INVERTER DC - AC
Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak balik (AC). Inverter mengkonversi DC dari perangkat seperti batere,, panel surya / solar cell menjadi AC. batere Penggunaan inverter dari dalam Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah untuk perangkat yang menggunakan AC (Alternating Current). Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan inverter inverter::
Kapasitas beban dalam Watt, usahakan memilih inverter yang beban kerjanya mendekati dgn beban yang hendak kita gunakan agar effisiensi kerjanya maksimal Input DC 12 Volt atau 24 Volt Sinewave ataupun square wave outuput AC
True sine wave inverter diperlukan terutama untuk beban-beban yang masih menggunakan motor agar bekerja lebih mudah, lancar dan tidak cepat panas. Oleh karena itu dari sisi harga maka true sine wave inverter adalah yang paling mahal diantara yang lainnya karena dialah yang paling mendekati bentuk gelombang asli dari jaringan listrik PLN. Dalam perkembangannya di pasaran juga beredar modified sine wave inverter yang merupakan kombinasi antara square wave dan sine wave. Bentuk gelombangnya bila dilihat melalui oscilloscope berbentuk sinus dengan ada garis putus-putus di antara sumbu y=0 dan grafik
sinusnya. Perangkat yang menggunakan kumparan masih bisa beroperasi dengan modified sine wave inverter, hanya saja kurang maksimal. Sedangkan pada square wave inverter beban-beban listrik yang menggunakan kumparan / motor tidak dapat bekerja sama sekali. Selain itu dikenal juga istilah Grid Tie Inverter yang merupakan special inverter yang biasanya digunakan dalam sistem energi listrik terbarukan, yang mengubah arus listrik DC menjadi AC yang kemudian diumpankan ke jaringan listrik yang sudah ada. Grid Tie Inverter juga dikenal sebagai synchronous inverter dan perangkat ini tidak dapat berdiri sendiri, apalagi bila jaringan tenaga listriknya tidak tersedia. Dengan adanya grid tie inverter kelebihan KWh yang diperoleh dari sistem PLTS ini bisa disalurkan kembali ke jaringan listrik PLN untuk dinikmati bersama dan sebagai penggantinya besarnya KWh yang disuplai harus dibayar PLN ke penyedia PLTS, tentunya dengan tarif yang telah disepakati sebelumnya. Sayangnya sampai sekarang ketentuan tarif semacam ini masih terus digodok seiring dengan aturan mengenai listrik swasta. Rugi-rugi / loss yang terjadi pada inverter biasanya berupa dissipasi daya dalam bentuk panas. Effisiensi tertinggi dipegang oleh grid tie inverter yang diclaim bisa mencapai 95-97% bila beban outputnya hampir mendekati rated bebannya. Sedangkan pada umumnya effisiensi inverter adalah berkisar 50-90% tergantung dari beban outputnya. Bila beban outputnya semakin mendekati beban kerja inverter yang tertera maka effisiensinya semakin besar, demikian pula sebaliknya. Modified sine wave inverter ataupun square wave inverter bila dipaksakan untuk beban-beban induktif maka effisiensinya akan jauh berkurang dibandingkan dengan true sine wave inverter. Perangkatnya akan menyedot daya 20% lebih besar dari yang seharusnya.
Inverter Inverter adalah alat untuk merubah arus aki mobil menjadi arus PLN. Inverter membutuhkan aki mobil guna dirubah menjadi arus PLN. Aki yang telah berkurang dayanya membutuhkan pengisian ulang, maka dari itu dibutuhkan charger aki yang terhubung PLN untuk mengisi ulang aki Untuk m engecas aki tetap membutuhkan PLN karena pada dasarnya inverter bukanlah pembangkit listrik yang berdiri sendiri tetapi inverter adalah suatu alat untuk merubah arus aki menjadi arus PLN yang berguna sebagai listrik cadangan dan tetap membutuhkan listrik PLN disaat mengecas aki. Namun Jika anda berada didaerah pedalaman yang benar benar tidak ada listrik PLN maka bisa digabungkan dengan Panel Surya dan Solar Controller Regulator. Toko Ini tidak menyediakan panel surya dan solar controller regulator Inverter plus dilengkapi dengan charger aki agar sewaktu aki habis maka bisa diisi ulang melalui PLN sehingga anda tidak perlu membeli charger aki secara terpisah. Besar charger aki yang ada di inverter plus sebesar 5Ah untuk type 300 watt 12 Volt+ Charger sehingga akan mengambil arus sebesar 60 watt listrik PLN anda dan inverter plus type 500 w att 12Volt+charger dan type lebih dari 500 watt besar arus charger sebesar 10Ah dan akan mengambil arus PLN sebesar 120 Watt disaat mengecas aki melalui PLN
Artikel ini adalah artikel teknik yang ditulis untuk menjelaskan fungsi power inverter, artikel seluruh power inverter ini akan dibahas secara lengkap satu persatu pada artikel berikutnya. OK langsung saja kita bahas fungsi power inverter.
