Politeknik Negeri Semarang
Percobaan 4
Jurusan: Teknik Elektro Prodi : D3 – Listrik Listrik Makul : Rancangan Listrik Listrik Kendali Industri
I.
Nama : Rizky Ahmed Hakeem Kelas : LT-2A
PENGASUTAN SLIPRING DAN SOFTSTARTER
NIM : 3.31.16.0.22 Dosen : Djodi Antono, B.Tech, M.Eng.
TUJUAN
Setelah selesai melakukan percobaan ini mahasiswa dapat : 1. Membaca gambar-gambar diagram rangkaian kendali pada mesin di industri dengan baik dan benar. 2. Menerapkan kendali pengasutan motor slipring dan softstater softstater pada berbagi mesin di industri. 3. Merancang sistem kendali pada mesin sederhana di industri dengan baik dan benar.
II.
DASAR TEORI
1. Pengasutan Tahanan Luar / Slipring Suatu cara lain untuk menurunkan arus awal motor induksi adalah dengan mempergunakan hambatan R dalam rangkain rotor. Tentu cara ini hanya dapat dipakai untuk motor induksi yang mempunyai rotor lilitan. Untuk motor induksi dengan rotor sangkar hal ini tidak dapat dilakukan. Gambar dibawah memperlihatkan secara skematis sebuah motor induksi tiga fasa. Stator disambung pada jaringan tiga fasa U-V-W. Pada rotor, yang belitannya dalam rangkaian bintang, tersambung dibelakang cincing geser dengan hambatan-hambatan Ra dan Rb dalam seri yang terangkat dalam hubungan bintang. Rangkaian hambatan Ra dapat dihubungsingkatkan oleh saklar Sa, sedangkan rangkaian hambatan Rb dapat dihubungsingkatkan oleh saklar Sb.
Gambar 2.13 Gambar Rangkaian Tahanan Asut
Pada waktu start seluruh hambatan Ra dan Rb terpasang pada rangkaian rotor,
sehingga
impedansi rotor dilihat dari jaringan menjadi tinggi, yang menyebabkan arus stator menjadi rendah. Beberapa saat setelah start, yaitu setelah arus awal agak menurun, saklar Sa ditutup, sehingga arus awal naik lagi sebentar.
Kemudian saklar Sb ditutup, dengan sendirinya
penahapan rangkaian dapat dilakukan dengan lebih dari dua tingkat, yaitu empat atau lima. Pelaksanaan penutupan saklar-saklar tahapan dapat dilakukan secara manual, ataupun secara otomatis. Pada alat start otomatis biasanya dipergunakan peralatan, yang menutup saklar tahapan setelah suatu putaran tertentu tercapai. Dan biasanya, setelah dicapai putaran nominal, dan semua hambatan R dihubungsingkat, maka sikatsikat pada cincin geser dihubungsingkat, kemudian diangkat. Hal ini adalah untuk mengurangi kerugian-kerugian yang disebabkan oleh geserangeseran sikat.
Gambar 2.14 Tahanan pada Rotor Gambar 2.15 memperlihatkan suatu cara menghubungsingkatkan hambatan R tidak bertahap, melainkan secara kontinyu. Dengan sendirinya, menurunkan nilai R antara ketiga fasa harus bersamaan, untuk menghindari terjadinya beban yang miring. Keuntungan dari pada pengasutan tahanan asut : a. Arus asut mengecil b. Rangkaiannya ekonomis Kerugian dari pada tahanan primer (a) Tidak dapat dipakai pada rotor sangkar
2. Pengasutan Softstarter Softstarter
sangat berbeda dengan starter lain. Tegangan start dengan
menggunakan
softstarter tidak tergantung pada arus yang ditarik oleh motor atau kecepatan motor. Tegangan yang masuk ke motor akan diatur dimulai dengan sangat rendah sehingga arus dan torsi saat start juga rendah. Pada saat ini tegangan yang masuk hanya cukup untuk menggerakan beban dan akan menghilangkan kejutan pada beban. Tegangan start diprogram mengikuti kontur terhadap waktu atau Time Voltage Ramp (TVR). Melalui TVR, tegangan awal untuk motor diberikan
sekitar 40% - 70% dari tegangan nominal dimana cukup untuk mengawali torsi motor untuk start , kemudian naik perlahan sampai mencapai kecepatan normal. Komponen utama softstarter adalah thyristor dan rangkaian yang mengatur trigger thyristor . Thyristor adalah komponen semikonduktor untuk menahan arus AC atau melewatkan arus AC menggunakan sumber input yang kecil. Seperti diketahui, output thyristor dapat di atur via pin gate nya. Rangkaian tersebut akan mengontrol level tegangan yang akan dikeluarkan oleh thyristor . Thyristor yang terpasang bisa pada dua fasa atau tiga fasa. Selain untuk starting motor, softstarter juga dilengkapi fitur soft stop. Jadi saat berhenti, tegangan juga dikurangi secara perlahan atau tidak dilepaskan begitu saja seperti pada starter yang menggunakan kontaktor.
Gambar 2.12 Pengasutan dengan Softstarter Komponen SCR memblokir aliran arus dalam satu arah tetapi meneruskan arus dalam arah yang lainnya setelah menerima sinyal trigger atau “penyulut” yang disebut pulsa gerbang. Enam buah SCR disusun dalam konfigurasi yang disebut konverter AC-AC anti paralel. Dengan rangkaian kendali yang tepat dapat dicapai pengendalian arus motor atau waktu percepatan yaitu dengan menggunakan pulsa gerbang SCR pada waktu yang berbeda dalam setiap setengah siklus tegangan sumber. Jika pulsa gerbang dikenakan lebih dulu dalam setengah siklus, keluaran SCR tinggi. Jika pulsa gerbang dikenakan agak lambat dalam setengah siklus, keluarannya rendah. Maka tegangan masukan ke motor dapat diubah dari nol sampai sepenuhnya selama periode start , sehingga motor melakukan percepatan dengan halus mulai dari nol sampai kecepatan penuh.
Gambar 2.13 Kurva Karakteristik Pengasutan dengan Softstarter Diketahui bahwa metode softstarting memiliki slip dan torsi paling rendah diantara metode yang lain pada keadaan tanpa beban maupun berbeban. Berubah-ubahnya harga slip dari 100% pada saat start hingga 0% pada saat motor diam (ns=nr ). Karena slip adalah selisih antara kecepatan sinkron dan kecepatan rotor, maka supaya motor dapat berputar ns tidak boleh sama dengan nr atau kecepatan sinkron dari motor induksi akan lebih cepat tercapai Adanya pertambahan beban akan memperbesar kopel motor yang akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip akan bertambah besar. Jadi, bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun atau semakin besar nilai slip pada motor induksi pencapaian kecepatan konstannya (kecepatan sinkron) akan semakin lama. Torsi adalah gaya putar yang dihasilkan motor untuk memutar beban. Softstarter bertujuan untuk mendapat start dan stop yang terkendali, sehalus mungkin serta terproteksi dan mencapai kecepatan nominal yang konstan pada aplikasi dengan torsi start rendah. Softstarter tidak memberikan torsi lebih. Hal ini dikarenakan adanya penganturan waktu pada softstarter untuk Vst dan Ist sampai ke keadaan mantap atau beban penuh. Semakin lama pencapaian arus beban penuh maka akan semakin kecil torsi start yang didapat.
III. ALAT DAN BAHAN
1.
Magnetik Kontaktor
3 buah
2.
Multimeter Analog
1 buah
3.
Push Button
2 buah
4.
Tacho meter
1 buah
5.
Lampu Tanda
2 buah
6.
Kabel Hubung
secukupnya
7.
MCB 1 Phase 4 Ampere
1 buah
8.
MCB 3 Phase 6 Ampere
1 buah
9.
TORL 10 A
1 buah
10. Motor Listrik AC 3 Phase 1,5kW
1 buah
11. Tang Ampere
1 buah
IV. RANGKAIAN PERCOBAAN
1. Rangkaian Pengasutan Tahanan Asut / Slipring
Gbr. Rangkaian Daya Tahanan Asut
Gbr. Rangkaian Kontrol Tahanan Asut
2. Rangkaian Pengasutan Softstarter
Gbr. Rangkaian Daya dan Kontrol Softstarter
V. LANGKAH PERCOBAAN
1. Siapkan alat dan bahan 2. Rangkai rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian 3. Hubungkan rangkaian ke sumber tegangan 4. Lakukan percobaan sesuai dengan prinsip kerja rangkaian 5. Catat data hasil percobaan 6. Ulangi langkah 2 sampai langkah 5 untuk rangkaian 2 sampai rangkaian 7 7. Rapikan alat dan bahan kemudian kembalikan ke tempat semula 8. Bersihkan tempat kerja
VI. HASIL PERCOBAAN
1. Pengasutan Slipring Ket
Arus
Putaran Motor
R minimum
1
1400 Rpm
R maksimum
1,3
1111,12 Rpm
Ket
Arus
Putaran Motor
Start
0,6
1500 Rpm
Running
1,1
1415 Rpm
2. Pengasutan Star Delta Otomatis
VII. PEMBAHASAN PERCOBAAN
1. Slipring Pada pengasutan tahanan asut, motor yang digunakan adalah motor slipring . Kami menguji metode ini dengan mengatur besar resistor bernilai maksimum. Pada keadaan resistor bernilai maksimum (100 ohm), arus start pada motor sebesar 1,3 A, kemudian nilai resistor diperkecil hingga nol sehingga arus yang mengalir sama dengan arus running yaitu 1 A. Hal ini terjadi karena pada pengasutan tahanan asut nilai arus start bergantung pada besar nilai resistor yang digunakan, semakin besar nilai resistor maka arus start dan torsi start semakin rendah. Meskipun sama-sama mempunyai nilai arus start yang rendah disbanding arus running dengan pengasutan
bintang segitiga dan softstarter, pada pengasutan tahanan asut ini tidak bisa diatur waktunya untuk melakukan start. Jadi waktu yang digunakan untuk start itu sesaat seperti halnya pengasutan DOL. Penurunan tegangan yang dihasilkan pengasutan ini tidak serendah pada pengasutan bintang segitiga. Pada grafik terlihat bahwa penurunan arus start landai dari rendah menuju arus kerjanya. Pada percobaan diatas dengan menggunakan nilai resistor maksimum 100 ohm didapatkan penurunan arus start sebesar 92,8 % dari arus kerjanya. Jadi apabila ingin mendapatkan nilai penurunan arus start yang lebih rendah maka harus memperbesar nilai resistor 2. Softstarter Pada pengasutan softstarter terdapat setelan waktu start yang mempengaruhi tegangan yang masuk sehingga tegangan sumber tidak sepenuhnya masuk. Adapun besar arus start yang terjadi selama 12 detik yaitu 0,6 A pada detik pertama lalu naik perlahan sampai pada detik ke 12 arus start menjadi 0,8 A. Selanjutnya nilai arus menjadi 1,1 A (arus run). Pada pengasutan softstarter ini tidak terjadi lonjakan arus start karena tegangan akan dinaikkan secara bertahap sampai ke nominal tegangannya dan motor akan berputar dengan kondisi kecepatan yang normal. Tegangan yang masuk ke motor akan diatur dimulai dengan sangat rendah sehingga arus dan torsi saat start juga rendah. Setelah digunakan saat start maka softstarter tidak digunakan lagi. Oleh karena itu softstarter hanya berfungsi pada saat motor di start. Selain untuk starting motor, softstarter mempunyai fitur soft stop. Jadi saat stop
tegangandikurangi secara perlahan atau tidak
dilepaskan begitu saja seperti pada starter yang menggunakan kontaktor.
VIII. KESIMPULAN
Berdasarkan analisa di atas maka metode yang paling baik digunakan adalah softstarter karena pada grafik yang ditunjukan oleh metode softstarter tidak menunjukan adanya lonjakan arus yang signifikan antara arus starting dengan arus running. Arus start yang dihasilkan landai dan bertahap dari rendah menuju arus kerjanya. Pada percobaan diatas memang arus start terendah pada pengasutan bintang segitiga, tetapi karena adanya momen perpindahan dari hubungan bintang ke segitiga yang dapat mengakibatkan torsi kejut,jenis pengasutan ini tidak direkomendasikan untuk digunakan pada beban motor yang mengharuskan memiliki kecepatan konstan. Sehingga keuntungan secara elektrik adalah dapat meminimalisir tegangan jatuh (drop voltage) karena dengan softstarter putaran motor perlahan-lahan dari nol hinggal putaran nominal dimana setelan waktunya dapat kita atur.
IX. DAFTAR PUSTAKA
https://www.academia.edu/5308790/starter_motor_induksi_slipring
http://edsa-enginering.blogspot.co.id/2011/05/pengasutan-motor-listrik.html
