PRAKTIKUM MOTOR BERGANTIAN
I. TUJUAN Tujuan yang akan dicapai mahasiswa setelah memahami isi modul ini adalah sebagai berikut :
Tujuan Instruksional Umum : Mahasiswa diharapkan dapat mempraktekkan rangkaian kontrol dan proteksi motor dengan benar sesuai dengan peraturan (PUIL) yang berlaku.
Tujuan Instruksional Khusus : Dapat melakukan kegiatan membuat, memasang, mencoba, dan membongkar motor bergantian secara benar.
II. DASAR TEORI 2.1. Dasar Teori Pengendalian motor induksi 3 fasa yang dapat bekerja secara bergantian dapat dioperasikan secara manual menggunakan kontaktor magnetik tanpa Time Delay Relay (TDR), juga dapat dioperasikan secara otomatis menggunakan kontaktor magnetik dengan Time Delay Relay (TDR). Dalam
kontrol
motor
yang
dioperasikan
secara
otomatis
rangkaiannya terdiri dari beberapa komponen seperti kontaktor magnetik, MCB, overload relay, push button dll. Berikut penjelasan mengenai komponen-komponen tersebut: 2.1.1. Kontaktor magnetik Kontaktor magnetik adalah sakelar listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Prinsip kerjanya didalam kontaktor magnetik terdapat lilitan yang akan menjadi magnet bila dialiri listrik, magnet tersebut akan menarik kontak yang berada di dekatnya sehingga kontak yang semula terbuka (NO) akan menjadi tertutup sedangkan kontak yang awalnya tertutup (NC) akan menjadi terbuka.
Kontaktor magnetik terdiri dari kontak utama dan kotak bantu. Kontak utama digunakan untuk sumber arus listrik sedangkan kontak bantu digunakan untuk rangkaian pengendali. Seandainya anda terbalik dalam memasang kedua kontak ini kontaktor magnetik tetap bisa bekerja namun akan ada masalah yang timbul karena kontak bantu hanya didesain untuk dilewati arus yang kecil sedangkan kontak utama didesain untuk dilewati arus besar. Apabila anda terbalik dalam pemasangan akan menyebabkan panas karena penghantar yang tidak mampu menghantarkan arus listrik yang besar. Penggunaan kontaktor magnetik biasanya digunakan untuk mengendalikan kerja motor 3 fasa, dengan kontaktor magnetik kita dapat memotong 3 sumber listrik R, S dan T sekaligus pada motor 3 fasa. Untuk melengkapi biasanya kontaktor magnetik akan dilengkapi dengan TOR (Thermal Overload Relay) yang berfungsi mengamankan motor apa bila terjadi arus yang berlebihan. Sedangkan untuk mengamankan rangkaian magnetik kontaktor akan dilengkapi dengan MCB supaya lebih aman dari hubung singkat. Adapun mengenai penomoran kontak – kontak pada kontaktor adalah sebagai berikut :
Penomoran kontak utama adalah :1 – 2, 3 – 4, dan 5 – 6.
Penomoran pada kontak bantu adalah : a. *1 - *2 untuk NC, contohnya 11 – 12, 21 – 22, 31 – 32 dst b. *3 - *4 untuk NO, contohnya 13 – 14, 23 – 24, 33 – 34 dst
Gambar 2.1 Konstruksi Kontaktor
Keterangan : A1 – A2
: Koil Kontaktor
1– 2, 3 – 4, 5 – 6
: Kontak Utama
13 – 14
: Kontak Bantu Normally Open (NO)
11 – 12
: Kontak Bantu Normally Close (NC)
2.1.2. MCB (Miniature Circuit Breaker) MCB (Miniature Circuit Breaker) adalah saklar atau perangkat elektromekanis yang berfungsi sebagai pelindung rangkaian instalasi listrik dari arus lebih (over current). Terjadinya arus lebih ini, mungkin disebabkan oleh beberapa gejala, seperti: hubung singkat (short circuit) dan beban lebih (overload). MCB sebenarnya memiliki fungsi yang sama dengan sekring (fuse), yaitu akan memutus aliran arus listrik circuit ketika terjadi gangguan arus lebih. Yang membedakan keduanya adalah saat terjadi gangguan, MCB akan trip dan ketika rangkaian sudah normal, MCB bisa di ON-kan lagi (reset) secara manual, sedangkan fuse akan terputus dan tidak bisa digunakan lagi. Prinsip kerja MCB sangat sederhana, ketika ada arus lebih maka arus lebih tersebut akan menghasilkan panas pada bimetal, saat terkena panas bimetal akan melengkung sehingga memutuskan kontak MCB (trip). Selain bimetal, pada MCB biasanya juga terdapat solenoid yang akan mengtripkan MCB ketika terjadi grounding (ground fault) atau hubung singkat (short circuit).
Gambar 2.2 Miniature Circuit Breaker
2.1.3. Overload Relay Fungsi dari overload relay adalah untuk proteksi motor listrik dari beban lebih. Seperti halnya sekring (fuse) pengaman beban lebih ada yang bekerja cepat dan ada yang lambat. Sebab sewaktu motor start, arus dapat mencapai 6 kali nominal, sehingga apabila
digunakan
pengaman
yang
bekerja
cepat,
maka
pengamannya akan putus setiap motor dijalankan. Overload relay yang berdasarkan pemutus bimetal akan bekerja sesuai dengan arus yang mengalir, semakin tinggi kenaikan temperatur akan menyebabkan terjadinya pembengkokan, maka akan terjadi pemutusan arus, sehingga motor akan berhenti. Jenis pemutus bimetal ada jenis satu phasa dan ada jenis tiga phasa, tiap phasa terdiri atas bimetal yang terpisah tetapi saling terhubung, berguna untuk memutuskan semua phasa apabila terjadi kelebihan beban. Pemutus bimetal satu phasa biasa digunakan untuk pengaman beban lebih pada motor berdaya kecil.
Gambar 2.3 Overload Relay 2.1.4. Push Button Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik. Suatu sistem saklar tekan Push Button terdiri dari saklar tekan start, stop, reset dan saklar tekan untuk emergency. Push Button memiliki kontak NC (Normally Close) dan NO (Normally Open). Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam
keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop dan kontak NO akan berfungsi sebagai start. Biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor – motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri. Push Button dibedakan menjadi beberapa tipe, yaitu: a. Tipe Normally Open (NO) Tombol ini disebut juga dengan tombol start karena kontak akan menutup bila ditekan dan kembali terbuka bila dilepaskan. Bila tombol ditekan maka kontak bergerak akan menyentuh kontak tetap sehingga arus listrik akan mengalir. b. Tipe Normally Close (NC) Tombol ini disebut juga dengan tombol stop karena kontak akan membuka bila ditekan dan kembali tertutup bila dilepaskan. Kontak bergerak akan lepas dari kontak tetap sehingga arus listrik akan terputus. c. Tipe NC dan NO Tipe ini kontak memiliki 4 buah terminal baut, sehingga bila tombol tidak ditekan maka sepasang kontak akan NC dan kontak lain akan NO, bila tombol ditekan maka kontak tertutup akan membuka dan kontak yang membuka akan tertutup. Terminal Kontak 95 – 96
NC
97 – 98
NO
Gambar 2.4 Push button NC dan NO
2.1.5. Pemakaian Milling Sistem Panel Starter Sistem ini sangat tepat efektif dan sering dipakai dalam aplikasi di industri penghancuran batu gunung menjadi kerikil yang kecil – kecil, pada proses ini motor akan mengerjakan silo – silo untuk
menghancurkan batu – batu tersebut. Pada mulanya motor 1 akan berputar, kemudian selang beberapa saat motor 2, kemudian beberapa saat lagi motor 3 juga akan bekerja dengan delay yang telah di–setting. Motor listrik ini biasanya mempunyai data spesifikasi sebagai berikut : Rated Daya : 1 sampai 15 kw Rated Tegangan : 220 / 380 Volt Rated Frekuensi : 50 / 60 Hz Rated Ampere : 5 sampai 25 Ampere Cos α : 0.6 sampai 0.8 Connection : star ( Y ) Sistem ini tepat dipakai pada industri di darat yaitu pada proses ban berjalan (belt-conveyor) seperti elevator atau untuk pemilihan barang sesuai dengan ukuran.
2.2. Latihan Soal 1.
Sebutkan standart tentang pemasangan motor listrik
2. Selain PUIL sebutkan peraturan tentang pemasangan motor listrik ! 3. Jelaskan
tentang
pengantar/kabel
yang
digunakan
untuk
pemasangan instalasi motor 4. Jelaskan cara mengunakan pengantar/kabel yang ditanam ditanah sesuai standart 5. Jelaskan standart setting waktu timer menurut standat (sebutkan merk yang saudara gunakan) 6. Apa kesimpulan yang dapat saudara peroleh dari percobaan diatas ?
Jawab : 1.
SNI No 04-0225-2000, PUIL 2000 5.13.2 tentang Perlengkapan motor generator
2.
SNI No 04-1918.17-2000 , SNI No 04-3860-1995, Peraturan Menteri ESDM No 2 Tahun 2016
3.
Kabel yang umum dipakai pada instalasi listrik biasanya menggunakan kabel dengan jenis NYM dan NYA dengan ukuran yang disesuaikan dengan keadaan beban yang terpasang. Dalam hal ini Kemampuan Hantaran Arus (KHA) kabel minimal dipilih yang mempunyai kapasitas > 63 A. Berdasarkan PUIL 2000, Tabel 7-3-1 didapatkan kabel yang sesuai digunakan adalah kabel NYA.
4.
Kabel dapat dipergunakan untuk instalasi tertanam (kabel tanah), dengan syarat diberikan perlindungan terhadap kemungkinan kerusakan mekanis. Kabel juga harus memiliki lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel yang tidak ditanam.
5.
Standar setting waktu timer merk theben Angka 2 dan 3 menunjukkan Theben dalam keadaan Default (Standard), menunjukkan posisi Kontak NO dan NC nya. dan angka 1 disesuaikan dengan keadaan no 2. Angka no 5 digunakan untuk menyetel jam dengan waktu yang sebenarnya. Angka 6 adalah setelan theben, stel pada posisi Auto agar setting jam yang telah dilakukan berjalan otomatis. Sirip-sirip yang berwarna biru diguanakan untuk mengatur waktu atau jam. Sirip tersebut bisa ditutup dan dibuka dengan cara menekanya. Sirip-sirip dirancang sesuai dengan waktu normal. Silahkan dibagi utuk mendapatkan 1 nilai siripnya. Biasanya harga 1 sirip mewakili 30 menit untuk gambar diatas. Tetapi berbeda untuk jenis theben yang lainnya. Posisi awal adalah sirip-sirip dalam keadaan terbuka semuanya. Aturlah sirip-sirip sesuai dengan waktu yang diharapkan, yaitu dengan menekan kedalam. Sebagai contoh ketika kita ingimn menghidupkan lampu jalan menyala pada pukul 18.00 dan akan mati pada pukul 06.30 pagi, maka pengaturan yang kita lakukan adalah dengan cara menekan kedalam sirip-sirip pada angka no 4, sehinggabanyaknya sirip yang ditekan kedalam dimulai dari 18.00 dan berakhir pada
posisi 06.30 dan sisanya biarkan dalam keadaan terbuka. Dan angka no 6 biarkan pada posisi Auto.Setelah itu timer theben siap digunakan dan dikombinasikan dengan kontaktor untuk penerangan lampu yang banyak seperti untuk lampu jalan, dikarenakan kalua langsung timer theben ke beban/lampu dalam jumlah banyak akan mengakibatkan theben rusak (Overlaod). 6.
Rangkaian motor bergantian harus dilengkapi dengan safety function yang merupakan alat pengaman berupa thermal overload dan timer. Thermal overload adalah alat pengaman yang digunakan untuk pada rangkaian listrik untuk memutus aliran listrik ketika terjadi overload atau kelebihan panas pada motor, maka motor akan mati secara otomatis Sedangkan untuk mengatur penyalaan motor dapat di gunakan Time Delay Relay (TDR) yang dapat di setting menurut kebutuhan.
III. METODOLOGI PRAKTIKUM 3.1. Lembar Kerja Tabel 3.1 Hasil Pengujian PENGUJIAN
ADA
TIDAK ADA
1. Hubung Singkat a. Phase dengan Phase L1 – L2
√
L1 – L3
√
L2 – L3
√
b. Phase dengan Netral L1 – N
√
L2 – N
√
L3 – N
√
c. Phase
dengan
Proteksi
Pertanahan L1 – PE
√
L2 – PE
√
L3 – PE
√
2. Connection a. Rangkaian Daya – Sumber
√
b.Rangkaian Kontrol – Sumber
√
NO
THERMAL OVERLOAD
1.
Tidak Bekerja
2.
Bekerja
KONDISI MOTOR Bergerak (ON) Tidak Bergerak (OFF)
Tabel 3.2 Hasil Percobaan NO
KONDISI S2
KONDISI TIMER
KONDISI
KETERANGAN
MOTOR
1.
Terbuka
Tidak bekerja
Diam
Motor diam
Motor 1 bekerja selama 2 second, 2.
Tertutup
Bekerja
Bekerja
motor 2 bekerja
3.2. Alat dan bahan Adapun peralatan dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:
No.
Peralatan
Nama
Spesifikasi
Jumlah
Keterangan
1
Tang potong
1 bh
MEKANIK
2
Tang Kombinasi
1 bh
MEKANIK
3
Tang Cable Schoon
1 bh
MEKANIK
4
Tang Kerucut
1 bh
MEKANIK
5
Pisau potong (cutter)
1 bh
MEKANIK
6
Obeng +,-
1 bh
MEKANIK
7
Kikir
1 bh
MEKANIK
8
Palu
1 bh
MEKANIK
9
Penitik
1 bh
MEKANIK
10
Penggores
1 bh
MEKANIK
11
Penggaris
1 bh
MEKANIK
12
Solder
220 V / 40 W
1 bh
ELEKTRIK
13
Hand Bor
220 V/ 300 W
1 bh
ELEKTRIK
14
Multitester
1 bh
ELEKTRIK
15
Insulation Tester
1 bh
ELEKTRIK
16
Tespen
1 bh
ELEKTRIK
Bahan
No.
1.
2.
Nama
MCB
Kontaktor
Spesifikasi
Jumlah
Keterangan
3P, 6 A
1 bh
MG
1P, 6A
1 bh
MG
3P, 25 A, coil:220 V
1 bh
TM
1 bh
TM
1 bh
TM
NC (Stop)
1 bh
TM
NO (Start)
1 bh
Merah
1 bh
Hijau
1 bh
Krem
20 bh
Biru
8 bh
Kuning-hijau
8 bh
50 Hz
3.
Auxiliary contact
4.
Termal Overload
5.
Push Button
6.
7.
Indicator Lamp
Terminal Block
8.
Mounting rail
9.
Cable Schoon
2 NO, 2 NC
2.5 mmsq
TM
LEGRAND
1m
TM
2 pak
TM
10.
Spiral kabel
1 pak
11.
Cable gland
PG 16.PG 21.PG 29
6 bh
TM
12.
Kabel
NYY 5x2.5 mmsq
4m
JEMBO
NYAF 1.5 mmsq (ht)
10 m
13.
Baut + Mur
M3, M4
4 pak
14.
Box Panel
600x500x200
1 bh
15.
Motor listrik
Star-delta, 5 kw
1 bh
3.3 Prosedur keselamatan Prosedur keselamatan yang dapat diaplikasikan selama melakukan praktikum ini adalah sebagai berikut : 1. Perhatikan setiap langkah kerja yang akan saudara kerjakan semua harus sesuai dengan SOP 2. Sebelum merangkai pastikan power dalam keadaan off atau mati 3. Periksa semua peralatan dan komponen dalam keadaan aman digunakan 4. Dalam melakukan pekerjaan rangkaian dilarang bercanda dan bercakap yang tidak ada hubungannya dengan modul praktikum. 5. Sebelum mencoba pastikan dicek terlebih dahulu dengan menghubungi instruktur bengkel/laboratorium 3.4. Langkah Kerja
1. Periksa semua komponen pada panel, dan yakinkan bahwa komponen dalam keadaan baik. 2. Pelajari gambar rangkaian kontrol dan rangkaian daya, jika kurang mengerti tanyakan pada instruktur 3. Lakukan pengawatan pada panel untuk sistem Milling sesuai dengan diagram rangkaian daya dan diagram rangkaian kontrol yang telah diberikan dalam buku praktikan. 4. Periksakan pada instruktur apakah pengawatan pada panel yang telah saudara lakukan adalah benar, aman sesuai aturan sebelum dihubungkan ke sumber tegangan, termasuk sambungan ke beban yaitu motor listrik 3 phase. 5. Yakinkan dan cek ulang sekali lagi pengawatan tersebut. 6. Setelah yakin sebelum di coba periksa lagi tentang safety listrik yg akan di coba 7. Setelah yakin betul, maka masukkan sumber tegangan listrik untuk tes rangkaian kontrol dan setelah itu mengoperasikan rangkaian daya.
3.5. Gambar Kerja
Gambar 3.1 Gambar rangkaian kontrol
Gambar 3.2 Gambar rangkaian daya
IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Foto rangkaian saat praktikum
4.2 Analisa dan pembahasan Pada praktikum ini, dilakukan proses merangkai suatu rangkaian daya dimana rangkaian ini akan dihubungkan dengan motor atau disebut dengan rangkaian kontrol. Setelah rangkaian kontrol telah terbentuk, diamati apakah ada kemungkinan adanya hubungan singkat atau kesalahan lainnya. Setelah dapat dipastikan rangkaian sudah benar dan aman, barulah kita membuat rangkaian selanjutnya yakni rangkaian daya yang nantinya akan dihubungkan dengan motor. Sebelum dihubungkan dengan motor, rangkaian daya terlebih dahulu diamati untuk mengetahui apakah ada hubungan singkat atau tidak. Dari tabel hasil pengujian menunjukkan semua intalasi sudah terpasang dengan baik karena tidak terdeteksi adanya hubungan singkat baik antara rangkaian satu phase dengan netral, maupun rangkaian tiga phase dengan motor yang digunakan. Namun teteap terdapat hubugan antara rangkaian daya
dengan sunmber juga antara rangkaian kontrol dengan sumber yang menyebabkan rangkaian bisa berfungsi dengan baik. Pada saat thermal overload dalam keadaaan tidak bekerja, kondisi motor masih tetap bisa bekerja namun pada saat thermal overload bekerja, motor akan mati atau tidak bekerja. Hal ini menunjukkan bahwa thermal overload yang dipasang dalam rangkaian berperan sebagai safety function dan dapat berfungsi dengan baik. Karena ketika terjadi overload atau kelebihan panas pada motor, maka motor akan mati secara otomatis. Berdasarkan tabel hasil percobaan dengan motor, diketahui bahwa kondisi S2 yang merupakan saklar normally open sangat mempengaruhi kinerja motor. Ketika S2 dalam keadaan terbuka, kondisi timer dan motor dalam keadaan off sehingga motor tidak bekerja. Namun ketika S2 dalam keadaan tertutup, kondisi timer dan motor dalam keadaan on sehingga mengakibatkan motor bekerja. Motor akan mati atau berhenti bekerja ketika normally closed terbuka Sedangkan untuk mengatur penyalaan motor dapat di gunakan Time Delay Relay (TDR) yang dapat di setting menurut kebutuhan. Dalam praktikum kali ini, motor 1 berjalan terlebih dahulu dibanding motor 2. Ketika waktu timer motor 1 telah habis, maka otomatis motor 1 akan berhenti dan motor 2 akan bekerja. Hal ini dapat diatur dengan Time Delay Relay (TDR) yang dipasang dalam rangkaian sehingga terjadi delay time antara kedua motor.
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Rangkaian bekerja dengan baik ketika tombol ON ditekan, maka kontaktor 1 dan timer (TDR) bekerja . Timer (TDR) secara otomatis menghitung mundur waktu yang telah di seting dan membuat semua kontak yang ada pada timer aktif, setelah waktu habis. Karena kontak yang digunakan adalah NO, maka akan berubah menjadi NC yang akan mengalirkan arus menuju kontaktor 2 sehingga kontaktor 2 aktif kemudian mematikan motor 1 dan menghidupkan motor 2
Rangkaian motor bergantian harus dilengkapi dengan safety function yang merupakan alat pengaman berupa thermal overload dan timer. Thermal overload adalah alat pengaman yang digunakan untuk pada rangkaian listrik untuk memutus aliran listrik ketika terjadi overload atau kelebihan panas pada motor, maka motor akan mati secara otomatis Sedangkan untuk mengatur penyalaan motor dapat di gunakan Time Delay Relay (TDR) yang dapat di setting menurut kebutuhan.
5.2. Saran Adapun saran yang bisa kami berikan untuk kelancaran praktikum motor bergantian adalah
Pastikan semua komponen yang akan digunakan dalam keadaan baik dan tidak rusak
Pastikan untuk mencatat spesifikasi alat yang digunakan
DAFTAR PUSTAKA Electrical Handbook Vol. I dan Vol. II Handbook Pelatihan Kontrol Motor PT Freeford Hendro Agus Widodo.,SST,.MT. 2017. Modul Ajar Praktikum Teknik Listrik. Surabaya: Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. Instalasi Motor-motor Listrik Jilid 1 1999 LIPI PUIL Jakarta 1987 PEDC Bandung, Cource Note Bengkel Listrik Semester II PEDC Bandung, Rancangan Listrik Semester III & IV 1986 PEDC Bandung, Course Note Bengkel Listrik Semester VI 1986 .
LAMPIRAN Proses merangkai rangkain pada panel :
Pemeriksaan rangkaian :
