand Operationof a 40-MW
Highly Stabilized Powcr Supp'ly, IEEE Trans. Ind.
Appl.,32, I 146-rr51 (1996).
Liang, R. dan Dewan, S.B., A Low-Ripple Power
Supply for High-CurrentMagnet I-oad,IEEE Trans.Ind.
Appl., 30, I 006-1015(1994).
Olivier, G., Stefanovic,V.R. dan Jamil, M.A., Digitally
Controlled Thyristor Curent Source,IEEE Trans. Ind.
Electr. & Cont.Instr.,26, 185-191(1979).
McMuray, W., The Closed-LoopStability of Power
Converterswith an Integrating Controller, IEEE Trans.
Ind.Appl.,18,521-531(1982).
7
l .
2.
4.
5.
8.
9.
10.
l l .
12.](https://image.slidesharecdn.com/a99013-161119114032/85/A99013-6-320.jpg)
A99013
- 1. 9{+l{v ;i#, pnoc.ITB.voL.3t,No.3,rseg menggunakanfilteraktif PekikArgoDahono Laboratoriun PenelitianKonversiEnergiElektrik,JurusanTeknikEIeKro, lnstitut TeknologiBandung,Jul. Ganesa 10,Bandung40132 Masuk:11Januarr1999;revisrn'a.rrk:3Juni1999:diterirna./ Ilesernber1999 Sari Suaturnetoclcharuuntuknrcrnininrisusiriakaruskcluaranpcnyearahdayabcsarclcnganmcnggunakanllltcr aktil'diusulkandalamtulisan ini.Kalcnallltcr aktil'tcrhubungparaleldenganbeban,rnakakapasitasarus liltcr aklif'.yarrgdipcrlukanmcnjaclisangatkccil, yaitu sebesarriakarusyangakanr'likonrpcnsasi.Selainitu, karcnallltcr aktil'dihuburrgkanscriclcnganfilter pasifkapasitoryangacla,rnaka kapasita.(c8all8anliltc'.rrktil..jugasangatkecil,yaituschcsa.riaktcgangart dijelaskandahnrtulisanini-Validitasmeludcyangdiusulkantliu.jidcngansinrulasidanpcrcobaan" Katdkwui: llltcraktil,penyearah,tcknikkcnclali,minirnisasiriak,sistenrkcnrlali Abstract Output currcnt ripplc rninimization ol'high-powcr rectilicrs by using active lilter A newmcthodto nrinimizethc outputcurrentripplco[ high-gxrwerrectillcrsby usinga dc activcpowcrliltcr is prescntcclin thispapcr. Bocausethcaclivcllltcr is connectcdin parallcclto thc krad.thc currcntralingol'the l'iltcris vcry small,thatis as smallas thc ripplc whichrsgoingto hc conrl>cnsatccl..Molcovcr,bccauscthc activcfiltcr"isscricsc<.inncctccllo thc cxistingpassivcllltcr caPacitor,thc voltagcratingol'thc activcliltcr'is alsovcry small,thatis ds smallas thc voitagcripplc which is goingto hc conrpcnsatcd.A contrtrl techniquelbrthcactivclilteris proposcdin thispapcr.Valitlityo[thc proposcdrncthodis vcrillcclby simulatcdanclcxpcrinrcntalrcsults. Keyu,ords:uttiveJilter,ret:tifier,cotilrol te<hrique, rippleniritnii.dtiot (otilrol sy.ttctn. 99 Minimisasiriakaruskeluaranpenyearahdaya-besardengan I Pendahuluan Pcnycarahdayabcsarbanyakdigunakandalarrrindustri sebagaipcngisibatcrai,catu-dayaproscs clcktrokimia, pengcndalikcccpatanmot()r.protcksi kat(xlik,dan catu- dayantagnct.Untuk daya yang besar,pcnycarahyang digunakanbiasanyapcnyearahthyristor (ika tcgangan dc keluarannyaharustcrkendali)atau penyearahdioda (ika teganganyang tctapcukup rncrnadai).Karenariak legangandananrskcluararrdari pcnycarahsernacarnini masihtcrlalubcsarunnrkbanyakaplikasi,pcrludiplrsang filter untuk rncnguranginya.Filtcr yang digunakan umumnyabcrupaliltcr pasif t,C. Akan tctapi,jika riak ntaksirnunryangdiizinkansangatkccil, llltcr pasifyang diperlukanakansangatbesardanmahal.Selainitu, filter pasif yang bcsar akan rncmbuat ellsicnsi penyearah menurunscrtamempunyaitanggapanyang lambat dan cenderungberosilasi. Penyearah dcngan riak ants keluaran yang kecil banyak diperlrrkan dalarn laboratoriurndancatu-dayamagnelI I-4I. Salahsatucara untuk rucngurangiriak anrs keluaran tanpalncr)ggunakanfiltcr pasifyangbesaradalahdengan meningkatkanjunilah pulsa keluaranlrenyearahl5l. Jumlahpulsayangdigrnakanurur.ur)nya6, 12, 18,atau 24pulsa.Sayangnya,caraini hanyacfektil'jika surnber tiga-fasanyasctirnbang.Jika tegangan surrrbcr tiga- lastnya tidak sctirnbang.riak kcluaranrlcngan lrckucnsi rcndahakantctapkcluar,walaupunkita tclah mcnggunakan pcnycarahpulsabanyakl6-71.Akibatnya,filtcr pasil yang tliperlukanrnasihtctap bcsar.Sclain itu, pcnycarahpulsa banyak nlcrncrlukantralb tiga-lasayang kornplcks dan lulahal. Ctra lain untuk rncngurangiriak keluarantanpamcngguna- kan filtcr pasifyangbcsaradalahdcnganl.rrenggunakanfiltcr aktil'l8-101.Filter aktil konvcnsiorraldircalisasikandcngan lllcrnasangsuatukonvcrtcrelcktronikayang tcrpasangscri dcngan bcban. Filtcr ini dikcndalikanscdcrnikianrupa sehingga filtcr akan mcnghasilkan riak tegangan yang rnclawan riak tcganganyang dihasilkan pcnycarah.Filtcr aktif bisa direalisasikandengan lncnggunakankonvcrter elcktronikayang bekerja dalam rnode linicr [8'91 atau switching[01. Kclcmahanutarnafiltcr aktifkonvcnsionalirri adalahhubunganseriantarafiltcr aktif denganbcban.Karena terhubungseri, kapasitasarus filter aktif paling tidak hanrs san)adcngankapasilasarusbcbixl. Oleh scbabilu. cara ini tidakcocokuntukpenerapanyangmemcrlukanarusbesar. Dalarutulisanini diusulkansuatutopologibarufiltcr aktii. Filter aktil ini terhubungparalel dengan bcban sehingga kapasitasanrsfilter aktif yang diperlukantidak terlalu hesar (sarnadengan bcsar riak anrs yang ingin dikornpen.sasi). Sclainitr.r,karcna(iltcr aktif ini dipasangseridcnganfilter kapasitoryang biasanyasudahada,kapasitasteganganlilter
- 2. 100 aktif yang dipcrlukan juga titlak terlalu besar (saina dcngan riak tegangan yang dikornpensasi).Krena tegangandan arus filrer akril ini jauh lcbih kecil dibandingkanrlcrrgantegangarlrlan arus beban,rnaka liltcr ini r:ocxrkuntuk rricrnirrirnurrrkanriak l(eluaran pcnycarahtlayatrcsar.OararncngcntlalikarrIllteraktif ini diusulkan.Valitlirasrnetodr:yangdiusulkandiuji dengan sirnulasidanpcrcobaart. 2 N'Ietodekonvensiorral Scbelrimnrcrnblilnsittct(,(loyarigtlirlsrrlkarr"achtraikrrya kitarncurhahaslcbrhdulu nrclodckrrrrvcnsional.Garnbar I urctnpcrlihatkiirrskcnrapcrrycarahthyristortiga_lasa cnarn-llulsayang dilcngkapifilrcr pasil l.C di sisi kclulrannya.Hasilsirnulasitcgangaritlanaruskclrraran licnycarahllatla tcgarrgansunrbcr sctinrbujg dan tak sctirnbangdipcrlihal.karrdi Gantharl(a) rtan (b). Data sirnrrlasidibcrikandi Tabcl l. Garnbarini