Menguasai 35 konsep inverter ini dapat meningkatkan keahlian Anda ke tingkat yang mengesankan!

Menguasai 35 konsep inverter ini dapat meningkatkan keahlian Anda ke tingkat yang mengesankan! 

Istilah VFD (Variable-frekuensi Drive) untuk inverter mencerminkan fungsinya mengendalikan motor AC dengan mengatur frekuensi dan amplitudo catu daya. Di Asia, khususnya China dan Korea Selatan, istilah VVVF (Variable Tegangan Variable Frekuensi Inverter) digunakan karena pengaruh Jepang. VVVF adalah singkatan dari Tegangan Variabel dan Frekuensi Variabel, mengacu pada penyesuaian tegangan dan frekuensi, sedangkan CVCF (Tegangan Konstan dan Frekuensi Konstan) menunjukkan tegangan dan frekuensi tetap.

Sumber listrik dikategorikan menjadi AC dan DC. Sebagian besar daya DC berasal dari AC melalui transformasi, penyearah, dan penyaringan. Daya AC menyumbang sekitar 95% dari seluruh penggunaan daya, dengan daya AC satu fasa dan tiga fasa mengikuti standar voltase dan frekuensi tertentu di berbagai negara. Misalnya, di Tiongkok daratan, AC satu fasa berkekuatan 220V dan AC tiga fasa berkekuatan 380V, keduanya pada frekuensi 50Hz. Inverter mengubah daya AC tegangan dan frekuensi tetap menjadi daya AC tegangan atau frekuensi variabel. Proses ini melibatkan penyearahan AC ke DC dan kemudian membalikkan DC kembali ke AC, dengan proses terakhir yang secara khusus disebut "inversi". Perangkat yang mengubah DC menjadi frekuensi dan tegangan tetap AC disebut inverter, sedangkan perangkat yang memungkinkan frekuensi dan tegangan disesuaikan disebut sebagai penggerak frekuensi variabel.

Inverter mengeluarkan gelombang sinus yang disimulasikan, terutama digunakan untuk kontrol kecepatan motor asinkron tiga fase, dan juga dikenal sebagai pengontrol kecepatan frekuensi variabel. Untuk aplikasi yang memerlukan bentuk gelombang berkualitas tinggi, seperti peralatan pengujian dalam instrumentasi, bentuk gelombang disempurnakan untuk menghasilkan gelombang sinus standar, dan perangkat tersebut disebut catu daya frekuensi variabel. Catu daya frekuensi variabel biasanya 15 hingga 20 kali lebih mahal daripada penggerak frekuensi variabel. Komponen inti yang bertanggung jawab untuk menghasilkan tegangan atau frekuensi variabel pada peralatan inverter adalah "inverter", oleh karena itu produk tersebut diberi nama "inverter". Inverter juga digunakan pada peralatan rumah tangga, seperti AC dan lampu neon. Dalam aplikasi kontrol motor, inverter dapat mengatur tegangan dan frekuensi, sedangkan yang digunakan untuk lampu neon terutama mengatur frekuensi catu daya. Perangkat di mobil yang mengubah daya baterai (DC) menjadi AC juga dijual dengan nama "inverter". Prinsip kerja inverter banyak diterapkan di berbagai bidang, seperti catu daya komputer, dimana inverter menekan tegangan balik, fluktuasi frekuensi, dan pemadaman listrik seketika.

Apa itu inverter?

Inverter adalah perangkat yang mengubah daya frekuensi utilitas ke frekuensi lain menggunakan aksi switching perangkat semikonduktor daya. Ini terdiri dari dua sirkuit utama: sirkuit utama (modul penyearah, kapasitor elektrolitik, dan modul inverter) dan sirkuit kontrol (papan catu daya switching dan papan sirkuit kontrol). CPU dipasang pada papan sirkuit kontrol, dengan perangkat lunak pengoperasian inverter diprogram ke dalam CPU. Perangkat lunak untuk model inverter yang sama umumnya bersifat tetap, kecuali inverter Sanjing yang perangkat lunaknya dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan penggunaan.

