Inverter Modulasi Lebar Pulsa (Pwm) Phasa Tunggal
Berdasarkan fakta bahwa sumber tegangan stator pada motor induksi AC, yaitu gelombang kotak dan ini mengakibatkan distorsi dengan sendirinya terhadap motor. Masalah utama tiba dari distorsi bentuk gelombang arus, yang menghasilkan kerugian tembaga dan menjadikan denyutan torsi pada poros motor. Salah satu output inverter yang ideal, menghasilkan bentuk gelombang arus pada distorsi harmonik yang rendah.
Motor induksi AC secara mayoritas yaitu induktif, dengan reaktansi tergantung pada frekuensi (XL=j2πfL). Disini, oleh alasannya yaitu itu, bermanfaat bila distorsi tegangan harmonik sanggup mendesak kedalam frekuensi tinggi, dimana impedansi motor tinggi dan tidak banyak arus distorsi yang akan mengalir.
Salah satu teknik untuk merealisasikan ini yaitu modulasi pelebaran pulsa arahan sinus (sine-PWM). Peralatan daya yang diharapkan sebagai pensaklaran, pada frekuensi tertentu harus lebih besar dari frekuensi dasar, yang menghasilkan sejumlah pulsa, untuk masing-masing bab prioda output yang dihendaki. Pulsa dari suatu frekuensi disebut frekuensi modulasi.
Lebar pulsa berbeda untuk seluruh siklus sinusioda, menghasil bentuk gelombang tegangan menyerupai yang ditunjukan pada gambar 6-5, pada gambar tersebut juga ditunjukan bentuk gelombang arus untuk beban induktif, dengan peningkatan bentuk gelombang.
Peningkatan bentuk gelombang arus sanggup dijelaskan dengan spektrum harmonik menyerupai yang ditunjukan pada gambar 6-6. Dari sini sanggup kita lihat bahwa, bentuk gelombang tegangan seluruhnya masih banyak komponen distrosi, terjadi frekuensi harmonik yang tinggi, dimana beban impedansi yang tinggi pada motor efektif untuk menurunkan arus.
Kenaikan modulasi frekuensi akan memperbaiki bentuk gelombang arus, tetapi kerugianya pada pembiayaan peralatan pensaklaran inverter naik, pemilihan frekuensi modulasi tergantung pada jenis peralatan pensaklaran dan frekuensi. Dengan inverter thyristor force-commutated, frekuensi modulasi frekuensi naik menjadi 1 kHz yaitu memungkinkan dengan memakai teknologi lama. Dengan dikenalkannya GTOs dan BJTs, sanggup dinaikan sekitar 5 kHz. Dengan IGBTs, frekuensi modulasi akan menjadi tinggi hingga 20 kHz.
Pada prakteknya, modulasi frekuensi maksimum diatas 12 kHz menurut pada inverter IGBT kira-kira ukuran motor 22 kW dan 8 kHz untuk motor 500 kW. Pemilihan modulasi frekuensi didasarkan pada kerugian antara motor dan inverter. Pada modulasi frekuensi rendah, kerugian pada inverter rendah dan pada motor tinggi. Pada modulasi frekuensi, kerugian pada inverter naik, dimana pada motor turun.
Salah satu teknik dasar untuk merealisasikannya inverter PWM arahan sinus merupakan metoda persilangan sinus-segitiga menyerupai yang diperlihatkan pada gambar 6-7. Bentuk gelombang segitiga gigi gergaji dibangkitkan dari rangkaian kontrol yang dikehendaki pada inverter pensaklaran frekuensi. Disini merupakan perbandingan pada suatu komparator, dengan pola sinyal sinusioda, yang mana sama dengan frekuensi dan sebanding dengan magnitudenya bahwa tegangan output sinusioda sesuai dengan yang dikehendaki. Tegangan VAN (gambar 6-7b) pesaklaran cepat kapanpun pola bentuk gelombang lebih cantik bentuk gelombang segitiga. Tegangan VBN (gambar 6-7c) tidak sanggup dikontrol dengan bentuk gelombang segitiga yang sama tetapi dengan penggeseran bentuk gelombang 1800.
