Braking resistor merupakan salah satu komponen penting pada sistem Variable Frequency Drive atau VFD ketika motor membutuhkan proses deselerasi yang cepat, berulang atau menangani beban dengan inersia tinggi.
Ketika motor melakukan deselerasi, energi mekanis dari motor dan beban dapat dikonversi kembali menjadi energi listrik. Energi regeneratif tersebut masuk ke DC bus VFD sehingga tegangan DC dapat meningkat. Pada sistem dynamic braking, brake chopper dapat mengalirkan energi tersebut menuju braking resistor untuk kemudian didisipasikan menjadi panas. Prinsip penggunaan resistor untuk menyerap braking energy juga dijelaskan dalam Danfoss VLT Drive Design Guide
Pemilihan braking resistor tidak cukup hanya berdasarkan ukuran fisik atau daya motor. Nilai resistance, braking power, duty cycle, braking time, tegangan, dan karakteristik beban perlu diperhitungkan serta dibandingkan dengan technical data VFD yang digunakan.
Apa Itu Braking Resistor pada VFD?
Braking resistor adalah resistor yang digunakan sebagai bagian dari sistem dynamic braking pada VFD.
Motor listrik pada kondisi normal menerima energi listrik kemudian mengubahnya menjadi energi mekanis.
Kondisinya dapat berubah ketika motor melakukan deselerasi.
Putaran motor serta beban yang masih memiliki energi kinetik dapat membuat motor bekerja seperti generator. Energi listrik hasil regenerasi kemudian kembali menuju DC bus pada VFD.
Tegangan DC bus dapat meningkat ketika energi tersebut tidak dapat dilepaskan dengan cukup cepat.
Sistem braking kemudian mengalirkan energi berlebih menuju braking resistor.
Energi listrik tersebut dilepaskan dalam bentuk panas melalui resistor.
Skema sederhananya dapat digambarkan sebagai berikut:
Motor melakukan deselerasi → energi regeneratif muncul → tegangan DC bus meningkat → brake chopper aktif → energi dialirkan ke braking resistor → energi dilepaskan menjadi panas
Dokumentasi Mitsubishi Electric FR-A800 Instruction Manual juga menunjukkan penggunaan external brake resistor pada konfigurasi inverter tertentu, terutama untuk aplikasi yang memerlukan regenerative braking capability lebih besar atau rapid deceleration.
Mengapa VFD Membutuhkan Braking Resistor?
Tidak semua aplikasi VFD membutuhkan braking resistor.
Motor dengan proses berhenti lambat serta beban ringan mungkin dapat menggunakan ramp-down normal tanpa menghasilkan energi regeneratif yang besar.
Kebutuhan braking resistor meningkat pada sistem yang memiliki karakteristik seperti:
- waktu deselerasi singkat
- beban dengan inersia tinggi
- proses start dan stop berulang
- beban vertikal
- perubahan kecepatan yang cepat
- kebutuhan pengereman intensif
- energi regeneratif yang tinggi
Contoh aplikasinya dapat ditemukan pada crane, hoist, elevator, lift, conveyor, centrifuge serta berbagai mesin produksi.
Braking resistor membantu VFD mengelola energi yang muncul ketika sistem melakukan pengereman.
Hubungan Braking Resistor, VFD dan Brake Chopper
Braking resistor tidak bekerja sendiri.
Sebagian sistem VFD dilengkapi brake chopper internal, sementara sistem lain membutuhkan unit braking eksternal.
Brake chopper bertugas menghubungkan DC bus dengan braking resistor ketika tegangan DC bus mencapai nilai tertentu.
Arus kemudian mengalir melalui resistor sehingga energi listrik berubah menjadi panas.
Pemilihan resistor harus memperhatikan batas yang ditetapkan produsen VFD.
Nilai resistance yang terlalu tinggi dapat membuat kemampuan pengereman tidak mencukupi.
Nilai resistance yang terlalu rendah juga dapat meningkatkan arus braking melebihi kemampuan brake chopper.
Spesifikasi minimum resistance pada manual VFD perlu diperiksa sebelum menentukan braking resistor.
Parameter Penting dalam Memilih Braking Resistor untuk VFD
Spesifikasi braking resistor sebaiknya tidak ditentukan hanya berdasarkan kapasitas kW motor.
Beberapa parameter berikut perlu diketahui terlebih dahulu.
1. Resistance
Nilai resistance atau Ohm menentukan besarnya arus yang mengalir ketika braking resistor aktif.
Resistance perlu disesuaikan dengan DC bus dan braking circuit pada VFD. Jangan memilih nilai Ohm hanya berdasarkan motor power.
Manual VFD biasanya mencantumkan minimum permissible braking resistance. ABB menetapkan bahwa resistance custom brake resistor harus sama dengan atau lebih besar daripada Rmin drive. ABB Library
Hal serupa juga dijelaskan oleh KEB COMBIVERT Braking Resistor Manual, yang menyatakan bahwa resistance tidak boleh berada di bawah minimum permissible value braking transistor dan nilai minimum harus mengacu pada technical data drive converter.
2. Power Rating
Power rating menunjukkan kemampuan braking resistor menangani energi selama proses pengereman.
Tidak cukup hanya mencocokkan resistor berdasarkan kW motor. Perlu dibedakan antara peak braking power, average braking power, braking energy, dan kemampuan resistor mendisipasikan panas.
ABB menggunakan maximum motor-generated braking power, braking time, braking cycle time, serta heat dissipation capacity resistor sebagai bagian dari proses pemilihan braking resistor. ABB Library
Untuk aplikasi dengan braking berulang, resistor dengan peak power besar belum tentu sesuai jika continuous atau average thermal capacity-nya tidak mencukupi.
3. Duty Cycle
Duty cycle menggambarkan seberapa lama braking resistor aktif dibandingkan keseluruhan cycle operasi.
Contoh sederhana:
Mesin mempunyai cycle 100 detik dan proses braking berlangsung 10 detik. Duty cycle braking sekitar 10%.
Danfoss VLT Drive Design Guide menggunakan braking time dan cycle time dalam penentuan intermittent duty cycle brake resistor. Danfoss juga menyediakan contoh resistor dengan duty cycle berbeda sesuai karakteristik aplikasi.
KEB juga mensyaratkan nominal power resistor dipilih berdasarkan cycle time dan maximum cyclic duration resistor tidak boleh dilampaui.
4. Waktu Deselerasi
Waktu deselerasi memengaruhi seberapa cepat energi harus ditangani oleh braking system.
Semakin pendek braking time, energi dapat dilepaskan dalam periode yang lebih singkat sehingga kebutuhan braking power meningkat.
KEB menjadikan desired braking time, braking torque, dan peak braking power sebagai bagian utama dalam proses pemilihan resistor. Dokumentasinya juga menjelaskan bahwa braking ramp yang terlalu singkat dapat menyebabkan drive melakukan trip overvoltage atau overcurrent.
5. Daya Motor
Motor dengan kapasitas lebih besar berpotensi menghasilkan energi regeneratif lebih besar.
Daya motor tetap perlu dikombinasikan dengan data beban, kecepatan, duty cycle serta waktu pengereman.
6. Tegangan VFD
Kelas tegangan inverter memengaruhi tegangan DC bus serta pemilihan resistance.
Sistem 220 V tentu memiliki karakteristik berbeda dibandingkan sistem 380 V, 400 V, 415 V atau kelas tegangan lainnya.
7. Jenis Beban
Karakteristik beban sangat memengaruhi kebutuhan braking.
Conveyor horizontal, crane, hoist serta elevator mempunyai profil energi yang berbeda.
Beban vertikal biasanya perlu mendapat perhatian khusus karena energi potensial dari beban dapat berubah menjadi energi regeneratif ketika bergerak turun.
Baca Juga : fungsi braking resistor pada inverter
Apa yang Terjadi Jika Braking Resistor Tidak Sesuai?
Pemilihan resistor yang tidak sesuai dapat memengaruhi kemampuan sistem melakukan pengereman.
Beberapa kondisi yang dapat muncul antara lain:
VFD Mengalami Overvoltage
Energi regeneratif yang tidak dapat dibuang dengan cukup cepat dapat menyebabkan tegangan DC bus meningkat.
VFD dapat melakukan trip sebagai bagian dari sistem proteksi.
Braking Tidak Maksimal
Resistance serta kapasitas braking yang tidak sesuai dapat membuat waktu pengereman lebih panjang dibandingkan kebutuhan mesin.
Resistor Mengalami Overheat
Resistor dapat mengalami temperatur tinggi ketika power rating atau duty cycle tidak sesuai dengan karakteristik aplikasi.
Ventilasi serta lokasi pemasangan juga perlu diperhatikan karena braking resistor memang menghasilkan panas selama bekerja.
Umur Komponen Berpotensi Menurun
Pemilihan spesifikasi yang tidak tepat dapat memberikan beban thermal berlebih pada resistor serta komponen braking lainnya.
Contoh Aplikasi Braking Resistor pada VFD
Crane dan Hoist
Crane serta hoist membutuhkan kontrol pengereman yang baik ketika mengangkat atau menurunkan beban.
Motor dapat menghasilkan energi regeneratif saat proses deselerasi atau ketika beban bergerak turun.
Braking resistor membantu mengelola energi tersebut.
Elevator dan Lift
Motor elevator mengalami perubahan kondisi akselerasi serta deselerasi secara berulang.
Sistem braking perlu disesuaikan dengan kapasitas motor, beban, kecepatan serta pola operasional.
Conveyor
Conveyor dengan beban berat atau kecepatan tinggi memiliki energi kinetik yang cukup besar.
Braking resistor dapat membantu proses penghentian conveyor dengan lebih terkendali ketika sistem membutuhkan deselerasi cepat.
Mesin Produksi
Mesin winding, centrifuge, mesin packaging serta berbagai equipment dengan perubahan kecepatan cepat juga dapat membutuhkan dynamic braking.
Karakteristik setiap mesin tetap perlu diperiksa sebelum menentukan resistor.
Cara Menentukan Braking Resistor yang Sesuai
Langkah awal sebaiknya dimulai dengan mengumpulkan data VFD serta motor.
Data utama yang perlu disiapkan meliputi:
- brand VFD
- tipe atau model VFD
- daya motor
- tegangan motor
- tegangan input VFD
- minimum braking resistance
- waktu deselerasi
- frekuensi pengereman
- duty cycle
- jenis mesin
- karakteristik beban
- nilai resistance existing jika ada
- spesifikasi resistor lama jika tersedia
Foto nameplate inverter serta motor sangat membantu proses identifikasi awal.
Data resistor lama juga dapat digunakan sebagai referensi ketika sistem sebelumnya sudah menggunakan braking resistor.
Apakah Braking Resistor Bisa Dibuat Custom?
Braking resistor dapat dibuat berdasarkan kebutuhan resistance, power, duty cycle, dimensi serta konfigurasi pemasangan tertentu.
Kebutuhan custom sering muncul ketika resistor standar mempunyai dimensi yang tidak sesuai, kapasitas daya berbeda atau diperlukan konfigurasi khusus pada mesin.
PT Selatama Indo Abadi menyediakan braking resistor industri dengan resistance, power serta dimensi yang dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan aplikasi.
Pilihan braking resistor Selatama meliputi Dynamic Braking Resistor, Wirewound Braking Resistor, Stainless Steel Grid Braking Resistor, Edgewound Braking Resistor serta Braking Resistor Bank.
Pemilihan tipe dapat disesuaikan dengan kapasitas, pola pengereman serta kondisi instalasi.
Data yang Perlu Dikirim Saat Meminta Penawaran Braking Resistor
Proses identifikasi spesifikasi akan lebih cepat ketika data teknis tersedia sejak awal.
Siapkan beberapa informasi berikut:
- Brand serta tipe VFD
- Daya motor dalam kW atau HP
- Tegangan sistem
- Resistance dalam Ohm jika sudah diketahui
- Power braking resistor jika tersedia
- Duty cycle
- Waktu deselerasi
- Jenis aplikasi
- Dimensi ruang pemasangan
- Foto nameplate VFD
- Foto braking resistor existing
- Drawing jika tersedia
Tim Selatama dapat menggunakan informasi tersebut sebagai referensi awal dalam menentukan kebutuhan braking resistor.
Braking Resistor Standar atau Custom?
Produk standar dapat digunakan ketika spesifikasinya sudah sesuai dengan kebutuhan VFD serta mesin.
Solusi custom lebih relevan ketika terdapat kebutuhan resistance, power, dimensi, enclosure atau konfigurasi mounting tertentu.
Pemilihan sebaiknya tetap mempertimbangkan data teknis VFD terlebih dahulu.
Harga bukan satu-satunya parameter karena braking resistor berkaitan langsung dengan karakteristik braking pada sistem drive.
Konsultasi Braking Resistor untuk VFD
Kebutuhan braking resistor pada setiap VFD dapat berbeda berdasarkan daya motor, resistance, tegangan, duty cycle, waktu deselerasi serta karakteristik beban.
PT Selatama Indo Abadi menyediakan braking resistor industri standar maupun custom bagi kebutuhan VFD, inverter, crane, hoist, elevator, lift, conveyor serta berbagai mesin industri.
Butuh menentukan spesifikasi braking resistor?
Kirimkan brand serta tipe VFD, daya motor, tegangan, nilai Ohm jika tersedia, duty cycle serta foto nameplate.
Lihat pilihan Braking Resistor Selatama
Konsultasikan spesifikasi dan minta penawaran kepada tim Selatama.
FAQ Braking Resistor untuk VFD
Apa fungsi braking resistor pada VFD?
Braking resistor membantu membuang energi regeneratif yang muncul ketika motor melakukan deselerasi. Energi tersebut diubah menjadi panas sehingga tegangan DC bus pada sistem VFD dapat dikelola selama proses braking.
Apakah semua VFD membutuhkan braking resistor?
Tidak. Kebutuhannya bergantung pada karakteristik mesin, beban, waktu deselerasi serta kemampuan VFD. Aplikasi dengan deselerasi cepat, beban berinersia tinggi atau braking berulang lebih sering membutuhkan braking resistor.
Bagaimana menentukan nilai Ohm braking resistor?
Nilai Ohm harus disesuaikan dengan spesifikasi braking circuit pada VFD. Manual produsen VFD biasanya mencantumkan minimum resistance yang diperbolehkan.
Apakah braking resistor bisa dibuat custom?
Bisa. Resistance, power rating, dimensi, mounting serta konfigurasi tertentu dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan aplikasi.
Data apa yang diperlukan untuk menentukan braking resistor?
Data penting meliputi brand dan tipe VFD, daya motor, tegangan, waktu deselerasi, duty cycle, jenis beban serta spesifikasi resistor existing jika tersedia.
Apa perbedaan braking resistor dan brake chopper?
Brake chopper merupakan rangkaian yang mengontrol kapan energi pada DC bus dialirkan menuju braking resistor. Braking resistor merupakan komponen yang menerima energi tersebut kemudian melepaskannya dalam bentuk panas.
