BAB I

Generator Sinus Tiga Phasa Variable Frekuensi
BAB I
PENDAHULUAN
I.I. Latar Belakang
Energi listrik sangat diperlukan dalam kehidupan manusia. Pada
umumnya energi listrik arus bolak-balik (AC) yang kita pakai sehari-hari diperoleh
dari hasil pembangkitan oleh generator serempak pada pembangkit tenaga listrik.
Namun adakalanya energi tersebut tidak sampai kepada kita karena sesuatu hal
seperti ketiadaan jaringan penghantar atau kegagalan pada pembangkit itu sendiri.
Karena itu diperlukan alternatif lain untuk memenuhi kebutuhan energi listrik
tersebut.
Sel Surya dapat menghasilkan arus listrik searah yang dapat disimpan
dalam batere. Namun tidak semua alat listrik dapat menggunakan arus searah.
Untuk itu diperlukan suatu alat yang dapat merubah bentuknya menjadi AC, alat
tersebut adalah inverter.
Dalam perkembangan selanjutnya alat ini bukan hanya digunakan pada
teknologi sel surya saja tetapi juga dipakai pada alat yang disebut Un-interrupt
Power Suppy UPS maupun pada sistem. penggerak dengan kecepatan yang dapat
berubah-ubah (variable speed drive / VSD).
Pada UPS, inverter selain bekerja untuk merubah arus DC yang
tersimpan pada batere dialat tersebut menjadi arus AC rangkaian ini juga berfungsi
untuk mengatur dan menjaga tegangan yang dihasilkan agar stabil. Sedangkan pada
VDS inverter ini berfungsi untuk mengatur tegangan dan atau frekuensi dari
1
Generator Sinus Tiga Phasa Variable Frekuensi
gelombang masukan ke motor penggerak sehingga putaran yang dihasilkan oleh
motor tersebut dapat berubah-ubah.
I. 2. Perumusan Masalah
Gelombang yang dihasilkan oleh inverter merupakan gelombang hasil
swiching sehingga menghasilkan bentuk gelombang persegi. Gelombang persegi
tersebut mngandung harmonisa yang bisa menghasilkan rugi-rugi pada alat yang
dicatu oleh inverter tersebut.
Rangkaian inverter umumnya menggunakan thyristor sebagai saklarnya
karena memiliki arus dan tegangan kerja yang tinggi. Namun thyristor ini
mempunyai kekurangan yaitu membutuhkan rangkaian komutasi paksa untuk
memadamkanya serta frekuensi kerja yang tidak tinggi. Hal ini dapat diatasi dengan
penggunaan transistor daya. Karena itu pada rancangan ini digunakan transistor
sebagai komponen switching/saklar. Dengan demikian maka diperlukan strategi
untuk membuat transistor tersebut bekerja sebagai saklar yang baik.
I.3. Pembatasan Masalah
Pada tulisan ini permasalahan dibatasi dengan :
- Inverter yang akan dibuat adalah inverter jembatan 3 phasa
- Perancangan inverter diproyeksikan untuk digunakan pada generator AC 3-fasa
variabel frekuensi.
- Pengaruh suhu, pendinginan serta efisiensi rangkaian daya tidak dibahas disini.
1
Generator Sinus Tiga Phasa Variable Frekuensi
I.4. Sistimatika Penulisan
Tulisan ini dibagi dalam 5 bab. Bab pertama pendahuluan berisi latar
belakang, perumusan masalah. Bab kedua berisi teori dasar perancangan. Bab
ketiga berisi perancangan serta rancangannya. Bab keempat berisi hasil uji coba
rancangan dan analisa. Bab kelima berisi kesimpulan dari keseluruhan pembahasan
pembahasan ini.
1
BAB II
TEORI DASAR
II.1. INVERTER
II.1.1.Prinsip Dasar Inverter
Prinsip dasar dari kerja atau operasi inverter adalah berdasarkan aksi
penyambungan. Pada gambar dibawah ini diperlihatkan sebuah rangkaian dengan
4 buah saklar yang disusun sedemikian rupa sebagai elemen penyambung.
Gbr.2.1. Rangkaian jembatan 1 phasa
Bila posisi saklar SW1 dan SW4 seperti dalam keadaan menutup, maka
beban mendapat tegangan positif sehingga harga tegangan di titik P lebih positif
dari titik Q. Dan sebaliknya, jika saklar SW2 aan SW3 menutup sedangkan SW1
dan SW4 terbuka maka beban mendapat tegangan negatif sehinggaa tegangan di
titik P lebih negatif dari tegangan di titik Q. Jika kondisi tersebut berlangsung terus
secara silih berganti maka beban akan mendapat tegangan arus bolak-balik
berbentuk persegi, seperti tampak pada gambar 2.2,
di mana :
VS
=
V volt
VS
=
-V volt
: 0
< t < T/2
: T/2 < t < T
Gambar 2.2. Bentuk tegangan keluaran Inverter
Nilai tegangan arus bolak-balik yang dihasilkan bergantung pada. Nilai
catu tegangan searah yang dipakai (Edc) sedangkan frekuensinya bergantung
kepada kecepatan perubahan kondisi kedua pasang saklar tersebut. Dengan
demikian Inverter dapat digambarkan dengan rangkaian ekivalen seperti dalam
gambar 2.3.
Gambar 2-3 Rangkaian pengganti inverter
III.1.2. Macam Rangkaian Inverter
Ada berbagai macam rangkaian inverter, yaitu masukan tegangan
variabel dengan kontrol fasa (phase controled variable voltage input). Pada
umumnya inverter masukan tegangan variabel terdiri atas tiga rangkaian utama :
-
Penyearah jembatan kontrol fasa sebagai pengatur tegangan
-
Rangkaian inverter untuk mengatur frekuensi
-
Catu tegangan arus searah sebagai sumber daya untuk proses komutasi
Gambar 2.4 menunjukkan diagram
inverter jenis ini serta bentuk
gelombang keluarannya.
Gambar 2.4. Inverter bertegangan masukkan Variabel dengan Kontrol Phasa
Inverter jenis ini mempunyai beberapa kelemahan yaitu:
a. Diperlukan dua rangkaian pengendali yang terpisah untuk pengaturan tegangan
dan frekuensi, sehingga menambah rumit operasi rangkaian.
b. Diperlukan sumber daya tambahan untuk proses komutasi pada rangkaian
penyearah kontrol fasa.
c. Faktor daya dari penyearah kontrol fasa makin buruk bila tegangan keluaran
makin rendah.
d. Pereman regeneratif hanya dapat berlangsung apabila dipasang penyearah fasa
penuh.
e. Pengoperasian motor melalui tegangan inverter ini di bawah 10 Hz dapat
menimbulkan kejenuhan inti dan hentakan putaran motor (cogging). Adanya
harmonik ke 5 dan 7 yang cukup besar di tegangan keluaran inverter ini dapat
mengakibat efek pemanasan dan torsi negatif.
Masukan tegangan variabel dengan pemenggal Chopper input variabel
voltage input3. Pada inverter ini untuk memperoleh tegangan arus searah yang
variabel didapat dengan memenggal tegangan hasil penyearahan dari jembatan
3-fasa. Akibatnya faktor dayanya tidak bergantung kepada beban motor. Gambar
2.5 menunjukkan diagramnya
Gambar 2-5. Inverter masukan tegangan variabel dengan pemenggal
Kelemahan inverter ini adalah masih adanya tegangan keluar yang
berbentuk segiempat 6-tingkat (banyak harmonik), dan perlunya dua rangkaian
pengendali tegangan dan frekuensi yang terpisah.
- Inverter dengan penggeser fasa (Phasa shift inverters)
Inverter ini dapat menghasilkan tegangan keluaran yang bagus
sehingga harmonik yang timbul cukup kecil. Dengan menggabung dua-inverter
dalam transfomator hubungan zig-zag dan mengatur pergeseran fasa keluaran salah
satu inverter terhadap invrerter lainnya dapat dihasilkan tegangan yang berbentuk
persegi 12-tingkat.
Gambar 2.6. inverter dengan penggeser phasa
Walaupun inverter ini dapat menghasilkan keluaran yang bagus, tetapi
harmonik yang timbul makin besar dengan makin turunnya tegangan karena efek
pergeseran fasa sehingga operasi inverter ini dibatasi untuk tegangan (frekuensi)
sampai 4 : 1.
- Inverter modulasi lebar pulsa (Pulse Widht Modulated Inverter)
Inverter ini dapat menghasilkan keluaran dengan kualitas yang baik di
mana harmonik yang terjadi dapat ditekan sekecil mungkin serta pengaturan
tegangan dan frekuensi yang cukup dilakukan hanya pada inverter saja.
