Beranda » Elektrik » Motor » Penggunaan VFD

Penggunaan VFD

Artikel ini akan membahas tentang pentingnya Variable frequency Drive (VFD) dan penerapannya dalam rangkaian penggunaan VFD dan motor induksi.

Dalam keseharian, banyak kita temukan pemakaian motor listrik di sekitar kita, seperti kita temukan di dalam peralatan mesin cuci dan lemari es, dan dalam moda transportasi seperti mobil dan pesawat. Rasanya kita tidak akan nyaman di jaman modern yang kita nikmati setiap hari ini tanpa motor listrik.

Tentang Motor Listrik

Motor pertama kali ditemukan pada awal abad ke-19 oleh tokoh sejarah dan pendiri perusahaan seperti Werner von Siemens, Thomas Alva Edison, Nikola Tesla dan George Westinghouse.

Coba bayangkan hidup tanpa adanya motor listrik, tapi mungkin yang lebih penting adalah motor dalam industri yang memberikan fasilitas perakitan ban berjalan yang digunakan untuk membuat produk konsumen dan motor yang dirancang menjadi mesin las otomatis yang digunakan dalam industri mobil.

Motor juga memainkan peran di sektor penting lainnya seperti medis, kedirgantaraan, dan energi terbarukan. Ada dua aplikasi utama di mana motor listrik digunakan. Aplikasi pertama adalah di mana motor dihubungkan ke jaringan dan dioperasikan pada kecepatan rotor tetap. Yang kedua adalah aplikasi luas di mana motor perlu dioperasikan pada kecepatan yang berbeda dan torsi yang berbeda.

Pemakaian ini membutuhkan unit konversi daya untuk ditempatkan di antara grid dan motor dan biasanya dikenal sebagai Variable frequency Drive (VFD).

Okey mari kita lihat lebih dekat perbedaan antara motor yang dioperasikan dengan jaringan frekuensi tetap dan motor yang dioperasikan VFD dan mengidentifikasi keuntungan dari setiap penggunaan.

Penggunaan VFD
Penggunaan VFD

Perbandingan Antara Grid dan VFD

Ini cara untuk menentukan pilihan apakah motor perlu menggunakan VFD atau hanya oleh jaringan dengan frekuensi tetap. Contoh aplikasi penggerak jaringan frekuensi tetap adalah pompa atau kipas yang menggerakkan medium tanpa perlu menyesuaikan kecepatan medium dan beberapa ban berjalan yang digunakan dalam industri pertambangan.

Dalam contoh kasus, suatu media perlu mengalir dengan kecepatan berbeda atau tekanan media bisa disesuaikan. Valve, peredam atau kotak roda gigi dapat menyesuaikan beberapa parameter ini tetapi dengan banyak kekurangan karena motor yang digerakkan oleh jaringan frekuensi tetap selalu memberikan daya penuh dalam hal ini dan sebagian besar daya diubah akan menjadi panas.

Baca Juga :  Generator dan Dinamo

Oleh karena itu dalam banyak aplikasi, sebagian besar energi listrik terbuang percuma karena motor yang tidak terkontrol ini tidak beroperasi pada kecepatan dan torsi optimumnya yang ditentukan oleh beban atau pekerjaan yang diperlukan untuk dilakukan.

Untuk mengatasi kehilangan daya ini, digunakan penggerak frekuensi variabel / Variable Frequency Drive. Dengan perangkat konversi daya ini, kecepatan dan torsi motor dapat disesuaikan dalam range yang luas untuk memenuhi kebutuhan berbagai aplikasi.

Dua parameter terpenting dari perspektif teknis adalah frekuensi tegangan yang menentukan kecepatan motor dan arus yang didukung yang menghasilkan torsi yang dikirimkan ke motor. Secara komersial, penghematan energi dan biaya telah menjadi alasan utama meningkatnya popularitas VFD.

Biasanya proses konversi energi dari tegangan AC tetap ke tegangan AC variabel adalah sebagai berikut:

  • Pertama, penyearah tegangan dari tegangan jaringan AC ke tegangan DC,
  • Kemudian dilanjutkan dengan penghalusan tegangan DC ini dengan kapasitor dan
  • Terakhir konversi tegangan DC yang telah difilter ini. kembali ke AC dengan frekuensi dan voltase dan ditentukan oleh kecepatan dan torsi motor yang diinginkan.

Langkah konversi terpenting dalam VFD adalah tahap pembalikan DC ke AC. Solusi umum untuk membalikkan tegangan DC kembali ke tegangan AC adalah penggunaan teknik Pulse Width Modulation (PWM) yang biasanya memerlukan gelombang modulasi sinusoidal dan gelombang pembawa triangular.

Gelombang pembawa triangular dikenal sebagai frekuensi switching dan bervariasi antara beberapa ratus Hertz untuk penggerak daya tinggi hingga sekitar 20.000 Hertz untuk penggerak daya rendah. Gelombang sinus adalah referensi yang dihasilkan oleh rangkaian kontrol inverter dan akan menjadi frekuensi di mana motor akan beroperasi.

Dengan membandingkan gelombang pembawa triangular dan referensi gelombang sinusoidal, pulse tegangan termodulasi range lebar akan menjadi keluaran dari VFD yang mengubah polaritasnya pada setiap persimpangan gelombang sinusoidal dan gelombang triangular.

