Prinsip Pengontrolan Motor Induksi 3 Fasa
Kata Kat a kon kontro troll ber berart artii men mengat gatur ur ata atau u men mengen genda dalik likan, an, jad jadii ya yang ng dim dimaks aksud ud den dengan gan pengon pen gontro trolan lan mot motor or ada adalah lah pengaturan pengaturan atau pengendalian motor mulai dari pengasutan, pengoperasian hingga motor itu berhenti . Maka pengontrolan motor dapat dikategorikan menjadi tiga bagian menurut fungsinya, yaitu: •
Pengontrolan pada saat pengasutan (starting)
•
Pengontrolan pada saat motor dalam keadaan beroperasi (pengaturan kecepatan, pembalikan arah putaran dan lain-lain)
•
Pengontrolan pada saat motor berhenti beroperasi (pengereman).
esuai dengan perkembangan teknologi yang memicu perkembangan industri, cara atau at au si sist stem em pe peng ngon ontr trol olan an it itu u te teru rus s be berk rkem emba bang ng.. Ma Maka ka da dari ri ca cara rany nya a da dapa patt diklasifikasikan menjadi: •
Pengontrolan cara manual (manual (manual control )
•
Pengontrolan semi-otomatis (semi-automatic (semi-automatic control )
•
Pengontrolan otomatis (automatic (automatic control )
•
Pengontrolan terprogram ( programmable programmable controller )
!alam mengoperasikan motor listrik, agar dapat berfungsi andal dan terhindar dari gangguan gang guan dan kerus kerusakan, akan, dan terjam terjamin in kese keselamat lamatan an terha terhadap dap baha bahaya ya seng sengatan atan listrik, maka setiap instalasi motor-motor listrik dilengkapi dengan peralatan proteksi. "aitu proteksi beban lebih, pentanahan, dan hubung singkat.
Motor Mot or ind induks uksii ( Asynchronous Asynchronous motor ) sec secara ara lua luas s ban banya yak k dig diguna unakan kan di fas fasilit ilitas as indust ind ustri ri da dan n ban bangun gunan an bes besar ar.. #an #anca canga ngan n dan per pera$ a$ata atanny nnya a se seder derhan hana, a, da dapat pat disesuaikan pada berbagai aplikasi di lapangan dan pengoperasiannya ekonomis. %ni sangat menguntungkan sebagai solusi pengendali motor induksi pada sisi harga dan kualitas.
Karakteristik motor induksi tiga-phasa adalah arus bebannya tinggi pada sumber tegangan dengan direct-on-line starting . Menghasilkan arus start dan lonjakan yang tinggii jika diapl tingg diaplikasi ikasikan kan pada tega tegangan ngan penuh, akan mengakibatkan mengakibatkan penurunan penurunan tegangan sumber dan pengaruh transien torsi pada sistem mekanik.
&ambar '. Metoda Motor tarting
Keterangan nomorkode gambar: '. Direct-On-Line Direct-On-Line motor motor starting.
. Start-delta Start-delta (bintang-segitiga) (bintang-segitiga) motor starting. *. Soft starter (+), (+), motor starter kontinyu dan bertahap, alternafif secara elektronik sebagai pengganti tart-delta (bintang-segitiga) motor starting. . Va Variabl riable e Freq Frequency uency Drive Drivers rs atau ine inerter rter seba sebagai gai peng pengenda endalili kece kecepatan patan motor dan terintegrasi dengan proteksi motor secara elektronik.
is i ste tem m
pen pe ngo gop per era asi sian an
mot otor or
dila di lak kuk uka an
pada
saat start , running dan dan Stop Stop..
Keberhasil Keber hasilan an suatu suatu pengoper pengoperasian asian sebua sebuah h motor listri listrik k bukan bukan saja diten ditentukan tukan,, pada unning !erformance !erformance motor , tetapi juga juga ditentukan oleh Starting !erformance . !erformance . Pemi Pe milih lihan an me meto toda da st star arti ting ng ba bany nyak ak di dipe peng ngar aruh uhii ol oleh eh be bebe bera rapa pa fa fakt ktor or se sepe pert rtii kapasitas kapa sitas daya daya motor keperlua keperluan n arus starting starting , torsi starting starting,, kecepatan kecepatan , jenis atau tipe motor dan macam-macam beban yang digerakkan oleh motor tersebut.
tarting Motor induksi rotor sangkar dapat dilakukan antara lain : •
Direct on line ( DOL ) tarting dengan metoda ini menggunakan tegangan jala-jala line penuh yang dihubungkan langsung ke terminal motor melalui rangkaia pengendali mekanik atau dengan relay kontaktor magnit.
•
Star Delta tarr a$ ta a$al al dil dilak akuka ukan n dal dalam am hub hubnga ngan n bin bintan tang g da dan n kem kemud udian ian mot motor or ber berope operas rasii normal nor mal dal dalam am hun hunga gan n del delta. ta. Pe Penge ngenda ndalia lian n bin bintan tang g ke del delta ta dap dapat at dil dilaku akukan kan dengan sakelar mekanik mekanik "/ atau dengan relay kontaktor kontaktor magnit.
•
Starting Dengan Menggunakan Tahanan Primer (Primary esistance) •
tarting dengan dengan metoda ini adalah dengan mengunakan mengunakan tahanan primer primer untuk menurunkan tegangan yang masuk ke motor.
•
!uto Trans"ormer tar t artin ting g de deng ngan an me meto toda da in inii ad adal alah ah de deng ngan an me meng nghu hubu bung ngka kan n mo moto torr pa pada da taptegangan sekunder sekunder auto transformer terendah terendah dan bertahap dinaikkan hingga hingga
menca men capai pai ke kecep cepata atan n nom nomina inall mot motor or
dan mot motor or ter terhub hubun ung g lan langsu gsung ng pad pada a
tegangan penuh penuh tegangan nominal motor . •
Motor Slip ing # otor lilit lilit.. 0ntu 0n tuk k mo moto torr ro roto torr li lili litt ( Sli Slip p in ing g )) start starting ing motor dilakukan dilakukan dengan metoda pengaturan rintangan rotor (Scondary (Scondary esistor ) . Motor beroperasi normal pada rotor dalam hubungan bintang.
!$ Pengasutan Langsung (Direct on line#DOL line#DOL starter) starter) Karakteristik umum : •
1rus starting : sampai 2 kali arus nominal nominal
•
3orsi starting starting : 4,5 sampai ',5 kali kali torsi nominal
•
Kriteria pemakaian : • • •
•
* terminal motor, daya rendah sampai menengah 1rus starting tinggi dan terjadi drop tegangan tegangan Peralatan sederhana 6aktu total yang diperlukan untuk !78 tarting direkomendasikan tidak lebih dari '4 detik.
&ambar . Karakteristik arus, torsi dan kecepatan
9arga torsi dan arus pada saat starting dapat ditentukan dari persamaan berikut : !aya 3orsi ; kecepatan sudut
3 ; <............$att =ika> < π?s, maka daya masukan motor (Pin) Pin π?s3 atau K3 Perbandingan 3orsi starting dengan 3orsi beban penuh kalau,
Pengasutan secara langsung !78 (direct ( direct on line) line) akan menarik arus sangat besar dari jaringan (±@ - A kali arus normal), normal ), dan torsi pengasutan 4,5 - ',5 ; torsi nominal. #angkaian kontrol pengasutan motor secara !78 dapat dilihat pada gambar *.
&ambar *. #angkaian pengontrolan motor
1pabila motor induksi direkomendasikan diasut !78, $aktu pengasutan singkat, tidak lebih dari '4 detik dan kapasitas B9P motor maksimum 5k6. 1tau pengasutan !78 dapat direkomendasikan dengan kapasitas motor hingga 4,5 -'M6 apabila $aktu asut ≤ 5 detik dan persediaan daya pada feeder cukup, cukup, dimana $aktu t dan besaran kuat arus starting motor tidak melampau m elampau triping alat proteksi. Karakteristik hubungan antara arus % dan kecepatan nr , dan torsi 3 dan kecepatan nr dengan pengasutan !78 dapat dapat dilihat pada gambar .
Komponen-komponen kontrol Motor %nduksi * Casa %$ &ontaktor Magnet (Magnetic (Magnetic Contactor ) Kontaktor magnet atau sakelar magnet adalah sakelar yang bekerja berdasarkan kemagnetan, artinya saklar ini dapat bekerja apabila ada gaya kemagnetan. Magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak. ebuah kontaktor harus mampu mengalirkan dan memutuskan arus listrik dalam keadaan normal. 1rus listrik yang mengalir secara normal adalah arus listrik yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Kumparan magnet kontaktor (coil ( coil ) dapat dirancang untuk arus searah (!D) atau arus bolak-balik (1D). Kontaktor 1D pada inti magnetnya dipasang cincin hubung singkat untuk menjaga arus kemagnetan tetap
stabil, stabi l, sehi sehingga ngga kont kontaktor aktor tersebut beke bekerja rja norma normal. l. eda edangka ngkan n pada kump kumparan aran magnet !D tidak dipasang cincin hubung singkat. Bila kontaktor !D digunakan pada tegangan bolak-balik (1D) maka kemagnetannya akan timbul dan hilang setiap saat mengikuti bentuk gelombang tegangan bolak-balik (1D). Bila Bil a ko konta ntakto ktorr ya yang ng ran rancan cang g unt untuk uk teg tegan angan gan bo bolak lak-ba -balik lik (1D (1D)) dig diguna unaka kan n pad pada a tegangan tegan gan sear searah ah (!D), maka pada kumparan kumparan terse tersebut but tidak akan menimbulkan menimbulkan induksi sehingga kumparan menjadi panas. ebaliknya bila kontaktor untuk untuk tegangan searah (!D) yang tidak mempunyai cincin hubung singkat dihubungkan dengan deng an tega tegangan ngan bolak-balik bolak-balik (1D) maka kont kontaktor aktor tersebut tersebut akan bergetar bergetar yang disebabkan oleh kemagnetan pada kumparan magnet yang timbul dan hilang setiap detik '44 kali.
&ambar . Kontaktor magnet Biasanya pada kontaktor terdapat beberapa kontak, yaitu kontak normal terbuka (normaly open " #O) #O) dan kontak normal tertutup (normaly ( normaly close " #$ ). ). Kontak ?7 berarti saat kontaktor belum bekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktor bekerja kedudukan kontaknya menutupmenghubung. menutupmenghubung. =adi fungsi kontak ?7 dan ?D berla$an. Cungsi kontak-kontak tersebut terdiri dari kontak utama dan kontak bantu. Kontak utama terdiri dari kontak ?7 dan kontak bantu terdiri dari kontak ?7 dan ?D. Kontruksi dari kontak utama berbeda dengan kontak bantu, dimana kontak utama
mempunyai luas permukaan yang luas dan tebal. edangkan kontak bantu luas permukaannya kecil dan tipis,
&ambar 5 Kontak-kontak pada kontaktor magnet m agnet
Kontak utama digunakan untuk mengalirkan arus pada rangkaian utama,yaitu arus yang diperlukan untuk peralatan listrik misalnya : motor listrik, pesa$at pemenas dan sebaga seb againy inya. a. ed edang angka kan n kon kontak tak ban bantu tu dig digun unaka akan n unt untuk uk men menga galirk lirkan an aru arus s pad pada a rangkaian pengendali (kontrol) yang diperlukan untuk kumparan magnet, alat bantu rangkaian, lampu indikator, dan sebagainya. Kategori penggunaan kontaktor magnet sebagai berikut :
3abel '. Kategori Penggunaan Kontaktor Magnet Katagori 1D' 1D 1D*
0raian Katagori menurut %ED ?on %nduktif atau beban induktif induktif ringan tarting Motor slip-ring tarting Motor %nduksi #otor angkar dan hanya
1D
pensaklaran setelah kecepatan motor naik tarting Motor %nduksi #otor angkar dengan peng pengen enda dali li
1D''
inch inchin ing g
dan dan
tarttop #angkaian Kontrol (1u;iliary) (1u;iliary)
plug pluggi ging ng..
#ang #angka kaia ian n
Penggunaan kontaktor harus dipahami rangkaian pengendali (kontrol) dan rangkaian daya (utama). #angkaian pengendali adalah rangkaian yang hanya menggambarkan bekerjany beke rjanya a konta kontaktor ktor deng dengan an konta kontak-ko k-kontak ntak bant bantu. u. eda edangka ngkan n rangk rangkaian aian utama adalah rangkaian yang khusus melayani hubungan peralatan listrik dengan sumber tegangan (jala-jala).
Push 'utton and Selector Sitch
$% Tom*ol tekan (push *utton) 3ombol tekan masih banyak sekali dipakai untuk menggontrol motor. 3ombol yang normal direncanakan untuk berbagai jenis yang mempunyai kontak normal tertutup (#ormaly $lose" #$ ) atau kontak normal terbuka (#ormaly ( #ormaly Open" #O). #O).
&ambar @. Kontruksi tombol tekan ?7
&ambar A. Kontruksi tombol tekan ?D Kontak ?7 akan menutup, jika tombol diteka dan kontak ?D akan membuka bila tombol ditekan. 3ombol 3ombol tekan ?7 digunakan untuk start sedangkan tombol tekan ?D digunakan untuk stop.
Push 'utton and Selector Sitch
&ambar 2. Kontruksi saklar selector Perb Pe rbed edaa aan n yang me mend ndas asar ar an anta tara ra to tomb mbol ol te teka kan n da dan n sa sake kela larr se sele lekt ktor or ad adal alah ah dioperasikan secara mekanik. !engan sakelar selektor operator dapat memutarkan menjadi kontak terbuka dan tertutup. akelar selektor digunakan untuk memilih satu dari dua atau lebih rangkaian yang memungkinkan. Dontoh berhenti dan jalan atau berhenti, kecepatan rendah dan kecepatan tinggi. Pada contoh berikut, lampu pilot P8' akan menyala jika saklar pada posisi ', dan lampu pilot P8 akan menyala pada posisi . %ni hanya bagian dari rangkaian kontrol
untuk permesinan dan status lampu pilot dapat digunakan untuk mengindikasikan kondisi mesin, contoh berhenti (stop) dan jalan ( run).
&ambar F.aklar selektor dua posisi
Thermal Over Load Relay (TO#TOL)$ (TO#TOL)$ 1lat pengaman yang digunakan bila pada motor terjadi beban lebih disebut %hermal Over Load elay &%O"%OL' biasanya &%O"%OL' biasanya digandengkan dengan kontaktor, dipasaran ada juga pengaman beban lebih yang terintegrasi pada (otor $ircuit )rea*er . #elay ini biasanya dihubungkan pada kontaktor ke kontak utama , , dan @ sebelum dihubungkan ke beban (motor). &unanya untuk memberikan perlindungan terhadap motor dari kerusakan akibat beban lebih.
Beberapa penyebab terjadinya beban lebih adalah : •
3erlalu besarnya beban mekanik pada motor.
•
1rus start yang terlalu besar atau atau motor berhenti secara mendadak. mendadak.
•
3erbukanya salah satu fasa dari motor * fasa.
1rus yang terlalu besar timbul tim bul pada beban motor akan mengalir m engalir pada belitan motor yang ya ng da dapa patt me meny nyeb ebab abka kan n ke keru rusa saka kan n da dan n te terb rbak akar arny nya a be belit litan an mo moto tor. r. 0n 0ntu tuk k men me nghi hind ndar arii
hall ha
ters te rse ebu butt
terj te rja adi
&%O"%OL' pada rangkaian pengendali.
dip ipa asa san ng %hermal
Over
Load
elay
Prinsip kerja %hermal Over Load elay &%O"%OL' berdasarkan &%O"%OL' berdasarkan panas (temperatur) yang ditimbulkan oleh arus yeng mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal, yang yan g menak menakibatk ibatkan an bimet bimetal al melen melengkun gkung g sela selanjutny njutnya a akan meng menggerak gerakan an konta kontakkkontak mekanik pemutus rangkaian listrik kontak F5 G F@ membuka dan kontak FA G F2 menutup.
&ambar '4. 37# dalam keadaan normal
&ambar ''. 37# dalam keadaan beban lebih
&ambar '. Kontruksi 3hermal 7er 8oad #elay (37#378)
Perlengkapan lain dari thermal beban lebih adalah reset mekanik yang fungsinya untuk mengembalikan kedudukan kontak F5 G F@ pada posisi semula (menghubung dalam keadaan normal) dan kontak FA G F2 (membuka dalam keadaan normal). etelah tombol reset ditekan maka kontak F5 G F@ yang semula membuka akibat beban lebih akan kembali menutup dan kontak FA G F2 akan kembali membuka. Bagian lain dari thermal beban lebih adalah pengatur batas arus.
Lampu Indikator 8ampu-lampu indikator merupakan komponen yang digunakan sebagai lampu tanda. 8ampu-lampu tersebut digunakan untuk berbagai keperluan misalnya untuk lampu indikator pada panel penunjuk fasa #, dan 3 atau 8', 8 dan 8*. elain itu juga lampu indikator digunakan sebagai indikasi bekerjanya suatu sistem kontrol misalnya lampu indikator merah menyala motor bekerja dan lampu indikator hijau menyala motor berhenti.
&ambar '*. Kontruksi lampu indicator Menu Me nuru rutt ga gamb mbar ar ra rang ngka kaia ian n be beri riku kutt in ini, i, ji jik ka mo moto torr di st stop op,, ko kont ntak ak normaly close kontaktor close kontaktor Mb tertutup, dan lampu indicator $arna hijau menyala.
&ambar '. Penggunanan Penggunanan lampu indicator pada rangkaian control
=ika kumparan kontaktor energi+e energi+e,, lampu indikator merah menyala mengindikasikan bah$a motor jalan (berputar). !alam kondisi ini, ko kontak Mb menjadi terbuka, dan lampu indicator hijau padam. 8ampu indikator merah dihubungkan parallel dengan kumpar kum paran an ko konta ntakto ktorr seh sehing ingga ga mot motor or aka akan n ber berpu putar tar ter terus us jik jika a lam lampu pu ind indika ikator tor tersebut terbakar.
&ambar '5. Kumparan kontaktor energiHe
=ika terjadi beban lebih, kontak normaly close 78 close 78 terbuka, motor berhenti dan lampu indikator merah menyala, kontak Mb terbuka, lampu indikator hijau menyala dan kontak normaly open 78 open 78 tertutup, lampu indikator kuning (1) menyala.
&ambar '@. aat terjadi beban lebih (oer ( oer load)
elay penunda aktu (Time (Time Delay Relay/TDR ) 3ime !elay adalah saklar penunda $aktu yang digunakan sebagai alat bantu sistim pengendali. 3erminal sumber tegangan terdapat pada nomor -A, Kontak ?7 pada terminal '-* dan @-2 dan kontak ?D terdapat pada terminal '- dan 5-2.
&ambar 'A. 9ubungan terminal relay penunda $aktu (3!#)
&ambar '2. Bagian depan relay penunda $aktu (3!#)
&ambar 'F. Mode operasi relay penunda $aktu (3!#) Kebanyakan dari relay penunda $aktu yang mempunyai batas pengesetan $aktu bera ber aria riasi. si. Don Dontoh toh,, rel relay ay pen penund unda a $ak $aktu tu mem memili iliki ki pe penge ngeset setan an $a $aktu ktu dar darii 4,4 4,45 5 samp sa mpai ai '4 '44 4 ja jam. m. #e #ela lay y pe penu nund nda a $ak aktu tu je jeni nisn sny ya ad ada a du dua a on-delay atau atau offdelay yang yang dapat dihubungkan dengan beban, tergantung bagaimana keluaran dari penga$atan rangkaian. Pada ilustrasi yang ditunjukan pada gambar diba$ah ini, seba se baga gaii
cont co ntoh oh on-delay atau atau cl clos osed ed
time ti mer r ,
juga
disebut
relay
penunda
$aktu normally open, time closed (NOTC)$ (NOTC)$ Pada contoh ini relay penunda $aktu diset untuk menunda $aktu 5 detik.
&ambar 4. #elay penunda $aktu on-delay
=ika ' tertutup, relay penunda $aktu mulai bekerja atau energi+es energi+es (menghitung (menghitung $aktu $a ktu). ). et etela elah h 5 det detik, ik, kot kotak ak dar darii rel relay ay ter terseb sebut ut ter tertut tutup, up, dan lam lampu pu ind indika ikator tor
menyala. =ika ' terbuka, relay penunda $aktu tidak bekerja atau de de--energi+es energi+es,, kotak kot ak dar darii rel relay ay ter terseb sebut ut sec secara ara ber bersam samaan aan ter terbuk buka, a, se sehin hingga gga lam lampu pu ind indika ikator tor padam.
&ambar '.#elay penunda $aktu on-delay setelah 5 detik
Motor +ircuit 'reaker (oto (o torr $i $irc rcui uitt )r )rea ea*e *err ada adalah lah pen penga gaman man mot motor or lis listrik trik ya yang ng men mengin ginteg tegras rasika ikan n pengaman hubung singkat dan beban lebih.
&ambar .Kontruksi Motor Dircuit Breaker
Starter &om*inasi Kombinasi starter adalah perangkat yang menggabungka menggabungkan n starting motor, pengaman hubun hu bung g sin singka gkat, t, dan sar saran ana a unt untuk uk pem pemutu utusa san n ya yang ng ama aman. n. ta tarte rterr ko kombi mbinas nasii tersebut ada yang mengacu ke standar komponen %ED maupun ?EM1.
&ambar *. Kontruksi Dombination tarters
Peralatan Proteksi Motor 8istrik Motor, Sirkit dan &endali %khitisar pasal 5.5 ditunjukan pada gambar *-*, rujuk pada P0%8 444.
&ambar . %khtisar pasal 5.5 P0%8 444
&ambar 5. Dontoh pada pasal 5.5.@.'
Persyaratan Proteksi Persyaratan tentang instalasi listrik di %ndonesia adalah Persyaratan 0mum %nstalasi 8istrik (P0%8) yang diterbitkan oleh tandar ?asional %ndonesia (?%), yang telah disesuaikan dengan ntern nternation ational al lect lectrotec rotechnica hnicall $omm $ommission ission &$' &$'.. Persyaratan protek pro teksi si ten tentan tang g ins instal talas asii pad pada a P0% P0%8, 8, mel melipu iputi ti bah bahay aya a kej kejut, ut, se sentu ntuh h lan langsu gsung ng maupun tak langsung, pembumian, efek termal, arus lebih, dan lain sebagainya. Berkenaan dengan instalasi motor listrik, pasal-pasal pentingnya adalah> pasal *..@ tentang ! &nternational !rotection', !rotection', yang melindungi motor dari benda padat dan benda cair. !imana pada pelat nama motor tercantum ! . %$% Peralatan Proteksi Peralatan proteksi untuk instalasi pengontrolan motor meliputi :
•
9ubung singkat
•
1rus lebih
•
ambar Petir
•
3egangan 3e gangan lebih
!alam tabel *-' akan diperlihatkan komponen-komponen peralatan proteksi instalasi pengontrolan motor. !imana selain sebagai alat proteksi juga berfungsi sebagai saklar pemutus.
%
%$%$Proteksi 'e*an Le*ih Motor
Memproteks Mempr oteksii opera operasi si motor terhadap gang gangguan guan dan kerus kerusakan, akan, pada rangk rangkaian aian kontrolnya diterapkan peralatan proteksi seperti dari tabel *-'. Keandalan kinerja proteksi akan sangat menentukan perlindungan motor terhadap gangguan. ebagai gambar gam baran an dip dipeli elihat hatkan kan pad pada a ga gamba mbarr *-' *-',, sua suatu tu ran rangka gkaian ian pen pengon gontro trolan lan mot motor or dengan dua kecepatan dan dua arah putar yang dilengkapi dengan alat-alat proteksi 378 dan sekring atau MDB. 3abel . Komponen proteksi kontrol motor Komponen
Cungsi kerja
?o '.
ekeri ek ering ng ' fas fasa a men mengam gamank ankan an aru arus s leb lebih ih den dengan gan car cara a mem memutu utus s (melebur) rangkaian jaringan
.
ekeri ek ering ng * fas fasa a men mengam gamank ankan an aru arus s leb lebih ih den dengan gan car cara a mem memutu utus s (melebur) rangkaian jaringan
*.
.
aklar pemutus bekerja secara termal elektrik
aklar pemutus bekerja secara elektro magnetis
5.
aklar pemutus bekerja secara termal elektrik dan elektro magnetis
@. 3ermal elektrik * fasa, menimbulkan panas oleh karena aliran arus listrik
A.
378 * fasa, menggerakkan posisi kontak relai saat terjadi arus lebih
aklar ak lar pem pemutu utus s tig tiga a kut kutub ub mel melepa epask skan an aru arus s leb lebih ih den dengan gan ter termal mal 2.
elektrik dan elektro magnet, yang bekerja berdasarkan panas yang ditimbulkan oleh arus listrik. !an magnet bekerja saat arus sangat besar, dan relai kontak berubah posisi. aklar pemutus tiga kutub pelepasan arus lebih dengan termal elektrik
F.
dan da n
hubu hu bung ng si sing ngka katt
deng de ngan an ele elekt ktro ro ma magn gnet etis is,,
yang ya ng
beke be kerj rja a
berdasarka berdas arkan n panas yang ditim ditimbulka bulkan n oleh arus listrik.!an listrik.!an magn magnet et bekerja saat arus cukup besar. dan relai kontak berubah posisi.
&ambar @. istem proteksi pengontrolan motor !arii ga !ar gamba mbarr @. sis sistem tem pro protek teksi si pen pengon gontro trolan lan mot motor or mem mempu puny nyai ai dua dua,, dim dimana ana masing mas ing-ma -masin sing g ak akan an mem mempro protek teksi si aru arus s ya yang ng ber berbed beda, a, mak maka a bat batas as pen penye yetel telan an pemutusan arus tidak sama besar. Proteksi dari sumber tegangan dengan sekering, baik untuk rangkaian daya maupun untuk rangkaian kontrol. Cungsi sekering dapat diganti dengan MDB, lihat gambar *'. Keandalan 378 (thermal (thermal over load ) sebagai alat proteksi adalah besaran arus proteksi dapat disetel mengacu kepada arus nominal motor. Besaran arus 378 yang disetel adalah ''4 - '4I dari arus nominal motor. ebagai contoh: suatu motor mempunyai arus nominal sebesar F1, maka batas pemutusan arus disetel> Penyetelan pemutusan arus 378 ''4I ; F 1 '4 1.
0ntuk 0nt uk ala alatt pro protek teksi si lai lainny nnya a sep sepert ertii MDB MDB,, bat batas as pe pemut mutusa usan n aru arusny snya a tid tidak ak dap dapat at disetel. 0ntuk menentukan nominal arus MDB sebagai proteksi rangkaian adalah minimum %-. %-. dari dari kuat arus rangkaian r angkaian yang diproteksi, misalnya beban motor. Kontaktor-kontaktor magnet dari gambar @, selain sebagai saklar, juga berfungsi sebagai proteksi tegangan nol. nol . !imana bila ke kumparannya tidak bertegangan, maka kontaktor akan memutus hubungan ke beban. 9al ini akan terjadi apabila sistem kontrol tersambar petir. Koordinasi Koord inasi $akt $aktu u tripping tripping ala alat-a t-alat lat pro protek teksi si dar darii ga gamba mbarr @, ha harus rus tep tepat, at, dim dimana ana $aktu pemutusan 378 harus lebih singkat dari $aktu pemutusan sekering, terutama saat terjadi gangguan hubung singkat. istem pentanahan suatu motor listrik seperti diperlihatkan pada gambar *-, adalah peralatan proteksi motor terhadap tegangan sentuh dan sambaran petir.
&ambar A. Kabel Pentanahan Motor
1pabila baut pengikat kabel kabel pentanahan dari gambar gambar A, tidak terikat kencang akan terjadi pengapian saat badan motor tersentuh tegangan yang disebabkan oleh kegagalan isolasi motor atau motor disambar petir.
1kibat
ikatan
baut
pentanahan
tidak
sempurna
mengakibatkan
resistansi
pentanahan tambah besar, apabila badan motor tersentuh tegangan seperti tersebut diatas dan badan motor itu disentuh manusia, maka tegangan pentanahan yang tida ti dak k ba baik ik ak akan an me meng ngal alir irka kan n ar arus us me mela lalu luii tu tubu buh h ma manu nusi sia a yan ang g be besa sara rann nnya ya dapat berakibatkan fatal. 7leh sebab itu, periks periksa a kabe kabell pent pentanah anahan an motor motor,, teruta terutama ma keke kekencan ncangan gan ikata ikatan n sam ambu bun nga gan n
kab abel el
sep se per erti ti
terrli te liha hatt
pad ada a
gamb mba ar A A..
Pen Pe nta tana naha han n
yang
baik besarnya tahanan maksimum adalah 4,2 J. eba e baga gaii re refe fere rens nsii me meng ngen enai ai si sist stem em pr prot otek eksi si in inst stal alas asii mo moto torr da dapa patt di dili liha hatt di Persyaratan 0mum %nstalasi 8listrik (P0%8) 44444A.
3ab abel el *. Penempatan unsur pengindera proteksi beban lebih
Datatan, jika motor disuplai melalui transformator yang dihubungkan dalam segitigabint bi ntan ang g
atau at au
bint bi ntan angg-se segi giti tiga ga,,
%nst %n stal alas asii
ber$ be r$en enan ang g
pemasangan tiga unsur sensor, satu pada setiap penghantar.
dapa da patt
meng me ngha haru rusk skan an
3abel .?ilai Pengenal atau etelan 3ertinggi &a$ai Proteksi irkit Motor 3erhadap 9ubungan ingkat
I/ST!L!SI MOTO D!/ SI&IT P0/10/D!LI
M737# #737# 1?&K1# * C11, 54 9H &ambar 2. istem proteksi instalasi motor induksi rotor sangkar
2u*ungan motor induksi tigaphasa =ika motor induksi tiga-phasa dihubungkan ke sumber tegangan, data pada pelat nama na ma mo moto torr ha haru rus s di dise sesu suai aika kan n de deng ngan an su sumb mber er te tega gang ngan an da dan n fre freku kuen ensi siny nya. a. 9ubungan 9ubu ngan diimplementasi diimplementasikan kan melal melalui ui enam terminal (ers (ersii stan standar) dar) pada kotak terminal motor dan perbedaannya antara dua jenis rangkaian, hubungan bintang dan hubungan segitiga. Dontoh untuk sumber tegangan tiga phasa 44 olt, 54 9H (lihat gambar F dan *4).
&ambar F. 9ubungan Bintang
&ambar *4. 9ubungan egitiga
ecara umum, keadaan motor tiga-phasa ditentukan pada standar (!%?!E 45*4, %EDE? @44*). Bagaimanapun juga rancangan pabrikan sangat dominan. Dontoh, yang ada di pasaran untuk daya output motor yang kecil (L k6) secara khusus digunakan pada pompa dan kipas, kadang-kadang kita temukan motor tanpa kotak terminal. !isini kumparan dihubungkan dibagian dalam motor dan hanya tiga kabel yang dapat dihubungkan untuk tegangan tertentu.
Motor Induksi 3 Fasa &onstruksi Motor Induksi Motor induksi terdiri dari dua bagian utama utama : •
Bagian yang tetap , disebut tator
•
Bagian yang bergerak , disebut #otor
!ilihat dari konstrusi rotor motor induksi ada dua jenis : •
Motor rotor sangkar rangkaian rotor nya dihubung singkat.
•
Motor cicincin luncur ( Slip ring motor ),mempunyai ),mempunyai rotor lilit
&ambar *'. Kontruksi motor induksi
tator terdiri dari tiga bagian utama yaitu : '. #angka , adalah rangka tuang atau baja tuang . %nti stator yang berupa berupa lembaran baja baja khusus yang dilaminasi untuk untuk mengurangi kerugian inti dari arus pusar ( ddy current ) ) dan dipres langsung pada rangka , inti stator dibuat alur-alur pada bagian dalam yang melingkar untuk penempatkan belitan kumparan stator *. Belitan stator terdiri tiga belitan yang identik dengan belitan fasa dan ditempatkan pada pad a '4 der deraja ajatt lis listrik trik dis diseke ekelili liling ng sta stator tor.. Ma Masin sing-m g-masi asing ng bel belita itan n ter terdir dirii dar darii sejuml sej umlah ah ku kumpa mparan ran ya yang ng dih dihub ubung ungkan kan ser serii dan men mengha ghasil silkan kan jum jumlah lah kut kutub ub perfasa perfa sa yan yang g dibut dibutuhka uhkan, n, &amba &ambarr '-@, mempe memperlihat rlihatkan kan konst konstruks ruksii stato statorr dan
rotorsangkar.. &ambar'-A, memperlihatkan pelat ama motor induksi memampilkan rotorsangkar informasi penting yang diperlukan untuk pemilihan dan aplikasi.
&ambar *. Pelat nama motor induksi
Prinsip tarting Motor %nduksi * Casa Pengasutan *intangsegitiga (Motor Starting StarDelta) Metoda Meto da starti starting ng " - / bany banyak ak digun digunakan akan untu untuk k menja menjalanka lankan n motor indu induksi ksi rotor sangkar yang mempunyai daya di atas 5 k6 (atau sekitar A 9P). 0ntuk menjalankan motor dapat dipilih starter yang umum dipakai antara lain : saklar rotari " - /, saklar
khusus khu sus "- / ata atau u da dapat pat jug juga a men menggu ggunak nakan an beb bebera erapa pa kon kontak taktor tor mag magnit nit bes besert erta a kelengkapannya kelengkapanny a yang dirancang khusus untul rangkaian starter " - /. Perlu diingat jika pada name plat motor tertulis 4*24 , sedangkan sedangkan tegangan jala jala yang tersedia sumber * fasa *24 , maka motor tersebut hanya boleh dihubungkan bintang (") artinya motor berjalan normal pada hubungan bintang pada tegangan *24 . Motor tersebut dapat dilakukan starting " - /. 1pabila dihubungkan pada tegangan jala * fasa 4 .
&ambar **. Perbandingan tegangan hubungan bintang (") dan segitiga (/)
&ambar *. Karakteristik arus, torsi dan kecepatan Karakteristik 0mum : • •
1rus start ',2 sampai ,@ kali arus nominal nominal 3orsi start 4,5 kali torsi nominal
•
Kriteria pemakaian :
•
@ terminal motor
•
3orsi puncak pada perubahan star ke delta
&ambar *5. Motor starting bintang-segitiga
Perbandingan arus start bintang G segitiga
Pengasutan dengan Tahanan Tahanan Primer (Primary esistance) tartin ta rting g de denga ngan n men menggu ggunak nakan an tah tahana anan n pri primer mer ada adalah lah su suatu atu car cara a men menuru urunka nkan n tegang teg angan an ya yang ng mas masuk uk ke mot motor or mel melalu aluii tah tahana anan n ya yang ng dis disebu ebutt tah tahana anan n pri primer mer karena tahanan ini terhubung pada sisi stator. 9al ini menggunakan prinsip tegangan jatuh. !ari !a ri ga gamb mbar ar *@ *@.. te terl rlih ihat at ka kala lau u ta tap p be beru ruba bah h me menj njad adii o olt lt se sehi hing ngga ga be berl rlak aku u persamaan :
&ambar *@. tarter dengan 3ahanan Primer (!rimary ( !rimary esistance Starter )
Perbandingan torsi dengan torsi beban penuh :
Penggunaan metoda starting ini banyak digunakan untuk motor-motor kecil.
Pengasutan dengan !uto trans"ormer (!uto Trans"ormer Starting) tartin ta rting g de denga ngan n car cara a ini ada adalah lah de denga ngan n men menghu ghubun bungk gkan an mot motor or pa pada da tah tahapa apan n tegang teg angan an sek sekund under er aut auto o tra transf nsform ormer er ter terend endah. ah. et etela elah h beb bebera erapa pa saa saatt mot motor or dipercepat, transformator diputuskan dari rangkaian dan motor terhubung langsung pada tegangan penuh.
&ambar *A. tarter dengan 1uto-3ransformer 1uto-3ransformer
3ransformator dibuat dari sejumlah tahapan tegangan sekunder yang biasanya 2*I, @A I dan 54I dari tegangan primer. =ika perbandinga perbandingan n tahap tahapan an tegangan tegangan k, maka pasa tap @AI, k 4,@A. %ni berarti bah$a tegangan pada motor akan sama dengan kali tegangan jaring atau sama dengan k ; olt 1rus yang diambil motor akan menjadi k kali bila motor tersebut distarting langsung ke jala-jala (!78 starting) yang sama dengan k ; %. !engan !eng an meng mengabaik abaikan an arus magnetisasi magnetisasi trans transforma formator tor,, arus primer yan yang g diamb diambilil sama dengan k kali arus sekunder yang sama dengan k %. =adi k adalah penurunan arus aktual motor jika distarting dengan auto transformer starting. Se*agai contoh 4 =ika =ik a mot motor or dis distar tartt lan langsu gsung ng ke jal jala-j a-jala ala men menga gambi mbill aru arus s @44 @44I I ka kalili aru arus s beb beban an penuh. Pada tap @AI, arus pada terminal motor akan sama dengan 44I, akan tetapi arus primer pada $aktu starting akan sama dengan k kali 44I atau sama dengan den gan @A @AI I dar darii aru arus s beb beban an pen penuh uh ini ad adala alah h aru arus s ya yang ng dia diambi mbill dar darii sis sistem tem suplay.
&ambar *2. !iagram hubungan arus dan tegangan pada !78 starting dan 1uto 3ransformer 3ransformer starting
3orsi starting sebanding dengan kuadrat arus motor. Pada tap dengan perbandingan tegangan k, torsi akan menjadi k kali torsi starting yang dihasilkan pada $aktu motor distarting langsung ke jala-jala. Pada tap @AI, torsi starting akan menjadi @AI kuadrat atau sama dengan 5I dari harga torsi !78. Keuntungan dari metoda starting ini adalah tegangan motor pada saat distart pada kondis kon disii tor torsi si ya yang ng tel telah ah bes besar ar dar daripa ipada da met metoda oda sta startin rting g den dengan gan tah tahana anan n pri primer mer (prima (pr imary ry res resist istanc ance e sta startin rting), g), pad pada a pe penur nuruna unan n teg tegang angan an ya yang ng sam sama a dan aru arus s jaringan yang sama.
Pengasutandengan Pengaturan Tahanan otor Metoda Met oda lai lain n unt untuk uk men menuru urunka nkan n aru arus s sta startin rting g (%) ad adala alah h den dengan gan men menggu ggunak nakan an tahana tah anan n (#) ya yang ng dih dihubu ubungk ngkan an pad pada a ran rangka gkaian ian rot rotor or.. ta tartin rting g ini han hanya ya dap dapat at dipakai untuk motor induksi motor rotor lilit (motor slip ring), sedangkan untuk motor induksi rotor sangkar hal ini tidak bisa dilakukan.
Motor induksi rotor lilit juga disebut motor induksi cincin geser (slipring), rotornya mempunyai lilitan yang dihubungkan ke tahanan luar. Pada $aktu starting, motor dihubungkan dengan tahanan (#heostat) dengan harga # yang maksimum. etelah motor running, maka rheostat dihubung singkat. Pada saat motor diam slip '
Pada saat rotor bergerak harga slip mulai berkurang dari slip ' sampai pada suatu harga slip beban penuh.
&ambar *F. Pengaturan tahanan rotor
+ontoh soal 4 Motor induksi kutub dipasang pada jala-jala dengan frekuensi f 54 9H, putaran motor '55 rpm. 9itung beban slip dan f N 5aa*4
Pengontrolan Motor dengan DOL Perhatikan Perha tikan rang rangkaian kaian gamb gambar ar '-* pada bab ', (rangk (rangkaian aian peng pengontro ontroll motor asut langsung langs ung !78). 1pabila 1pabila terse tersedia dia tega tegangan ngan untuk rangk rangkaian aian daya dan rangk rangkaian aian kontrol, tekan tombol 7?, kontaktor K akan bekerja, lampu 9' akan menyala dan motor akan bekerja. etelah tekanan ke tombol 7? dilepas, tombol 7? kembali keposisi ?7, rangkaian kontrol kontrol tetap bekerja, karena fungsi 3o 3ombol 7? diambil alih oleh kontak ?7 nomor 5* G 5 kontaktor K (saklar pengunci).1pabila arus ke motor naik nai k mel melamp ampau auii aru arus s pen penye yetel telan an
378 37 8 C , maka 378 C ak akan an be beke kerj rja a ya yang ng
mengubah posisi kontak-kontak relainya. Kontak relai 378 C no nomo morr F5 G F@ be beru ruba bah h po posi sisi si da dari ri ?D ke po posi sisi si te terb rbuk uka. a. 1kibatnya hubungan rangkaian kontrol sumber tegangan terputus dan sistem pengontrolan motor berhenti beroperasi. 1pabila hal ini terjadi, periksa dan analisa gan ga ngg ggu uan
yan ang g
mengembalikan
mung mu ngk kin sistem
terj te rjad adii kontrol
terh te rhad ada ap ke
sis iste tem m
posisi
oper eras asii
semula
moto mo torr.
adalah
0nt ntu uk dengan
menekan S% S% ag agar ar ko kont ntak ak re rela laii no nomo morr F5 G F@ ke kemb mbal alii ke po posi sis si se semu mula la (?D).0ntuk menghentikan motor adalah dengan menekan tombol OFF .
