Inverter

Pengertian Inverter

Inverter adalah perangkat elektronika yang digunakan 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). Sumber tegangan input inverter dapat menggunakan battery, tenaga surya, atau sumber tegangan DC yang lain. Inverter dalam proses konversi tegangn DC menjadi tegangan AC membutuhkan suatu penaik tegangan berupa step up transformer.

Power Inverter

Ada dua tipe utama inverter. Output dari inverter sinus dimodifikasi gelombang ini mirip dengan keluaran gelombang persegi kecuali bahwa output pergi ke nol volt untuk sementara waktu sebelum beralih positif atau negatif. Ini adalah biaya sederhana dan rendah (~ $ 0.10USD/Watt) dan kompatibel dengan perangkat elektronik kebanyakan, kecuali untuk peralatan yang sensitif atau khusus, misalnya untuk printer laser tertentu. Sebuah inverter sinus murni gelombang menghasilkan output gelombang sinus nyaris sempurna (<3% distorsi harmonik total) yang pada dasarnya sama sebagai kekuatan jaringan utilitas yang disediakan. Jadi itu adalah kompatibel dengan semua perangkat AC elektronik. Ini adalah tipe yang digunakan di grid-tie inverter. Desain yang lebih kompleks, dan biaya 5 atau 10 kali lebih per satuan daya (~ $ 0.50 sampai $ 1.00USD/Watt).  inverter listrik berdaya tinggi osilator elektronik. Hal ini dinamakan demikian karena AC mekanik dini untuk konverter DC dibuat untuk bekerja secara terbalik, dan dengan demikian adalah “terbalik”, untuk mengkonversi DC ke AC.

 

Rangkaian Inverter

Contoh Rangkaian Inverter Sederhana

Jenis – Jenis Inverter DC Ke AC

Berdasarkan jumlah fasa output inverter dapat dibedakan dalam :
  1. Inverter 1 fasa, yaitu inverter dengan output 1 fasa.
  2. Inferter 2 fasa, yaitu inverter dengan output 3 fasa.
Inverter juga dapat dibedakan dengan cara pengaturan tegangan-nya, yaitu :
  1. Voltage Fed Inverter (VFI) yaitu inverter dengan tegangan input yang diatur konstan
  2. Current Fed Inverter (CFI) yaitu inverter dengan arus input yang diatur konstan
  3. Variable dc linked inverter yaitu inverter dengan tegangan input yang dapat diatur.
Berdasarkan bentuk gelombang output-nya inverter dapat dibedakan menjadi :
  1. Sine wave inverter, yaitu inverter yang memiliki tegangan output dengan bentuk gelombang sinus murni. Inverter jenis ini dapa memberikan supply tegangan ke beban (Induktor) atau motor listrik dengan efisiensi daya yang baik.
  2. 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.
  3. 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.

 

Prinsip Kerja Inverter 

Prinsip kerja inverter pada umumnya sama dengan power supply yaitu menyuplai arus DC ke AC dan juga bekerja untuk merubah tegangan dc menjadi arus ac. Anda membutuhkan aki mobil/DC Direct Current agar bisa dirubah menjadi arus listrik AC/Alternating Current. Lama ketahanan sebuah rangkaian inverter di tentukan bukan dari watt tetapi dari aki/battery yang anda gunakan dan beban.
Prinsip kerja inverter dapat dijelaskan dengan menggunakan 4 sakelar seperti ditunjukkan pada diatas. Bila sakelar S1 dan S2 dalam kondisi on maka akan mengalir aliran arus DC ke beban R dari arah kiri ke kanan, jika yang hidup adalah sakelar S3 dan S4 maka akan mengalir aliran arus DC ke beban R dari arah kanan ke kiri. Inverter biasanya menggunakan rangkaian modulasi lebar pulsa (pulse width modulation – PWM) dalam proses conversi tegangan DC menjadi tegangan AC.
Inverter Setengah Gelombang
Inverter Setengah Gelombang
Prinsip kerja dari inverter satu fasa dapat dijelaskan dengan gambar diatas. Ketika transistor Q1 yang hidup untuk waktu T0/2, tegangan pada beban V0 sebesar Vs/2. Jika transistor Q2 hanya hidup untuk T0/2, Vs/2 akan melewati beban. Q1 dan Q2 dirancang untuk bekerja saling bergantian. Pada gambar diatas juag menunjukkan bentuk gelombang untuk tegangan keluaran dan arus transistor dengan beban resistif. Inverter jenis ini membutuhkan dua sumber DC (sumber tegangan DC simetris), dan ketika transistor off tegangan balik pada Vs menjadi Vs/2, yaitu :

Inverter Gelombang Penuh

Rangkaian dasar inverter gelombang penuh dan bentuk gelombang output dengan beban resistif. Ketika transistor Q1 dan Q2 bekerja (ON), tegangan Vs akan mengalir ke beban tetapi Q3 dan Q4 tidak bekerja (OFF). Selanjutnya, transistor Q3 dan Q4 bekerja (ON) sedangkan Q1 dan Q2 tidak bekerja (OFF), maka pada beban akan timbul tegangan –Vs.

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam memilih inverter DC ke AC diantaranya adalah.

  1. Kapasitas beban yang akan disupply oleh inverter dalam Watt, usahakan memilih inverter yang beban kerjanya mendekati dengan beban yang hendak kita gunakan agar effisiensi kerjanya maksimal.
  2. Sumber tegangan input inverter yang akan digunakan, input DC 12 Volt atau 24 Volt.
  3. Bentuk gelombang output inverter, Sinewave ataupun square wave untuk tegangan output AC inverter. Hal ini berkaitan dengan kesesuain dan efisiensi inverter DC ke AC tersebut.

Sekarang banyak yang jual inverter dengan fasilitas Auto Shutdown dan Low Baterry Alarm, dimana jenis inverter ini bisa memberikan notifikasi mengenai kondisi baterai yg digunakannya. Terdapat banyak produk inverter (Variable speed drive) di pasaran dengan berbagai vendor, seperti : Mitsubishi, Altivar, Siemen, LG, Omron, Hitachi, Yaskawa, Fuji, dll. Harga inverter dipasaran sangat beragam namun tetap terjangkau, berikut perkiraannya:

http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2013/09/Prinsip-Dasar-Inverter.html

  • Inverter 100 Watt = Rp. 198ribu (Daya murni 40 persen, 1 Kilogram)
  • Inverter 150 Watt = Rp. 225ribu (Daya murni 40 persen, 1 Kilogram)
  • Inverter 200 Watt = Rp. 306ribu (Daya murni 40 persen, 1 Kilogram)
  • Inverter 300 Watt = Rp. 320ribu (Daya murni 40 persen, 1 Kilogram)
  • Inverter 660 Watt = Rp. 397.900,- (Daya murni 40 persen, 1 Kilogram)
  • Inverter 700 Watt = Rp. 425ribu (Daya murni 40 persen, 1 Kilogram)
  • Inverter 1200 Watt = Rp. 663ribu (Daya murni 40 persen, 1 Kilogram)
  • Inverter 600 Watt = Rp. 1.095.000,- (Daya murni 50 persen, 3 Kilogram, Auto Charge, Auto UPS)
  • Inverter 100 Watt = Rp. 1.725.000,- (Daya murni 70 persen, 6 Kilogram, Auto Charge, Auto UPS)

 

Pemanfaatan rangkaian inverter pada alat-alat rumah tangga :

  • Lampu Emergency, lampu ini berfungsi sebagai cadangan pada saat listrik PLN padam. Daya yang digunakan oleh lampu emergency berasal dari baterai. Baterai hanya bisa menyimpan tegangan dc. Tegangan dc ini kemudian dijadikan menjadi tegangan jala-jala listrik rumah tangga yaitu 220 VAC menggunakan rangkaian inverter. Baterai pada lampu emergency harus dicharge menggunakan rangkaian charger baterai supaya bisa meyimpan daya listrik yang cukup.
  • UPS, alat listrik satu ini sangat penting digunakan di kantor-kantor. UPS ini berfungsi untuk mencegah peralatan listrik padam pada saat tegangan listrik dari PLN padam. Sehingga komputer-komputer yang sedang beroperasi dan sedang mengolah data-data penting tidak kehilangan datanya karena kehilangan daya listrik. Prinsip kerja dari UPS ini sebenarnya hampir sama dengan prinsip kerja pada lampu emergency, yaitu menggunakan battery dan rangkaian inverter. Hanya saja rangkaian pada lampu emergency lebih sederhana dibanding pada rangkaian di UPS.

Pengaplikasian Inverter
Kegunaan fitur pengubahan frekuensi oleh inverter dapat kita lihat pada AC (Air Conditioner). AC menggunakan kompresor untuk mendinginkan ruangan. Pada AC tanpa inverter, kompresor ini hanya bisa dijalankan dengan kecepatan penuh, atau tidak dijalankan sama sekali. Jika suhu ruangan terlalu tinggi daripada suhu yang ditetapkan, kompresor dijalankan, jika terlalu rendah, kompresor dimatikan. Kecepatan putar kompresor diatur oleh frekuensi arus bolak-balik yang diberi sehingga arus listrik dari jala-jala hanya bisa memutar kompresor dalam satu kecepatan. Dengan pengaturan frekuensi oleh inverter, kecepatan kompresor bisa diatur sehingga tidak perlu dinyala-matikan, tetapi dijalankan terus dengan kecepatan tertentu (tidak harus kecepatan penuh).

Kompresor yang dijalankan secara konstan mengonsumsi energi lebih kecil daripada kompresor yang dinyala-matikan berulang-ulang kali. Hal ini karena pada saat mulai menyala, kompresor membutuhkan daya sesaat yang besar (bisa ditunjukkan dengan lampu rumah yang berkedip ketika anda menyalakan AC). Maka, AC yang menggunakan inverter bisa lebih hemat daripada AC tanpa inverter. Selain untuk AC, inverter juga digunakan untuk aplikasi-aplikasi lainnya. Umumnya digunakan untuk menjalankan alat-alat yang terbuat dari motor elektrik AC (arus bolak-balik), misalkan pompa air. Di dunia industri, istilah inverter biasa mengacu pada alat pengendali motor AC. Sebenarnya alat ini terdiri dari penyearah (mengubah arus AC ke DC) dan inverter (DC ke AC), tetapi biasa satu kesatuannya disebut sebagai inverter.