DASAR TEORIVSD atau kepanjangan dari Variable speed drive atau juga disebut dengan variable frequency drive atau singkatnya disebut dengan inverter adalah solusi aplikasi yang membutuhkan kemampuan pengaturan motor lebih lanjut, misalnya saja pada pengaturan putaran motor sesuai bebannya atau sesuai nilai yang kita inginkan. Penggunaan VSD bisa untuk aplikasi motor AC maupun DC. Istilah inverter sering digunakan untuk aplikasi AC. Ada beberapa jenis inverter yakni, variable voltage inverter (VVI), current source inverter (CSI), pulse width inverter (PWM),cycloconverter. Secara sederhana untuk drive AC, variable speed drive (VSD) atau inverter akan mengubah AC ke DC yang kemudian diatur dengan suatu teknik penyaklaran switching mengubah DC menjadi tegangan dan frekuensi keluaran AC yang bervariasi. Variable Voltage Inverter (VVI) adalah jenis inverter yang menggunakan konverter jembatan SCR untuk mengubah tegangan input AC ke DC. SCR adalah komponen elektronika daya yang memiliki kemampuan untuk mengatur nilai tegangan DC mulai dari 0 hingga mendekati 600 VDC. Induktor L1 sebagai choke dengan kapasitor C1 membentuk bagian dengan istilah DC-link yang membantu memperhalus kualitas tegangan DC hasil konversi. Bagian inverter sendiri terdiri dari kumpulan divais penyaklaran seperti: thyristor, transistor bipolar, MOSFET, atau IGBT. Gambaran berikut menunjukkan inverter yang menggunakan transistor bipolar. Pengatur logika, biasanya dalam bentuk kartu elektronik, yang memiliki komponen utama sebuah mikroprosesor akan mengatur kapan waktu transistor-transistor inverter hidup atau mati untuk menghasilkan tegangan dan frekuensi yang bervariasi untuk dilanjutkan ke motor sesuai bebannya. Akhir-akhir ini banua sebagai lumbung energi mengalami krisis kelistrikan. Kita sebagai konsumen, lebih-lebih konsumen industri khususnya yang melayani pelayanan publik seperti PDAM, Rumah Sakit, dan fasilitas publik lainnya harus pintar mencari cara alternatif untuk bisa tetap eksis melayani masyarakat. Sayangilah listrik anda, mulailah dengan menggunakannya dengan hemat dengan menjalankan tips-tips berikut. Prinsip-prinsip yang perlu diperhatikan dan menumbuhkan sikap hemat energi listrik, antara lain : Menyambung daya listrik dari PLN sesuai dengan kebutuhan. Rumah Tangga kecil misalnya, cukup dengan daya 450 VA atau 900 VA, rumah tangga sedang cukup dengan daya 900 VA hingga 1300 VA. Memilih peralatan rumah tangga yang tepat dan sesuai kebutuhan. Membentuk perilaku anggota rumah tangga yang hemat listrik, seperti : menyalakan alat-alat listrik hanya saat diperlukan, menggunakan alat-alat listrik secara bergantian, menggunakan tenaga listrik untuk menambah pendapatan rumah tangga (produktif). Peralatan listrik rumah tangga pada umumnya sudah dirancang untuk pemakaian listrik yang hemat, namun pada prakteknya masih ditemukan pemborosan energi listrik. Hal ini dapat terjadi antara lain karena penggunaan peralatan dengan cara yang kurang tepat. Dewasa ini mungkin ada beberapa industri yang telah peralatan untuk mengefektifkan pemakaian energi listrik, misalnya pemakaian metode starting pompa menggunakan sistem star delta, menggunakan soft starter, maupun metode-metode lain yang memiliki tujuan sama yaitu mengefektifkan pemakaian energi listrik. Saat ini ada beberapa industri yang memakai Variable Speed Drive (VSD) atau juga sering dikenal dengan sebutan inverter pada panel pengaturan elektomotor. Hal ini sebagian besarnya dikarenakan tagihan listrik yang makin membengkak bagi industri dan masalah efisiensi dibandingkan dengan menggunakan panel pengaturan konvensional. Proses kontrol dan penghematan energi menjadi dua alasan utama penggunaan VSD. Ditilik dari sejarahnya VSD awalnya dikembangkan untuk efisiensi proses kontrol, tapi pada prosesnya fungsi penghematan energi muncul mejadi tujuan yang penting pula. Ada beberapa kelebihan pemakaian VSD yang dibeberkan di berbagai literatur, antara lain : memperhalus pengoperasian dimana suara berisik yang dihasilkan oleh panel konvensioanal pbisa dimimalisir, melakukan pengaturan akselerasi terhadap berbagai tingkat pembebananmotor.Berikut saya coba paparkan prinsip kerja dasar dari sebuah VSD. Semoga dengan tulisan ini bisa memudahkan pembaca untuk memahami filosofi kerja dari VSD ini. Fungsi utama dari sebuah VSD adalah untuk mengatur kecepatan, tenaga putaran (torque), percepatan (acceleration), perlambatan (decleration) dan arah dari putaran mesin (direction of rotation of machine). Tidak seperti pada sistem konvensional yang mana kecepatan putaran pompa berlangsung konstan, VSD mengizinkan pemilihan nilai kecepatan-kecepatan tak terbatas selama masih dalam rentang operasionalnya. VSD mengatur kecepatan sebuah motor induksi atau sebuah motor sinkron dengan cara mengatur frekuensi dari suplai daya yang masuk ke motor. Jika pada masa-masa sebelumnya banyak dipergunakan sistem mekanik, kemudian beralih ke motor slip/ pengereman maka saat ini banyak menggunakan komponen semikonduktor. Tidak seperti softstarter yang mengolah level tegangan, VSD menggunakan frekuensi tegangan masuk untuk mengatur kecepatan motor. Seperti diketahui, pada kondisi ideal (tanpa slip). Berdasarkan formula diatas dengan memainkan perubahan frekuensi tegangan yang masuk pada motor, kecepatan motor akan berubah. Berikut ini adalah prinsip kerja VSD yang sederhana adalah : Tegangan yang masuk dari jala jala 50 Hz dialirkan ke sirkuit penyearah DC, dan ditampung ke capacitor. Jadi dari tegangan AC di jadikan tegangan DC. Tegangan DC kemudian diumpankan ke sirkuit VSD untuk dijadikan tegangan AC kembali dengan frekuensi sesuai kebutuhan. Jadi dari tegangan DC ke tegangan AC yang komponen utamanya adalah semiconductor aktif seperti IGBT (insulated gate bipolar transistor). Dengan menggunakan frekuensi carrier/pembawa (bisa sampai 20 kHz), tegangan DC dicacah dan dimodulasi sehingga keluar tegangan dan frekuensi yang diinginkan. Frekuensi keluaran ini dihasilkan melalui potensiometer pengatur kecepatan yang ada pada panel pengatur. Pada umumnya perangkat VSD sudah termasuk sirkuit sensor untuk menahan atau mengatur motor pada kecepatan yang diinginkan dengan variasi pada sumber tegangan dan perubahan-perubahan pada beban motor, termasuk juga sirkuit pelindung dan komponen untuk melindungi kerusakan akibat kelebihan beban, perubahan sumber listrik dan kesalahan-kesalahan daya keluaran. Frekuensi dikontrol dengan berbagai macam cara yaitu : melalui keypad (local), dengan external potensiometer, Input 0 ~ 10 VDC , 4 ~ 20 mA atau dengan preset memori. Semua itu bisa dilakukan dengan mengisi parameter program yang sesuai. Jika beban motor memiliki inertia yang tinggi maka perlu diperhatikan beberapa hal dalam acceleration dan deceleration. Untuk acceleration/ percepatan akan memerlukan torsi yang lebih, terutama pada saat start dari kondisi diam. Pada saat deceleration/ perlambatan, energi inertia beban harus didisipasi/ dibuang. Untuk perlambatan dalam waktu singkat atau pengereman, maka energi akan dikembalikan ke sumbernya. Motor dengan beban yang berat pada saat dilakukan pengereman akan berubah sifat menjadi generator. Jadi energi yang kembali ini akan masuk ke dalam DC Bus Inverter dan terakumulasi di sana karena terhalang oleh rectifier. Sebagai pengamanan, inverter akan trip jika level tegangan DC Bus melebihi batas yang ditoleransi. Untuk mengatasi tripnya inverter dalam kondisi ini diperlukan resistor brake. Resistor brake akan membuang tegangan yang lebih dalam bentuk panas. Besar kecilnya resistor brake ini sangat tergantung dengan beban dan siklus kerja inverter. Jika sebelumnya banyak menggunakan sistem mekanik, kemudian beralih ke motor slip maka saat ini banyak menggunakan semikonduktor. Tidak seperti softstarter yang mengolah level tegangan, inverter menggunakan frekuensi tegangan keluaran untuk mengatur speed motor pada kondisi ideal (tanpa slip). Merubah kecepatan motor dengan Inverter akan membuat, torsi lebih besar, presisi kecepatan dan torsi yang tinggi, kontrol beban menjadi dinamis untuk berbagai aplikasi motor, dapat berkombinasi denganPLC (Programmable Logic Control)untuk fungsi otomasi dan regulasi, menghemat energy, menambah kemampuan monitoring, hubungan manusia dengan mesin (interface ) lebih baik, sebagai pengaman dari motor, mesin (beban) bahkan proses dll. Semakin besar daya motor maka makin besar torsi yang dihasilkan dan makin kuat motor menggerakkan beban, Torsi dapat ditambah dengan menggunakan gear box (cara mekanis) dan Inverter (cara elektronik). Dinamika gerakan rendah (tidak memungkinkan gerakan beban yg kompleks), motor sering overload (motor rusak atau thermal overload relay trip), hentakan mekanis (Mesin/beban rusak, perlu perawatan intensif), lonjakan arus (Motor rusak atau Breaker Trip), presisi dalam proses hilang, proteksi tidak terjamin. Proses di industri seringkali memerlukan tenaga penggerak dari motor listrik yang perlu diatur kecepatan putarnya untuk menghasilkan torsi dan tenaga/daya yang diinginkan. Torsi adalah gaya putar yang dihasilkan oleh motor listrik untuk memutar beban. Kelebihan Torsi (over torque) terjadi jika torsi beban lebih besar dari Torsi nominal, pada 80% aplikasi terjadi pada saat kecepatan rendah atau saat start awal. Memang ada banyak cara untuk mengatur/mengurangi kecepatan motor seperti dengan gear box / reducer. Namun mengatur kecepatan motor dengan inverter akan memperoleh banyak keuntungan yang lebih bila dibandingkan dengan cara-cara yang lain. Seperti : jangkauan yang luas untuk pengaturan kecepatan dan torsi motor, mempunyai akselerasi dan deselerasi yang dapat diatur, mempermudah proses monitoring/pengecekan, sistem proteksi motor yang baik, mengurangi arus starting motor dan menghemat pemakaian energi listrik, memperhalus start awal motor dan lain-lain. Terdapat banyak produk inverter (Variable speed drive) di pasaran dengan berbagai vendor, seperti : Mitsubishi, Altivar, Siemen, LG, Omron, Hitachi, Yaskawa, Fuji, dll. Maka dapat disimpulkan, peranan inverter dalam proses suatu industri cukup penting. Karena dalam proses di industri seringkali memerlukan tenaga penggerak dari motor listrik yang perlu diatur kecepatan putarnya untuk menghasilkan torsi dan tenaga/daya yang diinginkan. alam industri,Invertermerupakan alat atau komponen yang cukup banyak digunakan karena fungsinya untuk mengubah listrik DC menjadi AC. Meskipunsecara umum kita menggunakan tegangan AC untuk tegangan masukan/ input dari Inverter tersebut.Inverterdigunakan untuk mengatur kecepatan motor-motor listrik/servo motor atau bisa disebut converter drive. Cuma kalau untuk servo lebih dikenal dengan istilahservo drive. Dengan menggunakan inverter, motor listrik menjadi variable speed. Kecepatannya bisa diubah-ubah atau disetting sesuai dengan kebutuhan. Inverter seringkali disebut sebagai Variabel Speed Drive (VSD) atau Variable Frequency Drive (VFD). Pada duniaotomatisasi industri, inverter sangat banyak