Apa itu Variable Frequency Drive?
Variable Frequency Drive (VFD) adalah perangkat kontrol elektronik yang digunakan untuk menyediakan kontrol kecepatan yang dapat disesuaikan untuk motor AC dan DC. Jenis motor AC yang paling umum adalah motor induksi AC atau motor asinkron. Manfaat penggunaan VFD adalah penghematan energi untuk aplikasi kipas dan pompa HVAC, peningkatan torsi motor dan kontrol kecepatan dalam aplikasi industri, serta peningkatan perlindungan motor.
Ukuran motor untuk operasi VFD:
Penggerak frekuensi variabel dapat mengoperasikan motor mulai dari ¼ tenaga kuda pada 120 volt fase tunggal hingga 20.000 kilowatt pada 11.000 volt fase tiga. Motor industri biasanya tiga fase, dan tegangan yang paling umum di AS adalah 480 V. Tegangan umum lainnya adalah 230, 2300, dan 4160 V. Motor dirancang untuk beroperasi pada berbagai tegangan tergantung pada kutub motor.
Motor dirancang untuk berjalan pada kecepatan konstan tergantung pada jumlah kutub di motor. Frekuensi tegangan yang disuplai ke motor menentukan kecepatan motor. Kecepatan ini merupakan fungsi dari frekuensi yang diterapkan dikalikan dengan 120 dibagi dengan jumlah kutub per fase.
Bagaimana VFD mengubah kecepatan motor:
VFD mengendalikan motor dengan memvariasikan frekuensi antara 0 dan 60 siklus atau Hertz per detik. Mereka juga dapat mengubah frekuensi di luar pita standar 0-60 Hz hingga 600 Hz. Setelah di atas 600 Hz, aplikasinya biasanya adalah motor spindel berkecepatan tinggi. Setelah di atas 600 Hz, aplikasinya biasanya adalah motor spindel berkecepatan tinggi. VFD memvariasikan frekuensi input dengan menyesuaikan frekuensi output gelombang sinus AC ke motor. Untuk mencapai hal ini, VFD memiliki empat komponen utama:
- Bagian penyearah atau konverter dioda mengubah tegangan listrik AC 60 Hz menjadi tegangan DC melalui penyearah dioda.
- Bagian bus DC menyimpan tegangan AC yang dikonversi dalam kapasitor. Untuk input AC 480 V, tegangan puncak pada bus DC tiga fase dapat mencapai 648 V DC (= 480 V x Sq. Rt. √1,82).
- Bagian inverter atau IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) mengubah tegangan DC yang tersimpan menjadi bentuk gelombang sinus AC analog yang disebut modulasi lebar pulsa untuk mensimulasikan bentuk gelombang AC. Bentuk gelombang termodulasi lebar pulsa memiliki amplitudo (tinggi), yang merupakan tegangan input maksimum, biasanya 480 volt, dan siklus kerja (lebar). Jumlah siklus kerja per detik adalah frekuensi dalam Hertz, dan laju IGBT menyala dan mati adalah frekuensi pembawa. Frekuensi pembawa berkisar dari 2,000 Hz hingga 15,000 Hz. Frekuensi pembawa yang lebih tinggi menghasilkan bentuk gelombang yang lebih baik. Bayangkan sakelar lampu di dinding yang memungkinkan tegangan dan arus untuk menyalakan bola lampu. Tegangan dan arus mengalir ke bohlam dengan laju 60 siklus per detik. Setiap kedipan cahaya terlalu cepat untuk dideteksi oleh mata telanjang.
- Bagian kontrol VFD menentukan tegangan dan frekuensi atau jumlah siklus kerja yang dikirim ke motor. Motor menggunakan bentuk gelombang termodulasi lebar pulsa untuk mengendalikan kecepatan motor.
Evolusi Penggerak Frekuensi Variabel
VFD telah berevolusi dari waktu ke waktu, tetapi fungsi dasarnya tetap sama. VFD digunakan dalam banyak aplikasi dan membantu industri berkembang. Dengan lonjakan IIoT dan manufaktur cerdas saat ini, VFD akan menjadi bagian integral dari peningkatan proses dan menyediakan data yang bermakna untuk membantu produsen menjadi pemimpin dalam industri mereka.