close

Pengertian Inverter Jenis dan Prinsip Kerjanya

Salah satu pertempuran paling penting di abad ke-19 adalah tidak hanya memperebutkan tanah atau sumber daya tetapi untuk membangun jenis listrik yang memberi kekuatan pada bangunan kita.
Pada akhir 1800-an, perintis listrik Amerika Thomas Edison (1847-1931) berusaha keras untuk menunjukkan bahwa arus searah (DC) adalah cara yang lebih baik untuk memasok daya listrik daripada arus bolak-balik (AC), sebuah sistem yang didukung oleh saingan utamanya Nikola Tesla (1856–1943). Edison mencoba segala macam cara licik untuk meyakinkan orang bahwa AC terlalu berbahaya, dari menyetrum gajah hingga (agak cerdik) mendukung penggunaan AC di kursi listrik untuk memberikan hukuman mati. Meski begitu, sistem Tesla memenangkan hari dan dunia sudah cukup banyak menjalankan daya AC sejak itu.

Satu-satunya masalah adalah, meskipun banyak dari peralatan kami dirancang untuk bekerja dengan AC, generator listrik skala kecil sering menghasilkan DC. Itu berarti jika Anda ingin menjalankan sesuatu seperti gadget bertenaga AC dari baterai mobil DC di rumah mobil, Anda memerlukan perangkat yang akan mengubah DC ke AC — sebuah inverter, demikian sebutannya. Mari kita melihat lebih dekat gadget ini dan mencari tahu cara kerjanya!
Apa perbedaan antara listrik DC dan AC?
Ketika guru sains menjelaskan ide dasar listrik kepada kita sebagai aliran elektron, mereka biasanya berbicara tentang arus searah (DC). Pengertian Inverter Jenis dan Prinsip Kerjanya akan kita bahas di sini. Kita belajar bahwa elektron bekerja sedikit seperti garis semut, berbaris bersama paket energi listrik dengan cara yang sama seperti semut membawa daun. Itu analogi yang cukup baik untuk sesuatu seperti senter dasar, di mana kita memiliki sirkuit (loop listrik yang tidak terputus) yang menghubungkan baterai, lampu, dan saklar dan energi listrik secara sistematis diangkut dari baterai ke lampu sampai semua energi baterai habis.
Diagram menunjukkan aliran elektron di sekitar sirkuit listrik senter dasar dengan baterai dan lampu.
Diagram: Ketika kita menganggap listrik sebagai aliran elektron, kita biasanya membayangkan DC (arus searah) dalam pikiran kita.
Pada peralatan rumah tangga yang lebih besar, listrik bekerja dengan cara yang berbeda. Catu daya yang berasal dari outlet di dinding Anda didasarkan pada arus bolak-balik (AC), di mana listrik berganti arah sekitar 50-60 kali setiap detik (dengan kata lain, pada frekuensi 50-60 Hz). Mungkin sulit untuk memahami bagaimana AC memberikan energi ketika terus berubah pikiran tentang ke mana ia pergi! Jika elektron yang keluar dari stopkontak Anda, katakanlah, beberapa milimeter dari kabel kemudian harus membalikkan arah dan kembali lagi, bagaimana mereka bisa sampai ke lampu di meja Anda untuk membuatnya menyala?
Jawabannya sebenarnya cukup sederhana. Bayangkan kabel-kabel di antara lampu dan dinding yang dipenuhi elektron. Ketika Anda menekan sakelar, semua elektron yang mengisi kabel bergetar bolak-balik dalam filamen lampu — dan perubahan cepat tentang mengubah energi listrik menjadi panas dan membuat bohlam lampu menyala. Elektron tidak perlu harus berjalan berputar untuk mengangkut energi: di AC, mereka hanya "berlari di tempat."
Apa itu inverter?
Salah satu warisan Tesla (dan mitra bisnisnya George Westinghouse, bos Perusahaan Listrik Westinghouse) adalah bahwa sebagian besar peralatan yang kita miliki di rumah kita dirancang khusus untuk dijalankan dari daya AC. Pengertian Inverter Jenis dan Prinsip Kerjanya, Peralatan yang membutuhkan DC tetapi harus mengambil daya dari outlet AC membutuhkan peralatan tambahan yang disebut penyearah, biasanya dibangun dari komponen elektronik yang disebut dioda, untuk mengkonversi dari AC ke DC.