Apa perbedaan antara PWM dan PAM?

PWM (Modulasi Lebar Pulsa) menyesuaikan lebar pulsa dalam rangkaian pulsa sesuai dengan pola tertentu untuk mengatur keluaran dan bentuk gelombang. PAM (Pulse Amplitude Modulation) menyesuaikan amplitudo pulsa dalam rangkaian pulsa untuk mengatur output dan bentuk gelombang.

Apa perbedaan antara inverter tipe tegangan dan tipe arus?

Rangkaian utama inverter secara garis besar dapat dibagi menjadi dua jenis: inverter tipe tegangan mengubah sumber tegangan DC menjadi AC menggunakan kapasitor untuk penyaringan rangkaian DC, sedangkan inverter tipe arus mengubah sumber arus DC menjadi AC menggunakan induktor untuk penyaringan rangkaian DC.

Mengapa tegangan dan frekuensi inverter berubah secara proporsional?

Torsi motor induksi dihasilkan oleh interaksi antara fluks magnet dan arus rotor. Pada frekuensi pengenal, jika voltase konstan dan frekuensi dikurangi, fluks magnet dapat menjadi berlebihan, menyebabkan kejenuhan sirkuit magnetis dan potensi kerusakan motor. Oleh karena itu, tegangan dan frekuensi harus berubah secara proporsional. Metode kontrol ini biasa digunakan pada inverter hemat energi untuk kipas dan pompa.

Ketika motor induksi digerakkan oleh daya frekuensi utilitas dan tegangan turun, arus meningkat. Untuk motor yang digerakkan oleh inverter, jika tegangan menurun ketika frekuensi menurun, apakah arus meningkat?

Ketika frekuensi berkurang (kecepatan rendah), arus meningkat untuk mempertahankan keluaran daya yang sama. Namun, dalam kondisi torsi konstan, arus relatif stabil.

Berapa arus dan torsi awal saat mengoperasikan motor dengan inverter?

Dengan inverter, saat motor berakselerasi, frekuensi dan voltase juga meningkat, sehingga membatasi arus start di bawah 150% dari arus pengenal (125% hingga 200% tergantung modelnya). Memulai online langsung dengan daya frekuensi utilitas menghasilkan arus awal enam hingga tujuh kali arus pengenal, menyebabkan tekanan mekanis dan listrik. Motor yang digerakkan inverter memulai dengan lancar (dengan waktu start yang diperpanjang), dengan arus start sebesar 1,2 hingga 1,5 kali arus pengenal dan torsi start sebesar 70% hingga 120% dari torsi pengenal. Untuk inverter dengan peningkatan torsi otomatis, torsi awal melebihi 100%, sehingga memungkinkan start pada beban penuh.

Apa itu mode V/f?

Ketika frekuensi menurun, tegangan V juga menurun secara proporsional. Hubungan proporsional antara V dan f ditentukan berdasarkan karakteristik motor dan biasanya disimpan dalam memori pengontrol (ROM). Beberapa karakteristik dapat dipilih melalui sakelar atau potensiometer.

Bagaimana torsi motor berubah ketika V dan f disetel secara proporsional?

Jika tegangan dikurangi secara proporsional dengan frekuensi, kecenderungan penurunan torsi pada kecepatan rendah timbul karena berkurangnya impedansi AC dan resistansi DC yang tidak berubah. Untuk mengimbangi dan mencapai torsi awal yang cukup pada frekuensi rendah, tegangan keluaran harus sedikit ditingkatkan. Kompensasi ini, yang dikenal sebagai peningkatan torsi, dapat dicapai melalui berbagai metode, termasuk penyesuaian otomatis, pemilihan mode V/f, atau pengaturan potensiometer.

Jika manual menentukan rentang kecepatan 60~6Hz (10:1), apakah ini berarti tidak ada keluaran daya di bawah 6Hz?

Daya masih bisa dikeluarkan di bawah 6Hz. Namun, dengan mempertimbangkan kenaikan suhu motor dan torsi awal, frekuensi pengoperasian minimum diatur sekitar 6Hz untuk menghindari pemanasan berlebihan sambil mempertahankan keluaran torsi terukur. Frekuensi keluaran aktual (frekuensi awal) inverter bervariasi menurut model, biasanya berkisar antara 0,5Hz hingga 3Hz.

Apakah mungkin mempertahankan torsi konstan dengan kombinasi motor standar di atas 60Hz?

Secara umum, hal ini tidak mungkin. Di atas 60Hz (atau 50Hz dalam beberapa mode), tegangan tetap konstan, sehingga karakteristik daya kira-kira konstan. Ketika torsi konstan diperlukan pada kecepatan tinggi, pemilihan kapasitas motor dan inverter yang cermat sangatlah penting.

Apa itu kontrol loop terbuka?

Ketika detektor kecepatan (PG) dipasang pada motor dan kecepatan aktual diumpankan kembali ke perangkat kontrol untuk diatur, ini disebut kontrol "loop tertutup". Operasi tanpa umpan balik PG disebut kontrol "loop terbuka". Inverter serba guna biasanya menggunakan kontrol loop terbuka, meskipun beberapa model menawarkan umpan balik PG sebagai opsi. Kontrol loop tertutup tanpa sensor kecepatan memperkirakan kecepatan motor aktual berdasarkan model fluks matematis, yang secara efektif membentuk sistem kontrol loop tertutup dengan sensor kecepatan virtual.

Apa yang terjadi jika ada perbedaan antara kecepatan aktual dan kecepatan yang ditetapkan?

Dalam kontrol loop terbuka, bahkan jika inverter mengeluarkan output pada frekuensi yang ditetapkan, kecepatan motor dapat bervariasi dalam rentang slip terukur (1% hingga 5%) di bawah beban. Untuk aplikasi yang memerlukan akurasi pengaturan kecepatan tinggi dan pengoperasian kecepatan mendekati set meskipun terjadi perubahan beban, inverter dengan umpan balik PG (tersedia sebagai opsi) dapat digunakan.

Dapatkah akurasi kecepatan ditingkatkan menggunakan motor dengan umpan balik PG?

Inverter dengan umpan balik PG menawarkan peningkatan akurasi kecepatan. Namun, keakuratan kecepatan sebenarnya bergantung pada presisi PG dan resolusi frekuensi keluaran inverter.

Apa fungsi anti-macet?

Jika waktu akselerasi yang disetel terlalu pendek, frekuensi keluaran inverter dapat berubah jauh lebih cepat daripada kecepatan motor (frekuensi sudut listrik), menyebabkan arus berlebih dan inverter tersandung, sehingga menghentikan pengoperasian. Hal ini disebut dengan mengulur-ulur waktu. Untuk mencegah terhentinya dan menjaga pengoperasian motor, inverter memonitor arus dan menyesuaikan frekuensi. Selama akselerasi, jika arus menjadi berlebihan, laju akselerasi berkurang. Hal yang sama berlaku untuk perlambatan. Bersama-sama, mekanisme ini membentuk fungsi anti-stall.

Apa pentingnya inverter yang memungkinkan pengaturan terpisah untuk waktu akselerasi dan deselerasi versusyang menggunakan setting umum?

Inverter yang memungkinkan pengaturan waktu akselerasi dan deselerasi terpisah cocok untuk aplikasi yang memerlukan akselerasi singkat dan deselerasi bertahap, atau untuk peralatan mesin kecil dengan persyaratan ritme produksi yang ketat. Sebaliknya, untuk aplikasi seperti penggerak kipas yang waktu akselerasi dan deselerasinya lama, pengaturan umum untuk waktu akselerasi dan deselerasi adalah hal yang tepat.

Apa itu pengereman regeneratif?

Ketika frekuensi perintah dikurangi selama pengoperasian motor, motor beralih ke mode generator asinkron dan berfungsi sebagai rem. Proses ini dikenal sebagai pengereman regeneratif (listrik).

Apakah gaya pengereman yang lebih besar dapat dicapai?

Energi yang dihasilkan kembali dari motor disimpan dalam kapasitor filter inverter. Karena kapasitas kapasitor dan batasan tegangan, gaya pengereman regeneratif pada inverter tujuan umum kira-kira 10% hingga 20% dari torsi terukur. Dengan unit pengereman opsional, hal ini dapat ditingkatkan hingga 50% hingga 100%.

Apa fungsi pelindung inverter?

Fungsi pelindung dapat dikategorikan sebagai berikut:

(1) Secara otomatis memperbaiki kondisi abnormal, seperti pencegahan kios arus lebih dan pencegahan kios tegangan lebih regeneratif.

(2) Memblokir sinyal kontrol PWM untuk memberi daya pada semikonduktor setelah mendeteksi kelainan, menyebabkan motor berhenti secara otomatis. Contohnya termasuk pemadaman arus lebih, pemadaman tegangan lebih regeneratif, perlindungan panas berlebih pada kipas pendingin semikonduktor, dan perlindungan kegagalan daya seketika.

Mengapa fungsi pelindung inverter aktif saat menggunakan kopling untuk beban terus menerus?

Ketika kopling menghubungkan beban, motor dengan cepat bertransisi dari tanpa beban ke daerah dengan slip tinggi. Arus tinggi yang dihasilkan menyebabkan inverter trip karena arus berlebih, sehingga menghentikan pengoperasian.

Mengapa inverter berhenti selama pengoperasian ketika motor besar dihidupkan di fasilitas yang sama?

Selama penyalaan motor, arus masuk sesuai dengan kapasitas motor, menyebabkan penurunan tegangan pada sisi stator transformator. Untuk motor besar, penurunan tegangan ini dapat mempengaruhi peralatan lain yang terhubung ke trafo yang sama secara signifikan. Inverter mungkin salah mengartikan hal ini sebagai kekurangan tegangan atau kehilangan daya seketika, sehingga memicu fungsi pelindungnya (IPE) dan menyebabkannya berhenti.

Apa itu resolusi inverter dan mengapa resolusi itu penting?

Untuk inverter yang dikontrol secara digital, meskipun perintah frekuensinya berupa sinyal analog, frekuensi keluarannya diberikan dalam langkah-langkah diskrit. Satuan terkecil dari langkah-langkah ini disebut resolusi inverter. Biasanya, resolusi inverter berkisar antara 0,015Hz hingga 0,5Hz. Misalnya, dengan resolusi 0,5Hz, frekuensi di atas 23Hz dapat disesuaikan menjadi 23,5Hz atau 24,0Hz, sehingga menghasilkan pengoperasian motor bertahap. Hal ini dapat menjadi masalah untuk aplikasi seperti kontrol belitan kontinu. Dalam kasus seperti itu, resolusi sekitar 0,015Hz memastikan bahwa untuk motor empat kutub, setiap langkah setara dengan kurang dari 1r/mnt, sehingga memberikan kemampuan beradaptasi yang memadai. Beberapa model inverter membedakan antara resolusi perintah dan resolusi keluaran.

Apakah ada batasan arah pemasangan inverter?

Desain inverter mempertimbangkan efektivitas pendinginan untuk komponen internal dan bagian belakang. Orientasi unit sangat penting untuk ventilasi. Untuk inverter tipe unit yang dipasang di panel atau di dinding, disarankan pemasangan vertikal dalam posisi memanjang.

Apakah mungkin menghubungkan motor secara langsung ke inverter frekuensi tetap tanpa menggunakan soft starter?

Pada frekuensi yang sangat rendah, hal ini mungkin terjadi. Namun jika frekuensi yang disetel tinggi, kondisinya menyerupai online langsung yang dimulai dengan daya frekuensi utilitas. Hal ini dapat mengakibatkan arus start yang berlebihan (enam hingga tujuh kali arus pengenal), dan karena inverter akan trip untuk melindungi terhadap arus berlebih, motor akan gagal untuk start.

Tindakan pencegahan apa yang harus diambil saat mengoperasikan motor di atas 60Hz?

Saat beroperasi di atas 60Hz, pertimbangkan hal berikut:

(1) Pastikan peralatan mekanis dan peralatan terkait dapat menahan pengoperasian pada kecepatan tersebut (kekuatan mekanik, kebisingan, getaran, dll.).

(2) Motor memasuki kisaran keluaran daya konstan, dan torsi keluarannya harus menopang beban kerja (untuk kipas dan pompa, daya keluaran poros meningkat seiring kubus kecepatan, sehingga peningkatan kecepatan sekecil apa pun memerlukan perhatian).

(3) Kehidupan bantalan mungkin terpengaruh dan harus dipertimbangkan dengan cermat.

(4) Untuk motor berkapasitas sedang hingga besar, khususnya motor dua kutub, konsultasikan dengan pabrikan sebelum beroperasi di atas 60Hz.

Bisakah inverter menggerakkan motor roda gigi?

Tergantung pada struktur peredam dan metode pelumasan, beberapa pertimbangan berlaku. Biasanya, struktur roda gigi dapat mentolerir maksimum 70~80Hz. Dengan pelumasan oli, pengoperasian kecepatan rendah secara terus-menerus dapat merusak roda gigi.

Bisakah inverter menggerakkan motor satu fasa? Bisakah mereka beroperasi dengan daya satu fasa?

Secara umum, hal ini tidak mungkin dilakukan. Untuk motor satu fasa dengan pengontrol kecepatan atau mekanisme saklar-start, mengurangi kecepatan di bawah titik operasi dapat menyebabkan panas berlebih pada belitan bantu. Untuk tipe kapasitor-start atau kapasitor-run, ledakan kapasitor dapat terjadi. Inverter biasanya memerlukan catu daya tiga fasa, meskipun beberapa model berkapasitas kecil dapat beroperasi dengan daya satu fasa.

Berapa banyak daya yang dikonsumsi inverter itu sendiri?

Konsumsi daya tergantung pada model inverter, kondisi pengoperasian, dan frekuensi penggunaan. Sulit untuk menentukan nilai pastinya. Namun efisiensi inverter di bawah 60Hz adalah sekitar 94% hingga 96%, yang dapat digunakan untuk memperkirakan kerugian. Untuk inverter dengan pengereman regeneratif bawaan (misalnya seri FR-K), mempertimbangkan kerugian pengereman akan meningkatkan konsumsi daya, sebuah faktor yang perlu diperhatikan dalam desain panel kontrol.

Mengapa pengoperasian berkelanjutan tidak dapat terjadi di seluruh rentang 6~60Hz?

Kebanyakan motor menggunakan kipas eksternal pada poros atau bilah pada cincin ujung rotor untuk pendinginan. Pengurangan kecepatan akan mengurangi efektivitas pendinginan, sehingga motor tidak dapat menghasilkan panas yang sama seperti pada kecepatan tinggi. Untuk mengatasinya, kurangi torsi beban kecepatan rendah, gunakan kombinasi inverter dan motor berkapasitas lebih besar, atau gunakan motor khusus.

Tindakan pencegahan apa yang harus diambil saat menggunakan motor dengan rem?

Sirkuit eksitasi rem harus diberi daya dari sisi input inverter. Jika rem aktif saat inverter mengeluarkan daya, arus berlebih dapat menyebabkan mati. Oleh karena itu, pastikan rem aktif hanya setelah inverter berhenti mengeluarkan daya.

Mengapa motor tidak dapat hidup ketika inverter digunakan untuk menggerakkan motor dengan kapasitor penyempurna faktor daya?

Arus inverter mengalir ke kapasitor peningkatan faktor daya. Arus pengisian dapat memicu arus berlebih (OCT) pada inverter, sehingga mencegah pengaktifan. Untuk mengatasinya, lepas kapasitor dan operasikan motor. Untuk meningkatkan faktor daya, memasang reaktor AC pada sisi masukan inverter adalah efektif.

Berapa umur inverter?

Meskipun inverter adalah perangkat statis, inverter mengandung komponen habis pakai seperti kapasitor filter dan kipas pendingin. Dengan perawatan rutin pada bagian-bagian ini, inverter dapat bertahan lebih dari sepuluh tahun.

Bagaimana orientasi kipas pendingin pada inverter, dan apa yang terjadi jika gagal?

Beberapa inverter berkapasitas kecil tidak memiliki kipas pendingin. Untuk model dengan kipas angin, aliran udara biasanya dari bawah ke atas. Saat memasang inverter, hindari menempatkan peralatan yang menghalangi pemasukan dan pembuangan udara di atas dan di bawah unit. Jangan letakkan komponen yang peka terhadap panas di atas inverter. Kegagalan kipas dilindungi dengan mendeteksi penghentian kipas atau kipas pendingin yang terlalu panas.

Bagaimana cara menentukan umur kapasitor filter?

Filter kapasitor, yang digunakan sebagai kapasitor, secara bertahap kehilangan kapasitas elektrostatisnya seiring waktu. Ukur kapasitas elektrostatik secara teratur, dan pertimbangkan masa pakai kapasitor yang telah habis ketika mencapai 85% dari kapasitas terukur.

Apakah ada batasan arah pemasangan inverter?

Inverter biasanya ditempatkan di dalam panel. Namun, panel yang tertutup sepenuhnya berukuran besar, memakan ruang, dan mahal. Langkah-langkah mitigasi meliputi:

(1) Merancang panel untuk pendinginan peralatan aktual yang diperlukan.

(2) Meningkatkan area pendinginan menggunakan heat sink aluminium, sirip, dan bahan pendingin.

(3) Memanfaatkan pipa panas.

Selain itu, model inverter dengan sisi belakang terbuka telah dikembangkan.

Bagaimana cara memilih kapasitas inverter untuk meningkatkan kecepatan ban berjalan hingga 80Hz?

Konsumsi daya ban berjalan sebanding dengan kecepatan. Untuk beroperasi pada 80Hz, daya inverter dan motor harus ditingkatkan secara proporsional menjadi 80Hz/50Hz, yaitu peningkatan kapasitas sebesar 60%.

Tindakan pencegahan selama pemeliharaan dan inspeksi:

(1) Setelah mematikan daya input, tunggu minimal 5 menit sebelum memulai pemeriksaan (pastikan LED indikator pengisian daya telah padam) untuk menghindari sengatan listrik.

(2) Perawatan, inspeksi, dan penggantian komponen harus dilakukan oleh personel yang berkualifikasi. Lepaskan semua benda logam (jam tangan, gelang, dll.) sebelum mulai bekerja dan gunakan alat berinsulasi.

(3) Jangan memodifikasi inverter secara sembarangan untuk mencegah sengatan listrik dan kerusakan produk.

(4) Sebelum menyervis inverter, pastikan volume inputtage. Menghubungkan catu daya 380V ke inverter kelas 220V dapat menyebabkan kerusakan (kapasitor, varistor, ledakan modul, dll).

Inverter, yang sebagian besar terdiri dari elemen semikonduktor, memerlukan pemeriksaan harian untuk melindunginya dari lingkungan kerja yang merugikan, seperti suhu, kelembapan, debu, dan getaran, serta untuk mencegah kesalahan yang timbul dari batasan masa pakai komponen.

Item inspeksi:

(1) Pemeriksaan harian: Pastikan inverter beroperasi sesuai kebutuhan. Gunakan voltmeter untuk memeriksa tegangan input dan output saat inverter bekerja.

(2) Inspeksi berkala: Periksa semua area yang hanya dapat diakses ketika inverter dimatikan.

(3) Penggantian komponen: Umur komponen sangat dipengaruhi oleh kondisi pemasangan.