Prinsip Kerja Inverter

8/12/2019 Prinsip Kerja Inverter

1/7

2.1 Prinsip Kerja Inverter2.1.1 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

Beban

A B

V

V

Gambar 2.2 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.


2/7

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 2.3 Bentuk gelombang tegangan

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

titik A ke titik B dan pada 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 2.4 Bentuk gelombang tegangan AC dengan frekuensi 1 Hz

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

(F):

F = 1/T


3/7

VDC

WV

U

S6

S5

S4

S3

S2

S1

S1

S2

S3

S4

S5

S6

U-V

V-W

W-U

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540

Dimana: F = Frekuensi (Hertz)

T = Periode (detik)

2.1.2 Inverter 3 fasaPada 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.

Gambar 2.5 Sirkuit pada inverter


4/7

Sirkuit Konverter Sirkuit InverterP

N

R

S

T

D1 D2 D3

D4 D5 D6

TR1

TR2

TR3

TR4

TR5

TR6

U

V

W

Dari gambar 2.6 dapat dilihat bahwa inverter memiliki dua buah sirkut utama, yaitu sirkuit

converter dan sirkuit inverter. Sirkuit converter berfungsi untuk mengubah daya komersial AC

menjadi arus searah serta menghilangkan ripple akibat penyearahan yang akan dilakukan oleh

dioda-dioda pada sirkuit converter ini dengan menggunakan kapasitor penghalus (C). Tegangan

DC dari converter itu kemudian menjadi sumber tegangan untuk transistor-transistor pada sirkuit

converter. Selain berfungsi untuk mengubah kembali tegangan DC menjadi tegangan AC

kembali, transistor-transistor juga mempunyai fungsi utama untuk mengatur frekuensi keluaran

inverter yang beragam.

Gambar 2.6 Sirkuit dasar inverter 3 phasa dengan transistor

Inverter juga memiliki saklar-saklar seperti pada inverter 1 phasa yakni untuk membentuk

tegangan bolak-balik juga mengatur frekuensi keluaran inverter yaitu S1-S6. Namun pada

aplikasinya saklar-saklar ini diganti dengan menggunakan enam buah transistor. Hal imi

disebabkan karena saklar konversional memiliki banyak kerugian diantaranya adalah pada

kecepatan perpindahan saklar. Apabila saklar berubah-ubah dengan kecepatan tidak konstan

untuk setiap perubahan tegangan (dari positif ke negative), tentunya frekuensi yang dihasilkan

akan tidak konstan pula. Setelah itu transistor dihidup-matikan untuk menjalankan motor.


5/7

T1ON

0 120 180 240 300 3606030 90 150 210 270 330

T2ON

vRO

vSO

vTO

T4ON

T5ON T5ON

T3ON T3ONT6ON

vRS

vST

vTR

T2T4ON

T1T5ON

T2T6ON

T5T3ONT5T3ON

T6T1ON

Hubungan antara tegangan inverter (VRO, VSO, VTO) dan tegangan output (VRS, VST,

VTR) dapat diturunkan sebagai berikut:

VRS = VRO-VSO

VST = VSO-VTO

VTR = VTO-VRO

Tegangan phasa (VRN, VSN, VTN) diberikan oleh tegangan netral pada kumparan stator motor

akan timbul tegangan relative terhadap titik nol inverter yaitu sebesar:

VNO = VRO+VSO+VTO 0

3

Gambar dibawah ini menunjukan hubungan antara tegangan inverter serta urutan penyalaan.

Pulsa-pulsa penyalaan yang identik dengan tegangan inverter adalah memiliki pilsa rate = 1

dengan pengeseran phasa 120 derajat, duty cycle50 %.

Gambar 2.7 Hubungan Tegangan Antara Phasa Inverter Dan Urutan Penyalaan


6/7

TIPE SUMBER TEGANGAN

SISTEM PAM SISTEM PWM

PERKIRAAN GELOMBANG SINUS

SISTEM PWM

Sedangkan untuk tegangan per phasa inverter dapat diturunkan menjadi persamaan persamaan

berikut :

VRN = 1/3 VRO1/3 VSO -1/3 VTO

VSN = 2/3 VSO1/3 VRO -1/3 VTO

VTN = 2/3 VTO1/3 VSO -1/3 VRO

2.2.3 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 2.8 Teknik Mengeluarkan Tegangan Keluaran Inverter

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


7/7

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

dengan benar.

Prinsip Kerja Inverter

Documents

Transcript of Prinsip Kerja Inverter