Pengendalian Kontrol Motor Listrik
Pada sistem kelistrikan dikenal dua istilah yaitu sistem pengendalian dan sistem pengaturan. Sistem pengendalian yang akan dibahas kali ini memakai perangkat kontaktor dan alat kendali sakelar ON, sakelar OFF, timer, dsb. Pada sistem pengendalian memiliki dua bagian yaitu yang disebut rangkaian kontrol (DC 24 V) dan sistem daya (AC 230 V) (gambar 1).
Pada saat sakelar S1 di ON kan relay Q1 akan energized sehingga pada kontak 1-2 tertutup dan lampu akan menyala karena mendapatkan supply listrik AC 230 V. Apabila sakelar S1 di-OFF- kan, maka Q1 dan lampu akan OFF.
Pada sistem pengaturan dikenal dengan pengaturan loop terbuka dan loop tertutup dengan feedback. Sistem pengaturan loop terbuka hasil output tidak dapat dikendalikan sesuai dengan setting, Sebab pada sistem loop terbuka tidak ada feedback atau umpan balik.
Sistem pengaturan loop tertutup, memiliki umpan balik yang akan menghubungkan input dengan hasil output. Sehingga hasil akhir output akan selalu diperiksa sehingga hasilnya bisa selalu mendekati dengan besaran yang diinginkan (gambar 2).
Pada alat Setrika Listrik atau Rice Cooker termasuk contoh sistem pengaturan loop tertutup temperatur dengan Bimetal (gambar 3).
Kondisi awal dari bimetal pada kondisi masih dingin akan menutup, sehingga kontak tertutup membuat arus listrik akan mengalir ke elemen pemanas. Hingga temperatur setting dicapai, pada bimetal akan terputus dan arus listrik ikut terputus juga. Jika temperatur kembali dingin bimetal akan terhubung kembali dan pada pemanas akan bekerja lagi, kejadian ini akan terus berulang-ulang kondisi ON dan OFF secara otomatis dan teratur.
Komponen daya diantaranya yaitu: kontaktor, kabel daya, sekring atau circuit breaker. Dan berikut ini akan dijelaskan konstruksi dari beberapa komponen kontrol dan komponen daya yang banyak dipakai pada sistem pengendalian.
Tabel di bawah menunjukkan terdapat empat tipe kontak yang sering digunakan pada sistem pengendalian, yaitu Normally Open (NO), Normally Close (NC), Satu Induk dua Cabang (gambar 4).
● Kontak Normally Open (NO), yaitu ketika coil dalam kondisi tidak energized kontak pada posisi terbuka (open, OFF) dan ketika coil diberikan arus listrik dan 1 maka kontak pada posisi menutup ON.
● Kontak Normally Close (NC), yaitu kebalikan dari kontak NO ketika coil pada kondisi tidak energized kontak pada posisi tertutup (close, ON) dan ketika coil diberikan arus listrik dan energized maka kontak pada posisi membuka OFF.
● Kontak Single pole double trough, mempunyai satu kontak utama dan dua kontak cabang, ketika coil tidak energized kontak utama terhubung dengan cabang atas. Dan ketika coil energized justru kontak utama terhubung dengan kontak cabang bawah.
● Kontak bantu, terdapat dua jenis ujung kontak, jenis pertama yaitu kontak dengan dua kontak hubung biasanya ditemui pada kontak relai (gambar 5).
Jenis kedua yaitu kontak dengan empat kontak hubung, ada bagian yang diam dan ada kontak yang bergerak ke bawah, kedua jenis ini terpasang pada kontaktor.
● Komponen relai, ini akan bekerja secara elektromagnetis, saat coil K terminal A1 dan A2 diberikan arus listrik angker akan menjadi magnet dan menarik lidah kontak yang ditahan oleh pegas, kontak utama 1 akan terhubung dengan kontak cabang 4 (gambar 6).
Saat arus listrik putus (unenergized), elektromagnetiknya akan hilang dan kontak akan kembali pada posisi awal karena ditarik oleh tekanan pegas. Kemudian pada kontak utama 1 akan terhubung kembali dengan kontak cabang 2. Relai memakai tegangan DC 12V, 24V, 48V dan AC 220V.
● Bentuk fisik relai, dibuat dengan wadah plastik transparan, mempunyai dua kontak SPDT (Single Pole Double Throgh (gambar 7), satu kontak utama dan dua kontak cabang).
Relay jenis SPDT ini memakai tegangan DC 6V, 12V, 24V dan 48V. Dan tersedia dengan tegangan AC 220V. Kemampuan kontak SPDT mengalirkan arus listrik sangat terbatas kurang dari 5 Amper. Kemudian untuk bisa mengalirkan arus daya yang besar untuk mengendalikan motor induksi. Pada relai harus dihubungkan dengan kontaktor yang mempunyai kemampuan hantar arus dari 10–100 Amper.
● Komponen Reed Switch yaitu merupakan sakelar elektromagnetik yang cukup unik karena bisa bekerja dengan dua cara. Cara pertama reed switch dimasukkan pada belitan kawat dan dihubungkan dengan sumber tegangan DC. Saat coil menjadi elektromagnet maka reed switch berfungsi sebagai kontak, dan saat listrik di-OFF-kan maka reed switch juga akan OFF (gambar 8).
Cara kedua yaitu reed switch di belitkan dalam beberapa belitan kawat yang dialiri listrik DC yang cukup besar. Misalkan jumlah belitan yaitu 5 lilit, dan besarnya arus DC 10 A, maka reed switch akan ON bila ada kuat magnet sebesar 50 Amper-lilit (5 lilit x 10 Amper).
● Komponen push-button atau yang disebut sakelar ON/ OFF banyak dipakai sebagai alat penghubung atau pemutus sirkuit kontrol (gambar 9).
Mempunyai dua kontak, yaitu NC dan NO. Yang artinya ketika sakelar tidak dipakai satu kontak akan terhubung Normally Close, dan satu kontak lainnya akan Normally Open. Saat kontak ditekan secara manual kondisinya akan berbalik posisi menjadi NO dan NC.
● Komponen timer biasanya dipakai pada rangkaian kontrol pengendalian, fungsinya yaitu untuk mengatur kapan suatu kontaktor harus energized atau mengatur berapa lama kontaktor akan energized. Ada empat jenis timer yang sering dipakai yang mempunyai karakteristik kerja seperti pada (gambar 10).
● Kontaktor yaitu merupakan sakelar daya yang bekerja dengan prinsip elektromagnetik (gambar 11).
Sebuah coil dengan inti yang berbentuk huruf E yang diam, bila coil dialirkan arus listrik akan menjadi magnet dan akan menarik inti magnet yang bergerak dan menarik sekaligus kontak pada posisi ON. Batang inti yang bergerak menarik paling sedikit ada 3 kontak utama dan beberapa kontak bantu bisa kontak NC atau NO. Kerusakan yang terjadi pada kontaktor, biasanya terjadi karena belitan coil yang terbakar atau kontak tipnya saling lengket atau pada ujung-ujung kontaknya terbakar.
● Susunan kontak dalam Kontaktor (gambar 12) secara skematik terdiri dari belitan coil dengan notasi A2-A1.
Terminal yang menuju ke sisi sumber supply listrik 1/L1, 3/L2, 5/L3, kemudian terminal ke sisi beban motor atau beban listrik lainnya yaitu 2/T1, 4/T2 dan 6/T3. Dengan menggunakan dua kontak bantu NO Normally Open 13-14 dan 43-44, dan dua kontak bantu NC Normally Close 21-22 dan 31-32. Kontak utama harus digunakan dengan sistem daya saja, dan kontak bantu ini difungsikan untuk kebutuhan rangkaian kontrol dan tidak boleh tertukar. Kontak bantu pada sebuah kontaktor dapat dilepaskan atau ditambahkan secara modular.
● Bentuk fisik Kontaktor ini terbuat dari bahan plastik keras yang kokoh (gambar 13). Pemasangan ke panel bisa dengan memakai rel atau disekrupkan.
Kontaktor dapat digabungkan dengan beberapa pengaman lainnya, misalnya digabung dengan pengaman bimetal atau overload relay. Tetapi yang perlu diperhatikan adalah kemampuan hantar arus kontaktor yang perlu disesuaikan dengan besarnya arus beban. Karena ini berkenaan dengan kemampuan dari kontaktor secara elektrik.
● Pengaman sistem daya untuk beban motor-motor listrik atau beban lampu yang berdaya besar dapat memakai sekring atau Miniatur Circuit Breaker (MCB) (gambar 14).
MCB adalah sebuah komponen pengaman yang kompak, karena di dalamnya terdiri dua pengaman sekaligus.
• Pengaman pertama beban lebih oleh bimetal, dan kedua pengaman arus hubung-singkat oleh relai arus. Pada saat salah satu pengaman berfungsi maka secara otomatis sistem mekanik MCB akan trip dengan sendirinya.
• Pengaman bimetal bekerja secara thermis, fungsi kuadrat arus dan waktu sehingga saat terjadi beban lebih reaksi MCB menunggu beberapa saat.
● Komponen Motor Control Circuit Breaker 1 (MCCB) mempunyai tiga fungsi, yang pertama adalah sebagai switching, kedua sebagai pengamanan motor dan fungsi yang ketiga adalah sebagai isolasi untuk rangkaian primer dengan beban (gambar 15).
• Pengaman beban lebih disini dilakukan oleh bimetal, dan untuk pengamanan hubung-singkat dilakukan oleh coil arus hubung-singkat yang secara mekanik akan bekerja mematikan Circuit Breaker. Rating arus yang ada di pasaran yaitu 16 A sampai dengan 63 A.
● Bentuk fisik Motor Control Circuit Breaker (MCCB) ini terbuat dari casing plastik keras yang akan melindungi seluruh perangkat seperti: coil arus hubung-singkat, bimetal, dan kontak utama (gambar 16).
