pelatihan inverter

Upload: ria-prasetyo

Post on 30-Oct-2015

54 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Pelatihan Inverter

TRANSCRIPT

  • 3/6/2011

    1

    INVERTER

    MUHAMAD ALI, MT

    PELATIHAN OPTIMALISASI FUNGSI INVERTER

    Pengantar

    Proses di industri seringkali memerlukan tenagapenggerak dari motor listrik yang perlu diaturkecepatan putarnya untuk menghasilkan torsidan tenaga yang diinginkan.

    Jika sebelumnya banyak dipergunakan sistemmekanik, kemudian beralih ke motor slip/pengereman maka saat ini banyakmenggunakan semikonduktor.

    Tidak seperti softstarter yang mengolah leveltegangan, inverter menggunakan frekuensitegangan masuk untuk mengatur speed motorseperti diketahui, pada kondisi ideal (tanpa slip)

  • 3/6/2011

    2

    Pengantar Inverter adalah suatu peralatan elektronika daya

    yang berfungsi untuk mengubah listrik DCmenjadi listrik AC

    Inverter seringkali disebut sebagai VariabelSpeed Drive (VSD) atau Variable FrequencyDrive (VFD)

    Prinsip Inverter adalah mengubah input motor(Listrik AC) menjadi DC dan kemudian dijadikanAC lagi dengan frekuensi yang dikehendakisehingga motor dapat dikontrol sesuai dengankecepatan yang diinginkan

    Karakteristik Motor Induksi

    Motor induksi fasa tiga, khususnya motorinduksi rotor sangkar tupai merupakan salahsatu jenis motor yang paling banyakdigunakan di industri.

    Kelebihan dari motor ini, di antaranya adalahkonstruksinya yang sederhana dan kuat sertamemerlukan sangat sedikit pemeliharaansebagaimana pada motor DC.

    Permasalahan Motor induksi adalah padapengaturan kecepatan.

  • 3/6/2011

    3

    Karakteristik Motor Induksi

    Berbeda dengan motor DC yang kecepatannyadapat dikendalikan dengan mudah (yaitumelalui pengaturan tegangan armatur danpengaturan arus eksitasinya),

    Pengaturan kecepatan motor induksi fasa tigamemerlukan penanganan yang jauh lebihkompleks dan ini merupakan kelemahan motorinduksi

    Pengaturan Motor Induksi

    Kecepatan motor induksi ditentukan olehfrekuensi tegangan masukan dan jumlah kutubmotor seperti yang dijelaskan dengan rumus:

    N = 120. F / P Pengaturan jumlah kutub mudah dilakukan

    tetapi pengaturannya terbatas karena jumlahkutub merupakan kelipatan 2, sehinggapengaturannya kasar

  • 3/6/2011

    4

    Pengaturan Motor Induksi

    Salah satu metode pengaturan yangmemungkinkan untuk pengaturan yang lebaradalah dengan mengubah frekuensi.

    Frekuensi sumber AC yang konstan (50 Hz)harus diubah sesuai dengan kebutuhan yangdiinginkan.

    Proses perubahan frekuensi memerlukankonverter dari AC ke DC, dan dari DC dijadikanke AC lagi tetapi dengan frekuensi yangberbeda.

    Inilah alasan mengapa inverter menjadi penting

    Bagian Inverter

    AC drive atau sering disebut dengan istilahInverter atau VSD.

    Inverter mempunyai 3 bagian utama: Konverter

    Bagian yang merubah Listrik AC ke DC Filder DC

    Penghalus ripel AC pada output DC Inverter

    Menghasilkan listrik AC dari DC dengan pengubahanparameter yang diinginkan

  • 3/6/2011

    5

    Blok Diagram Inverter

    Front-endConverter Inverter

    ACinput

    DC BusSingle-Phase

    Motor

    ab

    c

    mainaux

    Blok Diagram Inverter

  • 3/6/2011

    6

    Skema Sistem Inverter

    Diagram Kontrol Motor dg Inverter

  • 3/6/2011

    7

    Konverter Elektronika Daya

    Alasan Menggunakan Inverter

    Tersedia untuk berbagai ukuran daya Mampu menangani kebutuhan yang luas untuk

    torsi dan kecepatan. Adaptabel untuk segala kondisi operasi. Electric drive dapat dioperasikan secara cepat. Efisiensi tinggi Mudah dikontrol Dapat dioperasikan pada empat kuadran

  • 3/6/2011

    8

    Prinsip Kerja Inverter 1 fase

    Prinsip Kerja Inverter 1 fase full bridge

  • 3/6/2011

    9

    Prinsip Kerja Inverter 1 fase full bridge

    Prinsip Kerja Inverter 1 fase full bridge

  • 3/6/2011

    10

    Karakteristik Inverter

    Tipe Konverter

    Input Diode bridge 2 quadrants

    - 12-pulse DFE- 24-pulse DFE

    AFE rectifier (PWM) 4 quadrants Output Inverter

    3-level neutral-point clamped (NPC) voltage source IGBT PWM

    Karakteristik Inverter

    Adaptabel thd tipe jaringan tegangan menengah Variasi : standar 10%

    Efisiensi ~ 0.99

    Tipe Motor Motor Asinkron sbg standar, Motor Sinkron untuk pilihan

    Tegangan output 3 fase Standar : 0 to 2300 V - 0 to 3300 V Opsi deng output transformer: 4160 V - 6600 V - 7200 V -

    10,000 V - 13,200 V ...

    Frekuensi Output Standar : 5 to 70 Hz, Extended: 5 to 140 Hz

  • 3/6/2011

    11

    Karakteristik Inverter Input trafo

    External, minyak atau kering (Tidak ada batasan jarak) Integrated dengan konverter, khusus tipe kering

    Kelas Proteksi Pendinginan Udara : IP41 Pendinginan Air : IP41 and IP54 sbg pilihan

    Pendinginan Udara dengan tambahan fan untuk daya 5200 kVA Air dengan tambahan pump untuk daya 14,400 kVA

    Sistem Safety Earthing of DC bus Key-operated locking system

    Karakteristik Kontrol

    Mode Kontrol Motor V/f control, sensorless vector control, vector control with

    speed sensor

    Catch on the fly, master/slave functions, auto-tuning, critical speed suppression

    Akurasi Kecepatan pada kondisi steady state 0.05% dengan sensor speed 0.5 % tanpa sensor speed

    Waktu Respon Torsi : < 5 ms Komunikasi Standar

    Ethernet, Profibus, Modbus Options: CANopen, DeviceNet, etc.

  • 3/6/2011

    12

    Option Featur Inverter

    Pengereman dengan Chopper dan resistance braking Input isolation switch with earthing Output isolation switch with earthing IP54 (water-cooled) Output sinus filter (for retrofit) External air/water exchanger Inverter + battery charger Driving multipel motor untuk koneksi ke jaringan

    (bypass)

    Inverter Altivar

  • 3/6/2011

    13

    Contoh Aplikasi Sistem Pompa

    Kebutuhan Variable flow variable-pressure Constant-flow variable-pressure Variable-flow constant-pressure

    Sistem Pompa dengan Kontrol Valve

  • 3/6/2011

    14

    Sistem Pompa denganVSD

    Variable Flow Variable Pressure

  • 3/6/2011

    15

    Konsumsi Energi

    Constant-flow variable-pressure

  • 3/6/2011

    16

    variable-flow Constant-pressure

    variable-flow Constant-pressure

  • 3/6/2011

    17

    variable-flow Constant-pressure

    Bandingkan 2 Sistem Berikut

  • 3/6/2011

    18

    Sistem Pompa 2 Stage

    Keuntungan Menggunakan Inverter

    High availability Fast and precise control Minimized energy consumption Reduced emission Minimized actuator equipment Soft starting

  • 3/6/2011

    19

    Konsumsi Energi

    Aplikasi Lift

  • 3/6/2011

    20

    Perbandingan Konsumsi Energi Lift

    Pengaturan Motor Konensional

  • 3/6/2011

    21

    Metode Pengaturan Motor Konensional

    Pole changing Stator voltage control Rotor resistance control Slip-recovery drive system

    Pengaturan Motor dg VSD

  • 3/6/2011

    22

    Klasifikasi VSD

    Berdasar Tipe Motor : VSD untuk motor induksi dan motor sinkron

    Berdasar Power suppli : inverter, cycloconverter, matrix converter.

    Tipe Inverter : voltage source, current source, square type, PWM.

    Variable Voltage Inverter

    Berdasar Tipe Motor : VSD untuk motor induksi dan motor sinkron

  • 3/6/2011

    23

    Sistem Inverter dengan PWM

    Sistem Inverter dengan PWM

    Tegangan DC konstan. Tidak diperlukan kontroler oleh

    penyearah. Inverter dikontrol oleh Teknik PWM

    (pulse width modulation). Arus output gelombangnya sinusoidal. Tegangan dan frekuensi outputnya

    dikontrol oleh inverter. Hanya DC Kapacitor yang digunakan

    sebagai filter DC link.

  • 3/6/2011

    24

    Sistem Inverter dengan PWM

    Feedback section Preamplifier section Null detector section Pulse shaper section Sawtooth generator section

    Sistem Inverter dengan Sumber Arus

  • 3/6/2011

    25

    Sistem Inverter dengan Sumber Arus

    Arus DC link dikontrol oleh rectifier. Arus output inverter bersifat quasi

    square-wave. Arus output current dikontrol oleh

    inverter. Magnitude arus output dikontrol oleh

    rectifier. Hanya inductor yang digunakan untuk

    filter DC link.