Dunia Listrik - Scalar Control

Pada artikel kali ini akan dibahas mengenai dasar scalar control. Apa itu scalar control? Scalar control adalah salah satu metode control motor AC yang paling sederhana. Dari namanya scalar control pasti kalian bertanya, jika ada scalar control ada vector control juga kah? Jawabanya adalah iya. Lantas apakah perbedaan antara scalar control dan vector control? Dari namanya scalar dan vector sudah terlihat jelas bahwa scalar hanya memiliki nilai sedangkan vector memiliki nilai dan arah. Demikian pula pada scalar control pengendalian yang dilakukan hanya dengan input nilai tanpa memperhatikan arah, sebaliknya pada vector control, selain memperhatikan input nilai, vector control juga memperhatikan arah dengan menggunakan transformasi – transformasi untuk proyeksi arahnya. Lebih jelas tentang vector control akan dibahas pada artikel selanjutnya.

Skema scalar control dapat dilihat pada Gambar 1. Input control merupakan kecepatan sudut yang diinginkan. Input ini kemudian masuk kedalam look-up table yang berisi grafik kecepatan-voltage, Gambar 2. Dari grafik tersebut kita akan tau pada kecepatan tertentu berapa voltage yang harus diberikan ke motor. Data tabel ini dapat diperoleh dari data sheet motor, jika ada, atau dari percobaan sederhana dengan menginputkan tegangan tertentu kita ukur berapa kecepatan yang keluar dari motor. Selain masuk ke look-up table, input kecepatan ini juga diintegralkan sehingga diperoleh sudut. Sudut ini digunakan untuk memperoleh gelombang sinus 3-phase dengan menggunakan formula seperti ditunjukkan blok selanjutnya. Setelah itu selanjutnya masuk PWM Generator untuk mendapatkan sinyal PWM (Pulse Wide Modulation). Sinyal PWM inilah yang akan mengontrol switching inverter sehingga diperoleh listrik AC dari supply DC. Misal pada Gambar 1 supply DC yang digunakan adalah third rail.

Gambar 1. Scalar control – open loop

Gambar 2. Grafik hubungan tegangan dan frekuensi

Penjelasan tambahan untuk Gambar 2. Karena grafik ini adalah hubungan antara tegangan (volt) dan kecepatan/ frekuensi (Hz), maka sering kali scalar control disebut juga dengan V/Hz control. We adalah kecepatan sudut. We-b adalah kecepatan sudut base, biasanya pada motor tertulis frekuensi, itu adalah frekuensi base yang bisa dikonvert ke We-base. Vs adalah stator voltage. Vo adalah voltage booster yang ditambahkan agar motor bisa memiliki torsi maksimum pada kecepatan rendah, tanpa Vo maka pada kecepatan rendah Vs bisa mendekati nol sehingga ada kemungkinan motor tidak berputar.

Gambar 3. Scalar control – close loop

Scalar control pada Gambar 1 sebenarnya sudah cukup untuk mengatur kecepatan motor AC yang tidak memerlukan kepresisian tinggi, misalnya kipas blower. Akan tetapi, jika kepresisian diperlukan misalnya pada rolling mill atau untuk motor traksi penggerak kereta api maka skema scalar control dapat dibuat close loop seperti Gambar 3. Dengan adanya tambahan feedback dan controller pada skema close loop ini, maka kepresisian control dapat ditingkatkan. Pada skema scalar control pertama, open loop, tidak memiliki feedback sehingga error yang terjadi tidak dapat dikoreksi. Blok limiter yang terletak setelah controller dipakai untuk membatasi torsi input yang diberikan ke motor.

Scalar control – close loop ini dulu juga dipakai untuk control motor traksi pada kereta api, tetapi semenjak ditemukan vector control yang memiliki presisi yang tinggi, scalar control mulai ditinggalkan. Beberapa kereta api produk lama masih memakai metode scalar control close loop ini.