Inverter 2

download Inverter 2

of 9

  • date post

    13-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    69
  • download

    16

Embed Size (px)

Transcript of Inverter 2

Kuliah 12. Inverter Bagian II

Kuliah 12 INVERTERS- Bag 28-9 Inverter Resonansi Seri Inverter resonansi seri berdasarkan pada osilasi resonansi arus. Komponen komutasi dan peralatan switch diletakan secara seri dengan beban untuk membentuk rangkaian underdamped. Arus yang mengalir melalui switch ajatuh menjadi nol disebabkan oleh sifat alami dari rangkaian. Jika elemen switching adalah thyristor, inverter dikatakan pemadaman dengan komutasi sendiri. Inverter jenis ini menghasilkan bentuk gelombang yang hampir sinusiodal pada frekuensi tinggi dengan jangkauan 200Hz sampai 100 kHz dan pada umumnya menggunakan tegangan output yang tetap ( contohnya pemanas induksi, transmitter sonar, lampu fouricent, arau generator ultrasonik) Karena menggunakan frekuensi switching yang tinggi, ukuran komponen komutasi menjadi lebih kecil.

Terdapat beragam konfigurasi dari inverter seri, tergantung pada hubungan pada peralatan switching dan beban. Inverter seri diklasifikasikan menjadi dua kategori : 1. Inverter resonansi seri dengan unidirectional switch 2. Inverter resonansi seri dengan bidirectional switch.

1. Inverter resonansi seri dengan unidirectional switch Gambar 8-21a menggambarkan diagram rangkaian dari inverter seri yang sederhana menggunakan dua unidirectional thyristor switch. Ketika thyristor T1 dinyalakan, suatu arus pulsa resonan mengalir melalui beban dan arus jatuh menjadi nol pada t = t1m dan T1 melakukan komutasi sendiri. Penyalaan thyristor T2 mengakibatkan arus resonan berbalik arah melalui beban dan T2 juga melakukan komutasi sendiri. Operasi rangkaian dapat dibagi

Kuliah ELDA Aryulius Jasuan @2009

1

Kuliah 12. Inverter Bagian II menjadi tiga mode dan rangkaian ekivalen diperlihatkan pada gambar 8-21b. Sinyal gerbang untuk thyristor dan bentuk gelombang untuk arus beban dan tegangan kapasitor diperlihatkan pada gambar 8-21c. Rangkaian resonasi seri dibentuk oleh rangkian L, C dan beban (asumsi resistif) haruslah terredam kurang R 4L C . (8-41)

Gambar 8-21 Basic Series resonant inverter

Kuliah ELDA Aryulius Jasuan @2009

2

Kuliah 12. Inverter Bagian II 2. Inverter resonansi seri dengan bidirectional switch Bentuk dari inverter seri bisa dikembangkan dengan menghubungkan sebuah antiparalel diode yang bersebelahan dengan thyristor seperti tampak pada gambar 8-27a. Saat thyristor t1 menyala, sebuah arus pulsa resonan mengalir dan t 1 berkomutasi pada t = t1. Akan tetapi osilasi resonan akan mengalir menuju diode d1 sampai arus menuju nol saat putaran terakhir. Bentuk gelombang untuk arus dan tegangan kapasitor diperlihatkan pada gambar 8-27b.

Gambar 8-27 Inverter resonansi seri dengan bidirectional switch

8-10 INVERTER Thyristor Dengan Komutasi Paksa Walaupun transistor atau gto bisa bekerja sebagai switching device bagi inverter, mereka kebanyakan digunakan pada penerapan berdaya rendah. Untuk penerapan tegangan tinggi dan arus kuat, penting untuk menghubungkan mereka dalam kombinasi seri dan atau parallel. Dua tipe rangkaian komutasi biasanya digunakan pada penerapan inverter yakni: 1. Inverter komutasi tambahan (auxiliary) Sebuah inverter thyristor full-bridge phasa tunggal menggunakan komutasi tambahan seperti pada gambar 8-31a. Rangkaian komutasi dibagi menjadi dua thyristor. Jika kita asumsikan bahwa thyristor t1 terhubung dan menyuplai arus

Kuliah ELDA Aryulius Jasuan @2009

3

Kuliah 12. Inverter Bagian II beban langsung, im ; dan kapasitor cm diberikan tegangan vo dengan polaritas yang diberikan. Bentuk gelombang untuk tegangan kapasitor mode. 2. Inverter komutasi komplemen (complementary) Jika dua inductor dikople, didalam satu hubungan thyristor mematikan thyristor lain dalam sisi yang sama. Tipe ini dikenal sebagai komutasi komplemen. Prinsip ini bisa diberikan untuk inverter komutasi bersama dan gambar 8-32a menunjukan satu sisi dari sebuah inverter full-bridge phasa tunggal. Rangkaian ini juga dikenal dengan sebuah inverter mc murray-bedford. Operasi rangkaian bisa dibagi menjadi tiga mode dan rangkaian ekivalen untuk mode-mode diperlihatkan pada gambar 832b. Bentuk gelombang untuk tegangan dan arus diperlihatkan pada gambar 8-32c dengan mengasumsikan bahwa arus beban selau konstan selama periode komutasi. 8-11 Inverter Arus Sumber Pada bagian sebelumnya inverter merupakan pemasok sumber tegangan dan arus beban dipaksa berfluktuasi dari positip ke negatip dan sebaliknya. Untuk mengatasi beban induktif sembutuhkan saklar tenaga dengan diode freewheeling. Sementara Inverter sumber Arus masukan berlaku sebagai sumber arus. Arus keluaran konstan tidak tergantung pada beban inverter dan tegangan output dipaksa berubah. Gambar rangkaian dari inverter transistor satu phasa diperlihatkan pada gambar 8-35a. Karena harus ada arus kontinyu dari sumber dua saklar harus selalu konduksi salah satunya saklar bagian atas dan yang lainnya saklar bagian bawah. Urutan konduksi 12, 23, 34 dan 41. Bentuk gelombang Arus output ditunjukkan pada gambar 8-35b. Diode seri dengan transistor diperlukan untuk memblok tegangan reverse pada transistor. Dengan inverter arus sumber, rangkaian komutasi bagi thyristor yang diperlukan hanya kapasitor dan lebih sederhana, seperti ditunjukkan pada gambar 8-35c. Misalkan bahwa T1 dan T2 konduksi dan kapasitor C1 dan C2 dimuati dengan polaritas seperti ditunjukkan pada gambar. Penyalaan tyristor T3 dan T4 mereverse bias Thyristor T1 dan arus seperti pada gambar 8-31b. Proses komutasi dari sebuah thyristor bisa dibagi menjadi empat

Kuliah ELDA Aryulius Jasuan @2009

4

Kuliah 12. Inverter Bagian II dan T2. T1 dan T2 akan padam. Arus sekarang mengalir melalui T3C1D1, beban dan D2 C2 T4. Kapasitor C1 dan C2 di discahrge dan di recharge dengan tingkat arus yang konsan sebesar arus beban Im = IL. Bilamana arus melalui C1 dan C2 jatuh menjadi nol, arus beban akan ditransfer melalui diode D1, ke D3 dan D2 ke D4. D1 dan D2 akan dimatikan bila arus beban telah berbalik arah. Kapasitor telah siap untuk memadamkan thyristor T3 dan T4 jika T1 dan T2 telah dipicupada setengah siklus berikutnya. Waktu komutasi akan tergantung pada arus beban dan tegangan beban. Diode pada gambar 8-35.c mengisolasi kapasitor dari tegangan beban.

Gambar 8-35 inverter sumber arus satu Gambar 8-36a menunjukan diagram rangkaian dari sebuah Inverter Sumber Arus tiga fasa. Bentuk gelombang sinyal gerbang dan arus jala-jala untuk suatu hubungan beban Y diperlihatkan pada gambar 8-36b. Pada setiap saat, hanya dua thyristor berkonduksi pada saat yang sama.