nrcnurrjukkarr bahwatcgarrgar)dan ,ar-usbcltirrryar)gratapadakcatlaarr sctinrbangrncnjailitirlirkrata saattcgangansurnbcrtak sclirnballg.Pada k<lntlisi sctinlbang,.frckucnsi riak kcluarantcrcndahatlalaltcrranrkali fr.okrrcnsisurnbcr. .yuitrr3(X)Hz. Akarrtctal)i.padakcatllrarrtak sctirnbang, Iickucrrsiriak kclrraranlrrrcrrdalrbisa 50 atau 100 t{z (tcrgantungpadajclris kctidaksctirnbangannya).Dalarn sirnulasi.kondisi rak sctin)bangdiciptakan clcngan rncnyisipkarrindukror5 urH kc salahsatulasasurnbcr. Akibatnya, filtcr L,C yang rclah clirancangagar clisien <lalarnmcrcdarnriak li'ckucnsi 300 Hz rncniadi titlak cfisicnjika riakyangadanrcngantlungtickucrrii 100Hz. Akan tctapi,jika filtcr LC .dirlncang agar juga bisa rlrercdan)riak fhkucnsi rcndah.rrkuranllltcr l_C yarrrl dipcrlukanakansangatbcsar. Tabel1i Dalasirirulasi PROC.ffR, VOL. 31,NO. 3, 1999 Vco , o 50v t A A 0 50v 25A 0 l 3 A 0 (b) Gambar2 Hasilsimulasipadalegangansurnber (a)selimbangdan(b)taksolimbang tJntuk rncntinirnisasi riak lickucnsi rcndah tilnDa rncnggunakanfiltcr [,C yang bcsir.r,pctnasanganliltcr aktil. scpcrtryangtcrliatdi Garnbar3(a)lclahdiusulkandi pusraka Itt-101.Gambar3(b)mcmperlihatkanrangkaianckivalcnsisi dc dari Garnbar 3(a). V,t menyatakan nilai rata_rata (komponendc) dan i,, rncnyalakanriak padateganganllltcr kapasitor.Jika lllrer aktif' clikcndalikanscclcurikianrupa sehingga rnenghasilkanriak tcgangan i,, = -i,,, trraka teganganbebantidak lagi mcngandungriak. patlasistcrnini. filter pasif LC bcrtungsiuntuk rncngurangiriak liekucnsi r tinggi dan filter aktif unrrrk rnengurangiriak frekucnsi I rcndah.Oleh sebabitu, ukuran filter pasif yang tlipcrlukan t tidak terlalubcsar.Firtcr aktir ini bisa diirnplenrentasikan ( dcngan rangkaian konverter daya rno<Ic linier rnaupun ) sv,itching.Scperti telah disinggung sebclurnnya,hubungan i seri antarafilrcr aktif denganbebanrncnyebabkankapasiras a arus filter aktif paling lidak harus sarna dengan arus n rnaksimum bcban, walaupun tcgangannyasendiri rcndah. b yaitu sana dengantcganganriak yalrgclikornpcnsasr.Karcna d kapasita.sarus yang dipcrlukan bcsar,pencrapanmctocleini untuk arus yang sangat bcsar akan kornplcks dan ticlali cfisien. i 1," ,,t'r r , . - - - - - - i Beban Il ____j 'fegangan sumberac 50 Hz Gambar 1 Skemapenyearahtjgajasa
- 3. PROC.ITB, VOL.3t, NO. 3, 1999 Penyearahdanfilterpasif Gambar3 Minirnisasiriakaruskeluarandenganfilteraklif konvensional(a)Skemadan(b)Rangkaianekivalen Nletodeyang diusulkan Untukrucrnaharnirnctotlc yang diusulkan, rnari kita tinjaurangkaianpcngganLidi Gitrnbar3(b). Fungsifiltcr aktif adalah nrcnghasilkantcgangan yang rnclawan teganganriak yang dihasilkandi liltcr pasif kapasitor. Selarnallltcr aktif sccaracfcklit tcrhubunganseridcngan kapasitor,urakaJxrsisiyang scbcnarnyadari llltcr aktil' tidakakanrncngubahkincrja sistcrn.Olch scbabitu, posisifiltcr aktil dapal"dipindahkankc posisi scpcrti torlihatdi Garnbar4(a).Rcalisasidari skcrnadi Garnbar .l(a)dipcrlihatkarrdi Garnhar,+(b).Terlihatdi ganrbarini bahwafiltcr aktil-tcrhubunganscri dengarr llllcr kapasitor.Jika filtcr aktif dikcndalikanscdemikianrupa sehinggamcnghasilkantcgangan riak yang ntclawan teganganriak di filtcr kapasitor,maka tcganganbcban akanbcbasdari riak. Akan tctapi, bcberbcdatlcngan Gaurbar3, posisifiltcr aktif di Gantbar.t bcradaparalel denganbcbanschinggaarusyang mengalirdi llltcr aktil tidaksamadcnganams bcban,letapihanyascbcsarriak arusyangdikompensasi.Olch scbabitu, tegangandan arusdarifiltcr aktif di Garnbar.4 kcduanyasama-sama kecil,yaitu san)adcngan tegangandan arus riak yang dikornpensasi.Pada flltcr aktif di Gambar 3, arus keluarantilter aktif bcrsifat searah (dc), sedangkan tegangannyabolak-balik. Oleh scba itu, hlter aktif di Gambar3 bisa direalisasikandengansebuahtransistor yangbekerjadalam mode linier atau menggrrnakan chopperarusdua kuadaran[101.Bcrbedadenganliltcr aktif di Garnbar3, filter aktif di Garnbar 4 harus menghasilkantcgangandan anrs keluaranyang bolak- balik(ac).Olch scbabitu, filter aktif di Garnbar4 harus direalisasikandcngansebuahinverter. Inverter ini bisa 101 direalisasikandengan menggunakan anpLifter (inverter) Iinier maupunswitching.Perludicatatbahwasumberdc bagi filter aktif tidak harus benar-benar ada, tetapi bisa direalisasikandenganhanyamenggunakanscbuahkapasiIor. Tegangandi kapasitorini bisa dikendalikandengansedikit rnenn)difikasisinyalkendalifilter aktif. Penvearahdanfilter Masukan I l 6 Gambar4 (a)Posisialternatifdarifilteraktif. (b)Skemafilleraklifyangdiusulkan Skernasistem kcndali dari filter aktif yang diusulkan di Gambar4 dipcrlihatkandi Gambar 5. Sistem kendali ini ditujukan untuk menghasilkan pcnycarah dengan ams kcluaranterkendali.Untuk rncnghasilkanilms kcluaranyang terkendali,arusbebanyangsebenarnyadibandingkandengan ams acuan. Hasil perbandingan arus ini diolah oleh pengendaliPI untukrnenghasilkanteganganacuan(tegangan beban atau tegangandi filter kapasitoryang diinginkan). (b) (a) (b)
- 4. 102 PROC.rTB, VOL.3l, NO.3. 1999 Jembatan thyristor ; rt ^ t , - - " -__)(x) if'g--*.--_ | *[-LPJI- vau Gan'tbar5 Skemapengndalianpenyearahdanfilleraktif Hasrl pc.rhartdirtgirnirlrliira tcgarlgarrkapasitor yang scbcnarnya ilcrrgan tcgirrltan acuan diolah olch pcngcndaii Pl urrirrk incncnlrrkansudrrI pcnyalaan tit.yri,stor.Dalarrt sistcrn irri, thyril;rcr dikcndalikarr dcngan algorilrna inrtr',rL t'tt.:int' agar pcnycarah incrnpunyaikinicr-jaylng bcrrsil'allirticr.Cararncrancang pcrrgcndali pcnvcrrah scrnacarl ini tclah banyak dilaporkandi ltustakaI I I l-ll2l. Vco 50v 0 r L d (b) Vco 254 25A n 50v 0 iLrl 254 25A 0 Gambar6 Hasilsimulasipenyearahyangdilengkapifilteraktif padategangansumber Tegangansumberselimbang Tegangansumberlak selimbang Sinyalbagi llltcr aktil'jugadidapardari hasilpcrbandingan tcgallganacuan dcngan tcgangankapasitur.Pada kcatlaan lnantap, sclisih anlara tcgangan acuan tlan tcgangan scbcnarnyanrcnyatakanriak togangandi