BAB I Elda modul IV

5/12/2018 BAB I Elda modul IV - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-elda-modul-iv 1/12

BAB I

1.1 Tujuan Percobaan

1. Mengamati pengaruh perubahan frekuensi inverter terhadap kecepatan putaran

motor.

2. Dapat mengoperasikan Inverter sebagai pengendali kecepatan motor.

3. Mengetahui prinsip kerja inverter yang digunakan.

1.2 Alat yang digunakan

1. Kit praktikum2. Tachometer

3. Motor induksi 3 phasa

4. Generator

5. Lampu

1.3 Dasar teori

Motor induksi tiga fasa banyak digunakan dalam industry. Kelemahan dari

motor induksi adalah tidak mampu mempertahankan kecepatannya dengan

konstan apabila terjadi perubahan beban,maka dibutuhkan controller.

Inverter adalah suatu rangkaian yang berfungsi mengubah tegangan arus

searah menjadi tegangan arus searah menjadi tegangan arus bolak-balik yang

tegangan dan frekuensi keluarannya dapat di atur sehingga motor AC dapat

dikendalikan dengan fleksibel. Tegangan bolak-balik yang dihasilkannya

berbentuk gelombang persegi dan pada pemakaian tertentu diperlukan filter

untuk menghasilkan bentuk gelombang sinusoida.

Ada beberapa jenis inverter,diantaranya adalah inverter PWM (Pulse Width

Modulation). Keuntungan operasi inverter PWM sebagai teknik konversi

disbanding dengan jenis-jenis inverter lainnya adalah rendahnya distorsi harmonic

pada tegangan keluaran disbanding dengan jenis inverter lainnya. Selain itu teknik



2

PWM sangat praktis dan ekonomis untuk diterapkan berkat semakin pesatnya

perkembangan komponen semikonduktor(terutama komponen daya yang

mempunyai waktu penyaklaran sangat cepat). Pada pengendalian kecepatan motor

AC,inverter PWM mempunyai kelebiohan yaitu mampu menggerakkan motor

dengan putaran halus dan rentang yang lebar. Selain itu apabila pembangkitan

sinyal PWM dilakukan secara digital akan dapat diperoleh unjuk kerja system

yang bagus karena lebih kebal terhadap derau atau gangguan.

Pengertian Inverter

Inverter merupakan suatu alat yang dipergunakan untuk mengubah tegangansearah menjadi tegangan bolak-balik dan frekuensinya dapat diatur. Inverter ini

sendiri terdiri dari beberapa sirkuit penting yaitu sirkuit converter (yang berfungsi

untuk mengubah daya komersial menjadi dc serta menghilangkan ripple atau kerut

yang terjadi pada arus ini) serta sirkuit inverter (yang berfungsi untuk mengubah arus

searah menjadi bolak-balik dengan frekuensi yang dapat diatur-atur). Inverter juga

memiliki sebuah sirkuit pengontrol.

Sirkuit

Konverter

Sirkuit

Inverter

Sirkuit Utama

Sirkuit Kontrol

Daya

ACMotor

Unit Inverter

KONVERTER INVERTER Motor induksi

3 phasa

Power supply

3 phasaFilter Vdc

Gambar 1.3.1 Blok Diagram Inverter



3

Prinsip Kerja Inverter

Inverter 1 Fasa

Pada dasarnya inverter merupakan sebuah alat yang membuat tegangan bolak-

balik dari tegangan searah dengan cara pembentukan gelombang tegangan. Namun

gelombang tegangan yang terbentuk dari inverter tidak berbentuk sinusoida

melainkan berbentuk gelombang dengan persegi. Pembentukan tegangan AC tersebut

dilakukan dengan menggunakan dua pasang saklar. Berikut ini merupakan gambar

yang akan menerangkan prinsip kerja inverter dalam pembentukan gelombang

tegangan persegi.

