Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters •...

37
Inverter (Konverter DC – AC) Penggunaan Inverter Pengendalian motor ac • UPS Catu daya ac Ballast elektronik Microwave heating Static VAR generators FACTS (Flexible AC Transmission System) Filter daya aktif • Penyearah

Transcript of Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters •...

Page 1: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Inverter (Konverter DC – AC)

Penggunaan Inverter

• Pengendalian motor ac

• UPS

• Catu daya ac

• Ballast elektronik

• Microwave heating

• Static VAR generators

• FACTS (Flexible AC Transmission System)

• Filter daya aktif

• Penyearah

Page 2: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Variable Speed DrivesS

ou

rce

A

C

rectifier Diode inverter PWM

Link DC

Motor AC

Uninterruptibe AC Power Supplies

chargerBattery

Bettery

Inverter

Filter

Switch Bypass Static

Switch eMaintenanc Mechanical

Loads Critical

source

normal AC

generator

Standby

Page 3: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Properties of Ideal Inverters

• DC input is free of ripple

• AC output is sinusoidal or has a

controllable waveshape

Klasifikasi Inverter

1) Menurut jumlah fasa

- satu-fasa

- banyak fasa

2) Menurut sumber dc:

- sumber tegangan

- sumber arus

3) Menurut metoda komutasi:

- komutasi paksa

- komutasi natural

4) Menurut metoda pengaturan gelombang ac:

- gelombang persegi

- pulse amplitude modulation (PAM)

- pulse width modulation (PWM)

5) Menurut jumlah level gelombang keluaran:

- dua level

- banyak level

Page 4: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

Ditinjau dari prosesnya: 

Rangkaian inverter seri  

Rangkaian inverter paralel  

Rangkaian inverter jembatan (bridge) 

Ditinjau dari tegangan AC yang dihasilkan: 

Rangkaian inverter satu fasa  

Rangkaian inverter tiga fasa  

Ditinjau dari pembebanan: 

Rangkaian inverter tegangan (VSI): tegangan konstan, arus tergantung beban   

Rangkaian inverter arus (CSI): arus konstan, tegangan bervariasi 

 

 

 

 

 

 

 

Konsep Proses Inverter  

 

Page 5: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Basic Concepts

oV E

L

oI

dE

dI

Inv

ert

er

oV

Lo XjI

E

E

E

Lo XjI

Lo XjI

oV

oV

E Lo XjI

oVlagging

0=PF

1=PF

leading

0=PF

1−=PF

oI

oI

oI

oI

Basic Concept

0

Voltage-Source Inverter Current-Source Inverter

Voltage across the switch is

unidirectional but the current

is bidirectional

Reverse conducting switches

are required

Current through the switch is

unidirectional but the voltage

is bidirectional.

Reverse blocking switches

are required.

Page 6: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Inverter Satu-Fasa

dE

1S

1D

2S

2D

ov Load

oi

•1N

1N

2Ndi

dE

1S1D

2S 2D

dE

Load u0

ovoi

dE

1S1D

2S 2D

Load

3S 3D

4S 4D

u v

ov

oi

Inverter Center-Tap

dE

1S

1D

2S

2D

ov Load

oi

•1N

1N

2Ndi

dEN

N

1

2

dEN

N

1

2

0

ov

oi

di

Page 7: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Inverter Center-TapdE

N

N

1

2

dEN

N

1

2

0

ov

oi

di

dE

1S

1D

2S

2D

ov Load

oi

•1N

1N

2Ndi

dE

1S

1D

2S

2D

ov Load

oi

•1N

1N

2Ndi

dE

1S

1D

2S

2D

ov Load

oi

•1N

1N

2Ndi

dE

1S

1D

2S

2D

ov Load

oi

•1N

1N

2Ndi

Inverter Center-Tap

BebanBeban

Page 8: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Analisis Tegangan OutputInverter Center-Tap

( )

( ) ( )

kVV

EN

NtdtE

N

NV

tkVv

k

dd

nk

k

/

22sin

22

sin2

:Tegangan

1

1

22/

01

21

12

=

==

=

∑∞

−=

πωω

π

ω

π

Inverter Center-Tap

• Sederhana

• Komponen minimum

• Harus pakai trafo

• Cocok untuk daya rendah (< 1 kW)

• Cocok untuk tegangan dc yang rendah

• Pengaturan tegangan dilakukan dengan

menggunakan trafo ferroresonance.

