Penggerak Frekuensi Variabel (VFD), juga dikenal sebagai penggerak frekuensi yang dapat disesuaikan, penggerak kecepatan yang dapat disesuaikan, inverter, atau penggerak AC, adalah jenis pengontrol motor yang menggerakkan motor listrik dengan memvariasikan frekuensi dan tegangan yang disuplai ke motor listrik. Sebagai pemasok VFD, saya sering ditanya bagaimana pengaruh VFD terhadap torsi motor. Dalam postingan blog ini, saya akan mempelajari hubungan antara VFD dan torsi motor, mengeksplorasi prinsip, faktor, dan implikasi praktisnya.
Memahami Torsi Motor
Sebelum kita membahas bagaimana VFD mempengaruhi torsi motor, penting untuk memahami apa itu torsi motor. Torsi adalah gaya putaran yang dihasilkan oleh motor, yang bertanggung jawab untuk menggerakkan beban. Diukur dalam Newton - meter (N·m) atau kaki - pon (ft - lb). Besarnya torsi yang dapat dihasilkan motor bergantung pada beberapa faktor, termasuk desain motor, tegangan yang diberikan, dan frekuensi catu daya.
Pada motor AC standar, karakteristik kecepatan torsi relatif tetap. Pada kecepatan rendah, motor dapat menghasilkan torsi tinggi yang berguna untuk menstarter beban berat. Saat kecepatan meningkat, torsi biasanya menurun. Karakteristik ini ditentukan oleh medan magnet motor dan interaksi antara stator dan rotor.
Bagaimana VFD Bekerja
VFD beroperasi dengan mengubah daya AC yang masuk menjadi daya DC melalui penyearah. Kemudian bagian inverter mengubah daya DC kembali menjadi daya AC dengan frekuensi dan tegangan yang bervariasi. Dengan mengatur frekuensi dan tegangan, VFD dapat mengontrol kecepatan dan torsi motor.
Prinsip dasar di balik VFD adalah rasio V/f (tegangan - terhadap - frekuensi). Pada motor AC, fluks magnet pada motor sebanding dengan rasio V/f. Untuk mempertahankan fluks magnet yang konstan (dan dengan demikian kemampuan menghasilkan torsi yang konstan), tegangan harus disesuaikan secara proporsional dengan frekuensi. Misalnya, jika frekuensi dikurangi menjadi setengah dari frekuensi pengenal, tegangan juga harus dikurangi menjadi setengahnya untuk menjaga rasio V/f tetap konstan.
Pengaruh VFD pada Torsi Motor
Operasi Torsi Konstan
Dalam banyak aplikasi, seperti konveyor, pompa perpindahan positif, dan kerekan, torsi konstan diperlukan pada rentang kecepatan yang luas. VFD dapat mencapai operasi torsi konstan dengan mempertahankan rasio V/f yang konstan. Ketika frekuensi diturunkan, tegangan juga diturunkan secara proporsional, memastikan fluks magnet pada motor tetap konstan. Hasilnya, motor dapat menghasilkan jumlah torsi yang sama pada kecepatan rendah seperti pada kecepatan terukur.
Misalnya, jika motor mempunyai torsi 100 N·m pada 1500 RPM dan 50 Hz, ketika VFD mengurangi frekuensi menjadi 25 Hz, tegangan juga berkurang setengahnya. Motor tersebut masih dapat menghasilkan torsi 100 N·m pada 750 RPM, sehingga memungkinkannya menggerakkan beban secara efektif pada kecepatan rendah. Pengoperasian torsi konstan ini sangat penting untuk aplikasi di mana beban memerlukan jumlah gaya yang konsisten, berapa pun kecepatannya.
Operasi Torsi Variabel
Beberapa aplikasi, seperti pompa sentrifugal dan kipas angin, memiliki kebutuhan torsi yang bervariasi. Torsi yang dibutuhkan oleh beban-beban ini sebanding dengan kuadrat kecepatan. VFD dapat mengoptimalkan konsumsi energi dalam aplikasi ini dengan menyesuaikan tegangan dan frekuensi sesuai dengan kebutuhan torsi beban.
Ketika kecepatan pompa sentrifugal atau kipas berkurang, torsi yang dibutuhkan oleh beban berkurang secara signifikan. VFD dapat mengurangi tegangan dan frekuensi lebih agresif dibandingkan dengan aplikasi torsi konstan, sehingga menghemat energi. Misalnya, jika kecepatan kipas dikurangi menjadi setengah dari kecepatan pengenalnya, torsi yang dibutuhkan oleh kipas dikurangi menjadi seperempat torsi pengenal. VFD dapat menyesuaikan tegangan dan frekuensi, sehingga menghasilkan penghematan energi yang besar.
Tinggi - Torsi Mulai
Salah satu keuntungan signifikan menggunakan VFD adalah kemampuannya untuk menghasilkan start torsi tinggi. Dalam pengasutan motor AC langsung on - line (DOL), motor menarik arus masuk yang besar, yang dapat menyebabkan penurunan tegangan pada catu daya dan tekanan mekanis pada motor dan beban. Sebaliknya, VFD dapat meningkatkan frekuensi dan tegangan secara bertahap, sehingga motor dapat dihidupkan dengan lancar dengan torsi tinggi.
