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
