inverter 180 derajat
Post on 25-Dec-2015
146 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
INVERTER KONDUKSI 1800
Makalah ini Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Elektronika Daya
Pengampu : Djodi Antono, B.Tech, M.Eng
Disusun oleh :
Sekar Ayu Tunjungsari (3.39.13.3.21)
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2014
I. PENDAHULUAN
Kebutuhan akan sistem sumber daya listrik, terutama sumber
listrik bolak balik dengan daya dan sistem tegangan yang lebih
besar sudah merupakan suatu keharusan seiring dengan
meningkatkannya intensitas/ volume pekerjaan manusia. Hal yang
sama juga berlaku untuk industri yang menggunakan sumber listrik
dengan daya yang relatif lebih besar, misalnya sumber listrik 3 fasa
dengan daya lebih besar sebagai penghasil tenaga gerak, maupun
tenaga panas. Pada kenyataannya ketersediaan sumber energi
listrik sering menjadi kendala di lapangan, misalnya diakibatkan
oleh terjadinya gangguan pada sistem penyaluran daya listrik ke
konsumen, dan dapat juga diakibatkan oleh karena terjadinya
pemadaman listrik dari PLN. Hal ini dapat mengakibatkan
terganggunya proses pabrik, lebih jauh dapat berakibat terjadinya
penurunan produksi pabrik.
Sehubungan dengan itu biasanya diperlukan tersedianya
sumber penghasil energi listrik cadangan, terutama untuk
keperluan mesin dan peralatan utama yang tidak boleh berhenti
selama berlangsungnya proses produksi pabrik. Penghasil energi
listrik cadangan ini biasa disebut dengan Uninterrupted Power
Suplay (UPS). Salah satu komponen utama dari sebuah UPS adalah
inverter, baik inverter fasa tunggal maupun inverter fasa banyak
(biasanya fasa tiga). Penerapan penggunaan inverter juga biasa
digunakan secara luas untuk keperluan sehari-hari, misalnya
sebagai penyedia sumber energi listrik cadangan untuk keperluan
komputer, peralatan pengendali tegangan pada pusat pembangkit
listrik tenaga surya (PLTS).
II. PEMBAHASAN
2.1Inverter
Inverter adalah perangkat elektronika yang dipergunakan untuk
mengubah tegangan DC (Direct Current) menjadi tegangan AC
(Alternating Curent). Output suatu inverter dapat berupa tegangan
AC dengan bentuk gelombang sinus (sine wave), gelombang kotak
(square wave) dan sinus modifikasi (sine wave modified).
Jenis – Jenis Inverter DC Ke AC
Inverter dapat dibedakan dengan cara pengaturan tegangan-nya,
yaitu :
Voltage Fed Inverter (VFI) yaitu inverter dengan
tegangan input yang diatur konstan
Current Fed Inverter (CFI) yaitu inverter dengan arus
input yang diatur konstan
Variable dc linked inverter yaitu inverter dengan
tegangan input yang dapat diatur
Berdasarkan bentuk gelombang output-nya inverter dapat
dibedakan menjadi :
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 yang baik.
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 mensupplay beban
induktor atau motor listrik.
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.
Berdasarkan jumlah fasa output inverter dapat dibedakan dalam :
Inverter 1 fasa, yaitu inverter dengan output 1 fasa.
Inferter 2 fasa, yaitu inverter dengan output 3 fasa.
Dimana inverter 3 fasa terbagi menjadi dua jenis,
yaitu:
1. Inverter 3 fasa dengan mode konduksi 120o
2. Inverter 3 fasa dengan mode konduksi 180o
2.2Inverter 3 Fasa Dengan Mode Konduksi 1800 )
Inverter 3 fasa dengan mode konduksi 180° merupakan inverter
3 phase yang memungkinkan 3 komponen pensakelaran konduksi
pada saat yang 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 pensakelaran yang
konduksi pada setiap saat secara bersamaan.
Detail konfigurasi pengaturan waktu konduksi pasangan mosfet
diatur dengan cara mengacu pada tabel di bawah ini.
Tabel Konfigurasi Pensakelaran Pada Inverter 3 Fasa Mode
Konduksi 180°
Sakla
r
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
Sakla
r
Q5 Q6 Q1 Q2 Q3 Q4
Sakla
r
Q6 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5
waktu 0-60o 60o-
120o
120o-
180o
180o-
240o
240o-
300o
300o-
360o
Dari tabel sistem konduksi inveter 3 phase mode konduksi 180°
diatas, maka terjadi aliran arus pada komponen pensaklaran dan
output (beban) inverter 3 phase yang dapat di ilustrasikan sebagai
berikut.
