Pemesinan; Fungsi Inverter Pada Industri

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). Inverter satu fasa, tiga fasa sampai dengan multifasa dan ada juga yang namanya 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 ini  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. Meskipun secara 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. Hanya saja 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 penting dan 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

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:

• Torsi lebih besar
• Presisi kecepatan dan torsi yang tinggi
• Kontrol beban menjadi dinamis untuk berbagai aplikasi motor
• Dapat berkombinasi dengan PLC (Programmable Logic Control) untuk fungsi otomasi dan regulasi
• Menghemat energi
• Menambah kemampuan monitoring
• Hubungan manusia dengan mesin (interface ) lebih baik
• Sebagai pengaman dari motor, mesin (beban) bahkan proses produksi itu sendiri, dll.

Semakin besar daya motor maka semakin besar pula torsi yang dihasilkan dan makin kuat motor menggerakkan beban, torsi dapat ditambah dengan menggunakan gear box (cara mekanis) dan Inverter (cara elektronik).

Dinamika gerakan rendah (tidak memungkinkan gerakan beban yg kompleks), motor sering overload (motor rusak atau thermal overload relay trip). Hentakan mekanis (Mesin/beban rusak, perlu perawatan intensif). Lonjakan arus (Motor rusak atau Breaker Trip). Presisi dalam proses menjadi hilang dan proteksi tidak terjamin.

n = 120f/p

dimana : n = putaran per menit

Proses di industri seringkali memerlukan tenaga penggerak dari motor listrik yang perlu diatur kecepatan putarnya untuk menghasilkan torsi dan tenaga/daya yang diinginkan.

Torsi adalah gaya putar yang dihasilkan oleh motor listrik untuk memutar beban.

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.

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.