INVERTER
2
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI FATAHILLAH NAMA: AFRIANSYAH JURUSAN: TEKNIK ELEKTRO NIM
: 432181020109017
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI.........................................................................................................
2
BAB I
PENDAHULUAN........................................................................
3
1.1.
Latar Belakang.................................................................
3
DASAR TEORI............................................................................
3
BAB II
BAB III
2.1.
Jenis-Jenis Inverter........................................................... 4
2.2.
Prinsip Kerja Inverter..................................................... 2.2.1
Inverter Setengah Gelombang............................. 5
2.2.2
Inverter Gelombang Penuh................................... 5
STUDY KASUS............................................................................ 3.1.
3.2
4
6
Inverter 3 Phase Dengan Mode Konduksi 120°............. 6 3.1.1
Tabel Konfigurasi 3 Phase Konduksi 120°......... 6
3.1.2
Arah Aliran Arus Pada Beban............................
3.1.3
Bentuk Gelombang Arus Fasa ............................ 7
Inverter 3 Phase Dengan Mode Konduksi 180°.............
7
7
3.2.1
Tabel Konfigurasi 3 Phase Konduksi 180°......... 8
3.2.2
Arah Aliran Arus Pada Beban............................
3.2.3
Bentuk Timing Diagram Sistem.......................... 9
3.2.4
Bentuk Gelombang Output ................................. 9
2
8
3.3
BAB IV
Inverter Setengah Jembatan............................................ 10 3.3.1
Rangkaian Inverter Setengah Jembatan...........
10
3.3.2
Grafik Panduan dalam Mendesain ZVS ...........
11
KESIMPULAN DAN SARAN................................................... 4.1.
12
Kesimpulan........................................................................ 12
DAFTAR PUSATAKA.......................................................................................
13
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Inverter
adalah
perangkat
elektronika yang
dipergunakan untuk
mengubah
tegangan DC (Direct
Current) menjadi
tegangan
(Alternating
Current).Output
suatu
dapat
berupa
dengan
bentuk
inverter
tegangan
AC
AC
gelombang sinus ( sine wave),gelombang kotak ( square wave) dan sinus modifikasi ( sine wave modified ).Sumber tegangan input inverter dapat menggunakan battery,tenaga surya,atau sumber tegangan DC yang lain.Inverter dalam proses konversi tegangan DC menjadi
tegangan AC membutuhkan
suatu
penaik tegangan berupa step
up
transformer .Contoh gambar rangkaian dasar inverter sederhana dapat dilihat pada gambar berikut. Contoh Rangkaian Inverter Sederhana
2
BAB II DASAR TEORI 2.1 Jenis-jenis Inverter DC ke AC - Berdasarkan jumlah fasa output inverter dapat dibedakan dalam:
1.Inverter 1 fasa ,yaitu inverter dengan output 1 fasa. 2.Inverter 3 fasa ,yaitu inverter dengan output 3 fasa. - Inverter juga dapat dibedakan dengan cara pengaturan tegangannya,yaitu :
1.Sine wave inverter ,yaitu inverter yang memiliki tegangan output dengan bentuk gelombang sinus murni.Inverter jenis ini dapat memberikan supply tegangan ke beban (induktor) atau motor listrik dengan efisiensi daya baik. 2.Sine wave modified inverter ,yaitu inverter dengan tegangan output berbentuk gelombang kotak yang dimodifikasi sehingga menyerupai gelombang sinus.Inverter jenis ini memiliki efisiensi daya yang rendah apabila digunakan untuk mensupply beban induktor atau motor listrik. 3.Square wave inverter,yaitu inverter dengan output berbentuk gelombang kotak,inverter jenis ini tidak dapat digunakan untuk mensupply tegangan ke beban induktif atau motor listrik.
2.2 Prinsip kerja inverter
2
Prinsip kerja inverter dapat dijelaskan dengan menggunakan 4 sakelar seprti ditunjukan
pada
diatas.Bila sakelar S1
S2
dalam
kondisi on maka akan
mengalir
aliran
arus DC ke beban R
dan
dari arah kiri ke
kanan,jika yang hidup
adalah sakelar S3
dan S4 maka akan
mengalir
arus DC ke beban R
aliran
dari arah kanan
ke
biasanya
menggunakan
rangkaian
modulasi lebar pulsa
( pulse
width
kiri.Inverter
modulation- PWM )
dalam proses konversi tegangan DC menjadi tegangan AC.