Variable Frequency Drive VFD

Perbandingan Line Operation dengan Penggunaan VFD

Arus start dari motor AC yang terhubung ke jaringan dapat bervariasi antara 3 dan 8 kali arus nominalnya. Ini karena sejumlah besar arus diperlukan untuk memagnetisasi motor untuk mengatasi kelembamannya. Arus tinggi ini harus disediakan oleh jaringan dan dapat menyebabkan masalah seperti penurunan tegangan dan transien dan dalam beberapa kasus bahkan pemadaman.

Baca Juga :  Hukum Ohm dalam ilmu listrik

Arus tinggi ini juga menciptakan tekanan mekanis pada batang dan belitan rotor motor. VFD menghidupkan motor pada tegangan nol dan frekuensi nol dan biasanya membutuhkan antara 50% hingga 75% arus motor pada beban penuh.

Karena daya motor ditentukan oleh tegangan dikalikan arus maka kebutuhan daya selama start-up jauh lebih rendah dengan menggunakan VFD dibandingkan dengan motor yang terhubung langsung ke jaringan. Hal ini terutama berlaku pada saat start-up jika permintaan daya beban sama di jaringan atau dengan VFD.

Jika sebuah perusahaan/industri memiliki batas daya dengan sistem instalasi kelistrikan yang ada, mesin yang baru dipasang tanpa VFD dapat menghasilkan arus start-up tinggi yang tidak dapat didukung dan memaksa meningkatkan ketersediaan daya kelistrikan untuk kemampuan di arus puncak.

Selain itu, beberapa perusahaan dikenakan biaya tambahan untuk daya puncak yang disediakan oleh perusahaan listrik. Jadi VFD adalah solusi yang baik untuk menyelesaikan masalah arus start-up ini.

Motor start-up menyebabkan arus input tinggi yang menyebabkan penurunan tegangan pada jaringan. Beberapa peralatan sensitif dapat menjadi offline karena penurunan tegangan rendah ini. Misalnya, komputer, sensor, dan kontaktor yang dikenal peka tegangan dan dapat putus selama kondisi saluran rendah.

Penggunaan VFD menghilangkan masalah ini karena motor mulai dengan tegangan nol / arus input rendah dan naik. Selain itu, perubahan kecepatan dan torsi muncul pada poros motor saat tegangan turun dan motor dioperasikan langsung dari jaringan.

Ini mungkin sangat tidak diinginkan dalam beberapa proses manufaktur. Penggerak terkontrol dapat dirancang agar tidak terlalu sensitif terhadap perubahan tegangan jaringan sehingga meningkatkan kemampuan “pengontrolan” motor.

Motor yang langsung dihidupkan melalui jaringan menciptakan tekanan mekanis yang sangat besar pada motor dan ke sistem distribusi yang terhubung ke motor yang mengakibatkan guncangan mekanis. VFD dapat mempercepat motor dengan ramp yang ditentukan untuk mengurangi guncangan ke tingkat yang dapat diabaikan.

Dalam beberapa aplikasi, tidak mungkin atau tidak dapat diterima untuk mempercepat alat berat ke daya dan kecepatan maksimumnya tanpa jalan terkontrol yang mulus.

Baca Juga :  Pembangkit Listrik Aneh di Dunia

Keuntungan terpenting dari VFD adalah kemampuannya untuk menyesuaikan kecepatan motor dengan kebutuhan seluruh aplikasi. Keunggulan terpenting kedua adalah kemampuannya untuk mengatur torsi motor. Ini adalah fitur yang cukup bagus yang melindungi motor dan sistem yang digerakkan oleh motor dari kerusakan karena torsi dapat dibatasi atau disesuaikan dengan tepat.

Selain itu, penghematan daya dapat dilakukan dengan kemampuan mengontrol torsi motor. Misalnya, motor penggerak VFD yang terhubung ke kipas hanya akan mengonsumsi 1/8 dari daya yang ada saat beroperasi dengan kecepatan setengah karena hubungan kecepatan dari sistem ini.

Penghentian atau pengereman terkontrol dari motor sama pentingnya dengan akselerasi yang terkontrol. Keuntungan terbesar dari VFD diwujudkan dalam pengereman elevator dan ban berjalan. Pengereman atau operasi mundur motor ini sangat menarik dalam banyak aplikasi lain.

Operasi membalikkan arah putar dimungkinkan dengan mengubah medan putar di motor oleh VFD tanpa harus mengubah urutan kabel fasa ke motor. VFD juga menghilangkan kebutuhan akan katup, peredam, dan kotak roda gigi. Hal ini menghasilkan sistem yang lebih kompak, perawatan yang lebih rendah dan biaya pengoperasian yang lebih rendah.

Komponen Utama yang Digunakan untuk Konversi Daya

Komponen penting di dalam VFD adalah dioda penyearah daya/power rectifier yang digunakan untuk memperbaiki tegangan input AC, pemotong rem yang digunakan untuk menghilangkan energi regenerasi dari motor selama pengereman dan melindungi kapasitor tautan DC dari kerusakan, dan sakelar semikonduktor daya yang digunakan untuk mengubah tegangan input yang diperbaiki kembali menjadi yang terkontrol. tegangan variabel dan output frekuensi variabel.

Persyaratan dioda penyearah tidak terlalu bagus karena perangkat ini beroperasi pada frekuensi jalur input (50 Hz atau 60 Hz) dan tersedia dari banyak produsen. Persyaratan untuk komponen yang digunakan untuk tahap konversi DC ke AC perlu dipertimbangkan dengan hati-hati karena sakelar semikonduktor daya ini digunakan pada tegangan tinggi dan arus tinggi serta diaktifkan pada frekuensi tinggi.

Saat ini, banyak perusahaan mengembangkan semikonduktor dan modul daya yang dapat digunakan dalam desain VFD.

Bagikan
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.