ANALISIS PENGARUH DISTORSI HARMONISA PADA AIR

CONDITIONER SISTEM INVERTER

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi syarat kurikulum pada tingkat sarjana

Strata-1 program studi Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Tridinanti Palembang

Oleh :

RELIS STARDO

1523110508

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRIDINANTI PALEMBANG

2020

ANALISIS PENGARUH DISTORSI HARMONISA PADA AIR CONDITIONER

SISTEM INVERTER

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi syarat kurikulum pada tingkat sarjana

Strata-1 program studi Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Tridinanti Palembang

Oleh :

RELIS STARDO

1523110508

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRIDINANTI PALEMBANG

2020

iii

Yakinlah ada sesuatu yang menantimu selepas banyak kesabaran yang kau jalani, yang

membuatmu terpana hingga engkau lupa betapa pedihnya rasa sakit.

(Ali Bin Abi Thalib)

Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.

(Qs. Al-Insyirah : 5-6)

Kupersembahkan untuk :

Kedua orang tuaku tercinta dan saudara/i ku dan

keluargaku yang selalu mendoakanku.

Bapak/ibu dosen yang senantiasa mendidi dan

membimbing..

Teman teman seperjuanganku yang selalu

membantuku.

v

ABSTRAK

AC (Air Conditioner) sistem inverter merupakan suatu alat yang berfungsi untuk

mengatur sistem pengkondisian udara. Dimana pada fungsinya adalah untuk mengurangi

pemakaian energi listrik yang dihasilkan oleh AC non inverter (split). Akan tetapi pada

penggunaanya AC termasuk jenis beban non linear. Dimana beban yang tidak linear dapat

menyebabkan timbulnya gangguan (distorsi) sehingga menimbulkan harmonisa. Untuk

distorsi harmonisa yang dihasilkan akan berbeda tergantung pada penggunaan dan

pengoperasian beban non linear pada unit AC. Pada penelitian ini, akan dilakukan

pengukuran dan perbandingan nilai THDi dan THDv yang dihasilkan dari unit AC

inverter dan non inverter. Dari hasil pengukuran dan perhitungan didapatkan pada AC

sistem inverter memiliki nilai THDi terendah sebesar 44,14 % pada jam ke tujuh dan AC

non inverter sebesar 12,99 % pada awal pemakaian. Sedangkan nilai THDi tertinggi pada

AC sistem inverter sebesar 109,59 % pada jam ke 8 dan AC non inverter sebesar 22,76 %

pada jam ke 8. Sehingga jika dilihat dari hasil pengukuran dan perhitungan yang didapat

maka pada AC sistem inverter memiliki nilai THDi yang lebih tinggi dibandingkan

dengan AC non inverter (split) dengan perbandingan diantara 66 % sampai 87 %.

Kata kunci : Harmonisa, beban non linear, THDi (Total Harmonic Distortion arus),

THDv (Total Harmonic Distortion tegangan), AC inverter, AC non inverter.

vi

ABSTRACT

AC (Air Conditioner) inverter system is a tool that functions to build an air

conditioning system. Where the function is to reduce the use of electrical energy

generated by non inverter (split) air conditioners. However, the use of AC is a non-linear

load. Where a non-linear load can cause disturbance (distortion), causing harmonics.

The resulting harmonic distortion will differ depending on the use and non-linear load on

the AC unit. In this research, we will measure and compare the THDi and THDv values

generated from inverter and non inverter AC units. From the measurement and

calculation results, the inverter system AC has the lowest THD value of 44.14% at the

seventh hour and non-inverter ACs of 12.99% at the beginning of use. While the highest

THDi value in the inverter system AC is 109.59% at the 8th hour and the non-inverter AC

is 22.76% at the 8th hour. So that when viewed from the measurement and calculation

results obtained, the AC inverter system has a THDi value which is higher than non

inverter (split) AC with a ratio of 66% to 87%.

Keywords: Harmonics, non-linear load, THDi (Current Total Harmonic Distortion),

THDv (Voltage Total Harmonic Distortion), inverter AC, non inverter AC.

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT

atas segala rahmat, karunia dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan penulisan Skripsi ini yang berjudul “Analisa pengaruh distorsi

harmonisa pada Air Conditioner Sistem Inverter” ini disusun untuk memenuhi

syarat kelulusan Strata Satu di Universitas Tridinanti Palembang.

Dalam penyusunan dan penyelesaian skripsi ini, penulis banyak

mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak oleh karena itu pada

kesempatan ini saya mengucapkan banyak terima kasih dan penghargaan yang

setinggi-tingginya kepada Yth.

1. Bapak Ir. H. yuslan Basir, MT. Selaku pembimbing I

2. Ibu Dina Ftria, ST.MT. Selaku pembimbing II

Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada:

1. Rektor Universitas Tridinanti Palembang.

2. Bapak Ir. H. Ishak Effendi, MT. Selaku Dekan Universitas Tridinanti

Palembang.

3. Ketua dan Sekretaris Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Tridinanti Palembang.

4. Staf Dosen dan Karyawan Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Tridinanti Palembang.

viii

5. Kepada Ibu, Ayah, Saudara-saudaraku, dan sahabat-sahabatku yang telah

membantuku semangat, do’a dan dorongan baik moril maupun spiritual

kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih perlu penyempurnaan

yang lebih baik. Akhir kata, penulis berharap semoga Skripsi ini dapat

memberikan manfaat bagi kita semua.

Palembang, Oktober 2020

Penulis

Relis stardo

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................... ii

HALAMAN MOTO DAN PERSEMBAHAN ........................................ iii

HALAMAN PERNYATAAN ................................................................... iv

ABSTRAK ................................................................................................. v

ABSTRACT ................................................................................................ vi

KATA PENGANTAR ............................................................................... vii

DAFTAR ISI .............................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xii

DAFTAR TABEL ..................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang ............................................................................. 1

I.2 Tujuan penelitian ......................................................................... 1

1.3 Rumusan masalah ........................................................................ 2

1.4 Batasan masalah........................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air Conditioner. ........................................................................... 3

2.2 Komponen yang terdapat pada Air Conditioner .......................... 4

2.3 penggunaan Air Conditioner........................................................ 8

2.3.1 Air Conditioner non inverter .................................................... 9

2.3.2 Air Conditioner inverter ........................................................... 10

2.4 Pengontrolan motor kompresor ................................................... 10

x

2.4.1 AC split ..................................................................................... 10

2.4.2 AC inverter ............................................................................... 11

2.5 Pulse Widht Modulation (PWM) pada inverter ........................... 12

2.6 Motor listrik ................................................................................. 14

2.7 Motor Brushless Direct Current (BLDC).................................... 15

2.8 Prinsip Kerja Motor BLDC ......................................................... 17

2.9 Harmonisa pada Air Conditioner ................................................. 17

2.9.1 Non inverter .............................................................................. 17

2.9.2 Sistem inverter .......................................................................... 19

2.10 Harmonisa .................................................................................. 20

2.11 Distorsi harmonisa .................................................................... 21

2.12 Sumber harmonisa .................................................................... 22

2.13 Komponen harmonisa ................................................................ 23

2.14 Batasan distorsi harmonisa ........................................................ 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram alir ................................................................................. 27

3.2 Metode dan lokasi pengoperasian unit Air Conditioner .............. 28

3.3 Pengambilan data ......................................................................... 28

3.3.1 Persiapan alat ukur .......................................... ..................... 28

3.3.1.1 Hioki power hitester ..................................................... 28

3.3.1.2 KWH meter digital ....................................................... 29

3.3.1.3 Noncontact infrared thermometer ................................ 29

3.3.2 Pemasangan alat ukur .......................................................... 30

xi

3.3.3 Pengukuran .......................................................................... 30

3.3.3.1 Distorsi harmonisa Air Conditioner sistem inverter .... 31

3.3.3.2 Distorsi harmonisa Air Conditioner non inverter ......... 35

BAB IV HASIL DAN ANALISA

4.1 Total Harmonic Distortion(THD) ............................................... 39

4.1.1 Sistem inverter ..................................................................... 39

4.1.2 non inverter .......................................................................... 40

4.2 Tabel hasil perhitungan................................................................ 40

4.2.1AC inverter............................................................................ 40

4.2.2 AC non inverter.................................................................... 41

4.3 Kurva data hasil perhitungan ........................................................ 41

4.3.1 Kurva perbandingan THDi ................................................... 41

4.3.2 Kurva perbandingan pemakaian energi listrik (kWh) ........... 42

4.3 Analisa ......................................................................................... 42

4.3.1 Analisa kandungan distorsi harmonisa ................................ 42

4.3.2 Analisa perbendingan pemakaian energi listrik ................... 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .................................................................................. 44