Inverter melakukan pekerjaan yang berlawanan dan cukup mudah untuk memahami esensi dari cara kerjanya. Misalkan Anda memiliki baterai dalam senter dan saklar ditutup sehingga DC mengalir di sekitar sirkuit, selalu dalam arah yang sama, seperti mobil balap di trek. Sekarang bagaimana jika Anda mengeluarkan baterai dan memutarnya. Dengan asumsi itu cocok dengan cara lain, hampir pasti masih akan menyalakan lampu senter dan Anda tidak akan melihat ada perbedaan dalam cahaya yang Anda dapatkan — tetapi arus listrik sebenarnya akan mengalir sebaliknya. Misalkan Anda memiliki tangan yang secepat kilat dan cukup cekatan untuk terus membalikkan baterai 50–60 kali per detik. Anda kemudian akan menjadi semacam inverter mekanik, mengubah daya DC baterai menjadi AC pada frekuensi 50-60 hertz.
Tentu saja jenis inverter yang Anda beli di toko listrik tidak bekerja dengan cara ini, meskipun beberapa memang mekanis: mereka menggunakan sakelar elektromagnetik yang berkedip-kedip dengan kecepatan tinggi untuk membalikkan arah saat ini. Inverter seperti ini sering menghasilkan apa yang dikenal sebagai output gelombang persegi: arus dapat mengalir satu arah atau sebaliknya, atau langsung beralih antara kedua kondisi:
Pembalikan daya mendadak semacam ini cukup brutal untuk beberapa bentuk peralatan listrik. Dalam daya AC normal, arus secara bertahap beralih dari satu arah ke arah lain dalam pola gelombang sinus, seperti ini:
Inverter elektronik dapat digunakan untuk menghasilkan output AC yang bervariasi dari input DC. Mereka menggunakan komponen elektronik yang disebut induktor dan kapasitor untuk membuat arus keluaran naik dan turun lebih bertahap daripada keluaran gelombang persegi mendadak, on / off-switching yang Anda dapatkan dengan inverter dasar.
Inverter juga dapat digunakan dengan transformator untuk mengubah tegangan input DC tertentu menjadi tegangan output AC yang sama sekali berbeda (baik lebih tinggi atau lebih rendah) tetapi daya output harus selalu lebih kecil dari daya input: itu mengikuti dari konservasi energi bahwa inverter dan transformator tidak dapat memberikan lebih banyak daya daripada yang mereka terima dan sebagian energi pasti akan hilang karena panas ketika listrik mengalir melalui berbagai komponen listrik dan elektronik. Dalam praktiknya, efisiensi inverter sering kali lebih dari 90 persen, meskipun fisika dasar memberi tahu kita sejumlah energi — betapapun kecilnya — selalu terbuang sia-sia!
Bagaimana cara kerja inverter?
Kami baru saja memiliki ikhtisar mendasar tentang inverter — dan sekarang mari kita bahas lagi dengan sedikit lebih detail. Pengertian Inverter Jenis dan Prinsip Kerjanya.
Bayangkan Anda baterai DC dan seseorang menepuk bahu Anda dan meminta Anda untuk menghasilkan AC. Bagaimana Anda melakukannya? Jika semua arus yang Anda hasilkan mengalir keluar dalam satu arah, bagaimana dengan menambahkan saklar sederhana ke kontak keluaran Anda? Mengaktifkan dan menonaktifkan arus Anda, sangat cepat, akan memberikan pulsa arus searah — yang akan melakukan setidaknya setengah dari pekerjaan. Untuk membuat AC yang tepat, Anda memerlukan sakelar yang memungkinkan Anda untuk membalik arus sepenuhnya dan melakukannya sekitar 50-60 kali setiap detik. Visualisasikan diri Anda sebagai baterai manusia yang menukar kontak Anda bolak-balik lebih dari 3000 kali per menit. Itu beberapa pekerjaan jari rapi yang Anda butuhkan!
Intinya, inverter mekanis kuno bermuara pada unit switching yang terhubung ke transformator listrik. Jika Anda telah mempelajari artikel kami tentang transformer, Anda akan tahu bahwa itu adalah perangkat elektromagnetik yang mengubah AC bertegangan rendah menjadi AC bertegangan tinggi, atau sebaliknya, menggunakan luka dua gulungan kawat (disebut primer dan sekunder) sekitar inti besi biasa. Dalam inverter mekanis, baik motor listrik atau semacam mekanisme switching otomatis membalik arus searah yang masuk bolak-balik di primer, hanya dengan membalik kontak, dan yang menghasilkan arus bolak-balik di sekunder — jadi tidak jauh berbeda dari inverter imajiner saya membuat sketsa di atas. Perangkat switching bekerja sedikit seperti yang ada di bel pintu listrik. Ketika daya terhubung, magnet beralih, menariknya terbuka dan mematikannya dengan sangat singkat. Pegas menarik sakelar kembali ke posisinya, menyalakannya lagi dan mengulangi prosesnya — berulang-ulang.
Jenis inverter
Jika Anda hanya menghidupkan dan mematikan arus DC, atau membalikkannya ke depan dan ke belakang sehingga arahnya terus berbalik, yang akhirnya Anda dapatkan adalah perubahan arus yang sangat mendadak: semua dalam satu arah, semua dalam arah lain, dan kembali lagi. Gambarlah grafik arus (atau tegangan) terhadap waktu dan Anda akan mendapatkan gelombang persegi. Meskipun listrik yang bervariasi dengan cara itu, secara teknis, arus bolak-balik, itu sama sekali tidak seperti arus bolak-balik yang dipasok ke rumah kita, yang bervariasi dalam gelombang sinus yang jauh lebih lancar). Pengertian Inverter Jenis dan Prinsip Kerjanya. Secara umum, peralatan besar dan kuat di rumah kita yang menggunakan tenaga mentah (hal-hal seperti pemanas listrik, lampu pijar, ceret, atau lemari es) tidak terlalu peduli bentuk gelombang apa yang mereka terima: yang mereka inginkan hanyalah energi dan banyak darinya — jadi gelombang persegi benar-benar tidak mengganggu mereka. Perangkat elektronik, di sisi lain, jauh lebih rewel dan lebih suka input yang lebih halus yang mereka dapatkan dari gelombang sinus.
Ini menjelaskan mengapa inverter datang dalam dua rasa yang berbeda: inverter gelombang sinus murni / murni (sering disingkat menjadi PSW) dan inverter gelombang sinus dimodifikasi / kuasi (disingkat menjadi MSW). Seperti namanya, inverter sejati menggunakan apa yang disebut transformator toroidal (berbentuk donat) dan sirkuit elektronik untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik yang bervariasi sangat mirip dengan jenis gelombang sinus asli yang biasanya dipasok ke rumah kita. Mereka dapat digunakan untuk memberi daya pada segala jenis alat AC dari sumber DC, termasuk TV, komputer, video game, radio, dan stereo. Di lain pihak, inverter gelombang sinus yang dimodifikasi menggunakan elektronik yang relatif murah (thyristor, diode, dan komponen sederhana lainnya) untuk menghasilkan semacam gelombang persegi "rounded off" (pendekatan yang jauh lebih kasar terhadap gelombang sinus) dan sementara itu mereka Karena baik-baik saja untuk memberikan daya ke peralatan listrik yang besar, mereka dapat dan memang menyebabkan masalah dengan elektronik yang halus (atau apa pun dengan pengontrol elektronik atau mikroprosesor), jadi, secara umum, itu berarti mereka tidak cocok untuk hal-hal seperti laptop, peralatan medis, jam digital , dan perangkat rumah pintar. Juga, jika Anda memikirkannya, gelombang persegi yang dibulatkan memberikan daya yang lebih besar untuk alat secara keseluruhan daripada gelombang sinus murni (ada lebih banyak area di bawah kuadrat daripada kurva). Ini membuat mereka kurang efisien dan tenaga yang terbuang, hilang sebagai panas, berarti ada beberapa risiko overheating dengan inverter MSW. Di sisi positif, mereka cenderung sedikit lebih murah daripada inverter sejati.
Meskipun banyak inverter bekerja sebagai unit mandiri, dengan penyimpanan baterai, yang benar-benar independen dari grid, yang lain (dikenal sebagai inverter utilitas-interaktif atau inverter yang diikatkan dengan jaringan) secara khusus dirancang untuk dihubungkan ke grid sepanjang waktu; biasanya mereka digunakan untuk mengirim listrik dari sesuatu seperti panel surya kembali ke jaringan listrik pada tegangan dan frekuensi yang tepat. Tidak apa-apa jika tujuan utama Anda adalah untuk menghasilkan kekuatan Anda sendiri. Ini tidak begitu membantu jika Anda ingin mandiri dari jaringan kadang-kadang atau Anda ingin sumber daya