Hubungan Volts Per Herzt (V/Hz) pada AC Drive - Fungsi utama dari sebuah variabel speed drive (VSD) adalah untuk meyuplai daya listrik kesebuah motor AC sehingga kecepatan putaran motor AC tersebut dapat divariasikan sesuai dengan keepatan yang diinginkan.
Dengan mengatur besar kecilnya frekwensi daya listrik dari keluaran VSD, kecepatan putaran sebuah motor dapat diubah menjadi cepat atau lambat.vHAl ini sesuai dengan rumus kecepatan motor :
Dengan mengatur besar kecilnya frekwensi daya listrik dari keluaran VSD, kecepatan putaran sebuah motor dapat diubah menjadi cepat atau lambat.vHAl ini sesuai dengan rumus kecepatan motor :
Ns = 120 * F / P ,
Dimana :
Ns = Putaran motor
F = Frekuensi suplay daya listrik ke motor
P = Jumlah kutub motor.
Dari formula diatas terlihat, dengan memvariasikan nilai F (Frekuensi), maka nilai kecepatan motor (Ns) akan ikut berubah.
Faktor penting dalam pengaturan kecpatan motor adalah konstant Torsi , ketika kecepatan motor dinaikan diharapkan torsi motor akan stabil (konstant) sehingga kekuatan motor tersebut untuk menarik ataupun memutar beban tetap sama, meskipun kecepatan motor diubah - ubah. Dari sini terlihat bahwa yang diinginkan dari perubahan kecepatan adalah tidak mempengaruhi kinerja motor tersebut.
Sama halnya ketika sebuah motor disuplay tanpa menggunakan VSD, frekuensi suplay tetap yaitu sebesar 50 Hz dan tegangan tetap sbesar 380 V, maka torsi motor tersebut akan cenderung stabil. Torsi yang stabil tersebutlah yang akan dijaga oleh sebuah VSD ketika kecepatan motor divariasikan.
Bagaimana Cara menjaga Torsi Tetap Konstant ?
Jawaban dari pertanyaan diatas adalah dengan menjaga arus kemotor tetap konstant.
Ketika tegangan suplay ke sebuah motor dijaga konstant (misalkan 380 V) dan frekuensi suplay kemotor diubah untuk mendapatkan kecepatan motor sesuai dengan yang diinginkan, maka arus ke motor akan berubah sehinga torsi akan ikut berubah.
Kenapa arus kemotor berubah ketika frekuensi diubah ?
Jawabannya adalah karena kumparan stator pada motor yang kita hubungkan ke sumber suplay (VSD) berperilaku sepertisebuah induktor.
Pada sebuah induktor, tahanan AC atau yang kita kenal dengan reaktansi induktif akan berubah ketika suplay daya lisrik yang dialiri ke iduktor tersebut divariasikan. Hal ini sesuai dengan formula :
XL = 2 * 𝝅 * f * L
Dimana :
XL= Reaktansi Induktif
𝝅 = 3.14
f = Frekuensi suplay daya listrik ke motor
L = Induktansi Gulungan
Dari persamaan XL (Reaktansi Induktif )tersebut terlihat bahwa nilai XL akan berubah jika nilai F (Frekuensi) di variasikan. Semakin dinaikan nilai F (Frekuensi) maka nilai XL akan bertambah.
Dan ketika nilai tegangan V dijaga tetap , maka kenaikan nilai XL , akan menyebabkan penurunan pada besarnya arus, sesuai dengan formula :
I = V / XL ,
Sehingga kesimpulannya adalah :
Ketika nilai F (Frekuensi) dinaikan, maka kecepatan motor Ns akan meningkat , nilai XL (Rekatansi Induktif) akan ikut meningkat dan menyebabkan I (arus) akan mengecil sehingga T (Torsi) akan mengecil.
Dan sebaliknya , ketika nilai F (Frekuensi) diturunkan, maka kecepatan motor Ns akan menurun, nilai XL (Rekatansi Induktif) akan ikut rendah dan menyebabkan I (arus) akan membesar sehingga T (Torsi) akan ikut membesar.
