Dokumen tersebut membahas tentang diagram blok, prinsip kerja, dan komponen-komponen utama dari drive listrik untuk motor induksi tiga fasa, khususnya variable frequency drive (VFD). VFD bekerja dengan mengubah frekuensi dan tegangan pasokan listrik secara bersamaan agar fluks dan torsi motor tetap konstan pada berbagai kecepatan.

1. Diagram Blok dari Motor Induksi

2. Persamaan Dasar untuk Motor Induksi

3. Mencari Fungsi Alih
untuk Motor Induksi

4. Mencari Fungsi Alih
untuk Motor Induksi

5. Mencari Fungsi Alih
untuk Motor Induksi

6. Drive Listrik
• Sebuah drive bekerja dan mengontrol kecepatan, torsi, dan arah gerak
dari objek. Drive yang digunakan untuk mengontrol motor listrik
dikenal sebagai drive listrik.
• Drive bisa berupa tipe konstan atau variabel. Drive kecepatan konstan
tidak efisien untuk pengerjaan kecepatan variabel, biasanya drive
kecepatan variable digunakan untuk pengerjaan beban dengan range
kecepatan yang besar.

7. Kebutuhan Drive Listrik
• Mendapatkan efisiensi yang tinggi, bisa digunakan dari daya milliwatt
sampai megawatt untuk kecepatan bervariasi sehingga meminimalkan
biaya operasi
• Meningkatkan akurasi kecepatan untuk pemberhentian atau
pembalikan dari operasi motor
• Mengontrol arus permulaan
• Memberikan perlindungan karena mampu mengontrol kinerja motor
• Membantu control pengembangan terhadap parameter yang
bervariasi seperti suhu, tekanan, dan lainnya

8. Blok Diagram dari
Drive Listrik AC
• Ini adalah blok diagram dari sebuah sistem dirve
listrik, motor listrik, pengolah daya (konvertor
daya listrik), pengatur/controller, sensor, dan
beban aktual atau peralatan merupakan
komponen utama dari drive
• Motor listrik adalah komponen inti dari sebuah
drive listrik yang berfungsi untuk mengkonversi
energi listrik (berasal dari pengolah daya) menjadi
energi mekanik (yang mengendalikan beban).
Motor tersebut bisa berupa motor DC atau motor
AC tergantung tipe dari beban.

9. Blok Diagram dari
Drive Listrik AC
• Pengolah daya, dikenal juga sebagai modulator
daya, pada dasarnya berupa konvertor daya listrik
dan berperan untuk mengontrol aliran daya ke
motor untuk mencapai kecepatan variabel,
pembalikan, dan rem dalam pengoperasian
motor. Yang termasuk konvertor daya listrik di
antaranya konvertor AC-AC, AC-DC, DC-AC, dan
DC-DC.
• Controller mengatur pengolah daya seberapa
banyak daya yang harus dihasilkan dengan
memmberikan sinyal referensi setelah mendapat
input perintah dan input sensor. Controller bisa
berupa mikrokontroler, mikroprosesor, atau DSP
prosesor.

10. Driver AC
• Driver AC digunakan untuk menggerakkan motor AC terutama motor
induksi tiga fasa karena motor tersebut sebagian besar digunakan
dalam industri dibandingkan jenis motor lainnya. Dalam istilah
industri, driver AC disebut dengan variable frequency drive (VFD),
variable speed drive (VSD), atau adjustable speed drive (ASD).

11. Diagram Blok dari
Driver AC
• Rectifier dan filter mengkonversi daya AC
menjadi daya DC dengan mengabaikan ripple.
Kebanyakan rectifier terbuat dari dioda yang
menghasilkan output DC yang tak dapat
dikendalikan/uncontrollable. Bagian filter
menghilangkan ripple dan menghasilkan fixed
DC dari pulsa DC. Jumlah diode dalam
penyearah bergantung pada supply, seperti
supply tiga fasa seminimalnya memerlukan 6
diode yang kemudian dikenal sebagai
konvertor enam pulsa.

12. Diagram Blok dari
Driver AC
• Inverter membawa daya DC dari bagian
rectifier dan mengkonversi kembali ke dalam
bentuk daya AC yang tegangan dan frekuensi
variabelnya berada dalam kontrol dari
mikroprosesor atau mikrokontroler. Bagian ini
terdiri atas series dari transistor, IGBT, SCR,
atau MOSFET, yang bisa dinyalakan/dimatikan
(ON/OFF) dari sinyal controller.

13. Diagram Blok dari
Driver AC
• Controller terbuat dari mikroprosesor atau
mikrokontroler, dan controller mendapat input
dari sensor (sebagai kecepatan referensi),
dimana kecepatan referensi ini berasal dari
user serta memicu pada komponen elektronik
daya untuk memvariasikan frekuensi dari
supply. Controller juga memperlihatkan
overvoltage dan under voltage trip, power
factor correction, kontrol suhu dan
konektivitas ke PC secara real time untuk
monitoring.

14. Prinsip Kerja dari Variable Frequency Drive
(VFD)
• Seperti yang diketahui bahwa kecepatan dari motor induksi itu proporsional
dengan frekuensi dari supply (N=120f/p), dan dengan memvariasikan frekuensi
dapat ditentukan juga nilai kecepatan variabel. Namun ketika frekuensi menurun,
torsi akan meningkat dan dengannya motor mengeluarkan arus yang berat. Ini
akan membuat fluks dalam motor meningkat. Memungkinkan juga medan
magnet mencapai level saturasi, jika supply dari tegangan tidak dikurangi.
• Sehingga baik tegangan maupin frekuensi perlu diubah dalam rasio yang konstan
untuk mempertahankan fluks dalam range kerja. Saat torsi proporsional dengan
fluks magnet, torsi akan bekerja secara konstan dalam range operasional dari v/f.

15. Prinsip Kerja dari
Variable Frequency
Drive (VFD)
Pada gambar ditunjukkan variasi dari torsi dan
kecepatan dari motor induksi untuk kontrol
tegangan dan frekuensi. Dari gambar, tegangan
dan frekuensi berubah saat rasio konstan
bertambah menuju kecepatan base. Karenanya
fluks dan torsi tetap pada kondisi hampir
meningkat konstan terhadap kecepatan base.
Area ini dinamakan sebagai area torsi konstan.

16. Prinsip Kerja dari
Variable Frequency
Drive (VFD)
Karena tegangan supply hanya bisa dinaikkan
sampai rated value saja, dan karenanya
frekuensi berubah saat rasio konstan meningkat
ke kecepatan base. Jika frekuensi meningkat, di
atas kecepatan base, fluks magnet dalam motor
akan berkurang dan karena itu nilai torsi mulai
turun. Ini yang kemudian dikenal sebagai flux
weakening atau area daya konstan.

17. Prinsip Kerja dari
Variable Frequency
Drive (VFD)
Tipe control ini disebut sebagai metode kontrol
v/f konstan digunakan dalam variable frequency
drives (VFD), dan tipe ini banyak digunakan di
skala industry. Semisal motor induksi
dihubungkan ke supply 460 V, 60 Hz, maka
rasionya 7,67 V/Hz (senilai dengan 460/60 =
7,67). Selama rasio ini dipertahankan, motor
akan meningkatkan nilai torsi dan kecepatan
base.

18. Hasil untuk input step Output dengan PI (pole placement) controller