Pengaman untuk beban lebih bimetal dan coil arus hubung-singkat terpasang terintegrasi. Mempunyai tiga terminal ke sisi pemasok listrik 1L1, 3L2 dan 5L3. Mempunyai tiga terminal yang terhubung ke beban yaitu 2T1, 4T2 dan 6T3. Terminal ini tidak boleh dibalikkan penggunaanya, karena akan mempengaruhi fungsi dari alat pengaman.
Pada saat sakelar S1 di-ON- kan relai impuls K1 dengan terminal A1 dan A1 akan energized sehingga kontak berada posisi ON. Dan lampu E1 akan menyala. Pada saat sakelar S1 posisi OFF mekanik pada relai impuls tetap mengunci atau tetap ON. Ketika S1 di ON yang kedua, mekanik impuls akan lepas dan kontak akan OFF, kemudian lampu akan mati.
● Komponen timer OFF-delay bekerja secara elektromagnetik (gambar 18). Sakelar S2 di-ON- kan, coil timer OFF-delay K2 akan energized dan menyebabkan sakelar akan ON dan akan lampu menyala.
Timer di set pada waktu tertentu misalkan saja tiga menit. Setelah waktu tiga menit dicapai dari saat timer energized, mekanik timer OFF delay akan meng-OFF-kan sakelar dan menyebabkan lampu mati. Dengan penggunaan timer yang dikombinasikan dengan kontaktor, akan didapat waktu ON dan OFF kontaktor dapat disetting sesuai dengan kebutuhan.
● Coil kontaktor Q1 pada penerapan/aplikasinya dihubungkan secara paralel dengan dioda R1, Varistor R2 atau secara seri R3C1 (gambar 19).
Coil Q1 yang dihubungkan secara paralel dengan dioda R1 fungsinya yaitu untuk menekan munculnya ggl (gaya gerak listrik) induksi yang dikeluarkan oleh induktor pada coil Q1. Sedangkan varistor R2 mempunyai karakteristik untuk menekan arus induksi pada coil agar bisa meminimal dengan mengatur besaran resistansinya. Coil Q1 yang dihubungkan secara paralel dengan R3C1 akan membentuk sebuah impedansi sehingga arus yang mengalir ke coil menjadi minimal dan aman.
● Bentuk Coil Set-Reset dengan dua belitan dan bisa melayani dua sakelar yang berfungsi sebagai sakelar Setting (tombol S) dan sakelar Reset (tombol R) (gambar 20).
Pada saat tombol S di ON mekanik coil akan meng-ON- kan sakelar dan lampu akan menyala. Dioda R1, berpasangan dengan K1 dan dioda R4. Pada saat tombol R di ON coil energized dan sistem mekanik akan meng OFF-kan sakelar dan lampu akan mati. Dioda R2, berpasangan dengan K1 dan dioda R3.
Pengendalian hubungan langsung atau yang dikenal dengan istilah Direct On Line (DOL) digunakan untuk mengontrol motor induksi dengan kontaktor Q1.
Rangkaian daya (gambar 21) menunjukkan ada lima kawat penghantar, yaitu L1, L2 , L3, N dan PE, kemudian ada tiga buah sekring/fuse F1 yang fungsinya sebagai pengaman hubung-singkat bila ada gangguan pada rangkaian daya.
Sebuah kontaktor mempunyai enam kontak, sisi supply terminal 1, 3 dan 5, sedangkan pada disisi beban terhubung ke motor terminal 2, 4 dan 6. dalam notasi ini tidak boleh dibolak-balikkan. Rangkaian kontrol perlu dipasangkan sekring/fuse F2 sebagai pengaman apabila terjadi hubung-singkat pada rangkaian kontrol.
Rangkaian daya dan kontrol seperti pada (gambar 22) di atas, secara prinsip bekerja sama dengan rangkaian pada (gambar 21). Kemudian yang membedakan yaitu terdapat dua tombol Normally Open S1 dan S3 untuk menghidupkan rangkaian. Dan juga terdapat dua tombol Normally Close S2 dan S4 yaitu untuk mematikan rangkaian.
● Hubungan langsung atau Direct On Line digunakan untuk motor induksi berdaya dibawah 5 KW.
Motor induksi dengan daya menengah dan besar seperti antara 10 KW hingga 50 KW memakai pengendalian star-delta untuk starting awalnya. Ketika motor terhubung star arus starting hanya akan mengambil sepertiga dari arus starting bila dalam hubungan delta.
● Hubungan star pada sebuah motor bisa diketahui dari hubungan kawat pada terminal motor. Terminal W2, U2 dan V2 di kopel jadi satu, sedangkan pada terminal U1 dihubungkan ke jala-jala L1, terminal V1 ke jala-jala L2 dan terminal W1 ke jala-jala L3 (gambar 23a). Besarnya tegangan yang terukur pada belitan stator, yaitu sebesar Ubelitan = 1/√3 Uphasa-phasa, sedangkan pada Ibelitan = Iphasa-phasa.
● Hubungan delta pada hubungan terminal motor diketahui dari kombinasi hubungan jala-jala L1-U1-W2, jala-jala L2- V1-U2 dan jala-jala L3-W1-V2 (gambar 23b). Tegangan yang terukur pada belitan stator sama besarnya dengan jala-jala, Ubelitan = Uphasa-phasa. Sedangkan besarnya Ibelitan =1/√3 Iphasa-phasa.
● Perbandingan antara instalasi Direct On Line atau yang biasa disebut In-Line dan hubungan star delta (gambar 24). Saat terhubung langsung dengan daya motor 55 Kw dan tegangan nameplate 400 V, maka akan ditarik arus nominal 100 A - 105 A. Motor yang sama saat terhubung delta, belitan stator hanya akan mengalirkan arus 1/√3 x 100 A = 59 A.
Dengan pemakaian rangkaian star-delta bisa dipilih rating daya kontaktor atau circuit breaker yang lebih kecil dan secara ekonomis biaya instalasi menjadi lebih kecil. Alasan teknis lainnya yaitu dengan hubungan langsung (in-line) arus starting akan mencapai 600% - 700% arus nominalnya (700 A = 7 x 100 A).
Rangkaian daya hubungan star-delta secara manual (gambar 25), maksudnya yaitu perpindahan dari hubungan star ke hubungan delta yang dilakukan secara manual oleh operator. Sekring/Fuse F1 digunakan untuk mengamankan bila terjadi hubungan-singkat pada rangkaian daya, thermal overload relay F3 yaitu berfungsi sebagai pengaman beban lebih.
Ketika kontaktor Q1 dan Q2 pada posisi ON motor terhubung secara star. Kemudian Operator harus menekan tombol tekan S3 ditekan, maka Q1 tetap ON, kontaktor Q2 akan OFF sementara kontaktor Q3 akan ON dan motor sekarang terhubung delta. Dan untuk mematikan dengan menekan tombol S1, maka pada rangkaian kontrol akan terputus, coil Q1, Q2 dan Q3 akan OFF, rangkaian daya dan kontrol terputus.
Apabila terjadi beban lebih thermal overload relay berfungsi sebagai kontak F3 akan membuka rangkaian kontrol dan rangkaian daya akan terputus. Rangkaian kontrol star-delta secara manual (gambar 26), fuse F2 akan mengamankan bila terjadi hubung-singkat pada rangkaian kontrol.
Pergantian dari posisi hubungan star yang menuju hubungan delta disini dilakukan oleh operator secara manual. Dengan menambahkan sebuah timer, maka perpindahan secara manual bisa digantikan secara otomatis dengan melakukan setting waktu antara 30 detik hingga 60 detik.
Kemudian untuk mematikan rangkaian dengan menekan tombol Normally Close S1, maka pada rangkaian kontrol akan terbuka. Akibatnya pada rangkaian daya dan rangkaian kontrol akan terputus. Apabila terjadi gangguan beban lebih, maka pada thermal overload relay F3 kontaknya akan terbuka, dan hasilnya baik pada rangkaian daya maupun pada rangkaian kontrol akan terputus, motor akan aman.
Rangkaian daya hubungan star-delta memakai tiga buah kontaktor yaitu Q1, Q2 dan Q3 (gambar 27). Fuse F1 berfungsi untuk mengamankan apabila terjadi hubung-singkat pada rangkaian motor. Ketika motor terhubung star kontaktor pada Q1 dan Q2 posisi ON dan kontaktor Q3 akan OFF.
Beberapa waktu kemudian timer yang disetting sebelumnya dengan waktu 60 detik energized, akan meng-OFF-kan Q1. Sementara pada Q2 dan Q3 posisi ON, dan pada motor terhubung delta.
Pengaman beban lebih F3 (thermal overload relay) dipasangkan secara seri dengan kontaktor, apabila terjadi beban lebih disisi beban, relai bimetal akan bekerja dan rangkaian kontrol berikut kontaktor akan OFF.
Tidak semua motor induksi dapat dihubungkan secara star-delta, yang harus diperhatikan yaitu pada tegangan name-plate motor yang harus bisa diberikan tegangan sebesar tegangan jala-jala (gambar 28), khususnya ketika motor tersambung delta.
Apabila ketentuan ini tidak dipenuhi, maka akibatnya belitan stator dapat terbakar karena tegangan yang tidak sesuai. Rangkaian kontrol star-delta yang terlihat pada (gambar 29), dipasangkan fuse F2 untuk pengaman apabila terjadi hubung-singkat pada rangkaian kontrol.
Kemudian untuk mematikan rangkaian bisa dengan menekan tombol S1 OFF, dan pada rangkaian kontrol akan terputus kemudian semua kontaktor pada posisi OFF lalu motor akan berhenti bekerja. Kelengkapan yang berupa lampu-lampu indikator bisa dipasangkan, baik indikator ketika rangkaian kondisi ON, ataupun ketika rangkaian dalam kondisi OFF.
Caranya yaitu dengan menambahkan kontak bantu normally open yang dipasang secara paralel dengan coil kontaktor dan sebuah lampu indikator.
Motor induksi bisa diputar dengan arah kanan atau putar arah kiri, caranya yaitu dengan menukarkan dua kawat terminal box. Putaran kanan kiri dibutuhkan misalkan untuk membuka atau menutup pintu garasi. Rangkaian daya putaran kanan - putaran kiri motor induksi terdiri dari dua kontaktor yang bekerja saling bergantian, dan tidak dapat bekerja secara bersamaan (gambar 30). Fuse F1 dipakai untuk pengaman hubung-singkat rangkaian daya.
Saat kontaktor Q1 pada posisi ON motor putarannya akan ke kanan. Dan ketika Q1 di OFF kan dan Q2 di ON-kan, maka akan terjadi pertukaran kabel supply yang terjadi menuju terminal motor, dan motor akan berputar ke kiri.
Rangkaian daya yang dilengkapi pengaman thermal overload relay F3, akan memutuskan rangkaian daya dan rangkaian kontrol saat motor mendapatkan beban yang berlebih. Cara kerja pada rangkaian kontrol, yaitu pada posisi standby jala-jala akan mendapat supply 220 V dengan titik netral N.
Artinya saat coil Q1ON, maka pada coil Q2 akan terkunci selalu OFF. Atau ketika coil Q2 sedang ON, maka coil Q1 akan selalu OFF. Karena pada coil Q1 ini bekerja secara bergantian dengan Q2 atau sebaliknya, dan keduanya tidak akan pernah bekerja secara bersamaan.
Untuk mematikan rangkaian, bisa dengan menekan tombol normally close S1, maka pada rangkaian kontrol akan terbuka dan aliran listrik yang menuju ke coil Q1 dan coil Q2 akan terputus dan rangkaian dalam kondisi mati. Apabila terjadi beban lebih pada kontak F3 akan terbuka, kemudian rangkaian akan terputus aliran listriknya dan rangkaian kontrol dan daya akan terputus.
Sebuah lampu P1 dihubungkan ke kontak 98 dari F3 yang berfungsi sebagai indikator beban lebih, lampu P1 akan ON bila terjadi gangguan beban lebih (gambar 31).
Rangkaian kontrol ini dikembangkan dengan menambahkan dua lampu indikator E1 akan ON saat motor berputar ke kanan. Dan lampu indikator E2 akan ON saat motor berputar ke kiri (gambar 32). Pada rangkaian kontrol dikembangkan tombol NC (Normally Close) S1 dan tombol NC S3 untuk mematikan rangkaian.
Tombol NO (Normally Open) S2 fungsinya yaitu untuk meng-energized coil Q1 ( Forward), dan pada tombol NO S4 fungsinya yaitu untuk meng-energized coil Q2 (Reverse). Pada setiap lampu indikator yang diamankan dengan sekring/fuse, F1 untuk lampu E1 dan F2 untuk lampu E2, sedangkan sekring/fuse F3 untuk pengaman rangkaian kontrol.
Rangkaian daya dua motor akan bekerja secara bergantian, sekring fuse F1 disini berfungsi sebagai pengaman apabila terjadi gangguan hubung-singkat pada rangkaian daya baik motor-1 dan motor-2 (gambar 33).
Kontaktor Q1 akan mengendalikan motor-1 dan kontaktor Q2 akan mengendalikan motor-2. Pada masing-masing motor dipasang thermal overload F3 dan F4. Pada kontaktor Q1 dan kontaktor Q2 dirancang interlocking, yang artinya mereka akan bekerja secara bergantian.
Rangkaian kontrol motor yang bekerja secara bergantian (gambar 34) dipasang fuse F2 sebagai pengaman dari gangguan di rangkaian kontrol.
Apabila proximity switch B1 pada posisi open, maka aliran listrik akan terputus dan akibatnya coil Q1 atau coil Q2 akan de-energized, sehingga pada rangkaian kontrol dan rangkaian daya akan terputus.
Lampu indikator P1 dipasang secara paralel dengan coil Q1, yang berfungsi sebagai indikator ketika coil Q1 energized terdeteksi. Lampu indikator P2 juga dipasang secara paralel dengan coil Q2, sehingga ketika coil Q2 energized bisa diketahui dengan menyala-nya lampu P2.
Timer K3 yang ditambahkan secara seri dengan kontak NO coil Q1 dan NC coil Q2, berarti coil konektor Q2 akan energized bila coil Q1 sudah bekerja. Dan pengaturan waktu berjalan sudah dicapai maka pada coil Q2 akan energized, dan motor-1 dan motor-2 akan mulai bekerja bersama-sama.
Perkembangan elektronika daya yang sangat pesat, sekarang pada pengendalian motor induksi banyak yang memakai komponen elektronika seperti dengan Thyristor, GTO dsb. Kemampuan pengendaliannya bisa hingga ratusan KW untuk pengasutan awal dan bahkan untuk pengaturan putaran.
● Karakteristik Soft starter mempunyai kemampuan mengubah besaran tegangan dan frekuensi sesuai dengan kebutuhan.
● Karakteristik dari arus fungsi putaran motor, akan menarik 600% arus nominal tanpa adanya pengasutan, dengan pengasutan soft starter yang bisa ditekan hingga hanya 200% arus nominalnya (gambar 36a).
● Karakteristik momen dengan soft starter bisa diatur dari 10% hingga 150% torsi nominal motor (gambar 36b).
● Kemampuan dari soft starter lainnya yaitu bisa mengubah frekuensi jala-jala 50 Hz menjadi frekuensi yang lebih kecil dari 25%, 50%, 75% dari frekuensi nominalnya.
● Motor induksi yang mempunyai putaran nominal 1450 Rpm bisa diatur putarannya dari minimal 25% (360 Rpm) hingga frekuensi nominalnya 100% (1450 Rpm) perhatikan grafik (gambar 36b). Gambar satu garis prinsip instalasi perangkat soft starter terdiri dari beberapa tingkatan, yang mencakup fuse atau kontaktor utama, sakelar, induktor, filter, inverter frekuensi, kabel dan motor induksi (gambar 37).
● Perangkat induktor dan filter dipakai untuk menjaga agar kualitas listrik tidak berubah dengan adanya perangkat inverter frekuensi. Apabila kedua komponen ini dihilangkan maka akan timbul interferensi frekuensi pada jala-jala listrik.
● Inverter frekuensi mempunyai kemampuan untuk mengubah dari frekuensi jala-jala 50 Hz menjadi frekuensi yang lebih rendah dan bahkan frekuensi yang lebih tinggi sesuai dengan kebutuhan. Dengan mengubah besaran frekuensi, maka pada putaran motor induksi bisa diatur.
● Instalasi soft starter untuk motor 55 KW tegangan 400 V jika dibandingan antara hubungan in-line dan hubungan delta (gambar 38).
Rangkaian daya dan rangkaian kontrol motor dipasang pada sebuah panel yang terbuat dari bahan metal. Untuk ukuran panjang lebar dan tinggi bisa disesuaikan dengan kebutuhan. Panel kontrol motor pada bagian pintu dilengkapi dengan beberapa lampu indikator seperti, Voltmeter, Ampermeter dan beberapa tombol tekan ON/OFF, juga tombol Auto.
Komponen kontaktor yang sudah disusun rapi dikelompokkan menurut fungsi. Komponen pengaman seperti sekring/fuse dan circuit breaker yang ditempatkan menyatu (gambar 39). Penampang kabel daya yang disesuaikan dengan daya motor, minimal 10 mm2. Penampang kabel kontrol yang digunakan yaitu 2,5 mm2 dari jenis kabel serabut.
Pemasangan kabel pada panel ditempatkan dalam duck kabel sehingga bisa tersusun rapi dan mudah dirawat. Panel kontrol motor diketanahkan dengan kawat tembaga penampang 16 mm2, dan disambungkan dengan elektrode pentanahan. Instalasi pengawatan alat ukur untuk ampermeter biasanya memakai rotary switch yang bisa mengukur arus L1, arus L2 dan arus L3 cukup dengan menggunakan satu buah ampermeter saja.
Pengawatan alat ukur tegangan dengan voltmeter juga memakai rotary switch, dengan berbagai jenis pengukuran tegangan, yaitu tegangan phasa-netral L1-N, L2-N, L3-N dan tegangan phasa-phasa L1-L2, L2-L3 dan L3-L1 (gambar 40). Kontrol motor harus dilengkapi dengan beberapa pengaman sekaligus yang bisa berupa pengaman thermal overload relay dan pengaman over current relay yang terhubung secara mekanik (gambar 41).
Pengaman thermal overload dan over current relay, sifatnya tambahan artinya dapat dipasangkan bila dibutuhkan atau dilepas bila tidak dibutuhkan. Bahkan dapat digabungkan dengan pengaman arus sisa yang bekerjanya seperti ELCB, berupa trafo arus yang dilewati oleh empat kawat sekaligus, yaitu L1, L2, L3 dan N.
Dilengkapi dengan setting kepekaan arus sisa pada orde 50 sampai 300 mA yang bisa diatur dan pengaturan waktu berapa lama bereaksi hingga memutuskan rangkaian.
Motor induksi dengan daya besar diatas 50 Kw akan bekerja dengan arus nominal diatas 100 A. Pemasangan thermal overload relay tidak dapat langsung dengan circuit breaker, namun melewati alat trafo arus CT (gambar 42).
Ratio arus primer trafo arus CT yang dipilih yaitu 100A/5A. Sehingga pada thermal overload relay cukup dengan rating sekitar 5A saja. Apabila terjadi beban berlebih pada arus primer CT naik diatas 100A, dan arus sekunder CT juga akan naik.
Kemudian thermal overload relay akan bekerja, dan sistem mekanik kemudian akan memutuskan circuit breaker. Beberapa alat listrik sensitif terhadap perubahan tegangan listrik baik pada tegangan lebih maupun tegangan dibawah nominal.
Alat pengaman under voltage relay juga dipasang untuk mendeteksi bila tegangan jala-jala dibawah tegangan nominalnya. Maka pada relai secara mekanik akan memutuskan circuit breaker, sehingga peralatan listrik akan aman (gambar 43).
Relay under voltage juga sudah dilengkapi dengan tombol reset S11. Sekarang ini beberapa jenis motor induksi sudah dilengkapi dengan sensor temperatur semikonduktor dari PTC/NTC yang dihubungkan dengan piranti penguat elektronik (gambar 44).
Pengaruh beban yang lebih pada motor akan membuat temperatur stator meningkat. Apabila motor bekerja di atas suhu normalnya. Maka akan memanaskan PTC/NTC yang sensornya terpasang pada slot stator motor dan akan meningkat nilai resistansinya. Dan setelah dikuatkan sinyalnya oleh perangkat elektronik, akan mulai de-energized coil Q1. Sehingga kontaktor Q1 akan terputus dan motor menjadi aman dari pengaruh temperatur diatas suhu kerjanya.
F1 = Fuse
Q1 = Motor protective switch + overload + over current
F7 = Pressure switch 3 pole
M1 = Motor penggerak pompa
1. Tangki udara bertekanan
2. Valve
3. Pipa tekanan
4. Pompa sentrifugal
5. Pipa hisap dengan filter
6. Lubang sumur
2. Instalasi pompa air yang digerakkan oleh satu motor dengan kendali level switch (gambar 46)
F1 = Fuse
Q1 = Motor protective switch + overload + over current
F7 = Pressure switch 3 pole
M1 = Motor penggerak pompa
HW = Level atas
LW = Level bawah
1. Tali terikat pelampung, beban penyeimbang, klem dan pulley
2. Tangki penimbun
3. Tangki tekanan
4. Pompa Centrifugal
5. Output
6. Pipa hisap dengan filter
7. Lubang sumur
3. Instalasi pompa air yang digerakkan oleh satu motor dengan kendali dua level switch (gambar 47)
F1 = Fuse
Q1 = Kontaktor (start-delta)
F2 = Overload relay (reset)
F8 = Switch pelampung 1 pole
F9 = Switch pelampung 1 pole
S1 = Switch Manual-OFF- Auto
M1 = Motor penggerak pompa
1. Tali terikat pelampung, beban penyeimbang, klem dan pulley
2. Tangki penimbun
3. Tangki tekanan
4. Pompa Centrifugal
5. Output
6. Pipa hisap dengan filter
7. Monitor gangguan pompa
8. Lubang sumur
4. Instalasi pompa air yang memakai dua motor dengan kendali dua level switch (gambar 48).
P1 Auto Pompa-1 prioritas kerja, pompa-2 ketika beban puncak
P2 Auto Pompa-2 prioritas kerja, pompa-1 ketika beban puncak
P1 + P2 Pompa-1 /pompa-2 akan bekerja oleh switch pelampung
1. Tali terikat pelampung, beban penyeimbang, klem dan pulley
2. Tangki penimbun
3. Pemasukan
4. Tangki tekanan
5. Output
6. Pompa Centrifugal
7. Pompa-1
8. Pompa-2
9. Pipa hisap dengan filter
10. Lubang sumur
1. Rangkaian daya pengasutan Resistor pada motor induksi, yang dilengkapi dengan memakai pengaman beban lebih bimetal overload relay dan pengaman arus hubung-singkat pada kontaktor Q1 (gambar 49). Rangkaian daya ini akan bekerja baik bila rangkaian kontrol berfungsi dengan baik (gambar 50).
Tegangan starting = 0,6 x
Tegangan nameplate Arus starting = 0,6 x
Arus beban penuh Torsi starting = 0,36 x Torsi beban penuh
2. Rangkaian hubungan star-delta memakai tiga kontaktor yaitu (Q11, Q13 dan Q15), untuk pengamanan dapat ditambahkan MCCB Q1 yang sudah dilengkapi dengan pengaman bimetal overload dan juga pengaman arus hubung-singkat (gambar 51).
Rangkaian kontrol hubungan star-delta (gambar 52), awalnya rangkaian terhubung secara star, dengan setting waktu yang sudah diatur oleh timer K1 dan akan beralih ke hubungan delta.
3. Rangkaian motor induksi dengan pengasutan auto-trafo yang dipasang pada rangkaian stator. Kontaktor Q13 akan mengatur kerja auto-trafo bersama dengan timer K1. Beberapa saat selanjutnya setelah setting waktu timer tercapai K1 akan OFF motor induksi akan bekerja secara dengan tegangan nominal (gambar 53).
Rangkaian kontrol (gambar 54) yang dilengkapi dengan timer K1 yang mengatur setting waktu berapa lama pengasutan tegangan auto-trafo bekerja. Setelah waktu timer sudah tercapai K1 akan OFF dan motor akan mendapat tegangan nominal.
Torsi starting = 0,36 x Torsi beban penuh
Rating Q1, Q11 = 1 x Arus nominal
Q16 = 0,6 x Arus nominal
Q13 = 0,25 x Arus nominal
4. Rangkaian Motor Induksi Slipring, ketika starting awal motor Slipring memakai jenis pengasutan resistor yang dipasang pada sisi rotor dengan dua tahap pengaturan. Kontaktor Q12 dan Q14 ini merupakan kontaktor yang mengatur hubungan tahapan resistor dengan rangkaian rotor melalui terminal K,L,M pada terminal box.
Pemutus daya Q1 dari jenis MCCB yang sudah dilengkapi dengan pengaman beban lebih bimetal overload relay dan pengaman arus hubung-singkat (gambar 55).
• Arus starting = 0,5.. 2,5 x Arus beban penuh
• Torsi starting = 0,5..1,0 x Torsi beban penuh
• Kontaktor pengasutan Q14 = 0,35 x Arus rotor
• Kontaktor pengasutan Q12 = 0,58 x Arus rotor
• Kontaktor utama Q1, Q11 = Arus beban penuh
5. Rangkaian daya Motor Induksi Slipring memakai tiga tahapan pengasutan resistor yaitu (R1, R2 dan R3) dan pada belitan rotor melalui tiga buah kontaktor yaitu Q12, Q13 dan Q14.
Pemutus daya MCCB Q1 yang dilengkapi dengan pengaman beban lebih bimetal overload relay dan pengaman arus hubung-singkat (gambar 56).
Tegangan starting = 0,7 x Tegangan nameplate
Arus starting = 0,49 x Arus beban penuh
Pada sistem pengaturan dikenal dengan pengaturan loop terbuka dan loop tertutup dengan feedback. Sistem pengaturan loop terbuka hasil output tidak dapat dikendalikan sesuai dengan setting, Sebab pada sistem loop terbuka tidak ada feedback atau umpan balik.
Sistem pengaturan loop tertutup, memiliki umpan balik yang akan menghubungkan input dengan hasil output. Sehingga hasil akhir output akan selalu diperiksa sehingga hasilnya bisa selalu mendekati dengan besaran yang diinginkan (gambar 2).
Kondisi awal dari bimetal pada kondisi masih dingin akan menutup, sehingga kontak tertutup membuat arus listrik akan mengalir ke elemen pemanas. Hingga temperatur setting dicapai, pada bimetal akan terputus dan arus listrik ikut terputus juga. Jika temperatur kembali dingin bimetal akan terhubung kembali dan pada pemanas akan bekerja lagi, kejadian ini akan terus berulang-ulang kondisi ON dan OFF secara otomatis dan teratur.
Komponen Sistem Pengendalian
Pada sistem pengendalian terdapat dua kelompok komponen listrik yang digunakan, yaitu komponen kontrol dan komponen daya. Kemudian yang termasuk komponen kontrol yaitu: sakelar ON, sakelar OFF, timer, relay overload dan relai.Komponen daya diantaranya yaitu: kontaktor, kabel daya, sekring atau circuit breaker. Dan berikut ini akan dijelaskan konstruksi dari beberapa komponen kontrol dan komponen daya yang banyak dipakai pada sistem pengendalian.
Tabel di bawah menunjukkan terdapat empat tipe kontak yang sering digunakan pada sistem pengendalian, yaitu Normally Open (NO), Normally Close (NC), Satu Induk dua Cabang (gambar 4).
● Kontak Normally Close (NC), yaitu kebalikan dari kontak NO ketika coil pada kondisi tidak energized kontak pada posisi tertutup (close, ON) dan ketika coil diberikan arus listrik dan energized maka kontak pada posisi membuka OFF.
● Kontak Single pole double trough, mempunyai satu kontak utama dan dua kontak cabang, ketika coil tidak energized kontak utama terhubung dengan cabang atas. Dan ketika coil energized justru kontak utama terhubung dengan kontak cabang bawah.
● Kontak bantu, terdapat dua jenis ujung kontak, jenis pertama yaitu kontak dengan dua kontak hubung biasanya ditemui pada kontak relai (gambar 5).
Jenis kedua yaitu kontak dengan empat kontak hubung, ada bagian yang diam dan ada kontak yang bergerak ke bawah, kedua jenis ini terpasang pada kontaktor.
● Komponen relai, ini akan bekerja secara elektromagnetis, saat coil K terminal A1 dan A2 diberikan arus listrik angker akan menjadi magnet dan menarik lidah kontak yang ditahan oleh pegas, kontak utama 1 akan terhubung dengan kontak cabang 4 (gambar 6).
Saat arus listrik putus (unenergized), elektromagnetiknya akan hilang dan kontak akan kembali pada posisi awal karena ditarik oleh tekanan pegas. Kemudian pada kontak utama 1 akan terhubung kembali dengan kontak cabang 2. Relai memakai tegangan DC 12V, 24V, 48V dan AC 220V.
● Bentuk fisik relai, dibuat dengan wadah plastik transparan, mempunyai dua kontak SPDT (Single Pole Double Throgh (gambar 7), satu kontak utama dan dua kontak cabang).
Relay jenis SPDT ini memakai tegangan DC 6V, 12V, 24V dan 48V. Dan tersedia dengan tegangan AC 220V. Kemampuan kontak SPDT mengalirkan arus listrik sangat terbatas kurang dari 5 Amper. Kemudian untuk bisa mengalirkan arus daya yang besar untuk mengendalikan motor induksi. Pada relai harus dihubungkan dengan kontaktor yang mempunyai kemampuan hantar arus dari 10–100 Amper.
● Komponen Reed Switch yaitu merupakan sakelar elektromagnetik yang cukup unik karena bisa bekerja dengan dua cara. Cara pertama reed switch dimasukkan pada belitan kawat dan dihubungkan dengan sumber tegangan DC. Saat coil menjadi elektromagnet maka reed switch berfungsi sebagai kontak, dan saat listrik di-OFF-kan maka reed switch juga akan OFF (gambar 8).
Cara kedua yaitu reed switch di belitkan dalam beberapa belitan kawat yang dialiri listrik DC yang cukup besar. Misalkan jumlah belitan yaitu 5 lilit, dan besarnya arus DC 10 A, maka reed switch akan ON bila ada kuat magnet sebesar 50 Amper-lilit (5 lilit x 10 Amper).
● Komponen push-button atau yang disebut sakelar ON/ OFF banyak dipakai sebagai alat penghubung atau pemutus sirkuit kontrol (gambar 9).
Mempunyai dua kontak, yaitu NC dan NO. Yang artinya ketika sakelar tidak dipakai satu kontak akan terhubung Normally Close, dan satu kontak lainnya akan Normally Open. Saat kontak ditekan secara manual kondisinya akan berbalik posisi menjadi NO dan NC.
● Komponen timer biasanya dipakai pada rangkaian kontrol pengendalian, fungsinya yaitu untuk mengatur kapan suatu kontaktor harus energized atau mengatur berapa lama kontaktor akan energized. Ada empat jenis timer yang sering dipakai yang mempunyai karakteristik kerja seperti pada (gambar 10).
● Kontaktor yaitu merupakan sakelar daya yang bekerja dengan prinsip elektromagnetik (gambar 11).
Sebuah coil dengan inti yang berbentuk huruf E yang diam, bila coil dialirkan arus listrik akan menjadi magnet dan akan menarik inti magnet yang bergerak dan menarik sekaligus kontak pada posisi ON. Batang inti yang bergerak menarik paling sedikit ada 3 kontak utama dan beberapa kontak bantu bisa kontak NC atau NO. Kerusakan yang terjadi pada kontaktor, biasanya terjadi karena belitan coil yang terbakar atau kontak tipnya saling lengket atau pada ujung-ujung kontaknya terbakar.
● Susunan kontak dalam Kontaktor (gambar 12) secara skematik terdiri dari belitan coil dengan notasi A2-A1.
Terminal yang menuju ke sisi sumber supply listrik 1/L1, 3/L2, 5/L3, kemudian terminal ke sisi beban motor atau beban listrik lainnya yaitu 2/T1, 4/T2 dan 6/T3. Dengan menggunakan dua kontak bantu NO Normally Open 13-14 dan 43-44, dan dua kontak bantu NC Normally Close 21-22 dan 31-32. Kontak utama harus digunakan dengan sistem daya saja, dan kontak bantu ini difungsikan untuk kebutuhan rangkaian kontrol dan tidak boleh tertukar. Kontak bantu pada sebuah kontaktor dapat dilepaskan atau ditambahkan secara modular.
● Bentuk fisik Kontaktor ini terbuat dari bahan plastik keras yang kokoh (gambar 13). Pemasangan ke panel bisa dengan memakai rel atau disekrupkan.
Kontaktor dapat digabungkan dengan beberapa pengaman lainnya, misalnya digabung dengan pengaman bimetal atau overload relay. Tetapi yang perlu diperhatikan adalah kemampuan hantar arus kontaktor yang perlu disesuaikan dengan besarnya arus beban. Karena ini berkenaan dengan kemampuan dari kontaktor secara elektrik.
● Pengaman sistem daya untuk beban motor-motor listrik atau beban lampu yang berdaya besar dapat memakai sekring atau Miniatur Circuit Breaker (MCB) (gambar 14).
MCB adalah sebuah komponen pengaman yang kompak, karena di dalamnya terdiri dua pengaman sekaligus.
• Pengaman pertama beban lebih oleh bimetal, dan kedua pengaman arus hubung-singkat oleh relai arus. Pada saat salah satu pengaman berfungsi maka secara otomatis sistem mekanik MCB akan trip dengan sendirinya.
• Pengaman bimetal bekerja secara thermis, fungsi kuadrat arus dan waktu sehingga saat terjadi beban lebih reaksi MCB menunggu beberapa saat.
● Komponen Motor Control Circuit Breaker 1 (MCCB) mempunyai tiga fungsi, yang pertama adalah sebagai switching, kedua sebagai pengamanan motor dan fungsi yang ketiga adalah sebagai isolasi untuk rangkaian primer dengan beban (gambar 15).
• Pengaman beban lebih disini dilakukan oleh bimetal, dan untuk pengamanan hubung-singkat dilakukan oleh coil arus hubung-singkat yang secara mekanik akan bekerja mematikan Circuit Breaker. Rating arus yang ada di pasaran yaitu 16 A sampai dengan 63 A.
● Bentuk fisik Motor Control Circuit Breaker (MCCB) ini terbuat dari casing plastik keras yang akan melindungi seluruh perangkat seperti: coil arus hubung-singkat, bimetal, dan kontak utama (gambar 16).
Pengaman untuk beban lebih bimetal dan coil arus hubung-singkat terpasang terintegrasi. Mempunyai tiga terminal ke sisi pemasok listrik 1L1, 3L2 dan 5L3. Mempunyai tiga terminal yang terhubung ke beban yaitu 2T1, 4T2 dan 6T3. Terminal ini tidak boleh dibalikkan penggunaanya, karena akan mempengaruhi fungsi dari alat pengaman.
Pengendalian Kontaktor Elektromagnetik
● Komponen kontrol relay impuls bekerja ini seperti sakelar toggle manual, bedanya yaitu relai impuls disini bekerja secara elektromagnetik (gambar 17).Pada saat sakelar S1 di-ON- kan relai impuls K1 dengan terminal A1 dan A1 akan energized sehingga kontak berada posisi ON. Dan lampu E1 akan menyala. Pada saat sakelar S1 posisi OFF mekanik pada relai impuls tetap mengunci atau tetap ON. Ketika S1 di ON yang kedua, mekanik impuls akan lepas dan kontak akan OFF, kemudian lampu akan mati.
● Komponen timer OFF-delay bekerja secara elektromagnetik (gambar 18). Sakelar S2 di-ON- kan, coil timer OFF-delay K2 akan energized dan menyebabkan sakelar akan ON dan akan lampu menyala.
Timer di set pada waktu tertentu misalkan saja tiga menit. Setelah waktu tiga menit dicapai dari saat timer energized, mekanik timer OFF delay akan meng-OFF-kan sakelar dan menyebabkan lampu mati. Dengan penggunaan timer yang dikombinasikan dengan kontaktor, akan didapat waktu ON dan OFF kontaktor dapat disetting sesuai dengan kebutuhan.
● Coil kontaktor Q1 pada penerapan/aplikasinya dihubungkan secara paralel dengan dioda R1, Varistor R2 atau secara seri R3C1 (gambar 19).
Coil Q1 yang dihubungkan secara paralel dengan dioda R1 fungsinya yaitu untuk menekan munculnya ggl (gaya gerak listrik) induksi yang dikeluarkan oleh induktor pada coil Q1. Sedangkan varistor R2 mempunyai karakteristik untuk menekan arus induksi pada coil agar bisa meminimal dengan mengatur besaran resistansinya. Coil Q1 yang dihubungkan secara paralel dengan R3C1 akan membentuk sebuah impedansi sehingga arus yang mengalir ke coil menjadi minimal dan aman.
● Bentuk Coil Set-Reset dengan dua belitan dan bisa melayani dua sakelar yang berfungsi sebagai sakelar Setting (tombol S) dan sakelar Reset (tombol R) (gambar 20).
Pada saat tombol S di ON mekanik coil akan meng-ON- kan sakelar dan lampu akan menyala. Dioda R1, berpasangan dengan K1 dan dioda R4. Pada saat tombol R di ON coil energized dan sistem mekanik akan meng OFF-kan sakelar dan lampu akan mati. Dioda R2, berpasangan dengan K1 dan dioda R3.
Pengendalian Hubungan Langsung
Pengendalian hubungan langsung atau yang dikenal dengan istilah Direct On Line (DOL) digunakan untuk mengontrol motor induksi dengan kontaktor Q1.
Rangkaian daya (gambar 21) menunjukkan ada lima kawat penghantar, yaitu L1, L2 , L3, N dan PE, kemudian ada tiga buah sekring/fuse F1 yang fungsinya sebagai pengaman hubung-singkat bila ada gangguan pada rangkaian daya.
Sebuah kontaktor mempunyai enam kontak, sisi supply terminal 1, 3 dan 5, sedangkan pada disisi beban terhubung ke motor terminal 2, 4 dan 6. dalam notasi ini tidak boleh dibolak-balikkan. Rangkaian kontrol perlu dipasangkan sekring/fuse F2 sebagai pengaman apabila terjadi hubung-singkat pada rangkaian kontrol.
Posisi menghidupkan atau ON
Apabila tombol Normally Open S1 di ON-kan, aliran listrik dari jala-jala L akan mengalir melewati sekring/fuse F1, S1, S2 melewati terminal coil A1 A2 dari coil Q1 menuju ke netral N. Akibatnya dari coil kontaktor Q1 akan energized dan kemudian mengaktifkan kontak Normally Open Q1 terminal 13,14 akan menjadi ON dan berfungsi sebagai pengunci. Sehingga saat salah satu tombol S1 posisi OFF aliran listrik ke coil Q1 tetap energized dan motor akan induksi berputar.Posisi mematikan atau OFF
Tekan tombol Normally Close S2, maka pada loop tertutup dari rangkaian akan terbuka, dan hilangnya aliran listrik pada coil kontaktor Q1 akan de-energized. Akibatnya pada coil kontaktor OFF dan kontak-kontak daya akan memutuskan aliran listrik ke motor.Rangkaian daya dan kontrol seperti pada (gambar 22) di atas, secara prinsip bekerja sama dengan rangkaian pada (gambar 21). Kemudian yang membedakan yaitu terdapat dua tombol Normally Open S1 dan S3 untuk menghidupkan rangkaian. Dan juga terdapat dua tombol Normally Close S2 dan S4 yaitu untuk mematikan rangkaian.
Pengendalian Star-Delta
● Hubungan langsung atau Direct On Line digunakan untuk motor induksi berdaya dibawah 5 KW.
Motor induksi dengan daya menengah dan besar seperti antara 10 KW hingga 50 KW memakai pengendalian star-delta untuk starting awalnya. Ketika motor terhubung star arus starting hanya akan mengambil sepertiga dari arus starting bila dalam hubungan delta.
● Hubungan star pada sebuah motor bisa diketahui dari hubungan kawat pada terminal motor. Terminal W2, U2 dan V2 di kopel jadi satu, sedangkan pada terminal U1 dihubungkan ke jala-jala L1, terminal V1 ke jala-jala L2 dan terminal W1 ke jala-jala L3 (gambar 23a). Besarnya tegangan yang terukur pada belitan stator, yaitu sebesar Ubelitan = 1/√3 Uphasa-phasa, sedangkan pada Ibelitan = Iphasa-phasa.
● Hubungan delta pada hubungan terminal motor diketahui dari kombinasi hubungan jala-jala L1-U1-W2, jala-jala L2- V1-U2 dan jala-jala L3-W1-V2 (gambar 23b). Tegangan yang terukur pada belitan stator sama besarnya dengan jala-jala, Ubelitan = Uphasa-phasa. Sedangkan besarnya Ibelitan =1/√3 Iphasa-phasa.
● Perbandingan antara instalasi Direct On Line atau yang biasa disebut In-Line dan hubungan star delta (gambar 24). Saat terhubung langsung dengan daya motor 55 Kw dan tegangan nameplate 400 V, maka akan ditarik arus nominal 100 A - 105 A. Motor yang sama saat terhubung delta, belitan stator hanya akan mengalirkan arus 1/√3 x 100 A = 59 A.
Dengan pemakaian rangkaian star-delta bisa dipilih rating daya kontaktor atau circuit breaker yang lebih kecil dan secara ekonomis biaya instalasi menjadi lebih kecil. Alasan teknis lainnya yaitu dengan hubungan langsung (in-line) arus starting akan mencapai 600% - 700% arus nominalnya (700 A = 7 x 100 A).
Star-Delta tanpa Timer
Rangkaian daya hubungan star-delta secara manual (gambar 25), maksudnya yaitu perpindahan dari hubungan star ke hubungan delta yang dilakukan secara manual oleh operator. Sekring/Fuse F1 digunakan untuk mengamankan bila terjadi hubungan-singkat pada rangkaian daya, thermal overload relay F3 yaitu berfungsi sebagai pengaman beban lebih.
Ketika kontaktor Q1 dan Q2 pada posisi ON motor terhubung secara star. Kemudian Operator harus menekan tombol tekan S3 ditekan, maka Q1 tetap ON, kontaktor Q2 akan OFF sementara kontaktor Q3 akan ON dan motor sekarang terhubung delta. Dan untuk mematikan dengan menekan tombol S1, maka pada rangkaian kontrol akan terputus, coil Q1, Q2 dan Q3 akan OFF, rangkaian daya dan kontrol terputus.
Apabila terjadi beban lebih thermal overload relay berfungsi sebagai kontak F3 akan membuka rangkaian kontrol dan rangkaian daya akan terputus. Rangkaian kontrol star-delta secara manual (gambar 26), fuse F2 akan mengamankan bila terjadi hubung-singkat pada rangkaian kontrol.
Posisi Hubungan Star
Tekan tombol Normally Open S1, maka akan terjadi loop tertutup pada rangkaian coil Q1 dan coil Q2. Disini motor terhubung star. Perhatikan coil Q2 terhubung seri dengan kontak Q3 dan coil Q3 terhubung seri dengan kontak Q2 yang artinya kedua coil saling terkunci dan keduanya bekerja bergantian tidak akan pernah bekerja bersamaan.Posisi Hubungan Delta
Apabila operator menekan tombol Normally Close S3, Q1 tetap ON, Q2 akan OFF dan selanjutnya Q3 justru akan ON. Disini motor terhubung delta.Pergantian dari posisi hubungan star yang menuju hubungan delta disini dilakukan oleh operator secara manual. Dengan menambahkan sebuah timer, maka perpindahan secara manual bisa digantikan secara otomatis dengan melakukan setting waktu antara 30 detik hingga 60 detik.
Kemudian untuk mematikan rangkaian dengan menekan tombol Normally Close S1, maka pada rangkaian kontrol akan terbuka. Akibatnya pada rangkaian daya dan rangkaian kontrol akan terputus. Apabila terjadi gangguan beban lebih, maka pada thermal overload relay F3 kontaknya akan terbuka, dan hasilnya baik pada rangkaian daya maupun pada rangkaian kontrol akan terputus, motor akan aman.
Hubungan Star-Delta Otomatis
Rangkaian daya hubungan star-delta memakai tiga buah kontaktor yaitu Q1, Q2 dan Q3 (gambar 27). Fuse F1 berfungsi untuk mengamankan apabila terjadi hubung-singkat pada rangkaian motor. Ketika motor terhubung star kontaktor pada Q1 dan Q2 posisi ON dan kontaktor Q3 akan OFF.
Beberapa waktu kemudian timer yang disetting sebelumnya dengan waktu 60 detik energized, akan meng-OFF-kan Q1. Sementara pada Q2 dan Q3 posisi ON, dan pada motor terhubung delta.
Pengaman beban lebih F3 (thermal overload relay) dipasangkan secara seri dengan kontaktor, apabila terjadi beban lebih disisi beban, relai bimetal akan bekerja dan rangkaian kontrol berikut kontaktor akan OFF.
Tidak semua motor induksi dapat dihubungkan secara star-delta, yang harus diperhatikan yaitu pada tegangan name-plate motor yang harus bisa diberikan tegangan sebesar tegangan jala-jala (gambar 28), khususnya ketika motor tersambung delta.
Apabila ketentuan ini tidak dipenuhi, maka akibatnya belitan stator dapat terbakar karena tegangan yang tidak sesuai. Rangkaian kontrol star-delta yang terlihat pada (gambar 29), dipasangkan fuse F2 untuk pengaman apabila terjadi hubung-singkat pada rangkaian kontrol.
Hubungan Star
Tombol S2 di-ON-kan dan akan terjadi loop tertutup pada rangkaian coil Q1 dan kemudian menjadi energized yang bersamaan dengan coil Q2. Kontaktor Q1 dan Q2 energized motor ini terhubung star. Coil timer K1 akan energized, selama pada setting waktu berjalan motor terhubung star.Hubungan Delta
Ketika Q1 dan Q2 masih pada posisi ON dan timer K1 masih energized, hingga setting waktu berjalan motor ini terhubung star. Saat setting waktu timer sudah habis, kontak Normally Close K1 dengan akan OFF membuat coil kontaktor Q1 OFF, yang bersamaan dengan itu Q3 dalam posisi ON. Posisi akhir dari kontaktor Q2 dan Q3 dalam posisi ON dan motor dalam hubungan delta.Kemudian untuk mematikan rangkaian bisa dengan menekan tombol S1 OFF, dan pada rangkaian kontrol akan terputus kemudian semua kontaktor pada posisi OFF lalu motor akan berhenti bekerja. Kelengkapan yang berupa lampu-lampu indikator bisa dipasangkan, baik indikator ketika rangkaian kondisi ON, ataupun ketika rangkaian dalam kondisi OFF.
Caranya yaitu dengan menambahkan kontak bantu normally open yang dipasang secara paralel dengan coil kontaktor dan sebuah lampu indikator.
Pengendalian Putaran Kanan-Kiri
Motor induksi bisa diputar dengan arah kanan atau putar arah kiri, caranya yaitu dengan menukarkan dua kawat terminal box. Putaran kanan kiri dibutuhkan misalkan untuk membuka atau menutup pintu garasi. Rangkaian daya putaran kanan - putaran kiri motor induksi terdiri dari dua kontaktor yang bekerja saling bergantian, dan tidak dapat bekerja secara bersamaan (gambar 30). Fuse F1 dipakai untuk pengaman hubung-singkat rangkaian daya.
Saat kontaktor Q1 pada posisi ON motor putarannya akan ke kanan. Dan ketika Q1 di OFF kan dan Q2 di ON-kan, maka akan terjadi pertukaran kabel supply yang terjadi menuju terminal motor, dan motor akan berputar ke kiri.
Rangkaian daya yang dilengkapi pengaman thermal overload relay F3, akan memutuskan rangkaian daya dan rangkaian kontrol saat motor mendapatkan beban yang berlebih. Cara kerja pada rangkaian kontrol, yaitu pada posisi standby jala-jala akan mendapat supply 220 V dengan titik netral N.
Posisi Putaran Arah Kanan
Ketika tombol Normally Open S3 (Forward) di tekan, maka akan terjadi loop tertutup pada rangkaian coil kontaktor Q1, sehingga kontaktor Q1 menjadi energized. Pada posisi ini motor akan berputar ke kanan. Kemudian perhatikan coil Q1 yang di serikan dengan kontak Normally Close Q2, dan sebaliknya coil Q2 yang diseri dengan kontak Normally Close Q1, ini yang disebut saling mengunci (interlocking).Artinya saat coil Q1ON, maka pada coil Q2 akan terkunci selalu OFF. Atau ketika coil Q2 sedang ON, maka coil Q1 akan selalu OFF. Karena pada coil Q1 ini bekerja secara bergantian dengan Q2 atau sebaliknya, dan keduanya tidak akan pernah bekerja secara bersamaan.
Posisi Putaran Arah Kiri.
ketika tombol Normally Open S2 (Reverse) ditekan, maka loop tertutup akan terjadi pada rangkaian coil Q2. Kontaktor Q2 akan ON dan kemudian dengan sendirinya coil kontaktor Q1 akan OFF, akan terjadi pertukaran antara dua kabel phasa pada terminal motor dan pada motor akan berputar ke kiri.Untuk mematikan rangkaian, bisa dengan menekan tombol normally close S1, maka pada rangkaian kontrol akan terbuka dan aliran listrik yang menuju ke coil Q1 dan coil Q2 akan terputus dan rangkaian dalam kondisi mati. Apabila terjadi beban lebih pada kontak F3 akan terbuka, kemudian rangkaian akan terputus aliran listriknya dan rangkaian kontrol dan daya akan terputus.
Sebuah lampu P1 dihubungkan ke kontak 98 dari F3 yang berfungsi sebagai indikator beban lebih, lampu P1 akan ON bila terjadi gangguan beban lebih (gambar 31).
Rangkaian kontrol ini dikembangkan dengan menambahkan dua lampu indikator E1 akan ON saat motor berputar ke kanan. Dan lampu indikator E2 akan ON saat motor berputar ke kiri (gambar 32). Pada rangkaian kontrol dikembangkan tombol NC (Normally Close) S1 dan tombol NC S3 untuk mematikan rangkaian.
Tombol NO (Normally Open) S2 fungsinya yaitu untuk meng-energized coil Q1 ( Forward), dan pada tombol NO S4 fungsinya yaitu untuk meng-energized coil Q2 (Reverse). Pada setiap lampu indikator yang diamankan dengan sekring/fuse, F1 untuk lampu E1 dan F2 untuk lampu E2, sedangkan sekring/fuse F3 untuk pengaman rangkaian kontrol.
Pengendali Dua Motor Bekerja Bergantian
Dalam proses ini dibutuhkan dua atau beberapa motor induksi yang akan bekerja secara bergantian sesuai dengan kebutuhan. Berikut ini adalah dua motor induksi yang dirancang untuk bekerja secara bergantian, dengan interval waktu tertentu.Rangkaian daya dua motor akan bekerja secara bergantian, sekring fuse F1 disini berfungsi sebagai pengaman apabila terjadi gangguan hubung-singkat pada rangkaian daya baik motor-1 dan motor-2 (gambar 33).
Kontaktor Q1 akan mengendalikan motor-1 dan kontaktor Q2 akan mengendalikan motor-2. Pada masing-masing motor dipasang thermal overload F3 dan F4. Pada kontaktor Q1 dan kontaktor Q2 dirancang interlocking, yang artinya mereka akan bekerja secara bergantian.
Rangkaian kontrol motor yang bekerja secara bergantian (gambar 34) dipasang fuse F2 sebagai pengaman dari gangguan di rangkaian kontrol.
Menjalankan Motor-1
Tombol tekan Normally Open S2 bila ditekan akan membuat coil Q1 energized, sehingga pada motor-1 bekerja. Coil Q1 yang dipasang secara seri dengan kontak Normally Close Q2, dan pada coil Q2 yang dipasang seri dengan kontak Normally Close Q1, ini menunjukkan bahwa keduanya terhubung interlocking.Apabila proximity switch B1 pada posisi open, maka aliran listrik akan terputus dan akibatnya coil Q1 atau coil Q2 akan de-energized, sehingga pada rangkaian kontrol dan rangkaian daya akan terputus.
Menjalankan Motor-2
Tombol tekan Normally Close S3 di tekan, maka secara bersamaan aliran coil Q1 akan terputus dan aliran listrik ke coil Q2 akan tersambung, kontaktor Q2 menjadi energized dan motor-2 akan bekerja. Apabila terjadi sebuah gangguan beban berlebih dari salah satu motor, maka thermal overload relay F3 atau F4 akan mulai bekerja. Pada rangkaian daya akan menjadi loop terbuka, dan aliran listrik yang menuju ke rangkaian motor akan terputus walaupun rangkaian kontrol masih bekerja.Motor-1 dan Motor-2 bekerja dengan selang waktu
Agar pada tingkat keamanan lebih baik maka ketika thermal overload relay F3 dan F4 bekerja, rangkaian kontrol juga harus terputus. Maka harus dilakukan kontak Normally Close F3 dan F4 yang dihubungkan secara seri dan menggantikan fungsi dari proximity switch B1 (gambar 35).Lampu indikator P1 dipasang secara paralel dengan coil Q1, yang berfungsi sebagai indikator ketika coil Q1 energized terdeteksi. Lampu indikator P2 juga dipasang secara paralel dengan coil Q2, sehingga ketika coil Q2 energized bisa diketahui dengan menyala-nya lampu P2.
Timer K3 yang ditambahkan secara seri dengan kontak NO coil Q1 dan NC coil Q2, berarti coil konektor Q2 akan energized bila coil Q1 sudah bekerja. Dan pengaturan waktu berjalan sudah dicapai maka pada coil Q2 akan energized, dan motor-1 dan motor-2 akan mulai bekerja bersama-sama.
Pengendalian Motor Soft Starter
Perkembangan elektronika daya yang sangat pesat, sekarang pada pengendalian motor induksi banyak yang memakai komponen elektronika seperti dengan Thyristor, GTO dsb. Kemampuan pengendaliannya bisa hingga ratusan KW untuk pengasutan awal dan bahkan untuk pengaturan putaran.
● Karakteristik Soft starter mempunyai kemampuan mengubah besaran tegangan dan frekuensi sesuai dengan kebutuhan.
● Karakteristik dari arus fungsi putaran motor, akan menarik 600% arus nominal tanpa adanya pengasutan, dengan pengasutan soft starter yang bisa ditekan hingga hanya 200% arus nominalnya (gambar 36a).
● Karakteristik momen dengan soft starter bisa diatur dari 10% hingga 150% torsi nominal motor (gambar 36b).
● Kemampuan dari soft starter lainnya yaitu bisa mengubah frekuensi jala-jala 50 Hz menjadi frekuensi yang lebih kecil dari 25%, 50%, 75% dari frekuensi nominalnya.
● Motor induksi yang mempunyai putaran nominal 1450 Rpm bisa diatur putarannya dari minimal 25% (360 Rpm) hingga frekuensi nominalnya 100% (1450 Rpm) perhatikan grafik (gambar 36b). Gambar satu garis prinsip instalasi perangkat soft starter terdiri dari beberapa tingkatan, yang mencakup fuse atau kontaktor utama, sakelar, induktor, filter, inverter frekuensi, kabel dan motor induksi (gambar 37).
● Inverter frekuensi mempunyai kemampuan untuk mengubah dari frekuensi jala-jala 50 Hz menjadi frekuensi yang lebih rendah dan bahkan frekuensi yang lebih tinggi sesuai dengan kebutuhan. Dengan mengubah besaran frekuensi, maka pada putaran motor induksi bisa diatur.
● Instalasi soft starter untuk motor 55 KW tegangan 400 V jika dibandingan antara hubungan in-line dan hubungan delta (gambar 38).
Panel Kontrol Motor
Rangkaian daya dan rangkaian kontrol motor dipasang pada sebuah panel yang terbuat dari bahan metal. Untuk ukuran panjang lebar dan tinggi bisa disesuaikan dengan kebutuhan. Panel kontrol motor pada bagian pintu dilengkapi dengan beberapa lampu indikator seperti, Voltmeter, Ampermeter dan beberapa tombol tekan ON/OFF, juga tombol Auto.
Komponen kontaktor yang sudah disusun rapi dikelompokkan menurut fungsi. Komponen pengaman seperti sekring/fuse dan circuit breaker yang ditempatkan menyatu (gambar 39). Penampang kabel daya yang disesuaikan dengan daya motor, minimal 10 mm2. Penampang kabel kontrol yang digunakan yaitu 2,5 mm2 dari jenis kabel serabut.
Pemasangan kabel pada panel ditempatkan dalam duck kabel sehingga bisa tersusun rapi dan mudah dirawat. Panel kontrol motor diketanahkan dengan kawat tembaga penampang 16 mm2, dan disambungkan dengan elektrode pentanahan. Instalasi pengawatan alat ukur untuk ampermeter biasanya memakai rotary switch yang bisa mengukur arus L1, arus L2 dan arus L3 cukup dengan menggunakan satu buah ampermeter saja.
Pengaman thermal overload dan over current relay, sifatnya tambahan artinya dapat dipasangkan bila dibutuhkan atau dilepas bila tidak dibutuhkan. Bahkan dapat digabungkan dengan pengaman arus sisa yang bekerjanya seperti ELCB, berupa trafo arus yang dilewati oleh empat kawat sekaligus, yaitu L1, L2, L3 dan N.
Dilengkapi dengan setting kepekaan arus sisa pada orde 50 sampai 300 mA yang bisa diatur dan pengaturan waktu berapa lama bereaksi hingga memutuskan rangkaian.
Motor induksi dengan daya besar diatas 50 Kw akan bekerja dengan arus nominal diatas 100 A. Pemasangan thermal overload relay tidak dapat langsung dengan circuit breaker, namun melewati alat trafo arus CT (gambar 42).
Ratio arus primer trafo arus CT yang dipilih yaitu 100A/5A. Sehingga pada thermal overload relay cukup dengan rating sekitar 5A saja. Apabila terjadi beban berlebih pada arus primer CT naik diatas 100A, dan arus sekunder CT juga akan naik.
Kemudian thermal overload relay akan bekerja, dan sistem mekanik kemudian akan memutuskan circuit breaker. Beberapa alat listrik sensitif terhadap perubahan tegangan listrik baik pada tegangan lebih maupun tegangan dibawah nominal.
Alat pengaman under voltage relay juga dipasang untuk mendeteksi bila tegangan jala-jala dibawah tegangan nominalnya. Maka pada relai secara mekanik akan memutuskan circuit breaker, sehingga peralatan listrik akan aman (gambar 43).
Relay under voltage juga sudah dilengkapi dengan tombol reset S11. Sekarang ini beberapa jenis motor induksi sudah dilengkapi dengan sensor temperatur semikonduktor dari PTC/NTC yang dihubungkan dengan piranti penguat elektronik (gambar 44).
Pengaruh beban yang lebih pada motor akan membuat temperatur stator meningkat. Apabila motor bekerja di atas suhu normalnya. Maka akan memanaskan PTC/NTC yang sensornya terpasang pada slot stator motor dan akan meningkat nilai resistansinya. Dan setelah dikuatkan sinyalnya oleh perangkat elektronik, akan mulai de-energized coil Q1. Sehingga kontaktor Q1 akan terputus dan motor menjadi aman dari pengaruh temperatur diatas suhu kerjanya.
Instalasi Motor Induksi Sebagai Water Pump
1. Instalasi pompa air yang memakai satu motor dengan kendali pressure switch (gambar 45)Q1 = Motor protective switch + overload + over current
F7 = Pressure switch 3 pole
M1 = Motor penggerak pompa
1. Tangki udara bertekanan
2. Valve
3. Pipa tekanan
4. Pompa sentrifugal
5. Pipa hisap dengan filter
6. Lubang sumur
2. Instalasi pompa air yang digerakkan oleh satu motor dengan kendali level switch (gambar 46)
Q1 = Motor protective switch + overload + over current
F7 = Pressure switch 3 pole
M1 = Motor penggerak pompa
HW = Level atas
LW = Level bawah
1. Tali terikat pelampung, beban penyeimbang, klem dan pulley
2. Tangki penimbun
3. Tangki tekanan
4. Pompa Centrifugal
5. Output
6. Pipa hisap dengan filter
7. Lubang sumur
3. Instalasi pompa air yang digerakkan oleh satu motor dengan kendali dua level switch (gambar 47)
Q1 = Kontaktor (start-delta)
F2 = Overload relay (reset)
F8 = Switch pelampung 1 pole
F9 = Switch pelampung 1 pole
S1 = Switch Manual-OFF- Auto
M1 = Motor penggerak pompa
1. Tali terikat pelampung, beban penyeimbang, klem dan pulley
2. Tangki penimbun
3. Tangki tekanan
4. Pompa Centrifugal
5. Output
6. Pipa hisap dengan filter
7. Monitor gangguan pompa
8. Lubang sumur
4. Instalasi pompa air yang memakai dua motor dengan kendali dua level switch (gambar 48).
P2 Auto Pompa-2 prioritas kerja, pompa-1 ketika beban puncak
P1 + P2 Pompa-1 /pompa-2 akan bekerja oleh switch pelampung
1. Tali terikat pelampung, beban penyeimbang, klem dan pulley
2. Tangki penimbun
3. Pemasukan
4. Tangki tekanan
5. Output
6. Pompa Centrifugal
7. Pompa-1
8. Pompa-2
9. Pipa hisap dengan filter
10. Lubang sumur
Rangkaian Kontrol Motor Induksi
1. Rangkaian daya pengasutan Resistor pada motor induksi, yang dilengkapi dengan memakai pengaman beban lebih bimetal overload relay dan pengaman arus hubung-singkat pada kontaktor Q1 (gambar 49). Rangkaian daya ini akan bekerja baik bila rangkaian kontrol berfungsi dengan baik (gambar 50).
Tegangan starting = 0,6 x
Tegangan nameplate Arus starting = 0,6 x
Arus beban penuh Torsi starting = 0,36 x Torsi beban penuh
2. Rangkaian hubungan star-delta memakai tiga kontaktor yaitu (Q11, Q13 dan Q15), untuk pengamanan dapat ditambahkan MCCB Q1 yang sudah dilengkapi dengan pengaman bimetal overload dan juga pengaman arus hubung-singkat (gambar 51).
Rangkaian kontrol hubungan star-delta (gambar 52), awalnya rangkaian terhubung secara star, dengan setting waktu yang sudah diatur oleh timer K1 dan akan beralih ke hubungan delta.
3. Rangkaian motor induksi dengan pengasutan auto-trafo yang dipasang pada rangkaian stator. Kontaktor Q13 akan mengatur kerja auto-trafo bersama dengan timer K1. Beberapa saat selanjutnya setelah setting waktu timer tercapai K1 akan OFF motor induksi akan bekerja secara dengan tegangan nominal (gambar 53).
Rangkaian kontrol (gambar 54) yang dilengkapi dengan timer K1 yang mengatur setting waktu berapa lama pengasutan tegangan auto-trafo bekerja. Setelah waktu timer sudah tercapai K1 akan OFF dan motor akan mendapat tegangan nominal.
Torsi starting = 0,36 x Torsi beban penuh
Rating Q1, Q11 = 1 x Arus nominal
Q16 = 0,6 x Arus nominal
Q13 = 0,25 x Arus nominal
4. Rangkaian Motor Induksi Slipring, ketika starting awal motor Slipring memakai jenis pengasutan resistor yang dipasang pada sisi rotor dengan dua tahap pengaturan. Kontaktor Q12 dan Q14 ini merupakan kontaktor yang mengatur hubungan tahapan resistor dengan rangkaian rotor melalui terminal K,L,M pada terminal box.
• Arus starting = 0,5.. 2,5 x Arus beban penuh
• Torsi starting = 0,5..1,0 x Torsi beban penuh
• Kontaktor pengasutan Q14 = 0,35 x Arus rotor
• Kontaktor pengasutan Q12 = 0,58 x Arus rotor
• Kontaktor utama Q1, Q11 = Arus beban penuh
5. Rangkaian daya Motor Induksi Slipring memakai tiga tahapan pengasutan resistor yaitu (R1, R2 dan R3) dan pada belitan rotor melalui tiga buah kontaktor yaitu Q12, Q13 dan Q14.
Pemutus daya MCCB Q1 yang dilengkapi dengan pengaman beban lebih bimetal overload relay dan pengaman arus hubung-singkat (gambar 56).
Tegangan starting = 0,7 x Tegangan nameplate
Arus starting = 0,49 x Arus beban penuh
Rangkuman
- Dalam sistem kontrol kelistrikan dikenal dengan dua istilah yaitu sistem pengendalian dan sistem pengaturan.
- Dalam sistem pengendalian terdapat dua bagian yang disebut rangkaian kontrol dan sistem daya.
- Dalam sistem pengaturan dibagi juga menjadi pengaturan loop terbuka dan loop tertutup dengan feedback (umpan balik).
- Setrika Listrik dan Rice Cooker adalah contoh dari sistem pengaturan loop tertutup dengan temperatur Bimetal.
- Yang termasuk pada komponen kontrol yaitu: sakelar ON, sakelar OFF, timer, relay overload dan relay.
- Komponen daya diantaranya adalah kontaktor, kabel daya, sekring atau circuit breaker.
- Ada empat tipe kontak yang sering digunakan pada sistem pengendalian, yaitu Normally Open (NO), Normally Close (NC), Satu Induk dua Cabang
- Komponen timer dipakai pada rangkai kontrol pengaturan waktu ON/ OFF .
- Kontaktor yaitu merupakan sakelar daya yang bekerja dengan prinsip elektromagnetis mempunyai kontak utama dan kontak bantu.
- Pengaman sistem daya untuk beban motor-motor listrik atau beban lampu berdaya besar dapat memakai sekring/fuse atau Miniatur circuit breaker (MCB).
- Komponen Motor Control Circuit Breaker2 (MCCB) mempunyai tiga fungsi, yaitu fungsi sebagai switching, fungsi pengamanan motor dan fungsi sebagai isolasi rangkaian primer dengan beban.
- Komponen kontrol relay impuls ini bekerja seperti sakelar toggle manual.
- Komponen timer OFF-delay disini bekerja secara elektromagnetis.
- Pengendalian hubungan langsung atau yang dikenal dengan istilah Direct ON Line (DOL) digunakan untuk mengontrol motor induksi.
- Ketika motor terhubung Star. Besar tegangan yang terukur pada belitan stator, yaitu sebesar Ubelitan = 1/√3 Uphasa-phasa sedangkan Ibelitan = Iphasa-phasa.
- Ketika motor induksi terhubung Delta, tegangan yang terukur pada belitan stator adalah sama besarnya dengan jala-jala, Ubelitan = Uphasa-phasa. sedangkan besarnya Ibelitan =1/√3 Iphasa-phasa.
- Motor induksi bisa dibalik arah putaran kanan atau putaran arah kiri, caranya yaitu dengan menukar dua kawat terminal box.
- Pengendalian motor secara soft starter (GTO, Thyristor) kapasitas daya puluhan hingga ratusan KW untuk pengasutan awal dan juga untuk pengaturan putaran.
- Prinsip instalasi perangkat soft starter terdiri dari beberapa tingkatan, yang mencakup fuse atau kontaktor utama, sakelar, induktor, filter, inverter frekuensi, kabel dan motor induksi.
- Inverter frekuensi mempunyai kemampuan mengubah dari frekuensi jala-jala 50 Hz menjadi frekuensi 0 hingga 180 Hz.
- Kontrol motor dilengkapi dengan beberapa pengaman sekaligus yang berupa pengaman thermal overload relay dan pengaman overcurrent relay.
- Alat pengaman undervoltage relay juga dipasang untuk mendeteksi bila tegangan jala-jala berada dibawah tegangan nominalnya.
- Motor induksi bisa dilengkapi dengan sensor temperatur semikonduktor dari PTC/NTC.
- Pada rancangan yang perlu diperhatikan yaitu rating arus kontaktor, rating arus bimetal, rating fuse dan pada penampang kabel yang harus disesuaikan dengan rating daya motor induksi.