Power inverter adalah suatu alat elektronik yang bisa merubah arus/tenaga aki menjadi arus listrik PLN, sehingga fungsi power inverter adalah sebagai listrik cadangan karena apabila arus aki/tenaga dari aki sudah habis/kosong maka aki yang sudah kosong perlu diisi ulang kembali dengan alat yang bernama charger aki atau bisa juga mengecas aki dengan solar panels Power inverter juga ada 2 macam 1. Power inverter dengan charger aki 2. Power inverter tanpa charger aki Power inverter dengan charger aki Power inverter yang dilengkapi charger aki ini sudah satu paket dengan charger aki sehingga selain bisa merubah arus aki menjadi PLN maka juga bisa untuk mengecas aki. Namun perlu diingat power inverter yang dilengkapi charger aki ini tetap membutuhkan listrik PLN untuk mengecas aki karena memang power inverter yang dilengkapi charger aki ini bukanlah pembangkit listrik. Bagi orang awam biasanya output inverter dimasukkan input charger aki dengan tujuan agar bisa mengecas tanpa listrik PLN dan tanpa panel surya, namun yang terjadi adalah power inverter akhirnya meletus/meledak karena kesalahan berpikir orang awam tersebut. Perlu dicatat bahwa power inverter bukanlah pembangkit listrik. fungsi power inverter hanyalah merubah arus aki menjadi PLN dan untuk mengecas aki tetap membutuhkan charger aki yang dialiri dari arus PLN. Power inverter tanpa charger aki Power inverter jenis ini banyak digunakan untuk di mobil dan untuk panel surya atau solar panel Typenya pun bermacam macam sesuai untuk kebutuhan anda Demikian artikel fungsi power inverter, artikel yang membahas tentang teknik power inverter, solar panels, charger controller, ups, genset, battery dan teknik lainnya bisa anda dapatkan di blog saya ini lain waktu.
DASAR-DASAR OPERASI INVERTER Baterai hanya dapat menyimpan energi dari sumber energi arus searah. Arus bolak balik dan arus searah adalah bertentangan maka diperlukan "bridge (jembatan)"- inverter. Tujuan dasar dari sistem inverter panel surya adalah untuk mengubah listrik arus searah dari modul PV (saat terhubung dengan utilitas grid) dan baterai (berdiri sendiri atau diikat dengan baterai cadangan) untuk listrik arus alternating, dan untuk daya beban arus bolak balik. METODE KONVERSI Transformer inverter stand-alone didesain untuk meningkatkan tegangan 120 atau 240 volt arus bolak balik (VAC) tergantung di negara mana inverter digunakan.
JENIS INVERTER Ada tiga kategori inverter: grid-tied, grid-tied dengan baterai cadangan, dan stand-alone. Kedua jenis inverter yang pertama adalah inverter line-tied, yang digunakan dengan sistem panel surya utilityconnected. Jenis yang ketiga adalah stand-alone atau inverter off-grid, diciptakan untuk berdiri sendiri (tidak bergantung), sistem energi utility-free dan cocok untuk instalasi panel surya. Beberapa inverter dapat berfungsi pada beberapa kategori. Penggolongan yang lain untuk inverter adalah jenis dari wavefrom. Tiga waveform pada umumnya termasuk yang dibawah ini:
INVERTER GELOMBANG PERSEGI
Sakelar unit ini langsung pada arus searah ke daya arus bolak balik "persegi" dan hanya terdapat sedikit daya tegangan kontrol, dengan kemampuan yang terbatas, dan distorsi yang harmonik. Konsekuensinya, inverter persegi hanya sesuai untuk pemanas beban resistif yang kecil, beberapa peralatan kecil, dan lampu pijar. Inverter ini tidak mahal dan dapat membakar motors pada peralatan dan tidak digunakan untuk sistem residen. INTERVER GELOMBANG PERSEGI YANG DAPAT DIMODIFIKASI
Inverter jenis ini menggunakan Field Effect Transistors (FET) atau silicon-controlled rectifiers (SCR) untuk sakelar arus searah dan arus bolak balik serta dapat menangani surge (pergerakan seperti gelombang) dan menghasilkan daya dengan sedikit harmonic distortion. Gaya inverter ini lebih cocok untuk menjalankan berbagai variasi muatan, termasuk motor, cahaya, dan peralatan elektronik seperti televisi dan stereo. GELOMBANG SINUS
Inverter ini berfungsi untuk mengoperasikan perangkat elektronik sensitif yang memerlukan kualitas tinggi wavefrom dan di ciptakan khusus untuk memproduksi daya dengan sedikit harmonic distortion juga digunakan dalam penerapan grid-tied. Terdapat beberapa inverter pada penerapan residental dan mempunyai banyak kelebihan dari inverter gelombang persegi yang dapat dimodifikasi.