-+

S1

S2

S3

S4

BebanA B

V

V

Gambar 1.3.2 Prinsip kerja inverter 1 Phasa

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa untuk menghasilkan arus bolak-balik,

maka kerja saklar S1 sampai S4 yang disuplay oleh tegangan dc harus bergantian.

Lalu bagaimanakah gelombang tegangan tersebut dapat terbentuk dari keempat buah

saklar tersebut? Ketika saklar S1 dan S4 hidup maka arus akan mengalir dari titik A

ke titik B sehingga terbentuklah tegangan positif. Setelah itu gentian saklar S2 dan S3

yang hidup dan arus akan mengalir dari tiitk B ke titik A sehingga terbentuklah

tegangan negative.



4

0

+

-

S1 dan S4 On

S2 dan S3 OnWaktu

0

+

-

S1 dan S4 On

S2 dan S3 OnWaktu

0,5 detik 0,5 detik

Pembentukan gelombang hasil ON-OFF keempat saklar tersebut dapat terlihat dari

gambar berikut:

Gambar 1.3.3 Bentuk gelombang tegangan

Dengan mengubah arah arus yang mengalir ke beban (pada ½ periode pertama

arus mengalir dari titik A ke titik B dan pada ½ periode kedua arus mengalir dari B ke

A) maka akan didapatkan bentuk gelombang arus bolak-balik. Lalu bagaimana

inverter dapat mengatur frekuensi keluarannya? Inverter mengatur frekuensi

keluarnnya dengan cara mengatur waktu ON-OFF saklar-saklarnya. Sebagai contoh

apabila S1 dan S4 ON selama 0,5 detik begitu juga dengan S2 dan S3 secara berganti-

gantian maka akan dihasilkan gelombang bolak-balik dengan frekunsi 1 Hz. Pada

dasarnya saklar S1-S4 dan S2-S3 dihidupkan dengan jangka waktu yang sama. Jadi

apabila dalam satu periode To = 1 detik, maka S1-S4 ON selama 0,5 detik dan S2-S3

ON selam 0,5 detik dan didapatkan frekuensi sebesar 1 Hz.

Gambar 1.3.4 Bentuk gelombang tegangan AC dengan frekuensi 1 Hz



5

TIPE SUMBER TEGANGAN

SISTEM PAM SISTEM PWM

PERKIRAAN GELOMBANG SINUS

SISTEM PWM

Jika dalam satu periode tersebut dinyatakan pada T maka nilai frekuensi yang

dihasilkan adalah (F):

F = 1/T

Dimana: F = Frekuensi (Hertz)

T = Periode (detik)

Inverter 3 fasa

Pada dasarnya prinsip kerja pada inverter 3 Phasa sama dengan inverter 1

phasa. Yaitu dengan mengubah arus searah menjadi bolak-balik dengan frekuensi

yang beragam. Dimana tegangan arus DC ini dihasilkan oleh sirkuit converter untuk

kemudian diubah lagi menjadi arus AC oleh sirkuit inverter.

Pengendalian Tegangan Inverter

Dalam beberapa pemakain di industri, sering dikehendaki untuk

mengendalikan tegangan keluaran Inverter. Terdapat beberapa teknik untuk

mengendalikan tegangan keluaran Inverter seperti ditunjukan pada gambar 2.7.

Gambar 1.3.5 Teknik Mengeluarkan Tegangan Keluaran Inverter



6

Pada umumnya teknik yang sering dipakai adalah sistem PWM (Pulse Width

Modulation), sistem kontrol yang berbeda-beda ini menghasilkan karakteristik motor

yang berbeda pula (seperti getaran, suara, riak arus motor, respon torsi).

Pada sistem PWM, beberapa pulsa hidup-mati dihasilkan dalam satu siklus

dan lamanya juga beragam untuk mengubah-ubah tegangan output. Jumlah pulsa

hidup-mati yang dihasilkan dalam satu detik disebut frekuensi pembawa. Pada sistem

PWM ini, getaran motor dan kebisingan motor dari komponen frekuensi sebanding

dengan frekuensi pembawa yang dihasilkan. Frekuensi pembawa dari sebuah Inverter

bersuara akustik lebih rendah sangat tinggi, jadi pada Inverter dengan nilai frekuensi

pembawa yang besar dapat menghaluskan suara bising dari motor listrik. Akan tetapi

hal tersebut dapat membuat arus bocor yang terjadi antara motor dan Inverter menjadi

lebih besar, sehingga dapat mengakibatkan terjadinya arus lebih. Untuk kondisi

seperti ini, pemilihan penghantar kebocoran ke bumi / cara pembumian harus

dilakukan dengan benar.

Spesifikasi Inverter

Pada modul latih inverter ini kami menggunakan inverter LG type SV008

iC5A-1. Inverter ini dapat menggunakan sumber tegangan 1 phasa sebesar 200-230V

dengan frekuensi 0 Hz sampai 60 Hz, yang kemudian diubah menjadi tegangan 3

phasa dan menghasilkan frekuensi dan tegangan yang variable dimana frekuensi

keluarannya mulai 0.1 sampai dengan 400Hz. Sedangakan kapasitas dayanya ialah

sebesar 0.75 kW atau 1HP.

Dimensi inverter ini 70 x 128 x 130 mm dengan berat 0.77 kg dan mampu

bekerja pada suhu antara -10 °C sampai 500 °C. Interface inverter berupa keypad



7

arah dengan tombol enter ditengah-tengah untuk memasukan parameter inverter dan

tombol RUN dan STOP serta sebuah layer yang menampilkan 7 segment dengan 4

digit untuk memonitor kerja system.

Gambar 1.3.6 Tampilan Inverter LG SV008 iC5A-1

Setting Parameter

Sebelum mengunakan inverter sebagai pengatur kecepatan motor maka hal

pertama yang harus kita lakukan ialah memprogram parameter dari inverter tersebut

agar bekerja sesuai dengan kita inginkan. Hal ini disebut dengan setting parameter

kita dapat mengendalikan motor mulai dari motor tersebut start sampai ketika motor

stop. Kita juga dapat menentukan pengaman motor dan inverter itu sendiri sehingga

ketika terjadi gangguan pada motor maka inverter akan mati. Di dalam parameter

inverter terdapat empat grup dimana tiap-tiap grup memiliki fungsi yang berbeda-

beda. Diantaranya ialah: Drive Group, Function Group 1, Function Group 2, dan I/O

group.



8

Gambar 1.3.7 Grup pada parameter inverter

Drive Group

Dalam Drive Group berisikan parameter-paremeter dasar untuk

mengoperasikan inverter. Diantaranya adalah Accel Time yang berfungsi untuk

mengatur kenaikan kecepatan motor. Drive Mode untuk memilih modepengeoperasian inverter apakah dari keypad inverter, terminal inverter atau port

komunikasi RS485. Frequency Setting Methode yang berfungsi untuk memilih

apakah pengaturan frekunsi keluaran inverter dengan mode digital yaitu melalui

keypad atau dengan mode analog yaitu melalui terminal input analog inverter: VR,

V1, dan I. ST1, ST2, ST3 untuk men-set frekuensi step1, 2 ,3 pada Multi Step

Frekuensi. DRC yang berfungsi untuk membalik putaran motor tanpa harus menukar

salah satu fasa.

Prinsip kerja inverter yang sedehana adalah :

Tegangan yang masuk dari jala jala 50 Hz dialirkan ke board Rectifier/

penyearah DC, dan ditampung ke bank capacitor. Jadi dari AC di jadikan DC.



9

Tegangan DC kemudian diumpankan ke board inverter untuk dijadikan AC

kembali dengan frekuensi sesuai kebutuhan. Jadi dari DC ke AC yang

komponen utamanya adalah Semiconduktor aktif seperti IGBT. Dengan

menggunakan frekuensi carrier (bisa sampai 20 kHz), tegangan DC dicacah

dan dimodulasi sehingga keluar tegangan dan frekuensi yang diinginkan.

Untuk pemasangan inverter sebaiknya juga dipasang unit pengaman hubung

singkat seperti Seconductor Fuse atau bisa juga Breaker. Ini seperti pada pemasangan

softstarter hanya saja tanpa contactor bypass.

Pengontrolan start, stop, jogging dll bisa dilakukan dengan dua cara yaitu via

local dan remote. Local maksudnya adalah dengan menekan tombol pada keypad di

inverternya. Sedangkan remote dengan menghubungkan terminal di board control

dengan tombol external seperti push button atau switch. Masing masing option

tersebut mempunyai kelemahan dan keunggulan sendiri sendiri.

Frekuensi dikontrol dengan berbagai macam cara yaitu : melalui keypad

(local), dengan external potensiometer, Input 0 ~ 10 VDC , 4 ~ 20 mA atau denganpreset memori. Semua itu bisa dilakukan dengan mengisi parameter program yang

sesuai.

Beberapa parameter yang umum dipergunakan/ minimal adalah sebagai berikut

(istilah/nama parameter bisa berbeda untuk tiap merk ) :

Display : Untuk mengatur parameter yang ditampilkan pada keypad display.

Control : Untuk menentukan jenis control local/ remote.

Speed Control : Untuk menentukan jenis control frekuensi reference

Voltage : Tegangan Suply Inverter.

Base Freq. : Frekuensi tegangan supply.

Lower Freq. : Frekuensi operasi terendah.



10

Upper Freq. : Frekuensi operasi tertinggi.

Stop mode : Stop bisa dengan braking, penurunan frekuensi dan di lepas

seperti starter DOL/ Y-D.

Acceleration : Setting waktu Percepatan.

Deceleration : Setting waktu Perlambatan.

Overload : Setting pembatasan arus.

Lock : Penguncian setting program.

Jika beban motor memiliki inertia yang tinggi maka perlu diperhatikan beberapa hal

dalam acceleration dan deceleration. Untuk acceleration/ percepatan akanmemerlukan torsi yang lebih, terutama pada saat start dari kondisi diam.

Pada saat deceleration/ perlambatan, energi inertia beban harus didisipasi/

dibuang. Untuk perlambatan dalam waktu singkat atau pengereman, maka energi

akan dikembalikan ke sumbernya. Motor dengan beban yang berat pada saat

dilakukan pengereman akan berubah sifat menjadi “generator”. Jadi energi yang

kembali ini akan masuk ke dalam DC Bus Inverter dan terakumulasi di sana karena

terhalang oleh rectifier. Sebagai pengamanan, inverter akan trip jika level tegangan

DC Bus melebihi batas yang ditoleransi.

Untuk mengatasi tripnya inverter dalam kondisi ini diperlukan Resistor

brake akan membuang tegangan yang lebih dalam bentuk panas. Besar kecilnya

resistor brake ini sangat tergantung dengan beban dan siklus kerja inverter.



11

1.4 Prosedur Percobaan

Frequency Variabel

1. Turn the power on and check that the LED monitor blinks while indicating the

0.00 Hz frequency.

I,F__

Func/data

F 03

2. Set frequency max 60 Hz.

F 03

Func/data

STOP

Press

Func/data

Prog/reset

3. Press the run key to start running the monitor in the forward direction.

4. Set frequency 10-60 Hz.

5. To stop the monitor,press the STOP key.

Voltage variable

6. Turn the power on and check that the LED monitor blinks while indicating the

000 V.

I,F__

Func/data

F 057. Set a voltage max 220 V.

F 05

Func/data

STOP



12

8. Press the RUN key to start running the monitor in the forward direction.

9. Set voltage 110-220 V.

10. To stop the monitor,press the STOP key.

Untuk selanjutnya langjah yang dilakukan sama seperti sebelumnya,hanya di

tambahkan beban berupa lampu.

BAB I Elda modul IV

Documents

Transcript of BAB I Elda modul IV