Sistem Kontrol Elektromekanik Elektronik
121
Teknik Otomasi Industri
3. Kegiatan Belajar 3:
Sistem VFD
Indikator Keberhasilan : Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini, diharapkan peserta mampu menjelaskan
sistem VFD, manfaat pemakaian VFD dan keunggulannya.
3.1 Pendahuluan
Variable Frequency Drive VFD adalah sebuah peralatan yang dapat mengendalikan tegangan dan frekuensi listrik yang akan disuplaikan ke motor
listrik,sehingga dapat mengendalikan kecepatan motor tersebut dan sistem yang sedang di drive-nya, bekerja sesuai dengan kebutuhan proses, maka efisiensi sistem
dapat ditingkatkan.
Sebuah VFD mampu mengatur kecepatan dan torsi pada suatu motor induksi. Suatu VFD menyediakan kebutuhan untuk continuous range process speed control.
VFD memiliki banyak nama lain, seperti Variable Speed Drive VFD, Adjustable Speed Drives ASD, atau Inverter.
Sistem VFD terdiri dari VFD itu sendiri dan motor listrik.
3.2 Kontrol Kecepatan Motor
Motor Induksi AC Alternating Current adalah mesin dengan kecepatan konstan, dengan variasi kecepatan dari tanpa beban ke beban penuh berkisar 2 – 5,
merepresentasikan ―sl ip‖ dari motor tersebut.
Kecepatan dari mesin tersebut ditentukan oleh frekuensi f suplai daya dan jumlah kutub P magnet pada statornya.
Ditentukan melalui persamaan :
N
s
= 120.fP Slip s = [N
s
- N
r
N
s
] x 100
Sistem Kontrol Elektromekanik Elektronik
122
Teknik Otomasi Industri
Dimana : N
s
= kecepatan sinkron RPM N
r
= kecepatan rotor RPM f = frequensi jala-jala Hz
P = Jumlah Kutub poles
Sebagian besar aplikasinya motor dengan kecepatan tetap fixed lebih banyak digunakan. Pada aplikasi atau sistem seperti ini, elemen kontrol seperti damper dan
valve digunakan untuk meregulasi aliran flow dan tekanan pressure.Peralatan ini biasanya menyebabkan operasi yang tidak efisien serta pemborosan energi karena
aksi pembukaan dan penutupan mereka. Bagaimanapun, sering sangat dibutuhkan sebuah motor yang dapat beroperasi
pada dua atau lebih kecepatan, atau malahan pada operasi full variable speed. Elemen kontrol konvensional dapat diganti dengan menerapkan operasi variable
speed menggunakan suatu VFD. Banyak sekali penghematan energi yang dapat dicapai pada berbagai aplikasi
dengan memvariasikan kecepatan motor dan beban yang di drive-nya dengan menerapkan VFD yang tersedia secara komersial. Penghematan termasuk dari segi
capital cost dan biaya perawatan berkaitan dengan elemen kontrol ini. Tabel berikut ini menunjukkan contoh-contoh beban dan kemungkinan
penghematan energinya.
Tabel 3.1 Tipe beban, aplikasi dan penghematan energi
Tipe Beban Aplikasi
Pertimbangan tentang Energi
Beban torsi bervariasi - Daya bervariasi pada nilai
pangkat tiga dari kecepatan. - Torsi bervariasi pada nilai
pangkat
dua dari
- Fan sentrifugal - Pompa sentrifugal
- Blower - Sistem HVAC Heating,
Ventilation and Air Conditioning Pada kecepatan rendah
terjadi penghematan
energi yang signifikan sebagai
akibat penurunan daya motor
Sistem Kontrol Elektromekanik Elektronik
123
Teknik Otomasi Industri
kecepatan. yang sebanding dengan
pangkat tiga penurunan kecepatan.
Beban torsi tetap -
Torsi tetap
pada kecepatan
motor yang
bervariasi. - Daya bervariasi secara
langsung dengan
kecepatan. - Mixer
- Conveyor - Kompresor
- Printing Presses Pada kecepatan rendah
terjadi penghematan
energi yang berbanding lurus
dengan penurunan kecepatan.
Beban daya tetap - Membangkitkan daya yang
sama pada
setiap kecepatan.
- Perubahan
torsi berbanding terbalik dengan
perubahan kecepatan. - Peralatan-peralatan mesin
- Mesin bubut - Mesin-mesin penggilingan
- Punch presses Tidak ada penghematan
energi pada penurunan kecepatan; akan tetapi,
penghematan
energi dapat dicapai dengan
mengoptimasi kecepatan pemotongan
dan permesinan untuk produk yang sedang
diproduksi
3.3 Karakteristik Beban yang di Drive dan Kebutuhan Daya