kalrasitor.Riak tcganganini sclanjutnyadibirrrtlingkandcngirnsinyalscgiriga l'rckucnsi tinggi untuk rnonuntukuusinyal pcnyxlnuu transistorfiltcraktil. Gambar 6 mcrnpcrlihalkanhasil sirnulasi dari pcnycarah dcngandauayang sama scpcrti tcrlihat di Tabcl l, tcLapi sckarangdilcngkapi lllter aktil'. F'rckucnsi,swi.tt-hingl'lltcr aktif yangdigunakanadalahl0 kHz. Tcgangansurnbcrllltcr aktif diasrrrnsikanscbcsar l0 Vdc. Hasil sirnulasi ini rncnunjukkanbahwaantsdi bcbanmasihtctaprncndckatidc lnurni,walaupuntcgangansurnbcrrryatak sctirnbang.Filtcr aktif bisa sccaraclbktil rncrninirnurnkanriak lickucnsi rcndahyangdihasilkanpcnycarah. 4 Hasil percobaan Untukrncngujivaliditasrnctodcyangdiusulkan,suatusisterrr percobaanscderhanatelah dilakukandcnganskcrnascpcrl.i terlihat di Ganrbar7. Penycarahtiga-fasayang digunakan adalahpcnycarahdiodatiga-lasajcrnbatanpcnuh.Filtcraktil' dircalisasikrurdcngan invcrtcr IGBT yang dioperasikan dcngan lickuensi st4,itchingQ'arrier) 15 kHr. Surnbcr teganganbagi filter aktif didapatdari pcnycarahdioda kecil satu-fasa.Data pcrcobaandibcrikan di Tabcl 2. Kctidak- scirnbangansurnbcrdiciplakandcnganrnenyisipkarrinduktor 3 mH di salahsatulasasurnber. Tabel2 Dalapercobaan (b) Tegangansumberac 50 Hz Tegangansumberfilleraktif
- 5. PROC.tTB, VOL. 31,NO. 3, 1999 Masukan -!e-} i^--) wat6 lm 103 s1 E 20 V/div 5 Fi/div (a) Gambar 7 (a) Skema Percobaan L L R1 (b) Rangkaiankendali rx&Ar{At lu^ I M(b) Filter aktif dikendalikan sccara scdcrhana dcngan menggunakanskemakendali sepcrtitcrlihat di Garnbar 7. Tegangandi hlter kapasitordideteksi dan hasilnya diproscsoleh tlltcr low-pass untuk rnendapatkan komponendc-nya. Selisih antara komponen dc dan tegangansebenarnyadari filter kapasitor Inenyatakan teganganriak di kapasitor. Riak ini selanjutnya dibandingkandcngan sinya1 scgitiga lrckucnsi tinggi untukinengendalikanpenyalaanlransistorIlltcr aktif. Garnbar(8a) mcmpcrlihatkantcganarldan arus bcban padatcgangansutnberyanglak sctirnbangsaatfllter aktif belurn dihubungkan ke rangkaian' Gambar ti(b) mempcrlihatkanspektrurn arus beban. Gambar ini menunjukkanbahwa pada tcgangansumbcr yang tidak setimbang,anrs beban rnengandung riak lrckuensi rendah(100 Hz) yang cukup bcsar. Riak lrekuensi rendahini tidak akan rnunculjika tegangansumbernya setimbang. Gambar9 (a) dan (b) menunjukkanhasil percobaansaat hltcr aktif dihubungkan ke pcnyearah.Gambar 9(a) menunjukkantegangan bcban, tegangan kapasitor' teganganfilter aktif, dan arus beban. Garnbar (9b) menunjukkan spektrum arus bcban. Gambar ini menunjukkanbahwa riak frekuensirendahbisa secara efektil diminimisasi olch filter aktif' Riak frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh filter aktif bisa dengan mudahdiredamolch induktansibeban. (a) "cd l o E tm.m ru f,E Ztt.whur Gambar8 Hasilpercobaanlanpafilleraktif. (a)Tegangandanarusbeban. (b)Spektrumbeban 7 AL6 I Vot I I ^.= A i lu"o c c I j I Eo s1 Tn u"g V n . tl5- 3lv^ i "& rr" fla . -_-/: r---]'_{-++*-]+-- +.-{-- --l-r- t.- [tr lm.mH:
- 6. 104 ]00 V/div 50 V/div 50 V/div 5 Aildiv (b) Gambar9 Hasllprcobaandenganfllteraklif. (a)Gelombangkeluaran.(b)Spektrumarusbeban. 5 Kesimpulan Dalammakalahini, suatumetodebaruuntuk minimisasi riak arus keluaran penyearah daya besar dengan menggunakanfilter aktif telahdiusulkandanvalidita.snya diuji lewat simulasi dan percobaan.Hasil pengujian menunjukkanbahwa filter aktif riak keluaranpenyearah bisa diminimisasi sehingga menjadi sangat kecil, walaupun sumber tegangan penyearahnya tidak setimbang. Metode yang diusulkan cocok untuk penyearahdayabesarkarenakapa.sitastegangandan arus dari filter aktif yang diusulkan keduanya sangat kecil dibandingkan dengan kapa.sitaspenyearah. Optimasi ukuran filter pasif LC dan filter aktif masih perlu diteliti lebih lanjut. Pengaruhfilter aktif pada kinerja dinamik penyearahjuga masihperlu diteliti lebih mendalam. PROC.tTB,VOL.3I,NO.3, 1999 6 Ucapanterimakasih Penelitianini dibiayai oleh Hitachi ScholarshipFoundation dan The Japan Socicty for Promotion of Science dan dilakukandi Tokyo Instituteof Technology,Jepang.Penulis mengucapkanterima kasih kepadaProf. Terua Kataoka dan Prof. Yukihiko Sato, keduanya dari Tokyo Institute of Technology, yang telah banyak membantu dalam penelitian ini. Daftar pirstaka Cilyo, F.F., Dcsign and PcrforrnanceAspecLsof a Prccision High-Current Power Supply, IEEE Trans. NuclearScience.22. 1238-1241(1975). Lisser, J. dan Bouwknegt, K., High-Speed High- Precision Programmable Magnet Power Supply for a Wide Rangeof Magnet Time ConstanLs,IEEE Trans. Nulear Science, 28,2859-286I (199I ). Han, B.M., Karady, G.G. dan Thiessen,H.A., Tuning MagnetCurrent-ConditioningSystemfor RF Cavity in a High-Intensily ProtnnAccelarator,IEEE Trans. Nuclear Science,38, 1005-1012 (1991). Sato,H., et.al,,Performanceof the Main Ring Magnet PowerSupplyof the KEK 12 GeV ProtonSynchrotron, IEEE Trans.NuclearScience,39,1490-1495(1992). Parce.D.A.. Power Electronic Converter Harmonics. IEEE Press.New York. (1996). Reeve,J. danBaron,J.A., HarmonicDC Line Voltages Arising from HVDC Power Conversion, IEEE Trans. PowerApp. Sys.,89, 1619-1624(1970). Mathur,R. M. dan Sharal A.M., Harmonicson the DC Side in HVDC Conversion, IEEE Trans. Power AppL Sys.,96, 163l-1637(1977). Kwon, B.H., Designof a Highly SrableElectromagnet PowerSupply,IEEE Trans.Ind. Electon.,39, 149-158 (1992). Boenig,H.J., et.al.,Designand Operationof a 40-MW Highly Stabilized Powcr Supp'ly, IEEE Trans. Ind. Appl.,32, I 146-rr51 (1996). Liang, R. dan Dewan, S.B., A Low-Ripple Power Supply for High-CurrentMagnet I-oad,IEEE Trans.Ind. Appl., 30, I 006-1015(1994). Olivier, G., Stefanovic,V.R. dan Jamil, M.A., Digitally Controlled Thyristor Curent Source,IEEE Trans. Ind. Electr. & Cont.Instr.,26, 185-191(1979). McMuray, W., The Closed-LoopStability of Power Converterswith an Integrating Controller, IEEE Trans. Ind.Appl.,18,521-531(1982). 7 l . 2. 4. 5. 8. 9. 10. l l . 12.