Dasar-Dasar Vfd
Kebutuhan untuk VFDs
Motor berkecepatan tetap dan motor dua kecepatan telah dibahas dalam bab-bab sebelumnya. Berbagai aplikasi industri memerlukan kontrol gerak mesin dengan santunan motor-motor menyerupai itu. VFD memberi batasan kontrol kontinu atas kecepatan mesin.
Beberapa aplikasi, menyerupai pabrik kertas, rolling mill, pompa, dan alat-alat mesin tidak sanggup berjalan tanpa VFD ini sedangkan yang lainnya, menyerupai pompa sentrifugal, sanggup menerima manfaat dari penghematan energi. Umumnya VFD dipakai untuk melaksanakan berikut ini:
- Menyesuaikan kecepatan pengendali dengan keperluan kecepatan proses
- Menyesuaikan torque (kopel/torsi) pengendali dengan keperluan kopel proses
- Menghemat energi dan meningkatkan efisiensi.
VFD Dasar
VFD elektrik dasar terdiri dari sebuah motor, unit kontrol pengendali, unit sensor, dan sebuah input operator. Diagram blok dasar dari sebuah pengendali elektrik berkecepatan variabel ditunjukkan dalam Gambar 2.1.
Unit kontrol pengendali yaitu sebuah perangkat yang memodulasi energi dari sumber ke motor. Melalui panel operator, seseorang sanggup meningkatkan atau menurunkan set point drive. Sebuah unit umpan balik memberi umpan balik kecepatan kasatmata pada pengendali. Kemudian modulator daya atau unit kontrol pengendali yang mengontrol kecepatan, kopel, dan daya, bersama dengan arah motor dan mesin. Modulator daya bisa dipakai sebagai satu alat, untuk pengontrolan motor. Ini me- mungkin harus dipakai dalam tipe adonan untuk tipe-tipe aplikasi lain tertentu. Berikut ini yaitu tipe-tipe modulator konverter bersama dengan uraian singkat dari masing-masing.
Konverter
Ini mengkonversi satu bentuk energi ke bentuk lainnya, yang cocok untuk sebuah motor. Mereka sanggup didefinisikan sebagai perakitan komponenkomponen elektronik daya, yang mengkonversi satu atau lebih karakteristik dari sebuah sistem tenaga listrik.
Untuk pengontrolan motor DC, tegangan DC variabel diperlukan. Untuk motor AC, sebuah frekuensi tetap, tegangan AC variabel, atau sebuah frekuensi variabel diperlukan. Untuk memenuhi persyaratan itu, alat-alat berikut digunakan. Di bawah ini diberi banyak sekali tipe konverter dan kombinasinya:
1) Konverter AC ke DC
Ini dikelompokkan sebagai:
- penyearah tak terkontrol
- penyearah setengah gelombang
- penyearah gelombang penuh
- penyearah dengan self-commuted devices.
Dalam sebuah penyearah tak terkontrol, tegangan DC konstan pada output berbeda dari suplai AC pada input. Dalam sebuah penyearah setengah gelombang, tegangan DC ariable pada output dengan arus dan tegangan positif dinamakan drive kuadran satu (single quadrant drive). Dengan penyearah gelombang penuh, tegangan DC berpolaritas positif/variable dan arus dalam arah positif dinamakan drive kuadran dua (double quadrant drive). Penyearah gelombang penuh memiliki alatalat komutasi menyerupai GTO (gate turn-off thyristors) dan power transistor. Ini merupakan suatu pengendali kuadran satu atau pengendali kuadran dua.
Jika dipakai dengan sebuah penyearah gelombang penuh, sanggup bervariasi empat fungsionalitas kuadran, yakni, tegangan dan juga arus dalam kedua arah.
2) Konverter DC ke DC
Juga dikenal sebagai choppers, ini memungkinkan tegangan DC variable pada output, dari tegangan DC tetap yang diberi pada input.
Chopper memakai alat-alat menyerupai GTOs, thyristors, power MOSFETs, dan IGBTs (insulated gate bipolar transistor).
3) Konverter atau Inverter DC ke AC
Penggunaan inverter untuk menjamin tegangan AC berfrekuensi variabel pada output dari tegangan DC tetap yang diberi pada inputnya.
Ini yaitu jenis sumber tegangan atau jenis sumber arus. Arus atau tegangan output sanggup diubah bersama dengan frekuensi melalui tegangan input DC yang bervariasi. Ini terjadi dengan memberi tegangan DC ke inverter melalui sebuah penyearah. Tegangan variabel, frekuensi AC variabel sanggup diperoleh dengan memakai PWM (pulse width modulation) untuk pengontrolan inverter.
4) Cycloconverter
Penggunaan cycloconverter untuk menjamin sebuah tegangan variabel, tegangan AC berfrekuensi variabel pada output dari sebuah tegangan tetap, dan frekuensi tegangan AC yang diberi pada input. Ini dibangun dengan memakai thyristors, yang sudut konduknya dikontrol dengan sebuah unit kontrol.
Bagian berikut merinci banyak sekali komponen dasar elektronik daya. Komponen-komponen ini merupakan satu penggalan dasar dari semua sirkuit.