2.2.1 Inverter Setengah Gelombang
2
Prinsip kerja dari inverter satu fasa dapat dijelaskan dengan gambar diatas.Ketika transisstor Q1 yang hidup untuk waktu T0/2,tegangan pada beban V0 sebesar Vs/2.Jika transistor Q2 hanya hidup untuk T0/2,Vs/2 akan melewati beban.Q1 dan Q2 dirancang untuk bekerja saling bergantian.Pada gambar diatas juga menunjukan bentuk gelombang untuk tagangan keluaran dan arus transistor dengan beban resistif.Inverter jenis ini membutuhkan dua sumber DC (sumber tegangan DC simetris),dan ketika transistor off tegangan balik pada Vs menjadi Vs/2,yaitu :
2.2.2 Inverter gelombang penuh
Rangkaian dasar inverter gelombang penuh dan bentuk gelombang output dengan beban resistif ditunjukan pada gambar diatas.Ketika transistor Q1 dan Q2 bekerja (ON),tegangan Vs akan mengalir ke beban tetapi Q3 dan Q4 tidak bekerja (OFF).Selanjutnya,transistor Q3 dan Q4 bekerja (ON) sedangkan Q1 dan Q2 tidak bekerja (OFF),maka pada beban akan timbul –Vs.
2
BAB III STUDY KASUS
3.1 Inverter 3 Phase Dengan Mode Konduksi 120°
Sebuah rangkaian dasar inverter 3 fasa tunggal sederhana terdiri dari 6 buah sistem sakelar S1,S2,S3,S4,S5,dan S6 dengan menggunakan mosfet daya ( power mosfet ) sebagai sakelar diperlihatkan pada gambar dibawah.Inverter 3 fasa dengan mode konduksi 120° memungkinkan setiap komponen pensakelaran akan konduksi selama 120° dengan pasangan konduksi yang berbeda,misalnya 60° pertama antara Q1 Q6,dan ke dua antara Q1 Q2,dan seterusnya.berikut adalah contoh rangkaian daya pada inverter 3 phaseyang dapat dioperasikan dengan mode konduksi 120°.
Khusus untuk mode operasi 120°,pola pengaturan kerja pensakelaran setiap komponen switching bentuk seperti tabel berikut.
3.1.1 Tabel Konfigurasi Pensakelaran Pada Inverter 3 Fasa Mode Konduksi 120°.
Bila dipilih 2 komponen pensakelaran konduksi pada saat yang bersamaan,maka tegangan dan arus untuk interval 60°,dan bentuk gelombang tegangan diperoleh seperti diperlihatkan pada gambar berikut.Pasangan komponen pensakelaran yang lain pada waktu selanjutnya akan identik,dengan lama waktu konduksi sebesar 120°.
2
3.1.2 Arah Aliran Arus Pada Beban Mengikuti Pola Pensakelaran Inverter 3 Fasa.
3.1.3 Bentuk Gelombang Arus Fasa Dan Tegangan Line Pada Inverter 3 Fasa.
3.2 Inverter 3 Phase Dengan Mode Konduksi 180°.
Inverter 3 fasa dengan mode konduksi 180° merupakan inverter 3 phase yang memungkinkan 3 komponen pensakelaran konduksi pada saatyang bersamaan.Ketiga komponen pensakelaran akan konduksi selama 180° dengan pasangan konduksi yang juga berbeda-beda. Pada mode konduksi 180° ini dimungkinkan bahwa tidak hanya 1 komponen pensakelaran yang konduksi pada saat yang bersamaan.Dengan mengatur waktu konduksi sedemikian rupa,sehingga dimungkinkan 3 komponen pesakelaran yang konduksi pada setiap saat secara bersamaan.Detail konfigurasi pengaturan waktu konduksi pasangan mosfet diatur dengan cara mengacu pada tabel di bawah ini.
2
3.2.1 Tabel Konfiguras Pensakelara Pada Inverter 3 Fasa Mode Konduksi 180°
Dari tabel sistem konduksi inverter 3 phase mode konduksi 180° diatas,maka terjadi aliran arus pada komponen pensakelaran dan output (beban) inverter 3 phase yang dapat di ilustrasikan sebagai berikut.
3.2.2 Arah Aliran Arus Pada Beban Mengikuti Pola Pensakelaran Inverter 3 Fasa.
Perbandingan arus line efektif inverter 3 fasa persegi mode konduksi 180° dijelaskan sebagai berikut :
Proses konduksi komponen pensakelaran pada inverter 3 phase dengan mode konduksi 180° ini memungkinkan dalam satu waktu terjadi konduksi 3 sistem pensakelaran
2
secara bersamaan pada masing-masing pasang komponen pensakelannya.Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar timing diagram berikut.
3.2.3 Bentuk Timing Diagram Sistem Konduksi Inverter 3 Fasa Mode Konduksi 180°.
Dari hasil sistem konduksi komponen pensakelaran pada inverter 3 phase mode konduksi 180°seperti dijelaskan pad timing diagram diatas maka timbul tegangan induksi (GGL induksi) pada masing-masing output inverter 3 phase tersebut dengan bentuk gelombang sebagai berikut.
3.2.4 Bentuk Gelombang Output Inverter 3 Phase Mode Konduksi 180°.
2
3.3 Inverter Setengah Jembatan.
Rangkaian daya yang digunakan untuk mensuplay High Preasure Sodium adalah inverter setengah jembatan dengan mosfet sebagai piranti pensakelarannya.inverter dipilih karena lampu akan lebih lama umur pemakiannya jika pada kedua elektroda tabungnya dicharge secara bergantian dengan gelombang yang simetris.Gelombang kotak yang dihasilkan oleh inverter disuplay ke lampu melalui blocking kapasitor dan induktor yang dipasang seri untuk mengontrol arus lampu.
3.3.1 Rangkaian Inverter Resonan Setengah Jembatan.
Tahapan dalam perancangan inverter setengah jembatan resonansi seri terdapat beberapa bagian yang dapat diuraikan sebagai berikut : •
Memilih frekuensi pensakelaran nominal sebagai acuan sesuaia dengan range frekuensi operasi yang diinginkan,dan disesuaikan kemampuan mosfet dan material magnetik,dan memperhatikan range frekuensi untuk dimmer.Dalam hal ini dipilih frekuensi 22Khz.
•
Menghitung resitansi (Rt) lampu sodium bertekanan tinggi (High Preasure Sodium Lamp) pada frekuensi 50Hz dengan :
•
Menghitung parameter A,sebagai parameter design :
2
•
Memilih ωsC1R1 dari gambar grafik panduan dalam design ZVS.
•
Menghitung kapasitor blocking C1 dari nilai ωsC1R1 yang telah dipilih.
•
Memilih L1/R1 dari gambar grafik panduan dalam design ZVS dari ωsC1R1 yang telah dipilih dan nilai A* yang telah dihitung.Menurut perhitungan :
•
Menghitung induktansi L1 dari nilai ωsL1/R1 yang didapat.
•
Mengecek kambali frekuensi resonansi setelah didapatkan niali C dan L yang aktual.Untuk mendapatkan zero voltage switching,frekuensi pensakelaran (ωs) seharusnya diatas frekuensi resonansi (ω0) sebagai berikut :
•
Menghitung perbandingan lilitan (n) :
3.3.2 Grafik Panduan dalam Mendesain ZVS.
BAB IV
2
KESIMPULAN & SARAN
4.1 Kesimpulan & Saran
Inverter adalah perangkat elektronika yang dipergunakan untuk mengubah tegangan DC (Direct Current) menjadi tegangan AC (Alternating Current).Pengggunaa inverter dapat
menghemat
energi/daya
dan
industri/rumah tangga.
2
dapat
dipergunakan
untuk
kebutuhan
DAFTAR PUSAKA
http://elektronika-dasar.com/artikel-elektronika/inverter-dc-ke-ac/
http://elektronika-dasar.com/artikel-elektronika/inverter-3-phase-dengan-modekonduksi-120-derajat/
http://elektronika-dasar.com/artikel-elektronika/inverter-3-phase-dengan-modekonduksi-180-derajat/
http://elektronika-dasar.com/rangkaian/inverter-setengah-jembatan/
2