Kuliah ELDA Aryulius Jasuan @2009

5

Kuliah 12. Inverter Bagian II Inverter Sumber Arus (CSI) adalah Inverter Sumber Tegangan (Voltage Sourse Inverter, VSI) ganda . Tegangan jala-jala dari suatu VSI dama dengan bentuk arus jala-jala CSI. Keuntungan dari CSI adalah (1). Karena arus input dc dikontrol dan dibatasi, kesalahan pengapian dari peralatan pensaklaran atau hubung singkat tidak akan menyebabkan persoalan yang serius. (2).Arus puncak dari peralatan daya dibatasi (3). Rangkaian komutasi untuk thyristor lebih sederhana (4). Memeiliki kemampuan untuk menagani beban reaktif atau regeneratif tanpa memerlukan freewheeling diode. Suatu CSI memerlukan reaktor yang relatif besar untuk menghasilkan karakteristik sumber arus dan suatu tibgkat pengontrolan konverter yang lebih besar .Respon dinamis lebih lambat Karena transfer arus dari dari suatu pasangan saklar ke yang lainnya, suatu filter keluaran diperlukan untuk menekan lonjakan tegangan keluaran (spike).

Kuliah ELDA Aryulius Jasuan @2009

6

Kuliah 12. Inverter Bagian II

Gambar 8-36 inverter sumber arus tiga phasa

Kuliah ELDA Aryulius Jasuan @2009

7

Kuliah 12. Inverter Bagian II 8-12 Inverter Variable Dc Link Tegangan keluaran dari sebuah inverter dapat dikontrol dengan mengatur indeks modulasi (atau lebar pulsa) dan menjaga tegangan input dc konstan, tetapi pada pada pengaturan tegangan tipe ini ,suatu range harmonisa akan muncul pada tegangan keluaran. Lebar pulsa dapat dijaga tetap untuk menghilangkan atau mengurangi harmonisa tertentu dan tegangan keluaran dapat dikontrol dengan mengatur level dari tegangan input dc. Susunan demikian ditunjukkan pada gambar 8-37 dikenal sebagai inverter variable dc link. Susunan ini menghendaki sebuah tingkat converter tambahan; dan itu adalah chopper, dayanya tidak bisa feedback terhadap sumber dc.

Gambar 8-37 Variable dc link inverter 8-13 Rancangan Rangkaian Inverter Penentuan dari tegangan dan arus dari daya pada rangkaian inverter tergantung pada tipe inverter, beban, dan metode dari control tegangan dan arus. Rancangan meliputi (1) penurunan ekspresi bagi arus beban sesaat, dan (2) menggambarkan bentuk gelombang arus untuk masing-masing peralatan dan komponen. Sekali bentuk gelombang arus diketahui, teknik untuk menghitung rating daya peralatan dan dan komponen kumutasi dibahas pada bagian terdahulu.Perhitungan rating tegangan peralatan dengan memperhatikan tegangan reverse dari masing-masing peralatan. Mengurangi harmonisa keluaran, filter keluaran output filter diperlukan. Gambar 8-38 memperlihatkan filter keluaran yang biasa digunakan. Filter ac sangat sederhana, dan menggambarkan reaktif daya yang lebih. Sebuah filter L-C tertala seperti pada gambar 8-38b bisa menghilangkan harmonisa hanya satu frekuensi.

Kuliah ELDA Aryulius Jasuan @2009

8

Kuliah 12. Inverter Bagian II Sebuah design filter CLC yang baik seperti diperlihatkan pada gambar 8-38c lebih efektif dalam mengurangi harmonic dari lebar bandwith dan menarik daya yang reaktif lebih sedikit.

Gambar 8-38 Output filters

Kuliah ELDA Aryulius Jasuan @2009

9