MENETAPKAN INVERTER BATTERYLESS GRID-TIED
Hal-hal dibawah ini harus diperhatikan untuk menetapkan inverter batteryless grid-tied: - Daya watt AC - Saat mensizing sistem grid-tied, ukuran array akan ditentukan apakah sesuai dengan muatan, budget klien, atau batas ruangan kemudian inverter harus melewati total watt yang terhubung dengan pv array. Nilai ini dihitung menggunakan peringkat watt STC pada inverter DC dan melipatgandakan oleh efisiensi inverter. Hasilnya dalam daya watt AC dari inverter atau hasilnya disebut "Watts input DC" kepada inverter. - Tegangan input - Inverter grid-tied saat ini memerlukan tegangan input DC tinggi diantara 75600V DC maka konfigurasi array harus memanfaatkan bermacam-macam modul secara seri, sesuai yang dibutuhkan. Jika tegangan keluar dari jendela, inverter akan menutup dan tidak ada energi yang diproduksi. Jika tegangan array melebihi inverter jendela maka akan membatalkan garansi dan berpotensi merusak unit. - Tegangan output - Inverter yang terbuat dari sistem residental memiliki tegangan output 120V atau 240V. Untuk sistem grid-tied, kedua tegangan output ini cukup memenuhi kebutuhan sebuah rumah. Jika inverter output adalah 120V, perancang harus memverifikasi ada cadangan pemutus arus satu tiang di panel layanan arus balik. Jika inverter output adalah 240V, perancang perlu memverifikasi tersedia tiang ganda untuk pemutus inverter back-feed. Tegangan inverter yang khas untuk sistem komersil adalah 120V, 240V, 208V, atau 480V. - Frekuensi - Inverter harus mempertahankan daya 60 Hz. GRID-TIED DENGAN CADANGAN BATERAI INVERTER
Grid-tied dengan cadangan baterai inverter lebih kompleks daripada inverter batteryless grid-tied karena perlu menjual energi kepada grid, menyediakan energi untuk cadangan muatan selama padam (termasuk surge), dan charge baterai dari grid setelah padam. Inverter ini perlu tampilan yang sama untuk kedua inverter batteryless grid-tied saat menjual energi, dan kepada inverter stand-alone ketika digunakan kembali selama beban off. TAMPILAN IDEAL UNTUK GRID-TIED DENGAN CADANGAN BATERAI INVERTER
Kapasitas baterai charge: Jenis inverter ini dapat berperan sebagai baterai charger untuk charge baterai dari daya AC setelah outage (padam) dengan memperbolehkan sumber AC untuk charge baterai melalui inverter dengan mengubah AC ke DC dengan tegangan yang sesuai. Inverter harus berisi perlindungan sirkuit yang menjaga baterai dari over-discharging oleh muatan AC. Ini sering kali mengacu pada low-voltage-disconnect (LVD). Kapasitas arus tinggi untuk mendukung beban: Inverter harus dapat menyediakan arus tinggi untuk menjalankan beban simultan pada panel pendukung beban saat grid melemah. Generator auto start and stop: Jika generator digunakan sebagai sumber AC selama energi outages, inverter dapat diprogram untuk difungsikan secara otomatis saat baterai menuju pada