Pada kenyataannya tegangan output phasa ke phasa yaitu VAB (gambar 6-7d), yang mana perbedaan antara VAN dan VBN, terdiri dari pulsa seri, masing-masing mempunyai lebar yang berafiliasi terhadap nilai pola gelombang sinus pada waktu tertentu. Jumlah pulsa tegangan output VAB yaitu dua kali lipat tertinggal dari tegangan VAN.
Contoh pensaklaran inverter 5 kHz harus membangkitkan distorsi pensaklaran pada 10 kHz dengan tegangan output phasa ke phasa. Polaritas tegangan secara alternatif positif dan negatif pada frekuensi output yang dikehendaki.
Disini sanggup pula dilihat bahwa pola gelombang sinus pada gambar 6-7 merupakan komponen DC yang diberikan bahwa pulsa yang dibangkitkan dengan teknik mempunyai lebar positif. Ini ditunjukan dengan masingmasing tegangan DC yang tertinggal menyerupai yang ditunjukan pada gambar 6-7a dan c. Bagaimanapun juga, masing-masing ketertinggalan sama dengan tegangan DC yang menghilang dari tegangan beban.
Teknik dengan memakai segitiga-sinus persilangan yaitu secara khusus sesuai untuk rangkaian kontrol analog, dimana dua pola bentuk gelombang merupakan sumber pada komparator dan output komparator yang dipakai sebagai pemicu pensaklaran inverter. Pengoperasian secara teknik digital masa sekarang yang didasarkan pada algoritma pensaklaran. Contoh dengan membangkitkan pulsa pemicu yang proporsional terhadap bab bawah gelombang sinus.
Akhir-akhir ini, pabrikan telah berbagi sejumlah perbedaan alogoritma untuk mengoptimalkan penampilan bentuk gelombang output pada motor induksi AC. Teknik tersebut menghasilkan output bentuk gelombang PWM, yang sama menyerupai yang ditunjukan pada gambar 6-7. Bentuk gelombang tegangan PWM kode-sinus yaitu adonan gelombang kotak frekuensi tinggi pada pulsa frekuensi (pembawa pensaklaran) dan variasi lebar sinusioda (modulasi bentuk gelombang). Disini sanggup diketahui bahwa, untuk distorsi harmonik yang rendah, modulasi bentuk gelombang harus sinkron dengan frekuensi pembawanya, sehingga terdiri dari sejumlah integral prioda pembawa.
Ini diharapkan menjadi sedikit penting dengan frekuensi pembawa yang tinggi lebih dari dua puluh kali modulasi frekuensi. Tegangan dan frekuensi bentuk gelombang PWM sinusioda merupakan variabel perubahan bentuk gelombang pola pada gambar 6-7a, output yang dihasilkan menyerupai yang ditunjukan pada gambar 6-8.
Gambar 6-8a pertanda masalah dasar, dengan nilai perbandingan V/f. Gambar 6-8b pertanda kasusu dimana tegangan pola setengahnya, menghasilkan masing-masing pulsa setengahnya. Gambar 6-8c pertanda masalah dimana frekuensi pola setengahnya, menghasilkan pelebaran modulasi lebih dari dua kali sejumlah pulsa. Besar tegangan dengan PWM arahan sinus terjadi bila pulsa ditengah melebar, menghasilkan output dengan tegangan puncak sama dengan sumbernya.