Pada saat Q1, Q5, dan Q6 menutup bersamaan, maka sebagian
arus dari terminal positif sumber akan melewati Q1 dan
sebagiannya lagi akan melewati Q5. Karena Q4 dan Q2 membuka,
maka arus yang melewati Q1 berbelok menuju beban A dan arus
yang melewati Q5 akan berbelok menuju beban C. Arus pada
beban A dan beban C kemudian akan terakumulasi dan melewati
beban B serta Q6 secara bersama-sama menuju terminal negatif
dari sumber. Aliran arus yang menghubungkan dari titik A dan titik
C menuju titik B akan terlihat searah / paralel, sehingga beban A
dan beban C terhubung paralel (sama-sama mengalir ke bawah
kemudian menuju ke beban B, Q6 lalu ke terminal negatif sumber).
Hasil gelombangnya sebagai berikut :
0 30 60 90120
150180
210240
270300
330360
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Grafik sinus
Pada saat Q2, Q6, dan Q1 menutup bersamaan, maka arus dari
terminal positif sumber akan melewati Q1 dan menuju beban A.
Kemudian arus akan terbagi menjadi dua, sebagian melewati
beban B menuju Q6, sedangkan sebagian lainnya melewati beban
C menuju Q2. Setelah itu arus dari Q2 dan Q6 akan terakumulasi
dan mengalir ke terminal negatif sumber. Aliran arus dari titik A
bercabang menuju titik B dan titik C, kemudian titik B dan titik C
menuju ke negative sumber. Terlihat aliran arus titik B dan C
searah, sehingga beban B dan beban C parallel (sama-sama
mengalir ke atas kemudian menuju ke saklar Q2 dan Q6 lalu ke
terminal negatif sumber). Hasil gelombangnya sebagai berikut :
0 30 60 90120
150180
210240
270300
330360
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Grafik sinus
Pada saat Q3, Q1, dan Q2 menutup bersamaan, maka sebagian
arus dari terminal positif sumber akan melewati Q1 dan
sebagiannya lagi akan melewati Q3. Karena Q4 dan Q6 membuka,
maka arus yang melewati Q1 berbelok menuju beban A dan arus
yang melewati Q3 akan berbelok menuju beban B. Arus pada
beban A dan beban B kemudian akan terakumulasi dan melewati
beban C serta Q2 secara bersama-sama menuju terminal negatif
dari sumber. Aliran arus dari titik A dan titik B akan menuju titik C
kemudian ke sumber negative . Terlihat aliran arus titik A dan titik
B searah sehingga beban A dan B adalah parallel. (sama-sama
mengalir ke bawah kemudian menuju ke beban C, saklar Q2 lalu ke
terminal negatif sumber). Hasil gelombangnya sebagai berikut :
0 30 60 90120
150180
210240
270300
330360
-1-0.8-0.6-0.4-0.2
00.20.40.60.8
1
Grafik sinus
Pada saat Q4, Q2, dan Q3 menutup bersamaan, maka arus dari
terminal positif sumber akan melewati Q3 dan menuju beban B.
Kemudian arus akan terbagi menjadi dua, sebagian melewati
beban A menuju Q4, sedangkan sebagian lainnya melewati beban
C menuju Q2. Setelah itu arus dari Q2 dan Q4 akan terakumulasi
dan mengalir ke terminal negatif sumber. Aliran Arus dari titik B
akan bercabang menuju titik A dan titik C, kemudian ke negative
sumber. Terlihat aliran arus titik A dan titik C searah sehingga
beban A dan beban C adalah paralel (sama-sama mengalir ke atas
kemudian menuju ke saklar Q2 dan Q4 lalu ke terminal negatif
sumber). Hasil gelombangnya sebagai berikut :
0 30 60 90120
150180
210240
270300
330360
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Grafik sinus
Pada saat Q5, Q3, dan Q4 menutup bersamaan, maka sebagian
arus dari terminal positif sumber akan melewati Q3 dan
sebagiannya lagi akan melewati Q5. Karena Q6 dan Q2 membuka,
maka arus yang melewati Q3 berbelok menuju beban B dan arus
yang melewati Q5 akan berbelok menuju beban C. Arus pada
beban B dan beban C kemudian akan terakumulasi dan melewati
beban A serta Q4 secara bersama-sama menuju terminal negatif
dari sumber. Aliran arus dari titik B dan titik C menuju titik A
kemudian ke negative sumber . Terlihat aliran arus titik B dan Titik
C searah sehingga beban B dan beban C adalah parallel (sama-
sama mengalir ke bawah kemudian menuju ke beban A, saklar Q4
lalu ke terminal negatif sumber). Hasil gelombangnya sebagai
berikut :
0 30 60 90120
150180
210240
270300
330360
-1-0.8-0.6-0.4-0.2
00.20.40.60.8
1
Grafik sinus
Pada saat Q6, Q4, dan Q5 menutup bersamaan, maka arus dari
terminal positif sumber akan melewati Q5 dan menuju beban C.
Kemudian arus akan terbagi menjadi dua, sebagian melewati
beban A menuju Q4, sedangkan sebagian lainnya melewati beban B
menuju Q6. Setelah itu arus dari Q4 dan Q6 akan terakumulasi dan
mengalir ke terminal negatif sumber. Aliran arus dari titik C
bercabang ke titik B dan titik A kemudian ke negative sumber.
Terlihat aliran arus titik A dan titik B searah sehingga beban A dan
B adalah parallel (sama-sama mengalir ke atas kemudian menuju
ke saklar Q4 dan Q6 lalu ke terminal negatif sumber). Hasil
gelombangnya sebagai berikut :
0 30 60 90120
150180
210240
270300
330360
-1-0.8-0.6-0.4-0.2
00.20.40.60.8
1Grafik sinus
Proses konduksi komponen pensaklaran pada inverter 3
phase dengan mode konduksi 180° ini memungkinkan dalam satu
watu terjadi konduksi 3 sistem pesaklaran secara bersamaan pada
masing-masing pasang komponen pensaklarannya. Untuk lebih
jelasnya dapat dilihat pada gambar timing diagram berikut.
Timing Diagram Sistem Konduksi Inverter 3 Phase Mode
Konduksi 1800
Dari hasil sistem konduksi komponen pensaklaran pada inverter
3 phase mode konduksi 180° seperti dijelaskan pada timing
diagram diatas maka timbul tegangan induksi (GGL Induksi) pada
masing-masing output inverter 3 phase tersebut dengan bentuk
gelombang sebagai berikut.
Bentuk Gelombang Output Inverter 3 Phase Mode Konduksi
180°
Namun, bila dianalogikan antara konduksi komponen
penyaklaran dengan waktu pada gelombang sinus dari tegangan
yang terjadi, maka akan berlaku sebagai berikut
:
0 15 30 45 60 75 90105
120135
150165
180195
210225
240255
270285
300315
330345
360
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5Grafik sinus
Dimana :
Warna Derajat Konduksi dari
Komponen
Biru Tua 0 o -60 o Q1,Q5,Q6
Coklat 60o -120o Q2,Q6,Q1
Biru Muda 120o -180o Q3,Q1,Q2
Ungu /
Violet
180o -240o Q4,Q2,Q3
Hijau 240o -300o Q5,Q3,Q4
Merah 300o -360o Q6,Q4,Q5
Pada saat 180o-360o, gelombang berada pada daerah negatif.
Hal ini terjadi karena aliran arus pada saat itu berkebalikan arah
dengan aliran arus pada 0o-180o terhadap beban yang sama
(gelombang berada pada daerah positip). Perhatikan gambar
berikut :
Aliran arus pada saat 0o-60o dan 180o-240o
Aliran arus pada saat 60o-120o dan 240o-300o
Aliran arus pada saat 120o-180o dan 300o-360o
Kemudian, rangkaian ini disebut dengan rangkaian inverter tiga
fasa 180o karena setiap konduksi hanya ada 2 buah beban (satu
buah beban R dan satu lagi beban R yang diparalel) yang aktif
sehingga konduksinya separuh separuh dengan kata lain 0 - 180o
dan 180o-360o seperti gambar dibawah ini:
Konduksi 0 - 180o
III. PENUTUP
KESIMPULAN
Inverter merupakan konverter yang berguna untuk mengubah arus DC menjadi
arus AC.Tegangan output inverter bisa tetap atau berubah pada frekuensi tetap atau
berubah-ubah. Variasi tegangan output bisa didapatkan dengan memvariasikan
tegangan input DC dan menjaga penguatan (gain) inverter konstan. Dengan kata lain
jika tegangan input tetap dan tidak dapat dikontrol, variasi tegangan output bisa
didapatkan dengan memvariasikan penguatan (gain) inverter, yang biasanya
disempurnakan dengan pengaturan modulasi lebar pulsa (Pulse Width Modulation)
PWM padainverter. Penguatan inverter bisa didefinisikan sebagai perbandingan
tegangan output AC dengan tegangan input DC.
Secara ideal bentuk gelombang tegangan output dari inverter adalah sinusoidal.
Namun, dalam prakteknya bentuk gelombang inverter berupa gelombang
sinusoidal diikuti dengan harmonisanya. Untuk aplikasi daya rendah dan menengah,
tegangan gelombang petak atau quasi petak dapat diterima, namun untuk aplikasi
daya tinggi dibutuhkan bentuk gelombang sinusoidal rendah distorsi. Dengan
tersedianya komponen semikonduktor daya kecepatan tinggi, harmonisa pada
tegangan output dapat diminimalkan atau diturunkan secara signifikan dengan teknik
pensaklaran.
Inverter 3 fasa dengan mode konduksi 180° merupakan inverter 3
phase yang memungkinkan 3 komponen pensakelaran konduksi
pada saat yang 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 pensakelaran yang
konduksi pada setiap saat secara bersamaan.
top related