5.2 Saran ............................................................................................ 45

DAFTAR PUSTAKA

LAMIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 sistem sirkulasi air conditioner ................................................... 3

Gambar 2.2 Blower indoor ............................................................................. 4

Gambar 2.3 Jaringan pipa evaporator. ........................................................... 4

Gambar 2.4 thermistor ................................................................................... 5

Gambar 2.5 Motor blower .............................................................................. 5

Gambar 2.6 Modul unit indoor....................................................................... 6

Gambar 2.7 Modul unit outdoor..................................................................... 6

Gambar 2.8 Motor blower outdoor. ............................................................... 6

Gambar 2.9 Motor kompresor ........................................................................ 7

Gambar 2.10 jaringan pipa kondensator. ....................................................... 8

Gambar 2.11 Perbandingan ac non inverter dan inverter ............................. 11

Gambar 2.12 skema Air Conditioner non inverter ....................................... 10

Gambar 2.13 Skema rangkaian Air Conditioner inverter ............................ 11

Gambar 2.14 Persamaan komparator ........................................................... 13

Gambar 2.15 gelombang pwm ..................................................................... 13

Gambar 2.16 Jenis jenis motor listrik. ......................................................... 14

Gambar 2.17 Konstruksi motor BLDC ........................................................ 16

Gambar 2.18 BEMF dan Zerro Crossing pada kondisi floating .................. 16

Gambar 2.19 Vektor yang dibentuk oleh beban R,L,C. ............................... 18

Gambar 2.20 Bentuk gelombang yang dibentuk oleh beban R,L,C............. 19

Gambar 2.21 gelombang distorsi, gelombang dasar, harmonisa ketiga ....... 20

Gambar 2.22 Pembentukan fungsi persegi................................................... 21

xiii

Gambar 2.23 Penjumlahan Gelombang Harmonisa. ................................... 21

Gambar 2.24 Hubungan V-I beban liniear dan bentuk gelombang V-I. ...... 22

Gambar 2.25 Hubungan V-I beban non linear dan bentuk gelombang . ..... 23

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ............................................................. 27

Gambar 3.2 Hioki power hitester .......................................................... 28

Gambar 3.3 Kabel hioki power hitester ....................................................... 28

Gambar 3.4 KWH meter digital ........................................................... 29

Gambar 3.5 spesifikasi KWH meter digital ................................................. 29

Gambar 3.6 Alat ukur IR Thermometer. ..................................................... 29

Gambar 3.6 Pemasangan hioki power hitester ............................................. 30

Gambar 4.1 Grafik perbandingan THDi ...................................................... 41

Gambar 4.2 Grafik pemakaian energi listrik ................................................ 42

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel kebenaran pada pengoperasian motor BLDC .................... 14

Tabel 2.2 Batasan untuk distorsi arus harmonisa ......................................... 25

Tabel 2.3 Batasan distorsi untuk tegangan harmonisa ................................. 26

Tabel 3.1 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam pertama ....................... 31

Tabel 3.2 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam kedua ......................... 31

Tabel 3.3 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam ketiga ......................... 32

Tabel 3.4 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam keempa ........................ 32

Tabel 3.5 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam kelima.......................... 33

Tabel 3.6 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam keenam ........................ 33

Tabel 3.7 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam ketujuh ........................ 34

Tabel 3.8 Pengukuran harmonisa AC inverter Jam kedelapan .................... 34

Tabel 3.9 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam pertama................. 35

Tabel 3.10 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam kedua .................. 35

Tabel 3.11 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam ketiga .................. 36

Tabel 3.12 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam keempat .............. 36

Tabel 3.13 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam kelima................. 37

Tabel 3.14 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam keenam ............... 37

Tabel 3.15 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam ketujuh ............... 38

Tabel 3.16 Pengukuran harmonisa AC non inverter Jam kedelapan ........... 38

Tabel 4.1 THDi dan THDv pada AC sistem inverter................................... 40

Tabel 4.2 THDi dan THDv pada AC non inverter ....................................... 41

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.I Latar belakang

Air Conditioner (AC) merupakan suatu alat yang banyak digunakan di

dalam kehidupan sehari-hari. Penggunaanya yaitu berasal dari masyarakat,

industri, perkantoran, ataupun di gedung-gedung yang terdapat di suatu perkotaan.

Hal ini dikarenakan suatu faktor iklim yang tropis didalam suatu wilayah,

sehingga mengharuskan untuk memasang atau menggunakan suatu alat atau

perangkat untuk menjaga kenyamanan didalam suatu ruangan.

Besarnya pemakaian energi listrik dari unit AC sering membuat konsumen

mengeluh akan bertambahnya biaya yang harus dikeluarkan, dalam hal ini adalah

AC non inverter (split). Untuk itu cara mengurangi besarnya biaya pemakaian

energi listrik yaitu dengan mengganti unit yang pada prinsip kerjanya adalah lebih

hemat energi listrik. Dimana untuk unit pengganti tersebut adalah yang

menerapkan sistem inverter.

Akan tetapi semakin pesatnya perkembangan teknologi yang diterapkan

pada AC maka akan semakin mempengaruhi penurunan kualitas daya listik.

Rendahnya kualitas daya listrik disebabkan karena adanya pemakaian beban non

linear yang merupakan penyebab timbulnya distorsi harmonisa. Kadar distorsi

harmonisa yang tinggi sangat tidak diinginkan dikarenakan dapat menimbulkan

efek tersendiri baik pada jaringan listrik maupun pada motor listrik yang dipakai.

Berdasakan latar belakang diatas, maka penelitian yang dilakukan dalam sebuah

2

karya ilmiah skripsi yaitu untuk “menganalisa pengaruh distorsi harmonisa pada

Air Conditioner sistem inverter”.

I.2 Tujuan penelitian

1. Menganalisis kandungan distorsi harmonisa yang dihasilkan AC sistem

inverter sebagai AC hemat enegi listrik terhadap AC non inverter.

2. Mengukur besaran distorsi harmonisa yang ditimbulkan.

1.3 Rumusan masalah

1. Menganalisis distorsi harmonisa yang ditimbulkan dari Air Conditioner sistem

inverter dan sistem non inverter (split).

2. Pengukuran serta membandingkan besaran nilai Total Harmonik Distortion

arus (THDi) dan Total Harmonik Distortion tegangan (THDv) dari kedua

sistem Air Conditioner.

1.4 Batasan masalah

Dari beberapa permasalahan diatas, proposal skripsi ini saya hanya akan

membahas tentang

1. Menganalisis distorsi harmonisa pada Air Conditioner sistem inverter dan non

inverter.

2. Mengetahui besaran nilai Total Harmonik Distortion arus (THDi) dan Total

Harmonik Distortion tegangan (THDv) yang dihasilkan dari kedua sistem Air

Conditioner.

46

DAFTAR PUSTAKA

[1] Assafat luqman, 2009.” Kolerasi antara medan magnet dengan tingkat distorsi

harmonisa pada motor induksi tiga fasa. Jurnal. Universitas Muhammadiyah

Semarang.

[2] Dharmawan Abe, 2009.” Pengendalian Motor Brushless DC dengan metode

PWM sinusoidal menggunakan Atmega 16. Skripsi. Universitas Indonesia

[3] Dugan Roger C. / McGranaghan Mark F / Santosa Surya / Beaty H. Wayne,

Electrical Power Systems Quality, New York,2002.

[4] Electric Mitsubhisi, PS21964-T/-AT/-CT-TW Datasheet, Mitsubhisi

Electronics, America, 2007

[5] I Dewa Gede Bayu Satya Nugraha1, Cok Gede Indra Partha2, dan I Wayan

Arta Wijaya3.” Analisis Pengaruh Distori Harmonisa Pada Pemasangan

Grid TIE Inverter Dengan Menggunakan Simulink MATLAB. Jurnal ELTEK

2017

[6] Meirani, 2015.”Analisa kualitas daya akibat pegaruh beban non linear pada

PT. Bank Panin, Tbk Palembang. Palembang.Skripsi Universitas Tridinanti

[7] Saputra M.Ichsan, 2018.” Analisa pangaruh variasi nilai kapasitor terhadap

perubahan harmonisa pada motor induksi 1 fasa. Palembang. Skripsi

Universitas Sriwijaya.

[8] Suprianto Tris, 2016.” Analisa pengaruh harmonisa terhadap peningkatan

temperatur pada transformator distribusi di gardu induk Borang Palembang.

Palembang. Skripsi Universitas Tridinanti