II.2. Modulasi Lebar Pulsa Sinusoida (MLPS)
II.2.1 Bentuk Gelombang Modulasi Lebar Pulsa Sinusoida
Gelombang
MLPS
cara
membangkitkannya
adalah
dengan
membandingkan sinyal modulasi yang berupa gelombang sinusoida yang frekuensi
dan amplitudonya dapat diubah dengan sinyal pemodulasi yang berupa gelombang
segitiga.
Gambar 2.7 Gelombang MLPS
Bentuk gelombang pada gambar ini dapat deret Fourier sebagai berikut
A- sin (n wt)
dengan :
An = { n (i – 1/2 π / N ] sin (1/n δi )}
M = jumlah pulsa tiap setengah perioda
δi = lebar pulsa yang ke-i
i
= 1,2,3,4,.....M
n = 1,3,5,7,9,.....
II.2.2. Spektrum Frekuensi MLPS [Gran 80]
Jika sinyal sinusoida dengan frekuensi sebesar 35Hz dimodulasikan
pada frekuensi carrier segitiga yang berfrekuensi 500 Hz dengan index modulasi
sebesar 0,6 maka dengan metoda pendekatan Bessel akan diperoleh spektrum
Gambar 2.8.Spektrum Frekuensi MLPS
Dari gambar spektrum diatas terlihat bahwa gelombang hasil modulasi
MLPS terdiri dari :komponen fundamental pada frekuensi sinyal modulasi serta
komponen-komponen pada frekuensi lebih tinggi yang terkonsentrasi pada pita
dengan pusat yang merupakan frekuensi carrier dan harmonisanya.
Besar amplitudo komponen yang terletak pada frekuensi sinyal
modulasi sebanding dengan index modulasinya sedangkan amplitudo komponen
lainnya semakin mengecil dengan :
•
Bertambahnya nilai frekuensi pusat pita
•
Bertambahnya jarak komponen dari pusat pita
Jika gelombang tersebut digunakan untuk menggerakan maka
komponen - komponen yang ada tersebut akan pengaruh kepada mesin berupa torsi
sesuai dengan tanda pada gambar diatas yaitu :
z (zero) = tidak menimbulkan pengaruh (torsi)
p (positif) = menghasilkan torsi penggerak motor
n (negatif) = menghasilkan torsi pengereman.
Yang perlu diperhatikan dalam perancang gelombang MLPS tersebut
adalah :
• Indeks modulasi, dimana harga. index modulasi tersebut akan mempengaruhi
langsung amplitudo tegangan yang dihasilkan serta lebar pita harmonisa.
• Perbandingan
frekuensi
sinyal
modulasi
dan
carrier,
karena
jika
perbandingannya terlalu kecil bisa terjadi interferensi komponen fundamental
dan komponen hamonik.
II.2.3 Tegangan Gelombang MLP
Dari pembahasan diatas telah diketahui bahwa besar amplitudo
tegangan fundamental gelombang hasil modulasi lebar pulsa sebanding dengan nilai
indeks modulasinya. Jika gambar 2.1 kita modifikasi dengan mengambil titik 0
sebagai titik tengah catu akan kita dapatkan gambar. 2.9
Gambar 2.9. Inverter dengan catu bertitik-tengah
Dari gambar 21.9. ini kita dapat memperoleh tegangan phasa (Ep) yaitu
: tegangan antara titik A-0 atau B-0
Amplitudo Sinyal
Jika indeks modulasi adalah : M = -----------------------Amplitudo Carrier
Maka : Ep = M x E/2 .............................................................. (2.1)
Jika M = 1, maka harga max tegangan phasa adalah
Ep = E/2 .................................................................................. (2.2)
Harga efektif (rms) dari tegangan fasa kita peroleh dari :
V Phasa = 2 ............................................................................. (2.3)
E adalah tegangan pencatu arus searah. Tegangan ini biasanyra
diperoleh dari tegangan arus bolak-balik dari Jala-jala yang disearankan dengan
menggunakan rangkaian dioda jembatan dan kapasitor tapis.
Besar harga E adalah E = √2 Vin (2.4)
Jika kita subsitusikan persamaan (2.4) ke persamaan (2.3) maka kita
peroleh :
√2 Vin
1
V Phasa = -------- ∗ ------2
√2
Vin
= --------2
Sehingga harga efektif tegangan antar phasa adalah
Vab = √3 ∗ Vin / 2 = 0,866 Vin
BAB III
PERANCANGAN ALAT
III.1. Strategi Perancangan
Dari data dan pengamatan yang dikumpulkan berdasarkan literatur yang
ada maka ada empat hal yang menjadi perhatian yaitu masalah :
-
Harmonisa
-
Kerja tiga fasa
-
Operasi transistor sebagai saklar
-
Pengamanan
Harmonisa akan mempengaruhi kualitas kerja inverter, yang mana jika
keluaran inverter yang digunakan mempunyai harmonisa yang banyak akan
menimbulkan rugi panas yang besar pada alat yang dicatunya. Jika digunakan
untuk mencatu motor hal itu juga dapat menyebabkan ripple / cogging
(guncangan) pada putaran frekuensi rendah. Untuk
mengatasinya
diperlukan
teknik penekanan harmonisa. Caranya bisa dengan menggunakan filter yang
berarti menambah rangkaian di luar rangkaian inverter atau dengan cara memilih
teknik penyulutan saklar yang optimal pada inverter. Pada rancangan ini dipilih
cara kedua yaitu dengan menggunakan teknik penyulutan dengan gelombang
Modulasi Lebar Pulsa Sinusoida yang tampaknya cukup memadai untuk usaha
penekanan harmonisa tersebut.Sedangkan untuk menjaga agar perbandingan
frekuensi sinyal modulasi dan carrier tetap besar maka frekuensi gelombang
carrier dirancang agar dapat diubah-ubah.
Agar sinyal keluaran Inverter 3Ø dapat berfungsi dengan baik dalam
mencatu rangkaian tiga fasa maka beda phasa dari ketiga gelombang keluarannya
harus dijaga tetap sebesar 120O. Hal ini dapat diperoleh dengan cara mencuplik
bentuk gelombang sinuoida yang berbeda phasa 120O lalu menanamkannya dalam
Eprom dan kemudian membangkitkannya keobali secara
Serentak (sinkron) dengan cara memicu ketiga eprom tersebut dari satu
sumber clock. Dengan demikian beda Phasa tersebut akan tetap terjaga dan
frekuensi pembentukkan sinyal juga cepat ( sesuai kemampuan frekuensi kerja
dari eprom).
Yang pertama kali perlu diperhailkan transistor ini adalah pemilihan
transistor tegangan, arus, frekuensi serta daya kerja spesifikasi inverter yang kita
inginkan.
Kemudian agar dapat bekerja sebagai saklar yang baik maka transistor
daya yang dipakai harus dibuat bekerja pada daerah saturasinya sesuai dengan
karakteristik kerja transistor. Jika tidak maka akan dapat merusak sinyal keluaran
dan bahkan menimbulkan kegagalan kerja / kerusakan pada transitor
tersebut.Untuk itu diperlukan rangkaian penggerak yang baik.
Inverter adalah rangkaian daya yang berarti bekeria pada tegangan dan
arus yang besar sehingga jika terjadi kesalahan-kesalahan akibatnya cukup
berbahaya terutama bagi alat itu sendiri. Untuk itu dalam perancangannya faktor
pengamanan dan proteksi perlu diperhatikan
III.2. Blok Diagram
Blok diagram dari rangkaian inverter MLPS adalah seperti gambar
berikut ini :
Gambar 3.1. Blok diagram Inverter MLPS
Cara kerja rangkaian
Input berupa frekuensi sinusoida 3 buah menggerakan eprom berisi
tabel sinusoida 3Ø sedangkan frekuensi segitiga menggerakkan eprom berisi tabel
segitiga. Gelombang sinus dan segitiga yang dihasilkan dimasukan ke dalam
pembanding dan dibandingan aturanv:
• Jika amplitudo sinus > amplitudo segitiga maka keluaran komparator berlogic 1
(high)
• Jika amplitudo sinus< amplitudo segitiga maka keluaran komparator berlogic 0
(low)
• output dari komparator masuk rangkaian arah menentukan urutan gelombang
yang akan menjad inverter berdasarakan input sinyal arah.
• Rangkaian delay berfungsi untuk mengamankan kerja transistor pada rangkaian
switching
• dari rangkaian delay gelombang keluar menjadi 6 (3 pasang) masuk ke
rangakaian penggerak.
• rangkaian penggerak mengkondisikan sinyal agar siap untuk menggerakkan
transistor daya pada rangkaian switching.
• Keluaran dari rangkaian switching adalah output dari inverter MLPS ini.
III . 3. Blok Inverter
Inverter yang dirancang dalam tulisan ini mempunyai spesifikasi
sebagai berikut :
- Tegangan masukan : 220 / 50Hz
- Tegangan DC : 110 Volt
- Frekuensi
: 100 Hz max
- Arus max
: 1.0 A
Cara spesifikasi tersebut dipilih transistor yang tersedia dipasaran yang
memenuhi persayaratan tersebut yaitu MJE 13007 dengan spesifikasi data sbb:
Vce = 400 volt
Veb = 9 volt
Ic = 4 A
ton : td < 100 ns
tr < 1000 ns
toff : ts < 4000 ns
tf < 700 ns
III.3.1. Rangkaian Penggerak (Driver)
Sinyal MPLS yang dihasilkan oleh MLP generator mempunyai arus dan
tegangan dengan level TTL. Untuk membuat transistor daya bekerja pada daerah
saturasi maka. arus dan tegangannya harus diubah dengan melewatkan sinyal
tersebut pada. rangkaian penggerak (driver) seperti gambar dibawah ini.
Gambar 3.2. Rangkaian penggerak
Dari data book diketahui bahwa Veb max dari transistor MJE 13007
adalah 9 volt, berdasarkan data tersebut maka. rangkaian penggerak diberi VCC
sebesar 9 volt sehingga Veb yang sampai ke transistor kurang dari 9 volt (± 8,4
volt). Sedangkan untuk menentukan arus ditentukan berdasarkan rumus :
Ib= Ic/10 atau Ic / 8
Untuk mendapatkan arus Ic = 1 A maka lb = l/10 = 100 mA. Dari gambar
rangkian diatas maka harga R4 adalah :
R4 = Vcc/ 0, 1 = 9/0, 1 = 90 100 Ω
III.3.2 Rangkaian Switching
Rangkaian switching inverter yang digunakan adalah rangkaian
inverter jembatan 3-fasa dengan menggunakan saklar berupa transistor daya agar
transistor daya dapat bekerja sebagai saklar maka transistor tersebut harus dibuat
bekerja pada daerah saturasi. Gambar rangkaian inverter 3 Ø dengan saklar
transistor daya dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3. Rangkian switching inverter
Proses switching yang baik adalah proses switching dengan rugi disipasi
yang rendah dan transistor bekerja pada daeran kerja amannya, untuk mencegah
kegagalan/ kerusakan pada komponen tersebut.
III.3.2.1. Rangkaian Snubber
Untuk mengurangi disipasi daya yang muncul pada saat proses daur
switching (ON-OFF) maka dipasang rangkaian komutasi yang biasa disebut
Snubber. Rangkaian ini dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4. Rangkaian Snubber
Dioda (D) dan kapasitor (C) berfungsi untuk menekan overshoot dan
kecepatan naik Vce pada saat transistor padam. Kenaikan Vce tersebut dihambat
oleh kapasitor yang leblh dulu mendapat muatan pada saat transistor diaktifkan.
Tahanan (R) berfungsi agar proses pengosongan kembali kapasitor
terjadi secara lambat dengan demikian melalui transistor terbatasi.
Perhitungan harga R dan C dapat diperoleh dari disipasi energi yang
terjadi pada saat pemadaman trasnsistor [Chry 84]
Ic . Vce ( tr + tf )
C . V2 ce
E = ------------- = ---------------------2
2
Ic ( tr + tf )
C = -------------Vce
ton
R = ------3c
Pr = 1 / 2 CV2 ce . f
Dimana :
Ic
=
arus maksimum kolektor (A)
Vce
=
tegangan maksimum kolektor-emiter (V)
Tr
=
max rise time,tegangan kolektor (μs)
Tf
=
max fall time arus kolektor (μs)
Ton
=
delay time(td) + time rise(tr) (μs)
Pr
=
minimal daya resistor (watt)
F
=
frekuensi switching (KHz)
R
=
harga resistor Yang dicari (Ω)
C
=
harga kapasitor Yang dicari (F)
III.3.2.2. Dioda Free Wheeling
Dioda free wheeling berfungsi sebagai jalan pembebas bagi arus balik
dari beban induktif pada saat transistor dalam keadaan off. Dioda. ini dipasang
secara anti-pararel pada transistor seperti terlihat pada gambar 3-4. Untuk dioda ini
biasanya digunakan dioda dari kategori fast recovery. Untuk menentukan dioda ini
harus dipilih dioda dengan tegangan isolasi minimal 2 kali tegangan max Vce dan
arus maju 2 kali arus maksimal kolektor (Ic). Pada tulisan ini dipakai dioda tipe
1N5405.
III.4. Blok MLPS Generator
III.4.1. Rangkaian Penghasil Gelombang
Tegangan 3 fasa hasil modulasi lebar pulsa dapat diperoleh dengan cara
membandingkan antara sinyal pembawa dengan sinyal modulasi. Sinyal pembawa
dalam hal ini berbentuk gelombang segitiga sama kaki sedangkan sinyal modulasi
berbentuk gelombang sinusoida tiga fasa. Kedua sinyal tersebut kemudian
dibandingkan di dalam komparator sehingga dihasilkan keluaran yang berbentuk
deretan pulsa yang mempunyai
a. Level tinggi (high/1) bila tegangan modulasi > tegangan pembawa
b. Levei rendah (low/0) bila tegangan modulasi < tegangan pembawa
Dengan mengubah-uhah frekuensi dari sinyal modulasi (tegangan
sinusoida) maka akan dihasilkan bentuk deretan pulsa yang berbeda-beda pula.
Deretan
pulsa
hasil
proses
modulasi
inilah
yang
akan
diumpankan/diguriakan untuk menggerakkan saklar (switching) pada rangkaian
inverter jembatan 3 fasa sehingga dapat dihasilkan keluaran dengan frekuensi dan
tegangan yang berubah-ubah.
Sinyal MLP yang akan kita pakai disini akan dibangkitkan dengan
teknik modulasi yang telah diterangkan diatas namun dilakukan secara digital.
[Bowe 85]
Gbr. 3.5 Blok diagram MLPS generator 3-phasa
Untuk menghasilkan sinyal sinusoida (sinyal modulasi) serta sinyal
segitiga (sinyal pembawa) secara digital maka digunakan cara “look-up table” di
mana data bentuk sinyal ditanamkan di dalam EPROM kemudian eprom tersebut
di gerakan dengan pencacah. Gambar lengkap rangkaian MLPS generator dapat
dilihat pada Lampiran 2.
III.4.2. Rangkaian Perubah Frekuensi Arah Putaran
Rangkaian perubah frekuensi ini hanya terdiri dari satu IC yaitu IC
74LS62 yang merupakan generator gelombang persegi yang dapat diubah-ubah
frekuensinya.
Gambar 3.6. Perubah Frekuensi
Untuk mengubah arah putaran dari motor induksi ini dapat dilakukan
dengan cara merubah urutan dari sinyal fasa yang diberikan kepada motor. Untuk
keperluan tersebut maka digunakan IC 4053 yang berisi 3 saklar analog yang
digerakkan oleh sinyal perubah arah.
III. 5. Pengamanan
Pengamanan yang diperlukan pada alat ini adalah :
•
Pengamanan / pelindungan terhadap arus yang berlebih yang mungkin timbul
pada saat awal menghidupkan alat ini , adanya hubungan singkat dan lain-lain
yang dapat merusak komponen switching. Pada rancangan ini pengamanan
terhadap arus lebih mengunakan sekering dan pemutus sirkuit dengan nilai 1 A.
•
Pengamanan terhadap lonjakkan tegangan dilakukan dengan menggunakan trafo
geser (slide regulator) yang dapat diatur keluarannya dari harga 0 - 240 volt AC.
•
Pengamanan terhadap hubungan singkat yang mungkin terjadi pada rangkaian
switching akibat adanya sejumlah waktu yang diperlukan oleh transistor agar dia
benar-benar padam atau nyala (ton dan toff). Dimana jika dua buah transistor
pada satu kolom sama-sama dalam keadaan nyala maka akan menyebabkan
hubungan singkat. Untuk itu diperlukan rangkaian delay agar transistor yang
berada dalam satu kolom pada rangkaian switching benar-benar nyala dan
padam secara bergantian.