VFD dapat mengontrol laju akselerasi, memastikan bahwa motor mencapai kecepatan yang diinginkan tanpa membebani sistem secara berlebihan. Hal ini sangat berguna untuk aplikasi dengan beban awal yang berat, seperti penghancur dan mixer. Dengan menyediakan start torsi tinggi, VFD dapat memperpanjang umur motor dan mengurangi biaya perawatan.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Hubungan Torsi - VFD
Desain Motor
Desain motor memainkan peran penting dalam responsnya terhadap VFD. Berbagai jenis motor, seperti motor induksi dan motor sinkron magnet permanen, memiliki karakteristik kecepatan torsi yang berbeda. Motor induksi banyak digunakan dengan VFD karena ketahanannya dan biaya yang relatif rendah. Namun, motor ini mungkin memiliki beberapa keterbatasan dalam hal pengoperasian dan efisiensi kecepatan tinggi dibandingkan dengan motor sinkron magnet permanen.
Konfigurasi belitan motor, jumlah kutub, dan desain rotor juga dapat mempengaruhi produksi torsi saat menggunakan VFD. Misalnya, motor dengan jumlah kutub lebih banyak akan memiliki kecepatan sinkron lebih rendah dan mungkin memerlukan pengaturan V/f berbeda untuk mencapai kinerja torsi optimal.
Pengaturan PKS
Pengaturan VFD, seperti waktu akselerasi dan deselerasi, batas torsi, dan kurva V/f, dapat berdampak signifikan terhadap torsi motor. Waktu akselerasi dan deselerasi menentukan seberapa cepat motor mencapai kecepatan yang diinginkan. Jika waktu akselerasi terlalu singkat, motor mungkin tidak mampu menghasilkan torsi yang cukup untuk mempercepat beban, sehingga mengakibatkan arus lebih trip.
Pengaturan batas torsi memungkinkan pengguna membatasi torsi maksimum yang dapat dihasilkan motor. Hal ini berguna untuk melindungi motor dan beban dari kerusakan. Pengaturan kurva V/f dapat disesuaikan untuk mengoptimalkan karakteristik kecepatan torsi untuk berbagai aplikasi. Beberapa VFD menawarkan beberapa kurva V/f, seperti kurva linier, kuadrat, dan kustom, untuk memenuhi persyaratan spesifik beban.
Karakteristik Beban
Karakteristik beban, seperti inersia, gesekan, dan jenis beban (torsi konstan atau torsi variabel), juga mempengaruhi hubungan torsi – VFD. Beban dengan inersia yang tinggi memerlukan torsi yang lebih besar untuk melakukan percepatan dan perlambatan. VFD perlu berukuran dan dikonfigurasi dengan tepat untuk menangani kebutuhan torsi tinggi selama periode transien ini.
Gesekan pada beban juga dapat mempengaruhi torsi yang dibutuhkan untuk menggerakkan beban. Jika terjadi gesekan berlebih, motor mungkin memerlukan torsi lebih besar untuk mengatasinya. Memahami karakteristik beban sangat penting untuk memilih VFD yang tepat dan menetapkan parameter yang sesuai untuk memastikan kinerja torsi yang optimal.
Implikasi Praktis untuk Seleksi dan Penerapan PKS
Saat memilih VFD untuk aplikasi tertentu, penting untuk mempertimbangkan kebutuhan torsi beban. Untuk aplikasi torsi konstan, diperlukan VFD yang dapat mempertahankan rasio V/f konstan pada rentang kecepatan yang luas.PKS 22KWadalah pilihan bagus untuk banyak aplikasi torsi konstan dengan kebutuhan daya sekitar 22 KW.
Untuk aplikasi torsi variabel, lebih disukai VFD dengan fitur hemat energi tingkat lanjut dan kemampuan untuk menyesuaikan rasio V/f sesuai dengan kebutuhan torsi beban.PKS Untuk Motormenawarkan serangkaian VFD yang cocok untuk berbagai aplikasi motor, termasuk aplikasi dengan beban torsi variabel.
Selain itu, VFD harus berukuran tepat untuk menangani arus pengenal motor dan kebutuhan torsi puncak selama periode start dan transien. Ukuran VFD yang terlalu besar atau terlalu kecil dapat menyebabkan kinerja yang buruk, peningkatan konsumsi energi, dan potensi kerusakan pada motor dan VFD.
Kesimpulan
Sebagai pemasok VFD, saya memahami pentingnya pengaruh VFD terhadap torsi motor. VFD dapat memberikan pengoperasian torsi konstan untuk aplikasi yang memerlukan jumlah gaya yang konsisten, pengoperasian torsi variabel untuk pengoperasian hemat energi dalam aplikasi dengan beban torsi variabel, dan start torsi tinggi untuk aplikasi beban berat.
Dengan memahami prinsip-prinsip operasi VFD, faktor-faktor yang mempengaruhi hubungan torsi-VFD, dan implikasi praktis terhadap pemilihan dan penerapan VFD, pengguna dapat membuat keputusan yang tepat ketika memilih VFD untuk sistem motor mereka. Jika Anda mencari solusi VFD yang andal untuk aplikasi motor Anda, baik itu aPKS 22KW, APKS Untuk Motor, atau sebuahPenggerak Inverter, jangan ragu untuk menghubungi kami untuk informasi lebih lanjut dan mendiskusikan kebutuhan spesifik Anda. Kami siap membantu Anda menemukan VFD yang tepat untuk kebutuhan Anda.
Referensi
- Boldea, I., & Nasar, SA (1999). Penggerak Listrik: Suatu Pengantar. Pers CRC.
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C., Jr., & Umans, SD (2003). Mesin Listrik. McGraw - Bukit.
- Krause, PC, Wasynczuk, O., & Sudhoff, SD (2002). Analisis Mesin Listrik dan Sistem Penggerak. Wiley - Antar Sains.