VFD atau Variable Frequency Drive memungkinkan motor listrik melakukan akselerasi dan deselerasi secara terkontrol. Pada beberapa aplikasi, proses deselerasi justru dapat menyebabkan alarm atau trip overvoltage pada VFD.
Kondisi tersebut sering terjadi ketika motor dihentikan terlalu cepat, beban memiliki inertia tinggi, atau beban mekanis tetap mendorong motor ketika frekuensi output mulai diturunkan.
Motor dalam kondisi tersebut dapat berubah sementara menjadi generator. Energi mekanis dari sistem dikembalikan menuju VFD dan menyebabkan tegangan pada DC bus meningkat.
Schneider Electric menjelaskan bahwa selama deselerasi, energi kinetik motor dapat berubah menjadi energi listrik dan menaikkan tegangan DC bus. Braking resistor digunakan ketika energi tersebut perlu dibuang agar tegangan DC bus tetap terkendali. Schneider Electric Help
Pemahaman mengenai penyebab VFD overvoltage penting sebelum mengubah parameter drive atau memasang braking resistor.
PT Selatama Indo Abadi menyediakan braking resistor industri untuk VFD, inverter, crane, hoist, elevator, conveyor, serta berbagai aplikasi motor industri.
Apa Itu VFD Overvoltage?
VFD memiliki DC bus atau DC link di bagian internal drive.
Secara sederhana, proses konversi energinya dapat digambarkan:
AC Supply → Rectifier → DC Bus → Inverter → Motor
DC bus menyimpan energi sementara sebelum bagian inverter menghasilkan tegangan dan frekuensi yang dibutuhkan motor.
VFD memiliki batas tegangan DC bus yang harus dijaga agar komponen elektronik tetap bekerja dalam kondisi yang diperbolehkan.
Alarm atau trip DC bus overvoltage terjadi ketika tegangan tersebut meningkat melewati batas proteksi drive.
Kode alarm berbeda antara satu brand dengan brand lainnya.
Karena itu, nama fault dan batas tegangannya harus diperiksa pada manual resmi VFD yang digunakan.
Kenapa Overvoltage Sering Terjadi Saat Deselerasi?
Ketika motor bekerja normal, VFD memberikan energi kepada motor.
Kondisinya berubah saat motor dideselerasi.
Beban yang masih bergerak memiliki energi kinetik. Saat VFD mencoba mengurangi kecepatan motor, energi mekanis tersebut dapat membuat motor bekerja sebagai generator.
Aliran energinya kemudian berubah menjadi:
Load → Motor → VFD → DC Bus
Energi yang kembali menuju DC bus membuat tegangan meningkat.
ABB menjelaskan bahwa kapasitas penyimpanan energi pada DC bus relatif terbatas. Karena itu, energi regeneratif perlu dikendalikan dengan cepat melalui pengaturan drive, regenerative solution, atau brake chopper dan resistor. ABB Library
1. Waktu Deselerasi Terlalu Singkat
Salah satu penyebab paling umum adalah deceleration time atau ramp-down time yang terlalu pendek.
Contohnya, motor yang sebelumnya membutuhkan 15 detik untuk berhenti diatur menjadi hanya 3 detik.
Motor dipaksa mengurangi kecepatannya dengan sangat cepat.
Semakin cepat energi kinetik harus dilepaskan, semakin besar braking power yang harus ditangani sistem.
Jika VFD tidak memiliki jalur yang cukup untuk membuang energi tersebut, tegangan DC bus meningkat dan overvoltage trip dapat terjadi.
Danfoss menjelaskan bahwa pada drive tertentu, fungsi overvoltage control dapat memperpanjang ramp-down ketika DC link voltage meningkat untuk membantu menghindari trip. Danfoss Assets
Namun pendekatan ini tidak selalu sesuai jika aplikasi memang membutuhkan stopping time yang cepat.
2. Beban Memiliki Inertia Tinggi
Beban dengan inertia tinggi menyimpan energi kinetik lebih besar.
Contohnya:
- flywheel,
- centrifuge,
- fan besar,
- rotating drum,
- conveyor panjang,
- spindle,
- mesin produksi dengan rotating mass besar.
Motor mungkin sudah menerima perintah untuk melambat, tetapi beban mekanis masih berusaha mempertahankan putaran.
Energi tersebut kemudian mendorong motor sehingga menghasilkan regenerative energy.
Semakin besar inertia dan semakin cepat waktu deselerasinya, semakin besar energi yang perlu dikelola.
3. Beban Mendorong Motor
VFD overvoltage juga dapat terjadi ketika beban tidak hanya memiliki inertia, tetapi secara aktif menggerakkan motor.
Kondisi ini dapat ditemukan pada aplikasi seperti:
- crane,
- hoist,
- elevator,
- downhill conveyor,
- material handling,
- unwinder,
- sistem vertikal lainnya.
Hoist yang sedang menurunkan beban merupakan contoh yang mudah dipahami.
Gravitasi menarik beban ke bawah dan dapat mendorong motor.
Motor kemudian bekerja sebagai generator dan energi masuk kembali ke DC bus.
Kondisi regeneratif seperti ini bisa terjadi walaupun pengaturan ramp sudah cukup panjang.
4. Braking Resistor Tidak Terpasang
Sebagian aplikasi membutuhkan dynamic braking untuk mencapai waktu deselerasi yang diinginkan.
Sistemnya dapat digambarkan:
Motor → DC Bus → Brake Chopper → Braking Resistor → Heat
Brake chopper menghubungkan DC bus dengan resistor ketika tegangan mencapai threshold tertentu.
Braking resistor kemudian mengubah energi listrik menjadi panas.
ABB menjelaskan bahwa brake chopper bekerja sebagai electrical switch yang menghubungkan DC bus dengan resistor saat tegangan melewati level tertentu. ABB Library
Jika aplikasi menghasilkan energi regeneratif besar tetapi tidak tersedia sistem braking yang memadai, VFD dapat lebih mudah mengalami overvoltage saat deselerasi.
Baca juga:
Braking Resistor untuk VFD dan Cara Memilih Spesifikasinya
5. Braking Resistor Tidak Sesuai
Adanya braking resistor tidak otomatis berarti masalah overvoltage selesai.
Resistor tetap harus sesuai dengan karakteristik VFD dan aplikasinya.
Parameter penting meliputi:
- resistance atau Ohm,
- power rating,
- peak braking power,
- duty cycle,
- braking duration,
- braking frequency,
- cooling.
Schneider Electric menyatakan bahwa braking resistor yang memiliki rating tidak mencukupi dapat menyebabkan DC bus overvoltage dan membuat power stage drive dinonaktifkan. Schneider Electric Help
6. Nilai Resistance Terlalu Tinggi
Resistance menentukan arus yang dapat mengalir ketika brake chopper aktif.
Secara sederhana, resistance yang terlalu tinggi akan membatasi braking current.
Akibatnya, kemampuan resistor untuk menyerap braking power juga menjadi terbatas.
Energi regeneratif dapat masuk ke DC bus lebih cepat daripada kemampuan braking system membuangnya.
Hasil akhirnya tetap dapat berupa kenaikan tegangan DC bus.
Pemilihan nilai Ohm karena itu tidak boleh dilakukan hanya berdasarkan ukuran fisik resistor.
7. Nilai Resistance Terlalu Rendah Juga Bukan Solusi
Sebaliknya, menurunkan resistance secara sembarangan bukan cara yang benar untuk meningkatkan braking.
Resistance yang terlalu rendah menyebabkan braking current meningkat dan dapat melampaui kemampuan brake chopper.
Produsen VFD biasanya memberikan minimum braking resistance yang harus dipatuhi.
Karena itu, braking resistor tidak boleh dipilih dengan nilai resistance lebih rendah daripada batas minimum yang diperbolehkan drive.
Baca:
Cara Memilih Braking Resistor Berdasarkan Ohm, Watt dan Duty Cycle
8. Power Rating Resistor Terlalu Kecil
Braking resistor harus mampu menangani energi yang diterima selama pengereman.
Resistor dengan resistance yang benar tetapi kemampuan thermal terlalu rendah tetap dapat menjadi masalah.
Braking energy yang terlalu besar dapat menyebabkan resistor:
- terlalu panas,
- thermal protection aktif,
- mengalami penurunan umur pakai,
- gagal menangani braking cycle berikutnya.
Schneider Electric bahkan memperingatkan bahwa temperatur braking resistor pada beberapa sistem dapat melebihi 250°C selama operasi, sehingga pemasangan dan heat dissipation harus benar-benar diperhatikan. Schneider Electric Help
9. Duty Cycle Tidak Sesuai
Aplikasi yang berhenti satu kali setiap 30 menit berbeda dengan mesin yang melakukan braking setiap beberapa detik.
Contohnya:
Aplikasi A
Motor braking 5 detik lalu beroperasi normal selama beberapa menit.
Aplikasi B
Motor braking 5 detik setiap 20 detik.
Peak braking power keduanya mungkin serupa, tetapi kebutuhan thermal braking resistor sangat berbeda.
Danfoss membedakan aplikasi resistor braking menjadi partial use, continuous use, combination use, dan fungsi lainnya berdasarkan karakter braking. Danfoss Assets
Karena itu, power dan duty cycle perlu dianalisis bersama.
10. Brake Chopper Tidak Tersedia atau Tidak Sesuai
Tidak semua VFD dapat langsung dihubungkan dengan external braking resistor.
Sebagian VFD memiliki internal brake chopper.
Sebagian lainnya memerlukan external braking unit.
Ada juga drive yang menggunakan konfigurasi berbeda.
Memasang resistor tanpa memahami konfigurasi braking VFD dapat menyebabkan sistem tidak bekerja sebagaimana yang diharapkan.
Manual drive harus diperiksa untuk memastikan:
- brake chopper tersedia atau tidak,
- terminal braking resistor,
- minimum resistance,
- maximum braking current,
- recommended resistor,
- parameter braking.
Artikel khusus mengenai fungsi komponen ini juga sudah masuk cluster Selatama:
Apa Itu Brake Chopper pada VFD? Fungsi dan Hubungannya dengan Braking Resistor
Setelah artikel tersebut live, tambahkan internal link dari bagian ini.
Bagaimana Mengatasi VFD Overvoltage Saat Deselerasi?
Solusinya tergantung penyebab sebenarnya.
Pendekatan berikut dapat digunakan sebagai checklist troubleshooting awal.
1. Periksa Fault Code VFD
Jangan langsung menyimpulkan bahwa semua trip saat stopping berasal dari braking resistor.
Catat:
- fault code,
- kapan fault terjadi,
- kecepatan motor saat trip,
- kondisi beban,
- braking time,
- frekuensi kejadian.
Buka manual resmi berdasarkan brand dan model VFD.
Pastikan fault memang berkaitan dengan DC bus overvoltage.
2. Coba Perpanjang Deceleration Time
Jika proses tidak membutuhkan stopping cepat, deceleration time dapat diperpanjang sesuai kebutuhan dan batas aman aplikasi.
Ramp yang lebih panjang membuat energi dilepaskan dalam periode lebih lama.
Peak regenerative power dapat menjadi lebih rendah.
Dokumentasi Schneider untuk diagnostic DC bus overvoltage juga mencantumkan pengurangan motor velocity atau pengurangan tingkat deselerasi sebagai langkah yang perlu diperiksa sebelum atau bersama penggunaan braking resistor yang sesuai. Schneider Electric Help
Namun perubahan ramp harus mempertimbangkan kebutuhan proses dan keselamatan mesin.
3. Periksa Apakah Aplikasi Memerlukan Braking Resistor
Braking resistor lebih relevan ketika:
- stopping time harus cepat,
- inertia tinggi,
- braking sering terjadi,
- beban bersifat regenerative,
- ramp tidak dapat diperpanjang,
- internal braking capability tidak mencukupi.
External braking resistor dapat diperlukan ketika internal resistor atau braking capability drive tidak cukup menangani energi saat motor harus dideselerasi dengan cepat. Schneider Electric Help
4. Periksa Nilai Minimum Resistance VFD
Buka manual VFD dan cari bagian:
- braking resistor,
- brake resistor,
- dynamic braking,
- brake chopper,
- minimum resistance,
- braking unit.
Jangan menentukan resistor hanya dari motor kW.
Brand dan model VFD sangat penting karena masing-masing drive dapat memiliki minimum resistance berbeda.
5. Periksa Power dan Duty Cycle
Resistance saja tidak cukup.
Kebutuhan resistor juga dipengaruhi oleh:
- energi kinetic load,
- braking torque,
- waktu braking,
- jumlah braking per jam,
- duty cycle,
- ambient temperature.
Resistor harus mampu menerima peak energy sekaligus membuang panas sebelum cycle berikutnya.
6. Periksa Kondisi Braking Resistor Existing
Jika sistem sebelumnya bekerja normal lalu mulai mengalami overvoltage, resistor existing perlu diperiksa.
Beberapa hal yang dapat diperiksa oleh teknisi kompeten:
- physical damage,
- tanda overheating,
- terminal longgar atau rusak,
- kabel,
- thermal protection,
- resistance aktual dibanding nameplate,
- koneksi terhadap braking circuit.
Pemeriksaan kelistrikan harus mengikuti prosedur keselamatan, lockout/tagout, manual drive, serta dilakukan oleh personel yang kompeten. DC bus dapat mempertahankan tegangan berbahaya setelah supply dilepas.
7. Periksa Ventilasi Braking Resistor
Braking resistor membuang energi sebagai panas.
Area sekitar resistor perlu menyediakan heat dissipation yang memadai.
Hindari pemasangan terlalu dekat dengan:
- kabel yang sensitif panas,
- perangkat elektronik,
- material mudah terbakar,
- komponen yang menghalangi airflow.
Pabrikan drive juga memperingatkan bahwa braking resistor dapat mencapai temperatur yang sangat tinggi saat bekerja. Schneider Electric Help
8. Pertimbangkan Regenerative Drive untuk Braking Sangat Sering
Braking resistor bukan satu-satunya cara mengelola regenerative energy.
Aplikasi dengan energi regeneratif besar dan terus-menerus dapat menggunakan regenerative drive atau active front end untuk mengembalikan energi ke supply.
Brake chopper dan resistor umumnya menawarkan konstruksi sederhana, tetapi energi braking dibuang sebagai panas. ABB menyebut braking resistor lebih cocok ketika braking diperlukan secara periodik atau energi braking relatif kecil dibanding motoring energy. ABB Library
Pemilihan antara dynamic braking dan regenerative solution harus berdasarkan karakter aplikasi dan kebutuhan energi.
Contoh Kasus VFD Overvoltage
Misalnya sebuah motor conveyor menggunakan VFD.
Motor berjalan normal pada kecepatan operasi.
Saat stop command diberikan, VFD diperintahkan berhenti dalam 2 detik.
Conveyor memiliki inertia yang cukup besar sehingga sistem mekanis tetap berputar.
Motor kemudian menghasilkan energi regeneratif.
DC bus voltage naik.
Jika VFD tidak mampu menangani energi tersebut, drive mengalami overvoltage trip.
Beberapa kemungkinan solusi yang perlu dievaluasi:
- memperpanjang deceleration time,
- memeriksa fungsi overvoltage control jika tersedia,
- memastikan brake chopper sesuai,
- menggunakan braking resistor dengan resistance dan power yang tepat,
- mengevaluasi regenerative solution jika braking sangat sering.
Solusi akhir tetap harus mengikuti manual VFD dan kondisi mesin.
Aplikasi yang Sering Memerlukan Perhatian terhadap Regenerative Energy
Beberapa aplikasi memiliki kemungkinan regenerative braking lebih tinggi dibanding aplikasi motor sederhana.
Crane dan Hoist
Beban yang diturunkan dapat mendorong motor dan menghasilkan energi regeneratif.
Elevator dan Lift
Interaksi antara cabin, counterweight, arah gerak, dan beban dapat menghasilkan kondisi regeneratif.
Conveyor
High-inertia atau downhill conveyor dapat mendorong motor saat braking.
Centrifuge
Rotating mass yang besar menyimpan energi kinetik tinggi.
Winder dan Unwinder
Kontrol tension dan arah energi dapat menghasilkan kondisi regeneratif.
Mesin Produksi
Mesin dengan acceleration dan deceleration berulang dapat menghasilkan braking energy berkali-kali dalam satu siklus produksi.
Data yang Perlu Disiapkan Sebelum Memilih Braking Resistor
Sebelum meminta rekomendasi braking resistor, siapkan data sebanyak mungkin:
- brand VFD,
- model VFD,
- power VFD,
- motor power,
- system voltage,
- minimum braking resistance,
- recommended resistance,
- nilai Ohm resistor existing,
- power rating,
- braking time,
- duty cycle,
- jumlah braking per jam,
- jenis aplikasi,
- load atau inertia,
- foto nameplate VFD,
- foto braking resistor existing.
Data tersebut membantu membedakan apakah masalah berasal dari sizing resistor, konfigurasi drive, atau karakter aplikasi.
Baca juga:
Cara Menghitung Braking Resistor untuk VFD
dan
Braking Resistor Calculator: Rumus Ohm dan Watt
Custom Braking Resistor untuk Mengatasi Kebutuhan Dynamic Braking
Tidak semua sistem dapat menggunakan resistor dengan spesifikasi standar.
Aplikasi dapat memiliki kebutuhan khusus berupa:
- resistance tertentu,
- power tinggi,
- duty cycle berat,
- enclosure khusus,
- dimensi terbatas,
- resistor bank,
- terminal tertentu,
- mounting tertentu.
PT Selatama Indo Abadi menyediakan custom braking resistor berdasarkan requirement aplikasi dan data teknis yang tersedia.
Pilihan konstruksi mencakup Dynamic Braking Resistor, Wirewound Braking Resistor, Stainless Steel Grid Braking Resistor, Edgewound Braking Resistor, dan Braking Resistor Bank.
Informasi produk lengkap:
Braking Resistor Industri untuk VFD dan Inverter
Konsultasikan Masalah VFD Overvoltage Saat Deselerasi
VFD overvoltage saat deselerasi dapat terjadi karena energi regeneratif dari motor menaikkan tegangan DC bus.
Penyebabnya tidak selalu sama.
Ramp-down terlalu pendek, inertia tinggi, regenerative load, brake chopper, resistance, power rating, dan duty cycle perlu diperiksa sebelum menentukan solusi.
Kirimkan brand dan model VFD, fault code, daya motor, voltage, waktu deselerasi, nilai Ohm, power braking resistor, data aplikasi, serta foto nameplate kepada PT Selatama Indo Abadi.
Data tersebut dapat digunakan sebagai referensi awal untuk menentukan kebutuhan braking resistor.
WhatsApp: +62 852-2009-5709
Email: sales@selatama.com
FAQ VFD Overvoltage Saat Deselerasi
Kenapa VFD overvoltage ketika motor berhenti?
Motor dapat menghasilkan energi regeneratif saat deselerasi. Energi tersebut kembali ke DC bus dan meningkatkan tegangannya. Jika energi tidak dapat dikelola dengan cukup cepat, VFD dapat mengalami overvoltage trip. Schneider Electric Help
Apakah memperpanjang deceleration time bisa mengurangi overvoltage?
Bisa pada beberapa aplikasi karena energi dilepaskan dalam waktu lebih panjang. Beberapa drive juga memiliki overvoltage control yang dapat memperpanjang ramp-down untuk membantu mencegah trip. Danfoss Assets
Apakah VFD overvoltage selalu membutuhkan braking resistor?
Tidak selalu. Penyebab dan kebutuhan braking harus diperiksa terlebih dahulu. Ramp setting, karakter beban, kemampuan internal drive, brake chopper, dan metode regenerative braking perlu dianalisis.
Apakah braking resistor yang terlalu kecil bisa menyebabkan overvoltage?
Bisa. Braking resistor dengan rating yang tidak mencukupi dapat menyebabkan DC bus overvoltage saat energi braking tidak dapat ditangani dengan baik. Schneider Electric Help
Apakah braking resistor bisa dipilih hanya berdasarkan daya motor?
Tidak. Minimum resistance VFD, braking power, braking duration, duty cycle, karakter beban, dan braking frequency juga perlu diperhatikan.