Page 9: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Half-Bridge Inverter

1S1D

2S 2D

2

dE

Load u0

ovoi

2

dE

1di

2di

2

dE

0

ov

oi

2

dE

1Si

1Di

1di

Analisis Tegangan Output Inverter Half-Bridge

( )

( ) ( )

kVV

k

Etdt

EV

tkVv

k

dd

nk

ko

/

: orde Harmonisa

2sin

2

:dasarKomponen

sin2

:Tegangan

1

2/

01

12

=

==

=

∑∞

−=

πωω

π

ω

π

Page 10: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Inverter Thyristor

Beban Beban

Inverter Thyristor

Beban Beban

Page 11: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Inverter Full-Bridge

2

dE

2

dE

0

2

dE

2

dE

0

0

dE

dE

uov

vov

uvv

uvi

β

1S 2S

4S 3S 4S

di

1S1D

2S 2D

Load

3S 3D

4S 4D

u v

ov

oi

dE

2

dE

2

dE

0

di

Inverter Full-Bridge

( )

( ) ( ) ( )

( )

( )

( )

( )2/7cos7

22

2/5cos5

22

2/3cos3

22

2/cos22

2/cos22

sin22

sin2

7

5

3

1

2/

2/

12

βπ

βπ

βπ

βπ

βπ

ωωπ

ω

π

β

d

d

d

d

ddk

nk

ko

EV

EV

EV

EV

kEk

tdtkEV

tkVv

=

=

=

=

==

=

∑∞

−=

0

Sudut β bisa dipilih untuk mengatur

besarnya komponen dasar atau

menghilangkan harmonisa tertentu.

Page 12: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Arus Input

0

( )

( )

( ) ( )

( ) ( )( ) ( )( )[ ]

genap. ordekomponen dan dckomponen atas terdiridc sisi Arus

1cos1cos2/cos22

:input Arus

sin2/cos4

:function Switching

sin2

:sinusoidalkeluaran arus Asumsi

12

1212

122121

φωφωβ

π

ωβπ

φω

−+−+−=

=

−=

=−=−=

−=

−=

tktkk

kIi

tkkk

s

tIi

isissisisi

hkld

hk

lu

uuuud

Inverter Tiga-Fasa

( )

( ) ( ) ( )

uowowuwovovwvououv

vouowownwouovovnwovououn

wovouonownvnun

nownwonovnvonounuo

vvvvvvvvv

vvvvvvvvvvvv

vvvvvvv

vvvvvvvvv

−=−=−=

−−=−−=−−=

++=→=++

+=+=+=

23

12

3

12

3

1

3

10

1S1D

2S

2D

udE

2

dE

2

dE

0

di

3S 3D

4S

4D

v

5S 5D

6S

6D

w

n

Load

Page 13: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Inverter Tiga-Fasa

2

dE

2

dE

0

0

0

0

0

2

dE

2

dE

2

dE

2

dE

3

2 dE

3

dE

3

dE

3

2 dE

dE

dE

uov

vov

wov

unv

uvv

0

( )

( )

dll

nknk

kphun

phkph

dph

nk

kphuo

EV

tkVv

kVV

EV

tkVv

π

ω

π

ω

6

:fasaantar Tegangan

sin2

netral-ke-fasaTegangan

/

2

sin2

nol-ke-fasaTegangan

1,

312

,

1,,

1,

12

,

=

=

=

=

=

≠−=

−=

Arus Input

0

( ) ( )[ ]

( )[ ]

( ) ( ) ( )

( )[ ] ( )[ ]

( )( )[ ] ( )( )[ ]

