Aug 112012
 

Di era saving energi saat ini, pemakaian VFD (Variable Frequency Drive) dipastikan semakin banyak. VFD memang memperbaiki starting dari motor. Selain nilai plus yang dimiliki, VFD juga memberikan tambahan nilai minus pada sistem kelistrikan. VFD menyuntikkan harmonik kedalam sistem dan interferensi frekuensi tinggi ke dalam motor. Posting saat ini hanya menyoroti efeknya pada motor.

(

PWM control pada VFD menghasilkan high frequency switching

Kita tahu motor, dalam hal ini motor induksi, memilki rugi-rugi arus eddy. Kita juga tahu bahwa rugi-rugi ini berbanding lurus dengan frekuensi yang menginduksi. Jadi, agar kita bisa meminimalisasi rugi-rugi arus eddy ini, kita harus memakai high efficiency motor. Selain rugi-rugi arus eddy, ada efek lain yaitu ground shaft current, arus yang keluar dari poros. Bagaimana ini bisa terjadi? sesuai dengan hukum Faraday bahwa perubahan fluks magnet akan menimbulkan tegangan pada object yang terinduksi, tegangan akan timbul pada shaft karena frekuensi tinggi yang diinduksikan dari stator. Karena induksi tidak merata, maka tegangan yang timbul pada shaft juga tidak merata, terjadilah perbedaan tegangan yang akan menimbulkan arus. Jadi arus ini timbul karena kuat medan magnet yang diinduksikan ke shaft tidak merata.

Kemana arus ini harus mengalir?
Ada tiga mode bagaiman arus in mengalir seperti terlihat pada gambar dibawah.

Bearing current case 1 High Frequency circulation current :
  • Sering terjadi pada motor ukuran medium dan tinggi, frame size 315 keatas, PN > 100kW.
  • \frac{du}{dt} dan switching frequency yang tinggi akan menambah resiko
  • 95% kasus keruskan bearing pada VSD adalah kasus yang seperti ini.
Bearing current case 2 Capacitive Discharge Current :
  • Ini merupakan kasus khusus pada motor dengan ukuran kecil.
  • Frame motor ditanahkan.
  • Shaft motor tidak ditanahkan dengan shaft grounding brush
Bearing current case 3 High Frequency Shaft Grounding Current :
  • Terjadi pada motor dengan power cable tidak simetris dan tanpa shielded.
  • Ada kontak tidak langsung dengan tanah melalui pompa/kompresor atau gearbox
  • Pentanahan stator yang tidak terlalu baik

dari ketiga mode tersebut, terlihat bahwa arus mengalir melalui bearing dari motor atau pompa. Hal ini menimbulkan efek fisik pada bearing, dan meningkatkan vibrasi motor. Hal ini akan kita bahas di posting selanjutnya.

Bagaimana kita mencegah kerusakan pada bearing ini? Beberapa hal yang disarankan adalah:

  • Menggunakan insulated bearing untuk memutus looping
  • Membuang arus shaft ke tanah/ melakukan equipotensial pada shaft



  • regards
    ‘engelect’

Aug 272011
 

Dari posting ini dan posting ini terdahulu, sekarang waktunya untuk mengaplikasikannya. Untuk latihan kita saat ini kita memakai data sheet motor ABB yang bisa didapatkan di alamat ini.

Pada datasheet diatas kita dapatkan data berikut ini :

P output (PN) 110 kW
Rated Voltage (UN) 400 VD (belitan delta)
Rated Frequency (fN) 50 Hz
Rated speed (nN) 2972 rpm
Rated Current (IN) 187 amps (\eta=94.8%, pf=0.89)
No Load current (INL) 33 Amps

Mari kita mulai:

1 P input (PIN) =P_{out}/\eta 116.034 x 103 W
2 Arus magnetisasi (Ima) =33 \angle -90^0  =-j33
3 Arus beban (Ia) =P_{in}/(\sqrt{3}xU_{N}xpf=116034/(\sqrt{3}x400x0.89 167.49-j 85.81 or 188.18 \angle -27.127^0 A
4 Arus ke rotor =step(3)-step(2)=Ia-Ima =167.49 –j 85.81 +j 33 167.49-j 52.81 A or 175.618 \angle -17.5^0 A.
5 \omega_{s}L_{ms} =400/(\sqrt{3}x33) 6.998\Omega
6 Pout (PN-cal) =110 x 103 W 110 x 103 W
7 Torsi output (TN) =Poutl/\omega_{m}=110000/(2972×2\pi/60) 353.44 N.m
8 Losses =(1-\eta)x PIN
=(1-0.948) x 116034
6.03376x 103 W
9 Losses Windage and Friction (10% losses)(PFW) = 0.1 x 6.03376 kW 0.60338x 103 W
10 Power to air gap =PFW+Pout(step 6 + step 9)= 109.31 +0.5996 109.91x 103 W
11 Torsi di air gap = step 10/\omega_{r}=109910/(2972x2x\pi/60) 353.149 N.m
12 Power which create Torque at point 11(Pma) = T.\omega_{sync}=353.149 x 4/2 x50 xpi 111.645×103 W
13 Slip (s) =(3000-2972)/3000 0.00933
14 R'_{r} =\frac{s.P_{ma}}{3.(I'_{a})^2} 0.01126 \Omega
15 Stator losses (34% total losses) per phase =34% X6033.76 /3 683.83 W
16 Stator resistance (RS) Refer to equivalent circuit di posting ini =step(15)/(step(4)^2)=683.83/175.618 0.02217\Omega
17 \bar{Z}_{r} =R_{s}+R'_{r}/s+j\omega_{s}L_{L}=0.02217+\frac{0.01126}{0.00933}+j\omega_{s}L_{L} 1.2288+j\omega_{s}L_{L} \Omega
18 \omega_{s}L_{L} =1.2378 x tan \angle (step 4)=1.2378 x tan (17.50) 0.3874\Omega

Bagaimana model motor induksi dari data sheet ini :

gambar 2 (klik untuk memperbesar)

next >> how modelling the slip-torque curve?

SELESAI

%d bloggers like this: