Bengkeltv.id – Pengertian Inverter dan Prinsip Kerjanya : Penjelasan Lengkap. Inverter adalah salah satu perangkat elektronik yang memiliki peranan krusial dalam pengelolaan energi, khususnya dalam sistem kelistrikan dan berbagai perangkat elektronik modern. Fungsi utama dari inverter adalah mengubah arus searah (DC), yang biasa dihasilkan oleh sumber energi seperti baterai atau panel surya, menjadi arus bolak-balik (AC) yang digunakan oleh sebagian besar peralatan elektronik dan mesin industri. Proses konversi ini memungkinkan energi yang awalnya tidak bisa digunakan oleh banyak perangkat untuk diubah menjadi format yang lebih berguna dan praktis.
Sebagai contoh, dalam sistem pembangkit listrik tenaga surya, panel surya menghasilkan arus DC, namun peralatan rumah tangga atau industri umumnya memerlukan arus AC untuk bisa berfungsi dengan baik. Di sinilah inverter berperan penting, mengubah arus DC dari panel surya atau sumber lain menjadi arus AC yang bisa disalurkan ke peralatan tersebut. Tidak hanya dalam pembangkit listrik tenaga surya, inverter juga banyak digunakan dalam berbagai aplikasi lainnya, seperti pada sistem UPS (Uninterruptible Power Supply), kendaraan listrik, hingga sistem HVAC.
Namun, bagaimana prinsip kerja inverter yang memungkinkan terjadinya perubahan dari arus DC ke AC? Apa saja komponen yang terlibat dalam proses ini? Artikel ini akan mengulas secara lebih mendalam mengenai Pengertian Inverter dan Prinsip Kerjanya, serta bagaimana perangkat ini memainkan peran vital dalam efisiensi pengelolaan energi. Kami juga akan membahas berbagai jenis inverter yang tersedia di pasar, serta aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari dan industri.
Pengertian Inverter
Power Inverter, atau yang sering disebut sebagai inverter, adalah perangkat elektronik yang berfungsi mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC) dengan tegangan dan frekuensi yang disesuaikan dengan desainnya.
Sumber arus DC yang digunakan sebagai input untuk inverter ini bisa berasal dari baterai, aki, atau panel surya (solar cell). Inverter sangat bermanfaat di daerah-daerah yang mengalami keterbatasan pasokan listrik AC.
Dengan menggunakan Power Inverter, kita bisa memanfaatkan aki atau sel surya untuk mengoperasikan peralatan rumah tangga seperti televisi, kipas angin, komputer, kulkas, dan mesin cuci, yang biasanya membutuhkan sumber listrik AC dengan tegangan 220V atau 110V.
Power Inverter dapat menghasilkan berbagai jenis gelombang listrik, seperti gelombang persegi, gelombang sinus, gelombang sinus modifikasi, dan gelombang modulasi pulsa lebar, bergantung pada desain inverter yang digunakan.
Saat ini, gelombang sinus dan gelombang sinus modifikasi adalah bentuk gelombang yang paling umum digunakan.
Frekuensi arus listrik yang dihasilkan biasanya sekitar 50Hz atau 60Hz dengan tegangan output sekitar 120V atau 240V. Daya output yang umum digunakan untuk perangkat konsumen berkisar antara 150 watt hingga 3000 watt.
Rangkaian Inverter
Untuk melihat contoh rangkaian inverter, berikut adalah gambar yang dapat dijadikan referensi. Pada rangkaian inverter tersebut, kita dapat melihat bahwa inverter memiliki kendali terhadap empat saklar.
Jika saklar S1 dan S2 aktif, arus listrik DC akan mengalir ke beban R dari kiri ke kanan.
Sebaliknya, jika saklar S3 dan S4 yang aktif, arus listrik DC akan mengalir ke beban R dari kanan ke kiri.
