Belajar menggunakan Inverter / VFD

Salah satu peralatan yang banyak digunakan dalam dunia industri adalah inverter, untuk itu admin blog akan membahas tentang belajar inverter atau VFD atau VSD.

Interver yang juga dikenal dengan VFD (variable frekuency drive) atau ada yang menyebut VSD (variable speed drive) adalah peralatan yang digunakan untuk mengatur frekuensi yang diberikan ke motor listrik.

Pengaturan frekuensi tentunya akan berimbas dengan kecepatan motor listrik sesuai dengan persamaan : n (speed) = 120 . f (frekuensi) / 2p (pasang kutub).

Lalu apa aplikasi dalam dunia industri kenapa penggunaan inverter / VSD / VFD ini mutlak diperlukan. Aplikasinya pada pengaturan pressure (tekanan), flow (aliran) suatu fluida yang dihasilkan oleh pompa yang digerakkan motor listrik.

Baca juga:

Perawatan Motor Listrik

Aplikasi PLC untuk Speed Control (VSD) Motor Induksi 

Jika pada metode dahulu (konvensional), kita mengatur tekanan suatu fluida dengan mengatur secara manual bukaan (opening) valve pada jalur keluaran (discharge) pompa. Metode ini tentunya tidak efisien karena daya listrik yang digunakan tetap sama.

Beda halnya jika kita menggunakan inverter, kita tidak perlu mengatur opening valve pada discharge suatu pompa, kita cukup mengatur kecepatan putaran pompa dengan mengatur kecepatan motor melalui inverter.

Daya listrik yang dibutuhkan lebih sedikit dibanding dengan motor yang bekerja dalam kondisi full speed (putaran penuh). Hal ini tentunya meningkatkan efisiensi penggunaan energi.

Seperti yang digunakan ditempat saya bekerja. Saya mendapatkan project baru berupa pengosongan sebuah tanki fluida, lalu dipesanlah sebuah variable speed drive / variable frekuensi drive baru atau biasa juga disebut inverter untuk mengendalikan motor yang di couple dengan pompa pengosongan tanki fluida itu. Maka dari itu pada tulisan kali ini penulis akan membahas Belajar menggunakan Inverter / VFD.

VFD atau Inverter yang digunakan merk Toshiba VF-FS1 40 KW, sebenarnya project ini sederhana, hanya untuk mengendalikan kecepatan putaran motor berdasarkan tinggi rendahnya level fluida pada tanki yang akan dikosongkan.

Contoh inverter / variable speed drive / variable frequency drive dalam berbagai ukuran

Untuk settingan pada inverter yang paling penting dilakukan pengaturan pada spesifikasi motor yang akan digunakan seperti tegangan (voltage), arus (current), daya (power), faktor daya (power faktor) serta setting set point minimum dan maksimum kecepatan motor itu sendiri.

Belajar Inverter - Wiring Diagram

Untuk wiring diagram penggunaan inverter dapat kita lihat dari manual book penggunaan inverter. Masing - masing pabrik mempunyai wiring yang berbeda-beda, namun pada prinsip dasarnya sama.

Sumber power 440 VAC atau ada juga 2400 VAC/6600 VAC sesuai dengan tegangan kerja pada motor masuk ke tegangan input inverter / VFD / VSD,

Output power inverter kita hubungkan ke motor listrik. Rangkaian kontrol dan aux contact (kontak bantu) kita hubungkan sesuai dengan kebutuhan kita.

Untuk mengatur frekuensi dapat kita gunakan variable resistor atau push button up dan push button down.

Contoh wiring diagram inverter / vsd / vfd yang terdapat dalam manual book penggunaan

Prinsip Kerja dari VFD / Inverter

Sesuai dengan persamaan yang kita pelajari bahwa:

RPM = 120 f / p

Keterangan:

RPM          : Speed Motor (RPM)

F               : Frekuensi (Hz)

P              : Kutup motor (pole)

Berdasarkan rumus kecepatan diatas, ada hubungan antara frekuensi yang digunakan terhadap kecepatan yang dihasilkan, maka dari itu prinsip kerja dari VFD / Inverter adalah dengan mengatur berapa frekuensi yang diberikan ke motor.

Pada awalnya inverter / VFD mendapatkan masukan berupa tegangan kerja 440 VAC (3 phasa Alternating Current) atau tegangan sesuai dengan sumber tegangan motor induksi dan frekuensi stabil 50 Hz.

Lalu tegangan AC tadi diubah menjadi tegangan DC melalui rectifier (penyearah) yang telah ter included dalam inverter, lalu tegangan DC di cacah dan dimodulasi selanjutnya diubah kembali menjadi tegangan AC dengan komponen utamanya berupa semikonduktor aktif IGBT (insulated gate bipolar transistor).

Tegangan yang telah diubah ke dalam bentuk AC oleh IGBT dan telah termodulasi ini lalu dikeluarkan sebagai output inverter untuk mengatur kecapatan motor sesuai dengan yang kita inginkan. 

Grafik efisiensi energi penggunaan inverter dalam proses pengendalian kecepatan motor induksi

Inverter juga bisa dikontrol dalam mode local (keypad dan juga eksternal potensiometer) serta remote, bisa digunakan bersama controller - controller yang ada semisal PLC, karena input / output controlnya juga sama seperti PLC, Input 0 ~ 10 VDC , 4 ~ 20 mA atau dengan preset memori.

Fungsi Inverter / VFD / VSD 

Penulis mencoba menyimpulkan fungsi dan manfaat penggunaan Inverter dalam dunia industri antara lain sebagai berikut:

1. Meningkatkan efisiensi penggunaan energi pada motor industri.
2. Mengurangi Inrush Current (Arus start) saat proses start motor industri.
3. Dapat mengatur kecepatan putaran motor induksi sehingga kita dapat mengatur pressure (tekanan) pompa maupun compressor yang digerakkan oleh motor induksi.
4. Dapat dihubungkan dengan berbagai macam controller (unit pengendali) seperti programmable logic controller (PLC) ataupun DCS (distributed Control System).

Demikian pembahasan mengenai Belajar menggunakan Inverter / VFD, semoga bermanfaat.