digunakan. Aplikasi ini biasanya terpasang untuk proses linear (parameter yang bisa diubah-ubah). Linear nya seperti grafik sinus, atau untuk sistem axis (servo) yang membutuhkan putaran/aplikasi yang presisi. Kesimpulannya adalah Aplikasi variable speed banyak diperlukan dalam industri. Jika sebelumnya banyak dipergunakan system mekanik, kemudian beralih ke motor slip/ pengereman maka saat ini banyak menggunakan semikonduktor. Tidak seperti softstarter yang mengolah level tegangan, inverter menggunakan frekuensi tegangan masuk untuk mengatur speed motor. Seperti diketahui, pada kondisi ideal (tanpa slip). Jadi dengan memainkan perubahan frekuensi tegangan yang masuk pada motor, speed akan berubah. Karena itu inverter disebut juga Variable Frequency Drive.Untuk pemasangan inverter sebaiknya juga dipasang unit pengaman hubung singkat seperti Seconductor Fuse atau bisa juga Breaker. Ini seperti pada pemasangan softstarter hanya saja tanpa contactor bypass. Pengontrolan start, stop, jogging dll bisa dilakukan dengan dua cara yaitu via local dan remote. Local maksudnya adalah dengan menekan tombol pada keypad di inverternya. Sedangkan remote dengan menghubungkan terminal di board control dengan tombol external seperti push button atau switch. Masing masing option tersebut mempunyai kelemahan dan keunggulan sendiri sendiri. Frekuensi dikontrol dengan berbagai macam cara yaitu : melalui keypad (local), dengan external potensiometer, Input 0 ~ 10 VDC , 4 ~ 20 mA atau dengan preset memori. Semua itu bisa dilakukan dengan mengisi parameter program yang sesuai.Beberapa parameter yang umum dipergunkan/ minimal adalah sebagai berikut (istilah/nama parameter bisa berbeda untuk tiap merk) : Display : Untuk mengatur parameter yang ditampilkan pada keypad display. Control : Untuk menentukan jenis control local/ remote. Speed Control : Untuk menentukan jenis control frekuensi reference. Voltage : Tegangan Suply Inverter. Base Freq. : Frekuensi tegangan suppy. Lower Freq. : Frekuensi operasi terendah. Upper Freq. : Frekuensi operasi tertinggi. Stop mode : Stop bisa dengan braking, penurunan frekuensi dan di lepas seperti starter DOL/ Y-D. Acceleration : Setting waktu Percepatan. Deceleration : Setting waktu Perlambatan. Overload : Setting pembatasan arus. Lock : Penguncian setting program. Jika beban motor memiliki inertia yang tinggi maka perlu diperhatikan beberapa hal dalam acceleration dan deceleration. Untuk acceleration/ percepatan akan memerlukan torsi yang lebih, terutama pada saat start dari kondisi diam. Pada saat deceleration/ perlambatan, energi inertia beban harus didisipasi/ dibuang. Untuk perlambatan dalam waktu singkat atau pengereman, maka energi akan dikembalikan ke sumbernya. Motor dengan beban yang berat pada saat dilakukan pengereman akan berubah sifat menjadi generator. Jadi energi yang kembali ini akan masuk ke dalam DC Bus Inverter dan terakumulasi di sana karena terhalang oleh rectifier. Sebagai pengamanan, inverter akan trip jika level tegangan DC Bus melebihi batas yang ditoleransi. Untuk mengatasi tripnya inverter dalam kondisi ini diperlukan resistor brake. Resistor brake akan membuang tegangan yang lebih dalam bentuk panas. Besar kecilnya resistor brake ini sangat tergantung dengan beban dan siklus kerja inverter.

DAFTAR PUSTAKA1. http://en.wikipedia.org/wiki/Variable-frequency_drive2. http://www.vfds.com/blog/what-is-a-vfd3. Zuhal,Zhanggiscan. 2004. Prinsip Dasar Elektronika. Jakarta. Gramedia.4. https://konversi.wordpress.com/page/3/?archives-list&archives-type=months5.https://muhal.wordpress.com/2011/03/15/pengaturan-motor-induksi-dengan-inverter-variable-speedmdrive/