cadangan jika terjadi pemadaman, karena jika koneksi Anda ke jaringan turun, dan Anda tidak membuat listrik sendiri (untuk misalnya, ini malam hari dan panel surya Anda tidak aktif), inverter turun juga, dan Anda benar-benar tanpa daya — sama tak berdaya seperti apakah Anda menghasilkan daya sendiri atau tidak. Untuk alasan ini, beberapa orang menggunakan inverter bimodal atau birectional, yang dapat bekerja dalam mode mandiri atau jaringan-terikat (meskipun tidak keduanya sekaligus pada waktu yang sama). Karena mereka memiliki potongan-potongan ekstra, mereka cenderung lebih tebal dan lebih mahal.
Seperti apa inverter itu?
Inverter bisa sangat besar dan besar — ​​terutama jika mereka memiliki paket baterai bawaan sehingga mereka dapat bekerja dengan cara yang mandiri. Mereka juga menghasilkan banyak panas, itulah sebabnya mereka memiliki heat sink besar (sirip logam) dan sering juga kipas pendingin. Seperti yang dapat Anda lihat dari foto teratas kami, yang tipikal adalah sebesar baterai mobil atau pengisi baterai mobil; unit yang lebih besar terlihat seperti bank baterai mobil dalam tumpukan vertikal. Inverter terkecil adalah kotak yang lebih portabel seukuran radio mobil yang dapat Anda colokkan ke soket pemantik rokok Anda untuk menghasilkan AC untuk mengisi daya komputer laptop atau ponsel.
Sama seperti peralatan yang bervariasi dalam daya yang mereka konsumsi, begitu juga inverter berbeda dalam daya yang mereka hasilkan. Biasanya, untuk berada di sisi yang aman, Anda akan memerlukan inverter dengan nilai sekitar seperempat lebih tinggi dari daya maksimum alat yang ingin Anda kendarai. Itu memungkinkan fakta bahwa beberapa peralatan (seperti lemari es dan freezer atau lampu fluorescent) mengonsumsi daya puncak saat pertama kali dinyalakan. Sementara inverter dapat menghasilkan daya puncak untuk periode waktu yang singkat, penting untuk dicatat bahwa mereka tidak benar-benar dirancang untuk beroperasi pada daya puncak untuk jangka waktu yang lama.
Apakah catu daya yang tidak pernah terputus?
Salah satu penggunaan yang sangat umum untuk inverter adalah catu daya darurat, juga disebut catu daya tak terputus atau sumber daya tak terputus (keduanya menggunakan akronim UPS). Jika listrik rumah tangga Anda gagal dalam pemadaman listrik (padam), Anda mungkin memiliki UPS sebagai cadangan — tetapi bagaimana cara kerjanya? Pengertian Inverter Jenis dan Prinsip Kerjanya.
UPS yang khas menyimpan energi dalam bentuk listrik menggunakan baterai yang dapat diisi ulang (beberapa sistem UPS menyimpan energi dalam bentuk mekanis menggunakan roda gila berkecepatan tinggi, berputar ke kecepatan tinggi oleh motor listrik). Ketika daya mengalir secara normal, baterai sedang diisi oleh DC, yang dihasilkan dari catu daya AC menggunakan transformator dan rangkaian penyearah. Jika listrik mati, yang Anda miliki adalah baterai yang terisi penuh yang akan menghasilkan arus searah, tetapi yang perlu menghasilkan arus bolak-balik untuk memberi daya pada rumah Anda. Jadi ketika UPS memasok energi, baterai memompa DC melalui inverter untuk menghasilkan AC.
UPS sering dikombinasikan dengan pelindung lonjakan arus dan peralatan optimisasi tegangan untuk menghasilkan catu daya tangguh yang mampu bertahan dari lonjakan, lonjakan, tegangan berlebih, di bawah tegangan, atau kehilangan daya sama sekali.

3 Komentar untuk "Pengertian Inverter Jenis dan Prinsip Kerjanya"

  1. I conceive this site has got some rattling superb info for everyone. industrial diesel generators for sale

    BalasHapus
    Balasan
    1. thank you for the flattery hopefully our other articles can also be useful for everyone, don't forget to come again to read some other interesting articles

      Hapus
    2. Do you want an affiliate partnership with our website? please contact us

      Hapus

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel