Cara Memperbaiki Overvoltage DC Bus pada Inverter

Analisis Kegagalan Overvoltage pada Deteksi Tegangan Inverter

Inverter merupakan komponen inti dari sistem penggerak listrik modern, memungkinkan berbagai fungsi kontrol kecepatan motor dan persyaratan operasional. Selama operasi normal, untuk memastikan keamanan dan stabilitas sistem, inverter terus memantau parameter operasional kunci—seperti tegangan, arus, suhu, dan frekuensi—untuk menjamin fungsi peralatan yang tepat. Artikel ini memberikan analisis singkat tentang kegagalan yang berkaitan dengan overvoltage dalam rangkaian deteksi tegangan inverter.

Overvoltage inverter biasanya merujuk pada tegangan bus DC yang melebihi ambang batas aman, menimbulkan risiko bagi komponen internal dan memicu shutdown perlindungan. Dalam kondisi normal, tegangan bus DC adalah nilai rata-rata setelah rektifikasi gelombang penuh tiga fase dan penyaringan. Untuk input AC 380V, tegangan bus DC teoretis adalah:
Ud = 380V × 1.414 ≈ 537V.

Selama kejadian overvoltage, kapasitor bus DC utama mengisi dan menyimpan energi, menyebabkan tegangan bus meningkat. Ketika tegangan mendekati tegangan nominal kapasitor (sekitar 800V), inverter mengaktifkan perlindungan overvoltage dan melakukan shutdown. Jika tidak dilakukan, hal ini dapat menurunkan kinerja atau menyebabkan kerusakan permanen. Secara umum, overvoltage inverter dapat disebabkan oleh dua alasan utama: masalah pasokan daya dan umpan balik terkait beban.

1. Tegangan AC Input Terlalu Tinggi

Jika tegangan pasokan AC input melebihi rentang yang diperbolehkan—karena lonjakan tegangan jaringan, kerusakan transformator, kabel yang rusak, atau overvoltage dari generator diesel—overvoltage dapat terjadi. Dalam kasus seperti itu, disarankan untuk memutuskan pasokan daya, memeriksa dan memperbaiki masalah, dan baru menghidupkan kembali inverter setelah tegangan input kembali normal.

2. Energi Regeneratif dari Beban

Ini umum terjadi dengan beban bertingkat inersia tinggi, di mana kecepatan sinkron motor melebihi kecepatan output sebenarnya dari inverter. Motor kemudian beroperasi dalam mode generator, memberikan energi listrik kembali ke inverter dan menyebabkan tegangan bus DC meningkat melebihi batas aman, menghasilkan kegagalan overvoltage. Masalah ini dapat ditangani melalui langkah-langkah berikut:

(1) Perpanjang Waktu Perlambatan

Overvoltage dalam sistem bertingkat inersia tinggi sering kali disebabkan oleh pengaturan perlambatan yang terlalu pendek. Selama perlambatan cepat, inersia mekanis membuat motor terus berputar, menyebabkan kecepatan sinkronnya melebihi frekuensi output inverter. Ini mendorong motor ke mode regeneratif. Dengan memperpanjang waktu perlambatan, inverter mengurangi frekuensi outputnya lebih bertahap, memastikan kecepatan sinkron motor tetap di bawah kecepatan output inverter, sehingga mencegah regenerasi.

(2) Aktifkan Pencegahan Stagnasi Overvoltage (Penghambatan Stagnasi Overvoltage)

Karena overvoltage sering terjadi karena penurunan frekuensi yang terlalu cepat, fungsi ini memantau tegangan bus DC. Jika tegangan naik hingga ambang batas yang ditetapkan, inverter secara otomatis memperlambat laju penurunan frekuensi, menjaga kecepatan output di atas kecepatan sinkron motor untuk mencegah regenerasi.

(3) Gunakan Pengereman Dinamis (Pengereman Resistor)

Aktifkan fungsi pengereman dinamis untuk mendispersikan energi regeneratif berlebih melalui resistor pengereman. Ini mencegah tegangan bus DC naik melebihi batas aman.

(4) Solusi Tambahan

• Pasang unit umpan balik regeneratif untuk mengembalikan energi berlebih ke jaringan listrik.

• Gunakan konfigurasi bus DC bersama, menghubungkan bus DC dari dua atau lebih inverter secara paralel. Energi berlebih dari inverter yang regeneratif dapat diserap oleh inverter lain yang menggerakkan motor dalam mode motoring, membantu menstabilkan tegangan bus DC.