Dasar Inverter

            Inverter adalah Rangkaian elektronika daya yang digunakan untuk mengkonversikan tegangan searah (DC) ke suatu tegangan bolak-balik (AC). Ada beberapa topologi inverter yang ada sekarang ini, dari yang hanya menghasilkan tegangan keluaran kotak bolak-balik (push-pull inverter) sampai yang sudah bisa menghasilkan tegangan sinus murni (tanpa harmonisa).

            

            Berdasarkan jumlah fasa output, inverter dapat dibedakan dalam : 

                         Inverter 1 fasa, yaitu inverter dengan output 1 fasa. 

                         Inferter 2 fasa, yaitu inverter dengan output 3 fasa. 

                         Inferter multifasa dan 

                         Inverter multilevel (kapasitor split, diode clamped dan susunan kaskade).

            Ada beberapa cara teknik kendali yang digunakan agar inverter mampu menghasilkan sinyal sinusoidal, yang paling sederhana adalah dengan cara mengatur keterlambatan sudut penyalaan inverter di tiap lengannya.

            Cara yang paling umum digunakan adalah dengan modulasi lebar pulsa (PWM). Sinyal kontrol penyaklaran di dapat dengan cara membandingkan sinyal referensi (sinusoidal) dengan sinyal carrier (digunakan sinyal segitiga). Dengan cara aini  frekuensi dan tegangan fundamental mempunyai frekuensi yang sama dengan sinyal referensi sinusoidal. 

            Dalam industri, Inverter merupakan alat atau komponen yang cukup banyak digunakan karena fungsinya untuk mengubah listrik DC menjadi AC. Meskipunsecara umum kita menggunakan tegangan AC untuk tegangan masukan/ input dari Inverter tersebut. Inverter digunakan untuk mengatur kecepatan motor-motor listrik/servo motor atau bisa disebut converter drive. Cuma kalau untuk servo lebih dikenal dengan istilah servo drive. Dengan menggunakan inverter, motor listrik menjadi variable speed. Kecepatannya bisa diubah-ubah atau disetting sesuai dengan kebutuhan.

Inverter seringkali disebut sebagai Variabel Speed Drive (VSD) atau Variable Frequency Drive (VFD).

            Pada dunia otomatisasi industri, inverter sangat banyak digunakan. Aplikasi ini biasanya terpasang untuk proses linear (parameter yang bisa diubah-ubah). Linear nya seperti grafik sinus, atau untuk sistem axis (servo) yang membutuhkan putaran/aplikasi yang presisi.

            Prinsip kerja inverter adalah mengubah input motor (listrik AC) menjadi DC dan kemudian dijadikan AC lagi dengan frekuensi yang dikehendaki sehingga motor dapat dikontrol sesuai dengan kecepatan yang diinginkan. 

            Fungsi Inverter adalah untuk merubah kecepatan motor AC dengan cara merubah Frekuensi Outputnya:

                 f = frekuensi (Hz)
                 p = jumlah kutub

                 n = 120f/p

 dimana : n = putaran per menit

            Jika sebelumnya banyak menggunakan sistem mekanik, kemudian beralih ke motor slip maka saat ini banyak menggunakan semikonduktor.
Tidak seperti softstarter yang mengolah level tegangan, inverter menggunakan frekuensi tegangan keluaran untuk mengatur speed motor pada kondisi ideal (tanpa slip).
 
Merubah kecepatan motor dengan Inverter akan membuat:

1.      Torsi lebih besar

2.      Presisi kecepatan dan torsi yang tinggi

3.      Kontrol beban menjadi dinamis untuk berbagai aplikasi motor

4.      Dapat berkombinasi dengan PLC (Programmable Logic Control) untuk fungsi otomasi dan regulasi

5.      Menghemat energi

6.      Menambah kemampuan monitoring

7.      Hubungan manusia dengan mesin (interface ) lebih baik

8.      Sebagai pengaman  dari motor, mesin (beban) bahkan proses dll.
catatan : Torsi adalah gaya putar yang dihasilkan oleh motor listrik untuk memutar beban.*

            Semakin besar daya motor maka makin besar torsi yang dihasilkan dan makin kuat motor menggerakkan beban, Torsi dapat ditambah dengan menggunakan gear box (cara mekanis) dan Inverter (cara elektronik). Proses di industri seringkali memerlukan tenaga penggerak dari motor listrik yang perlu diatur kecepatan putarnya untuk menghasilkan torsi dan tenaga/daya yang diinginkan.
            Kelebihan Torsi (over torque) terjadi jika torsi beban lebih besar dari Torsi nominal, pada 80% aplikasi terjadi pada saat kecepatan rendah atau saat start awal.

Jika torsi inverter rendah akan mengakibatkan:

1.      Dinamika gerakan rendah (tidak memungkinkan gerakan beban yg kompleks)

2.      Motor sering overload (motor rusak atau thermal overload relay trip)

3.      Hentakan mekanis (Mesin/beban rusak, perlu perawatan intensif)

4.      Lonjakan arus (Motor rusak atau Breaker Trip)

5.      Presisi dalam proses hilang

6.      Proteksi tidak terjamin

           Hal-hal yang harus diperhatikan dalam memilih inverter DC ke AC diantaranya adalah. 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. Sumber tegangan input inverter yang akan digunakan, input DC 12 Volt atau 24 Volt. 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.
           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.

           Maka dapat disimpulkan, peranan inverter dalam proses suatu industri cukup penting. Karena dalam  proses di industri seringkali memerlukan tenaga penggerak dari motor listrik yang perlu diatur kecepatan putarnya untuk menghasilkan torsi dan tenaga/daya yang diinginkan.