Gambar 3.7. Rangkaian Delay
•
Rangkaian generator MLP dan rangkaian inverter merupakan rangkaian yang
berbeda besar tegangan dan arusnya. Rangkaian generator MLF yang
bertegangan dan arus rendah (TTL level) harus dilindungi dari rangkaian
inverter tersebut agar jika terjadi gangguan pada rangkaian inverter tidak
mempengaruhi / merusak rangkaian generator HLP.
Karenanya pada rangkaian penggerak kita lihat bahwa sinyal dari
generator HLP masuk ke dalam rangkaian penggerak melalui optocoupler (TIL
111), sehingga coupling antara rangkaian generator MLP (rangkaian digital
bertegangan dan arus rendah) dengan rangkaian Inverter (rangkaian bertegangan
dan arus tinggi) adalah cahaya. Dengan demikian rangkaian digital telah terisolasi
dari tegangan tinggi yang ada pada sisi Inverter.
BAB IV
UJI COBA
V.1 . Rangkaian inverter
Untuk dapat mengetahui baik atau tidaknya sesuatu rangkaian maka
perlu diadalakan uji coba
Uji coba rangakaian inverter ini dilakukan dalam 3 bentuk pengujian
yaitu :
•
Pengujian bentuk keluaran dari MLP generator
•
Pengujian besar tegangan dan frekuensi keluaran inverter
•
Pengujian kerja rangkaian kontrol arah putar
•
Pengujian Bentuk
Dengan memasukan sinyal keluar dari inverter ke Osciloscope maka
akan dapat dilihat bentuk gelombang keluar inverter tersebut. Hasil pengujian
menunjukan bahwa gelombang keluaran yang dihasilkan oleh pembangkit modulasi
lebar pulsa sama dengan yang disimulasikan pada grafik di excel (lihat lampiran 1)
dan gambar 2.7 pada bab II.
•
Pengujian besar v dan f
Pengujian besar / nilai gelombang dilakukan dengan rangkaian
pengujian sebagai berikut :
Gambar 4 .1. Rangkaian uji v dan f inverter
•
Jalannya pengujian :
-
Susun rangkaian seperti gambar 4 .1
-
Lalu kita aktifkan rangkaian inverter.
-
Setelah itu baru kita hidupkan trafo geser dan kita atur sampai tegangannya
menunjukkan harga nominal tegangan yang kita inginkan.
•
Hasil pengujian seperti pada tabel dibawah ini :
Dengan harga tegangan Nominal Vin pada trafo geser sebesar 40
volt.
Frekuensi
Tegangan antar Fasa
( Hertz )
( volt )
14318
41,6
7159
41,2
3773
40,9
3579
40,5
1789
38,4
1590
37,9
1431
37,4
Tabel 4 . 1. Hasil Uji Coba v /f Inverter
Analisa :
• Pada tabel diatas terlihat bahwa jika frekuensi masukan ke inverter turun (
pembagi frekuensi naik ) maka tegangan antar phasa pada keluaran inverter juga
turun begitu palu sebaliknya.
• Frekuensi yang dikirim oleh komputer ke inverter adalah frekuensi pembangkit
gelombang sinusoida pada rangkaian pembangkit gelombang MLP. Dengan
demikian jika frekuensi tersebut terbagi 256 akan sama dengan frekuensi
gelombang sinusoida yang diumpankan kepada stator motor. Karenanya jika
harga frekuensi tersebut berubah maka kecepatnya motorpun berubah hal ini
bisa dilihat pada hasil pencacahan.
• Pengujian Kontrol Arah Putar
Pengujian berubah arah putar dilakukan dengan rangkaian yang akan
mengirimkan sinyal arah ke rangkaian perubah arah. Maka sinyal tersebut akan
menentukan persambungan saklar digital di dalam IC 4053 pada rangkaian
pembangkit gelombang MLP sehingga urutan phasa gelombang akan berubah sesuai
dengan sinyal yang diberikan.
BAB V
KESIMPULAN
Dari hasil perancangan dan pembuatan inverter modulasi lebar pulsa
maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Inverter modulasi lebar pulsa adalah inverter yang cukup effisien karena dapat
menghasilkan keluaran denagn tegangan dan frekuensi yang berbeda dengan
satu rangkaian pengontrol
2. Dengan pemakaian transistor sebagai saklar elektronik maka rangkaian inverter
menjadi lebih sederhana