Efek perubahan Torsi akibat pengaturan kecepatan motor akan menggangu pengoperasian peralatan yang digerakan oleh motor, apa lagi untuk peralatan yang memerlukan presisi yang tinggi. Disamping hal tersebut, kenaikan arus yang tinggi juga menyebabkan naiknya temperatur motor karena kelebihan arus yang pada ujungnya dapat merusak motor atau memperpendek umur pakai motor.
Diatas sudah dijelskan bahwa agar Torsi konstant maka arus yang mengalir kemotor harus dijaga konstant. Dikarenakan Frekuensi divariasikan untuk mendapatkan kecepatan motor dengan torsi yang konstant, maka disamping frekuensi, tegangan kemotor juga harus ikut diatur sehingga arus yang kemotor tetap konstant. Dan pada akhirnya Torsi pun ikut konstant.
Untuk lebih mudahnya, dapat dilihat melalui contoh ilustrasi dibawah ini :
Apabila diketahui frekuensi sumber F = 50 Hz, Induktansi coil stator L = 50mH, tegangan sumber V = 380, maka arus yang menuju ke coil adalah :
XL = 2 * 𝝅 * f * L
XL = 2 * 3,14 * 50 Hz * 50 mH
XL = 15.7 Ω
Arus yang mengalir ke coil :
I = V / XL
I = 380 / 15.7
I =24.2 A
Sekrang apa bila frekuensi dinaikan menjadi 75 dan agar torsi tetap konstant, maka arus harus dijaga sebesar 24.2 A dan tegangan harus di naikan menjadi sbb :
XL = 2 * 𝝅 * f * L
XL = 2 * 3,14 * 75 Hz * 50 mH
XL = 23.55 Ω
Besar tegangan yang harus diatur agar arus tetap sebesar 24.2 A adalah sbb :
Untuk lebih mudahnya, dapat dilihat melalui contoh ilustrasi dibawah ini :
Apabila diketahui frekuensi sumber F = 50 Hz, Induktansi coil stator L = 50mH, tegangan sumber V = 380, maka arus yang menuju ke coil adalah :
XL = 2 * 𝝅 * f * L
XL = 2 * 3,14 * 50 Hz * 50 mH
XL = 15.7 Ω
Arus yang mengalir ke coil :
I = V / XL
I = 380 / 15.7
I =24.2 A
Sekrang apa bila frekuensi dinaikan menjadi 75 dan agar torsi tetap konstant, maka arus harus dijaga sebesar 24.2 A dan tegangan harus di naikan menjadi sbb :
XL = 2 * 𝝅 * f * L
XL = 2 * 3,14 * 75 Hz * 50 mH
XL = 23.55 Ω
Besar tegangan yang harus diatur agar arus tetap sebesar 24.2 A adalah sbb :
I = V / XL
V = I * XL
V =24.2 A * 23.55
V = 570 Volt
Dari penjelasan diatas, kesimpulan yang dapat kita ambil dari hubungan Volts Per Herzt (V/Hz) pada AC Drive adalah :
V = I * XL
V =24.2 A * 23.55
V = 570 Volt
Dari penjelasan diatas, kesimpulan yang dapat kita ambil dari hubungan Volts Per Herzt (V/Hz) pada AC Drive adalah :
- Pada Variabel Speed Drive (VSD), torsi yang konstant dapat dijaga dengan menjaga besarnya arus yang menuju stator motor selalu konstant.
- Ketika besaran frekuensi suplay dinaikan dan tegangan yang menuju ke stator dijaga konstant, arus yang menuju belitan stator akan mengecil.
- Ketika besaran frekuensi suplay yang menuju ke motor dinaikan , besarnya tegangan suplay ke motor harus dinaikan agar arus yang menuju ke stator tetap konstant.
Demikian, semoga bermanfaat