Indek Modulasi
Disini mendifinisikan perbandingan AC puncak output dengan sumber DC. Jadi, besarnya tegangan output terjadi bila indek modulasi 1. Ini memungkinkan sanggup mencapai nilai indek modulasi tinggi dengan mengabaikan PWM sinus dan dengan menambahkan beberapa distrosi terhadap tegangan sinusioda acuan. Hasilnya beberapa pulsa ditengahtengah bab positf dan negatif bentuk gelombang tereliminasi. Proses ini disebut pengurangan pulsa. Batasannya, tegangan bentuk gelombang kotak sanggup dicapai dengan indek modulasi 1.
Contoh pensaklaran inverter 5 kHz harus membangkitkan distorsi pensaklaran pada 10 kHz dengan tegangan output phasa ke phasa. Polaritas tegangan secara alternatif positif dan negatif pada frekuensi output yang dikehendaki.
Disini sanggup pula dilihat bahwa pola gelombang sinus pada gambar 6-7 merupakan komponen DC yang diberikan bahwa pulsa yang dibangkitkan dengan teknik mempunyai lebar positif. Ini ditunjukan dengan masingmasing tegangan DC yang tertinggal menyerupai yang ditunjukan pada gambar 6-7a dan c. Bagaimanapun juga, masing-masing ketertinggalan sama dengan tegangan DC yang menghilang dari tegangan beban.
Teknik dengan memakai segitiga-sinus persilangan yaitu secara khusus sesuai untuk rangkaian kontrol analog, dimana dua pola bentuk gelombang merupakan sumber pada komparator dan output komparator yang dipakai sebagai pemicu pensaklaran inverter. Pengoperasian secara teknik digital masa sekarang yang didasarkan pada algoritma pensaklaran. Contoh dengan membangkitkan pulsa pemicu yang proporsional terhadap bab bawah gelombang sinus.
Akhir-akhir ini, pabrikan telah berbagi sejumlah perbedaan alogoritma untuk mengoptimalkan penampilan bentuk gelombang output pada motor induksi AC. Teknik tersebut menghasilkan output bentuk gelombang PWM, yang sama menyerupai yang ditunjukan pada gambar 6-7. Bentuk gelombang tegangan PWM kode-sinus yaitu adonan gelombang kotak frekuensi tinggi pada pulsa frekuensi (pembawa pensaklaran) dan variasi lebar sinusioda (modulasi bentuk gelombang). Disini sanggup diketahui bahwa, untuk distorsi harmonik yang rendah, modulasi bentuk gelombang harus sinkron dengan frekuensi pembawanya, sehingga terdiri dari sejumlah integral prioda pembawa.
Ini diharapkan menjadi sedikit penting dengan frekuensi pembawa yang tinggi lebih dari dua puluh kali modulasi frekuensi. Tegangan dan frekuensi bentuk gelombang PWM sinusioda merupakan variabel perubahan bentuk gelombang pola pada gambar 6-7a, output yang dihasilkan menyerupai yang ditunjukan pada gambar 6-8.
Gambar 6-8a pertanda masalah dasar, dengan nilai perbandingan V/f. Gambar 6-8b pertanda kasusu dimana tegangan pola setengahnya, menghasilkan masing-masing pulsa setengahnya. Gambar 6-8c pertanda masalah dimana frekuensi pola setengahnya, menghasilkan pelebaran modulasi lebih dari dua kali sejumlah pulsa. Besar tegangan dengan PWM arahan sinus terjadi bila pulsa ditengah melebar, menghasilkan output dengan tegangan puncak sama dengan sumbernya.
Indek Modulasi
Disini mendifinisikan perbandingan AC puncak output dengan sumber DC. Jadi, besarnya tegangan output terjadi bila indek modulasi 1. Ini memungkinkan sanggup mencapai nilai indek modulasi tinggi dengan mengabaikan PWM sinus dan dengan menambahkan beberapa distrosi terhadap tegangan sinusioda acuan. Hasilnya beberapa pulsa ditengahtengah bab positf dan negatif bentuk gelombang tereliminasi. Proses ini disebut pengurangan pulsa. Batasannya, tegangan bentuk gelombang kotak sanggup dicapai dengan indek modulasi 1.