Namun, saklar S1 dan S4, serta S2 dan S3, tidak boleh tertutup bersamaan. Jika kedua pasangan saklar tersebut tertutup pada waktu yang sama, dapat terjadi hubung singkat (short circuit) pada sumber DC.
Skema inverter biasanya menggunakan rangkaian modulasi lebar pulsa (PWM – Pulse Width Modulation) dalam proses konversi tegangan DC menjadi tegangan AC. Tabel berikut menunjukkan hasil tegangan keluaran berdasarkan kombinasi saklar dalam skema inverter di atas.
Rangkaian inverter digunakan untuk mengalirkan daya listrik dengan arus yang sama tetapi berbeda ke berbagai rangkaian.
Dalam sebuah rangkaian listrik, inverter ini dapat melakukan konversi dari aliran DC ke AC dan sebaliknya. Dengan memahami rangkaian ini, Kalian dapat memanfaatkan fungsi inverter yang ada di dalamnya.
| Saklar Tertutup | Tegangan Keluaran |
|---|---|
| S1 dan S2 | +Vdc |
| S3 dan S4 | -Vdc |
| S1 dan S3 | 0 |
| S2 dan S4 | 0 |
Skema Inverter
Skema inverter digunakan sebagai dasar untuk merangkai inverter agar dapat berfungsi dengan optimal. Ada tiga jenis skema inverter yang perlu dipahami, yaitu:
- Skema Inverter Gelombang Kotak
- Skema Inverter Gelombang Sinus
- Skema Inverter Gelombang Modified Sinus
Saat ini, skema inverter yang paling umum digunakan adalah gelombang sinus dan gelombang modified sinus. Kedua jenis gelombang ini lebih efisien dalam penggunaan listrik dibandingkan dengan gelombang kotak.
Di sisi lain, skema inverter gelombang kotak cenderung menghasilkan output yang kurang baik. Sebagai contoh, jika digunakan pada kipas angin, suara atau output yang dihasilkan bisa terdengar kasar. Hal ini berbeda dengan skema inverter gelombang sinus yang memberikan hasil yang lebih halus dan efisien.
Prinsip Kerja Inverter
Dalam pembahasan mengenai Pengertian Inverter dan Prinsip Kerjanya, Power Inverter yang mengubah arus listrik DC menjadi arus AC terdiri dari tiga komponen utama, yaitu rangkaian Osilator, rangkaian Saklar (Switch), dan Transformator CT, seperti yang terlihat pada gambar berikut.
Arus listrik DC dengan tegangan rendah (misalnya 12V) disalurkan ke titik tengah (Center Tap) pada kumparan sekunder Transformator. Sementara itu, dua ujung Transformator lainnya (titik A dan titik B) terhubung melalui saklar dua arah ke ground rangkaian.
Ketika saklar terhubung ke titik A, arus listrik mengalir melalui jalur 1 dari terminal positif baterai ke titik tengah pada kumparan primer Transformator, lalu ke titik A pada Transformator, dan akhirnya menuju ground melalui saklar. Saat saklar dipindahkan ke titik B, arus listrik berhenti mengalir melalui jalur 1 dan mulai mengalir melalui jalur 2 dari terminal positif baterai ke titik tengah kumparan primer Transformator, menuju titik B pada Transformator, dan akhirnya menuju ground melalui saklar. Titik A, B, jalur 1, dan jalur 2 dapat dilihat pada gambar yang terlampir.
Peralihan ON dan OFF (A dan B) pada saklar dikendalikan oleh rangkaian Osilator yang menghasilkan frekuensi 50Hz. Rangkaian Osilator ini mengalihkan arus listrik antara titik A dan titik B dengan kecepatan 50 kali per detik.
Dengan demikian, arus listrik yang mengalir melalui jalur 1 dan jalur 2 juga bergantian sebanyak 50 kali per detik, menghasilkan arus listrik AC dengan frekuensi 50Hz. Komponen utama dalam rangkaian Saklar Inverter umumnya menggunakan MOSFET atau Transistor.
Transformator sekunder menghasilkan output dengan tegangan yang lebih tinggi (misalnya 120V atau 240V), tergantung pada jumlah lilitan pada kumparan sekunder Transformator atau rasio lilitan antara kumparan primer dan sekunder yang digunakan dalam Inverter tersebut.
Fungsi Inverter
Setelah memahami Pengertian Inverter dan Prinsip Kerjanya, selanjutnya inverter memiliki beberapa fungsi yang penting, di antaranya:
1. Konversi Arus DC menjadi AC
Fungsi utama inverter adalah mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak-balik (AC). Hal ini sangat penting karena sebagian besar peralatan rumah tangga dan industri memerlukan sumber listrik AC untuk beroperasi.
2. Pengaturan Kecepatan Motor AC
Inverter digunakan untuk mengatur kecepatan motor yang beroperasi dengan tegangan AC. Dengan mengontrol frekuensi output inverter, kecepatan motor dapat disesuaikan sesuai kebutuhan, memungkinkan kontrol yang lebih baik terhadap peralatan seperti kipas, pompa air, kompresor, dan mesin lainnya.
3. Penyimpanan Energi
Inverter juga berperan dalam sistem penyimpanan energi, seperti pada baterai dan panel surya. Inverter mengubah energi yang disimpan dalam bentuk DC menjadi AC, sehingga dapat digunakan untuk menjalankan peralatan listrik.
4. Pasokan Listrik Darurat
Inverter memainkan peran penting dalam menyediakan pasokan listrik darurat saat terjadi pemadaman. Dalam kondisi ini, inverter menggunakan sumber daya cadangan seperti baterai atau generator untuk menghasilkan listrik AC yang dapat digunakan untuk menjaga agar peralatan penting tetap berfungsi.
5. Penggunaan Energi Hemat
Inverter dapat digunakan untuk menghemat energi dengan mengoptimalkan penggunaan listrik. Beberapa inverter dilengkapi dengan fitur seperti modulasi lebar pulsa (PWM) atau modulasi frekuensi (FM), yang memungkinkan pengaturan daya output inverter sesuai kebutuhan. Hal ini membantu mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan efisiensi sistem.
Dengan berbagai fungsi ini, inverter menjadi perangkat elektronik yang sangat penting dan digunakan dalam berbagai aplikasi, baik di rumah tangga maupun industri.
Jenis-Jenis Inverter
Baiklah masih dalam pembahasan Pengertian Inverter dan Prinsip Kerjanya, berikutnya adalah beberapa jenis inverter yang perlu kalian ketahui:
1. Solar Inverter
Solar inverter digunakan khusus untuk mengubah arus listrik DC dari panel surya atau aki menjadi arus listrik AC. Saat ini, solar inverter sering dilengkapi dengan pengisi daya baterai yang memungkinkan penambahan daya ke baterai.
2. UPS (Uninterruptible Power Supply)
UPS merupakan kombinasi inverter dan rectifier. Inverter berfungsi mengubah arus listrik DC menjadi AC, sedangkan rectifier bertugas sebaliknya.
Rectifier digunakan untuk mengisi daya ke baterai, sementara inverter mengonversinya kembali menjadi arus listrik dari sumber utama.
Stabilizer pada UPS berperan dalam menjaga tegangan rectifier agar baterai terisi dengan tegangan yang optimal.
3. Variable Speed Drive
Variable Speed Drive (VSD) juga merupakan gabungan inverter dan rectifier. Namun, VSD tidak dilengkapi dengan baterai seperti UPS. Tujuannya adalah untuk mengkonversi tegangan listrik agar dapat mengatur kecepatan secara digital.
Tegangan DC pada VSD dapat disesuaikan frekuensinya dan kemudian dikonversi kembali menjadi tegangan AC. Fungsi ini biasanya digunakan pada perangkat listrik yang menggunakan induksi, seperti motor listrik.
4. Portable / Car Inverter
Inverter portable atau car inverter digunakan untuk mengubah tegangan DC pada mobil menjadi tegangan AC.
Dengan ini, kita dapat mengisi daya baterai laptop atau perangkat lain yang memerlukan arus listrik AC. Daya yang dihasilkan oleh car inverter biasanya kecil dan tidak melebihi 200W.
Karena sumber dayanya diambil dari aki mobil, penting untuk memperhatikan penggunaan daya agar tidak terlalu membebani aki yang juga digunakan untuk mengoperasikan kendaraan. Dalam hal ini, arus listrik yang dihasilkan akan dibagi dengan penggunaan yang ada.
Cara Membuat Inverter
Sudah memahai Pengertian Inverter dan Prinsip Kerjanya? Nah selanjutnya tidak ada salahnya untuk mencoba membuat sebuah inverter sederhana yang dapat mengubah 12 volt menjadi 220 volt. Sebelum memulai, pastikan Kalian telah menyiapkan alat dan komponen yang diperlukan. Berikut ini adalah beberapa komponen dan alat yang dibutuhkan untuk merangkai inverter sederhana:
- 1 buah baterai
- 1 buah trafo CT
- 2 buah transistor
- 2 buah resistor
- 1 buah lampu neon 5 watt
- Kabel secukupnya
Dalam pembuatan inverter ini, kita akan mencoba untuk menghidupkan sebuah lampu neon 5 watt. Dengan menyiapkan komponen di atas, mari kita coba merangkai inverter sederhana ini.
Berikut adalah proses perakitan inverter sederhana:
- Gunakan 2 buah transistor tipe NPN seperti TIP31C atau TR 2N3055. Transistor berfungsi sebagai pemicu untuk menghasilkan arus listrik AC pada trafo.
- Gunakan 2 buah resistor dengan nilai 15 Ohm sebagai driver transistor agar transistor dapat bekerja dengan baik dalam rangkaian inverter.
- Gunakan kabel secukupnya sebagai penghantar sinyal atau arus listrik dalam rangkaian.
Untuk melihat skema rangkaian inverter sederhana ini, Kalian dapat merujuk pada gambar di bawah ini.
Sangat penting untuk tetap teliti saat merangkai dan memperhatikan jalur dari komponen-komponen. Jika terjadi kesalahan dalam penyambungan atau susunan komponen, inverter mungkin tidak berfungsi dengan baik.
Penutup
Sebagai penutup, pemahaman tentang Pengertian Inverter dan Prinsip Kerjanya memberikan wawasan yang jelas mengenai betapa pentingnya perangkat ini dalam berbagai aplikasi, baik di rumah tangga maupun industri. Inverter berfungsi mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC), memungkinkan kita untuk memanfaatkan sumber daya seperti baterai atau panel surya yang menghasilkan DC untuk mengoperasikan peralatan yang membutuhkan AC, seperti televisi, kulkas, dan mesin industri.
Prinsip kerja inverter, yang melibatkan komponen-komponen utama seperti osilator, saklar, dan transformator, berperan penting dalam memastikan efisiensi dan pengendalian energi yang lebih baik. Dengan kemampuan untuk mengatur frekuensi dan tegangan output sesuai kebutuhan, inverter mampu mengelola arus listrik secara efektif, memberikan kestabilan dan efisiensi yang lebih tinggi pada perangkat yang terhubung.
Memahami cara kerja inverter sangat penting dalam memilih inverter yang tepat untuk kebutuhan energi kita. Dengan pengetahuan ini, kita bisa memilih inverter yang tidak hanya memenuhi kebutuhan daya, tetapi juga membantu menghemat energi serta memperpanjang umur peralatan. Selain itu, inverter juga berperan penting dalam menyediakan pasokan listrik darurat saat pemadaman, menjadikannya perangkat yang sangat berharga untuk menjaga kelangsungan aktivitas rumah tangga maupun operasional industri. Semoga informasi dari bengkeltv.id mengenai Pengertian Inverter dan Prinsip Kerjanya ini bermanfaat bagi Kalian.