tingkat rendah dan kemudian akan mematikan generator saat baterai cukup terisi. Hal ini biasanya dilakukan pada output relay atau kegiatan penunjang. Power center with disconnects and over-current protection: Beberapa inverter hadir dengan energi pusat yang terpadu yang berisi disconnects yang sesuai dan peralatan perlindungan overcurrent. Inverter Sederhana untuk Mengubah Sinyal DC menjadi Sinyal AC Sinusoidal Pada dasarnya, kerja inverter adalah mengubah sinyal dc menjadi sinyal ac. Aplikasi yang sering digunakan dari inverter ini contohnya adalah jika rumah kita mati lampu (listrik PLN mati) dan kita ingin menyalakan neon atau bahkan TV maka kita dapat menggunakan accu mobil/motor (accu truk kalo ada, biar dayanya gede) dengan tambahan inverter. Sebenarnya udah banyak contoh rangkaian inverter yang ditampilin di internet, namun sangat disayangkan karena banyak dari contoh rangkaian inverter di internet sangat rumit atau jika rangkaiannya sederhana hasil keluaran sinyal bukan ac sinusoidal tapi ac sinyal kotak . Nah, diblog ini, saya coba tampilin rangkaian sederhana inverter yang bener2 ngubah dc ke ac sinusoidal. Bermula dari pengalaman saya ingin membuat inverter sederhana dan murah agar jika mati lampu di rumah bisa nyalain neon. Akhirnya saya cari di internet rangkaian inverter dan saya coba buat namun hasilnya ternyata bukan sinyal sinusoidal tapi sinyal kotak.
Gambar di atas merupakan rangkaian awal yang saya temukan di internet. Sayangnya, rangkaian ini hanya membuat sinyal kotak.
Dua gambar di atas merupakan simulasi program ewb dari inverter yang saya temukan di internet dan sinyal keluarannya sebelum memasuki trafo. Kita lihat bahwa hasil keluarannya kotak, ini juga yang saya alami ketika saya udah beres beli dan buat rangkaiannya. Akhirnya, saya tanya ke sana kemari agar sinyal kotak itu bisa berubah menjadi sinyal sinusoidal. Ada yang bilang pake teknik PWM (pulse Wave Modulation) tapi rangkaian PWM ini cukup ribet, akhirnya saya dapet ide untuk menggunakan rangkaian tambahan RLC. Saya punya ide ini karena waktu belajar Rangkaian Elektrik di kampus, saya inget bahwa rangkaian RLC dapat membuat suatu harmonik. Akhirnya saya coba selama 3 jam dan saya dapat rangkaian utuhnya.
Gambar di atas merupakan rangkaian inverter yang telah ditambahkan rangkaian RLC de ngan spesifikasi C = 2000 mikroF ; L = 5 mH ; R = 50 ohm.
Gambar di atas merupakan sinyal keluaran yang terjadi setelah rangkaian awal diberi rangkaian tambahan RLC
Rangkaian Elektronika Daya Inverter (Mengubah Tegangan DC – AC)
Inverter adalah salah satu komponen penting catu daya yang berfungsi mengubah sumber tegangan masukan DC ke bentuk sumber tegangan keluaran AC. Secara definisi, rangkaian inverter ideal adalah inverter yang tidak menghasilkan riak di sisi masukannya dan menghasilkan sinyal sinusoidal murni di sisi keluarannya, baik yang terkontrol arus/tegangan, terkontrol frekuensi, ataupun terkontrol kedua-duanya. Secara umum rangkaian inverter biasanya digunakan dalam aplikasi pengendali kecepatan motor AC, variable-frequency drives, UPS/catudaya AC, pemanas induksi/ microvawe, Static VAR Generator, FACTS (Flexible AC Transmission System), trasnmisi daya HVDC, ataupun digunakan sebagai rangkaian rectifierinverter .
Gambar 1 Aplikasi Inverter : Rangkaian Pengendali Kecepatan Motor AC
Gambar 2 Aplikasi Inverter : Pembangkit Hibrida PV – GD
Ada banyak topologi inverter saat ini bergantung pada jumlah fasa tegangan keluarannya (1-fasa, 3-fasa, dll), metoda pengaturan sinyal kontrol tegangan keluaran ( pulse width modulation (PWM), pulse amplitude modulation (PAM), gelombang persegi), menurut level tegangan keluaran, dll. Untuk memudahkan proses penulisan, pada artikel kali dikhususkan untuk membahas topologi rangkaian inverter 1 fasa. Sedangkan topologi 3 fasa akan dibahas pada pembahasan selanjutnya. DASAR TEORI
Cara paling sederhana untuk menghasilkan tegangan AC adalah dengan cara mengatur keterlambatan sudut penyalaan saklar pada tiap lengan inverter sehingga mampu menghasilkan level tegangan keluaran positip dan negatif yang berulang dengan frekuensi tertentu, seperti yang ditunjukan oleh gambar 3, 4, dan 5 secara berurutan. Dari gambar terlihat bahwa dengan
menambah jumlah level tegangan keluaran, bentuk gelombang kotak dapat diubah mendekati tegangan sinusoidal. Jumlah level tegangan keluaran ini dapat diperoleh dengan teknik penyaklaran dan topologi inverter capasitor-split , diode-clamped ataupun inverter yang disusun secara kaskade. Pembahasan tentang ini akan dibahas pada artikel selanjutnya. Sedangkan gambar 6 menunjukan inverter setengah jembatan ( half-bridge) yang dikontrol dengan teknik penyaklaran PWM. Pembahasan tentang teknik penyaklaran PWM akan dibahas lebih detail juga pada artikel terpisah.
Gambar 3 Tegangan AC Kotak 2-level (tegangan keluaran inverter center tap dan setengah jembatan)
Gambar 4 Tegangan AC Kotak 3-level
Gambar 5 Tegangan AC Kotak 6-level
Gambar 6 Tegangan Sinusoidal AC Hasil Teknik Penyaklaran PWM
Variable Speed Drive (VSD) aka. INVERTER
Aplikasi variable speed banyak diperlukan dalam industri. Jika sebelumnya banyak dipergunakan system mekanik, kemudian beralih ke motor slip/ pengereman maka saat ini banyak menggunakan semikonduktor. Tidak seperti softstarter yang mengolah level tegangan, inverter menggunakan frekuensi tegangan masuk untuk mengatur speed motor. Seperti diketahui, pada kondisi ideal (tanpa slip)
RPM = 120 . f P Dimana: RPM
: Speed Motor (RPM)
F
: Frekuensi (Hz)
P
: Kutup motor (pole)
Jadi dengan memainkan perubahan frekuensi tegangan yang masuk pada motor, speed akan berubah. Karena itu inverter disebut juga Variable Frequency Drive.
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. 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 dengan preset 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. 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 akan memerlukan 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.
Resistor brake akan membuang tegangan yang lebih dalam bentuk panas. Besar kecilnya resistor brake ini sangat tergantung dengan beban dan siklus kerja inverter. Cara kerja inverter DC ke AC Seperti namanya yaitu dc ke ac maka inverter dc ke ac adalah sebuah alat yang bekerja untuk merubah tegangan dc menjadi arus ac. Anda membutuhkan aki mobil/DC Direct Current agar bisa dirubah menjadi arus listrik PLN/AC/Alternating Current.
Lama ketahanan inverter dc ke ac ini ditentukan bukan dari watt inverter tetapi dari aki/battery yang anda gunakan dan beban Rumus hitung lama back up cara hitungnya sebenarnya gampang. Volt x ah = watt/jam kemudian dibagi beban watt Saya ambil contoh 12V X 100Ah = 1200 watt/jam dibagi beban 200 watt= 12 jam Atau bisa juga 12V X 100Ah =1200 watt/jam dibagi beban 600 watt = 2 jam Jika ingin lebih lama maka anda hanya butuh aki yang lebih besar Apa sudah sedikit lebih jelas?Semoga bermanfaat
Cara kerja inverter 3 phase/ fase/ fasa
Cara kerja inverter 3 phase/ fase/ fasa. Inverter 1 phase biasanya hanya untuk peralatan listrik rumah sedangkan inverter tiga phase biasa digunakan untuk industri, mari kita bahas sedikit cara kerja inverter 3 phase. Berikut artikelnya Cara kerja inverter 3 phase pada dasarnya sama seperti cara kerja inverter 1 phasa, namun pada inverter 3phasa terdapat sebuah alat pensinkron phasa, sehingga setiap inverter, hasilnya bergeser dengan selisih 60'. Pergeseran ini bisa dilakukan oleh kapasitor yang dikontrol oleh microcontroller,ataupun OPAmp untuk rangkaian yang lebih sederhana dan tidak membutuhkan ketelitian tingg i.