( )( )[ ] ( )( )[ ]

enam.kelipatan harmonisa plus dckomponen atas terdiridc sisi Arus

1cos1cos22

1cos1cos22

1cos1cos22

sin2sin2sin2

sin2

2

1

sin2

2

1sin2

2

1

12

32

32

12

32

32

12

32

32

12

32

12

32

12

∑∑

−=

−=

−=

−=

−=

−=

−++−++−+

−−+−+−−+

−+−+−=

−+−−=−=

++=

−+=+=

++=

hkl

hkl

hkld

lwlvlu

hkw

hkv

hku

wwvvuud

k

tktkI

k

tktkI

k

tktkIi

tIitIitIi

k

tks

k

tks

k

tks

isisisi

φωφω

π

φωφω

π

φωφω

π

φωφωφω

ω

π

ω

π

ω

π

ππ

ππ

ππ

π

π

Page 14: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Simulation

Simulated Result

Line-line voltage

Line-neutral voltage

Line current

Input current

Page 15: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Teknik PWM

1. Sampling Based PWM:

• Natural sampling (Carrier Based)

• Regular sampling

2. Programmed PWM:

• Eliminated Harmonics

• Minimum Harmonics

Teknik PWM

1S

2

dE

Load0

ovoi

2

dE

1di

2di

1D

2S

2D

u

+

o2

dE

0

2

dE

uov

If fc/fr integer, the technique is called synchronous otherwise asynchronous

Page 16: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Natural Sampling

LPKEE-ITB

Regular Sampling

2

dE

0

2

dE

uov

Page 17: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Simulation

0

carrier

reference

Simulation Results

Page 18: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Analisis Tegangan Keluaran Inverter PWM Satu-Fasa

( )

( )

( ) ( ) ( ) ( )

( )

[ ] ( )∑

∫∫

=

=

+=

=

=

−=

+=

=

=−=−

=

1

0

1

cossinsin2

sin2

sin

sin2

coscos

cos

./

2212

2

n

sdd

o

r

dn

ssssd

n

n

snoo

sON

rddd

s

OFFONo

tnknk

EEkv

kv

nn

EC

tdtntdtnE

C

tnCvv

TT

vEEE

T

TTv

ωθππ

θ

θ

αππ

ωωωωπ

ω

α

α

π

απ

απ

maka Jika

:FourierDeret

mana yang

:tegangan rata-rata Nilai

0

0

2

dE

2

dE−

rvcar

ONT

sT

Control characteristic

Page 19: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Simulation result under nonsinusoidal reference

Analisis Tegangan keluaran

• Maximum peak output voltage is Ed/2. This

value is less than the fundamental

component of square-wave output voltage.

• The output current waveform is almost

sinusoidal when the switching frequency is

high.

• Because the switching frequency is high,

the switching losses are also high.

Page 20: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Analisis Riak

0

2

dE−

2

dE

ruv

carrier

ot 1t 2t 3t 4t

sT

1ToToT

ui~

uv

( )

( )

( )

( )

≤≤−−

≤≤−−

+−

≤≤−−

=

−≈

+=−=

++=

−==

+=+=

++=

434

311

1

for

for 2

for

1~

Thus,

~~~

21

2

2

Then

~ and ~ assume usLet

:equation tageOutput vol

tttttL

v

tttttL

vE

TL

v

tttttL

v

dtvvL

i

dt

idLiRvvv

edt

idLiR

E

T

TEvv

iiivvv

edt

diLRiv

uo

uod

ouo

oouo

uouou

uuuououo

uu

u

d

s

ONdruo

uuuuououo

uu

uuo

Analisis Riak

0

θsin

2

1

2

1

2

1

2

12

1

kv

vT

T

vT

T

r

u

r

s

r

u

s

o

=

+=

−=

=

=+

π

θπ

2

0

2

,

22

~

2

1~

:ripple of value RMS

~1~

:ripple of valuesquareMean

dII

dtiT

I

uavu

Tt

tu

s

u

so

o

Page 21: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Programmed PWM

0

2

dE

2

dE−

π

ganjil. Untuk n

nn

Eb

nn

Ea

M

k

kkd

n

M

k

kkd

n

−−=

−+=

=

=

2

1

2

1

sin)1(2

cos)1(12

απ

απ

Programmed PWM

Page 22: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Teknik PWM Untuk Inverter Satu-Fasa Full-Bridge

2

dE

2

dE

uov

vov

uvv

1S1D

2S 2D

Load

3S 3D

4S 4D

u v

ov

oi

dE

2

dE

2

dE

0

di

+

+

1S

2S

3S

4S

PWM Characteristic

LPKEE-ITB

Page 23: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Three-Phase PWM Inverter

1S1D

2S

2D

udE

2

dE

2

dE

0

di

3S 3D

4S

4D

v

5S 5D

6S

6D

w

n

Load

Teknik PWM Inverter Tiga-Fasa

ruv r

vv rwv

uov

vov

uvvr

wd

wo

rv

dvo

ru

duo

uowowu

wovovw

vououv

dwo

dwo

rw

dvo

dvo

r

v

duo

duo

ru

vE

v

vE

v

vE

v

vvv

vvv

vvv

Ev

Evcarv

Ev

Evcarv

Ev

Evcarv

2

2

2

22

22

22

=

=

=

−=

−=

−=

−==>

−==>

−==>

ELSE THEN IF

ELSE THEN IF

ELSE THEN IF

Page 24: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

PWM Characteristics

Ripple Analysis

Page 25: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Simulation

Simulation Results

Page 26: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

Teknik PWM Inverter Tiga-Fasa

n

Load

0

uov

vov

wov

wi

vi

ui

Teknik PWM Inverter Tiga-Fasa

( )

( ) o

r

w

o

r

v

o

r

u

skv

skv

skv

++=

+−=

+=

32

32

sin

sin

sin

:signals Reference

π

π

θ

θ

θ

0

PWM vector Space -

PWM ousDiscontinu

3sin4

3sin6

-

:popularmost The

=−

=

θ

θ

ks

ks

o

o

Page 27: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a

KKoonnvveerrtteerr DDCC--AACC 33 FFaassaa ((TThhrreeee PPhhaassee IInnvveerrtteerr))

EELLEEKKTTRROONNIIKKAA DDAAYYAA Penulis [email protected]@yahoo.comhttp://www.aswadiwordpress.com

A

S

B

h

Lisensi Dokumen Copyright © 2009 elearning- ft.unp.ac.id Seluruh dokumen di e-learning FT UNP Padang dapat digunakan secara bebas oleh mahasiswa peserta e-learning untuk tujuan bukan komersial (nonprofit), dengan syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis dan pernyataan copyright yang disertakan dalam setiap dokumen. Tidak diperbolehkan melakukan penulisan ulang, kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari penulis naskah dan admin e-learning FT UNP Padang.

. Objektif

etelah pelajaran ini diharapkan mahasiswa mampu:

1. Menjelaskan prinsip kerja inverter 3 fasa menurut mode konduksi komponen

pensakelaran.

2. Menentukan besarnya tegangan keluaran inverter 3 fasa

3. Mendeskripsikan penerapan Komponen switching (BJT, IGBT, Mosfet) pada proses

pengendalian tegangan keluaran inverter 3 fasa.

4. Menganalisis dan mengevaluasi unjuk kerja inverter 3 fasa.

. Pendahuluan

Kebutuhan akan sistem sumber daya listrik, terutama sumber listrik bolak

balik dengan daya dan sistem tegangan yang lebih besar sudah merupakan suatu

keharusan seiiring 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

ttp://elearning-ft.unp.ac.id/ 1

Page 28: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a

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 tenag surya (PLTS)

Dari mode konduksi, inverter 3 fasa dibedakan atas atas:

a. inverter 3 fasa mode konduksi 120 derjat.

Inverter 3 fasa dengan mode konduksi 1200 memungkinkan setiap

komponen pensakelaran akan konduksi selama 1200 dengan pasangan

konduksi yang berbeda, misalnya 600 pertama antara Q1Q6, dan 600 ke dua

antara Q1Q2, dan seterusnya.

b. inverter 3 fasa mode konduksi 180 derjat

Inverter 3 fasa dengan mode konduksi 1800 memungkinkan 3 komponen

pensakelaran konduksi pada saat yang bersamaan. Ke tiga komponen

pensakelaran akan konduksi selama 1800 dengan pasangan konduksi yang

juga berbeda-beda.

Dari segi teknik pensakelaran (switching technique) dibedakan atas;

a. inverter persegi (square inverter)

b. inverter pwm (inverter pwm)

c. inverter quasi pwm (quasi pwm inverter).

Inverter pada umumnya digunakan secara luas untuk keperluan industri,

diantaranya:

a. Penyedia daya bolak-balik cadangan,

http://elearning-ft.unp.ac.id/ 2

Page 29: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a

b. Peralatan pengendali frekuensi untuk kebutuhan industri.

c. Peralatan pengendali kecepatan motor induksi (single phase and poly

phase ac induction motor control).

C. Inverter 3 Fasa

Inverter 3 fasa merupakan inverter dengan tegangan keluaran berupa tegangan

bolak balik (ac) 3 fasa per segi. Sebuah rangkaian dasar inverter 3 fasa tunggal

sederhana terdiri dari 6 buah sakelar S1, S2, S3, S4, S5, dan S6 dengan menggunakan

mosfet daya (power mosfet) sebagai sakelar diperlihatkan pada gambar 1. Tegngan

suplai merupakan sumber dc dengan tegangan sebesar Vs/2, dengan titik netral

merupakan titik hubung dari titik bintang (Y) pada beban. Dioda freewheeling pada

setiap mosfet daya digunakan untuk melayani beban dominan induktif. Khusus pada

tipe ini 2 atau lebih mosfet daya akan konduksi secara bersamaan dengan urutan

tertentu. Terdapat 2 jenis mode operasi dari inverter jenis ini, yaitu mode kondusi 1200

dan mode konduksi 1800..

Gambar 1. Rangkaian Daya Inverter 3 Fasa

Khusus untuk mode operasi 1200, pola pengaturan kerja pensakelaran setiap

komponen switching mengikuti bentuk seperti tabel berikut

http://elearning-ft.unp.ac.id/ 3

Page 30: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a

Tabel 1. Konfigurasi Pensakelaran pada Inverter 3 fasa mode konduksi 1200.

sakelar Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6

sakelar Q6 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

waktu 0-600 600-1200 1200-1800 1800-2400 2400-3000 3000-3600

Bila dipilih 2 komponen pensakelaran konduksi pada saat yang bersamaan,

maka tegangan dan arus untuk interval 600 diperlihatkan pada gambar 4, dan bentuk

gelombang tegangan diperoleh seperti pada gambar 5. Pasangan komponen

pensakelaran yang lain pada waktu selanjutnya akan identik, dengan lama waktu

konduksi sebesar 1200.

Gambar 2. Arah aliran arus pada beban mengikuti pola pensakelaran

Inverter 3 fasa persegi mode konduksi 1200.

http://elearning-ft.unp.ac.id/ 4

Page 31: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a

Gambar 3. Bentuk Gelombang Arus fasa dan tegangan line

Pada Inverter 3 fasa persegi mode konduksi 1200

Jenis yang lain dari inverter 3 fasa adalah inverter 3 fasa dengan mode

konduksi 1800. Pada mode konduksi ini dimungkinkan bahwa tidak hanya 2

komponen pensakelaran yang konduksi pada saat yang bersamaan. Dengan mengatur

waktu konduksi sedemikian rupa, sehingga dimungkinkan tidak hanya 2 komponenn

pensakelaran yang konduksi pada setiap saat. Detail konfigurasi pengaturan waktu

konduksi pasangan mosfet diatur dengan cara mengacu pada tabel 2 di bawah ini.

Tabel 2. Konfigurasi Pensakelaran pada Inverter 3 fasa mode konduksi 1800.

sakelar Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6

sakelar Q5 Q6 Q1 Q2 Q3 Q4

sakelar Q6 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

waktu 0-600 600-1200 1200-1800 1800-2400 2400-3000 3000-3600

Bentuk gelombang tegangan dan arus pada gambar 6 diperoleh dari persamaan:

RL/VdcIm 32=

http://elearning-ft.unp.ac.id/ 5

Page 32: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a

Gambar 2. Arah aliran arus pada beban mengikuti pola pensakelaran

Inverter 3 fasa persegi mode konduksi 1800.

Perbandingan besarnya arus line efektif inverter 3 fasa persegi mode konduksi

1200 dan mode konduksi 1800 dijelaskan sebagai berikut:

1. 2 komponen pensakelaran yang aktif selama 1200 periode konduksi

menghasilkan

)/()RL/Vdc(/Irms 3221 2 ππ=

RL/Vdc.)/(RL/VdcIrms 408061 ==

http://elearning-ft.unp.ac.id/ 6

Page 33: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a

2. 3 komponen pensakelaran yang aktif selama 1200 periode konduksi

menghasilkan

F. EVALUASI

1. Suatu inverter 3 fasa persegi dengan mode konduksi 1200 disuplai dengan tegangan

searah Vs sebesar 120 volt, dan RB=100 ohm. Anda diminta:

a. menjelaskan cara kerja rangkaian

b. menentukan tegangan rms pada titik A dan B.

c. Menentukan daya yang diserap oleh beban RB.

2. Anda diminta untuk menemukan 2 buah contoh soal mengenai inverter 1 fasa

persegi. Contoh soal dapat anda peroleh dari buku teks, learning material, dst.

Berikan tanggapan anda tentang contoh soal tersebut, misalnya berkaitan dengan

ketuntasan dan kejelasan pembahasan, tingkat kesukaran dsb.

http://elearning-ft.unp.ac.id/ 7

Page 34: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a G. Simulasi Dengan program PSIM ver 8.04

1. Gambar Rangkaian Daya a. Beban Resistif

2. Bentuk Sinyal Hasil-hasil Simulasi

a. Beban Resistif

http://elearning-ft.unp.ac.id/ 8

Page 35: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a

b. Beban Dominan Induktif

http://elearning-ft.unp.ac.id/ 9

Page 36: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a

Hasil-Hasil Simulasi

H. PENUTUP

Pembahasan yang telah dilakukan pada bagian ini telah menyelesaikan materi

mengenai inverter 3 fasa persegi mode konduksi 1200 dan mode konduksi 1800. Pada

banyak penggunaan inverter 3 fasa yang lazim digunakan untuk keperluan industri

dan penerapan lainnya adalah inverter 3 fasa PWM. Anda diminta untuk mencoba

memahami prinsip pensakelaran pada inverter 3 fasa jenis ini . Pemahaman tentang

cara kerja, menggambarkan rangkaian daya dan gelombang arus masukan dan

keluaran serta menggunakan rumus-rumus singkat (rumus akhir dari setiap

pembahasan) tetap merupakan fokus dari materi ini. Agar pemahaman Saudara lebih

mantap, coba Saudara kerjakan lagi soal yang ada tanpa melihat modul ini. Saudara

dipastikan telah dapat memahami materi dalam modul ini dengan baik, jika Saudara

dapat mengerjakannya tanpa melihat catatan,.

http://elearning-ft.unp.ac.id/ 10

Page 37: Inverter (Konverter DC – AC)...2017/01/05  · generator Standby Properties of Ideal Inverters • DC input is free of ripple • AC output is sinusoidal or has a controllable waveshape

a I. Daftar Pustaka

1. Cyril W. Lander (1981), Power Electronics

2. DA Badley (1995), Power Electronics

3. PC. Sen (1985). Principles of Electrical Machines and Power Electronics.

4. Mohan (1989), Power Electronics, Converter Application and Design.

J. Biografi Penulis

Aswardi, lahir di Bukit Tinggi 21 Februari 1959. Menamatkan pendidikan pada jenjang strata 1 (S1) pada Fakultas pendidikan Teknologi dan Kejuruan (FPTK) IKIP Padang tahun 1983. Melanjutkan pendidikan pada jenjang Magister Teknik (S2) pada tahun 1996 di Institut Teknologi Bandung dan selesai pada tahun 1999 pada bidang Mesin-mesin Listrik dan Elektronika Daya. Meminati dan menekuni penelitian bidang Mesin listrik dan Elektronika Daya, serta Electric Drive

http://elearning-ft.unp.ac.id/ 11