INSTALASI MOTOR LISTRIK PADA INDUSTRI
(MOTOR INDUKSI
ROTOR SANGKAR)
1. PELAT
NAMA DAN ARAH PUTARAN ROTOR
Pelat
nama (name plate) dari sebuah motor mencantumkan harga-harga nominal dan data- data teknis dari motor tersebut, yaitu :
a. Nama pabrik
pembuat
b. Tegangan
nominal (volt)
c. Arus beban
penuh nominal (Ampere)
d. Daya
keluaran (output) nominal (HP/KW)
e. Frekuensi
nominal (Hz, c/s) dan jumlah fasa
f. Putaran per
menit (RPM)
g. Jumlah
kutub, cos j,
effisiensi
h. Suhu
lingkungan dan kenaikan suhu nominal (°C)
i.
Kelas isolasi, dan lain-lain.
Kelas isolasi : menyatakan
bahan-bahan yang dipergunakan untuk isolasi kumparan dan bagian-bagian
konduktif lainnya.
Kelas A : Pita katun, sarung katun, serat, kertas kraft,
dan sebagainya; dicelup dengan varnis, suhu maksimum 105°C.
Kelas E : Resin polyester, dan sebagainya; suhu maksimum
120°C.
Kelas B : Epoksi, mika, serat gelas, dan sebagainya;
suhu maksimum 130°C.
Kelas F : Kain gelas di-varnis, asbes di-vArnis, mika,
dan sebagainya; suhu maksimum 155°C.
Arah putaran motor listrik
menurut standar MEE (Masyarakat Ekonomi Eropah) : arah putaran sebuah motor,
dilihat menghadap sisi puli porosnya seperti ditunjukkan dalam Gambar 1, akan
ke kanan kalau terminal U dihubungkan ke fasa R, terminal V ke fasa S dan
terminal W ke fasa T. Untuk motor-motor dengan kaki yang kotak terminalnya
harus berada di sebelah kiri, rumah motornya dibalik. Karena itu kalau
dihubungkan dengan urutan fasa U-R, V-S, dan W-T, motornya akan berputar ke
kiri jika dilihat menghadap sisi pulinya.
Gambar
1
2. HUBUNGAN KUMPARAN MOTOR
Identifikasi hubungan kumparan motor menurut standar IEC 34-8
antara lain adalah sebagai berikut :
A.
1 kecepatan – 1 kumparan
a)
Terminal motor b)
Kumparan motor
Gambar
2
Motor-motor yang mempunyai hubungan kumparan seperti di atas dapat
digunakan dalam hubungan bintang (Y) atau hubungan delta (D),
tergantung kepada sistem tegangan suplai dan sistem tegangan motornya. Kalau
pada sebuah pelat nama (name plate) motor tertera : tegangan 380/660 V, ini
berarti bahwa kumparan-kumparan motor tersebut harus mendapat suplai 380 V
karena tegangan yang lebih rendah adalah tegangan yang harus dihubungkan dengan
kumparan motor. Kalau dihubungkan ke jaringan 220/380 V, motor ini harus digunakan
dalam hubungan delta.
B.
2 kecepatan – 2 kumparan terpisah
a) Terminal
Motor b)
Kumparan Motor
Gambar 3
C.
2 kecepatan - 1 kumparan dengan sadapan tengah
Putaran
lambat: Putaran
cepat:
a) Terminal
Motor b)
Hubungan Kumparan Motor
Gambar 4
3. KOMPONEN-KOMPONEN
PENGAMAN DAN PENGENDALI MOTOR
Berbagai macam komponen pengaman dan pengendali pada sebuah
motor listrik dapat dilihat melalui gambar di bawah ini :
Gambar
5
3.1.
KOMPONEN
PENGAMAN
Komponen-komponen pengaman minimum pada sebuah motor listrik adalah
pengaman hubung singkat dan pengaman beban lebih. Untuk pengaman hubung singkat
biasanya digunakan pemutus daya atau sekring (fuse), sedangkan untuk pengaman
beban lebih digunakan Thermal Overload Relay. Pemutus daya yang banyak
digunakan adalah MCCB (Moulded Case Circuit Breaker).
Komponen-komponen pengaman yang lain adalah :
-
pengaman thermis
-
pengaman kehilangan fasa, dan lain-lain.
3.1.1 MCCB ( Moulded Case Circuit Breaker)
MCCB terdiri dari
·
peralatan pengsaklaran,
·
pemadaman busur api
·
pengetripan,
dirakit dalam satu unit dan dimuat dalam kotak cetakan tahan panas
dan busur api.
MCCB dapat secara
otomatis memutuskan rangkaian seketika bila terjadi hubung singkat atau beban
lebih. Karena karakteristik perilakunya baik dan mempunyai kapasitas pemutusan
arus besar dibandingkan dengan saklar konvensional yang terdiri dari kombinasi
saklar pisau dan sekring, ia secara luas dipergunakan sebagai pemutus daya
untuk panel distribusi dan kontrol dari peralatan listrik pada suatu bangunan,
mesin industri dan sebagainya.
Pemutus daya
untuk tegangan rendah ( 600 volt atau kurang ) dibuat dengan merek: Moulded
Case Circuit Breaker, Fuse Free Breaker, dan No Fuse Breaker. Pemutus daya
dapat dikelompokkan sebagai tipe elektromagnetik termal dan tipe
elektromagnetik penuh. Rating arus nominal MCCB (dalam ampere) adalah sebagai
berikut: 10 ; 15 ; 20 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 75 ; 100 ; 125 ; 150 ; 175 ; 200 ;
225 ; 250 ; 300 ; 350 ; 400 ; 500; 600; 700 ; 800 A. Contoh karakteristik
arus-waktu dari sebuah MCCB ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6. Karakteristik arus-waktu MCCB
3.2.2 Thermal Overload Relay
Thermal
Overload Relay (TOR) digunakan untuk
mengamankan motor listrik terhadap beban lebih. Rele ini bekerja berdasarkan
efek thermal dari arus listrik. Jika arus yang mengalir dalam TOR ini melebihi
nilai setelannya, akan terjadi pemutusan yang waktunya tergantung kepada arus.
Makin besar arus ini, makin singkat waktu pemutusannya. Pemutusan diperlambat
secara thermis, misalnya dengan mengunakan elemen dwilogam. Elemen-elemen
dwilogam tersebut dipasang di dalam TOR. Kalau arus melalui TOR ini terlalu
besar, elemen-elemen tersebut akan menjadi bengkok sehingga saklarnya akan
membuka.
Elemen-elemen
dwilogam ini dapat dipanaskan secara langsung atau secara tidak langsung. Pada
pemanasan langsung arus mengalir melalui elemen dwilogam sedangkan pada
pemanasan tidak langsung arus mengalir melalui kawat tahanan yang dililitkan
pada elemen dwilogam. Cara yang terakhir ini digunakan untuk arus-arus kecil.
Wiring diagram thermal overload relay ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Wiring diagram
thermal overload relay
3.2.
KOMPONEN
KENDALI
Terdiri dari :
a.
Magnetic Contactor
b.
Relay kendali
c.
Time Delay Relay (timer)
d.
Berbagai macam switch :
·
push-button switch,
·
pressure switch,
·
flow switch,
·
level switch,
·
proximity switch, limit switch, dan lain-lain.
3.2.1
Magnetic Contactor dan Rele Kontrol
Magnetic Contactor dapat dipergunakan pada
rangkaian:
·
pengasutan,
·
pengereman,
·
pengendalian motor dan peralatan listrik
Magnetic contactor mempunyai kemampuan
untuk pengsaklaran arus lebih seperti arus asut motor, tetapi tidak mempunyai
kemampuan untuk memutus arus abnormal seperti dalam hal hubung singkat motor.
Alat lain yang mempunyai prinsip kerja dan kegunaan yang hampir sama adalah rele kontrol. Bedanya rele
kontrol digunakan untuk arus kecil. Wiring diagram magnetic contactor dan rele
kontrol masing-masing ditunjukkan pada Gambar 8 dan 9.
Gambar 8. Wiring diagram magnetic contactor
Dengan
menggunakan magnetic contactor:
·
memungkinkan beberapa operasi motor listrik atau
peralatan listrik lainnya dilaksanakan dari satu atau lebih tempat,
·
rangkaian kontrol dapat diinterlock untuk
mencegah kesalahan dan bahaya operasi,
·
peralatan kontrol dapat dipasang pada tempat
yang jauh,
·
kontrol otomatis dan semi otomatis dapat
dilakukan.
Untuk memberikan informasi yang
berhubungan dengan penggunaan magnetic contactor yang sesuai untuk berbagai
macam dan jenis pekerjaan untuk beban resistif maupun motor listrik dapat
diketahui dari Utilization category yang terdapat pada katalog yang diterbitkan
oleh pabrik pembuat magnetic contactor tersebut. Utilization category yang
dimaksud adalah:
AC 1 : Non inductive
loads (resistive load)
AC 2 : Starting, plugging
(slip ring motor)
AC 3 : Starting, stopping
(squirrel cage motor)
AC 4 : Starting,
plugging, inching (squirrel cage motor)
Utilization category AC 3 merupakan kategori untuk standard duty
sedangkan AC 2, dan AC 4 merupakan
kategori heavy duty. Disamping itu, hal lain yang menjadi dasar dari pemilihan
magnetic contactor antara lain adalah :
·
rated operating current ( Ie )
·
tegangan nominal kumparan
·
jumlah auxiliary contact
Relay
Kendali Time
Delay Relay
Gambar 9 Gambar
10
3.2.2 Time Delay Relay
Prinsip kerja dan kegunaan dari time delay
relay mirip dengan rele kontrol, bedanya kontak-kontak time delay relay tidak
langsung bekerja ketika kumparannya diberi tegangan melainkan tertunda kerjanya
sesuai dengan setelan waktunya. Wiring diagram time delay relay ditunjukkan
pada Gambar 10.
4.
PEMILIHAN KOMPONEN-KOMPONEN PENGAMAN, KENDALI
DAN PENGHANTAR
Pemilihan
komponen-komponen pengaman, kendali dan penghantar pada suatu instalasi motor
induksi tergantung kepada kapasitas motor dan cara pengasutan motor tersebut.
4.1. PENGASUTAN LANGSUNG (DIRECT ON-LINE STARTING)
Dengan
metoda pengasutan langsung, tegangan penuh disuplai ke motor segera setelah
tombol “start” ditekan. Pengasutan langsung banyak digunakan untuk motor-motor
rotor sangkar. Cara ini sederhana, murah dan memberi kopel asut yang baik. Akan
tetapi sewaktu terjadi proses pengasutan akan timbul arus asut sebesar 5 sampai
6 kali arus beban penuh motor. Karena itu banyak digunakan, kalau arus asutnya
yang tinggi tidak menimbulkan gangguan bagi jaringan suplai. Selain itu,
kejutan mekanis yang disebabkan oleh gaya-gaya percepatan yang timbul, juga tidak
boleh menimbulkan gangguan bagi mesin yang digunakan.
a)
Diagram Skematik
b) Diagram Garis Tunggal
Gambar
11
di mana : IFL = arus
beban penuh motor; Ie = rated operational current dari magnetic contactor;
IN = arus
nominal MCCB
Untuk jarak jauh perlu
diperhitungkan ukuran penghantar berdasarkan susut tegangan di samping
ketentuan di atas.
4.2.
PENGASUTAN
STAR-DELTA
Tipe
pengasut ini dipergunakan untuk motor induksi rotor sangkar yang dirancang
untuk memberikan keluaran nominal bila kumparan stator dihubungkan delta dan
biasanya dipakai dengan motor yang mempunyai keluaran nominal diatas 5,5 KW.
Bila mengasut, pengasut menghubungkan kumparan stator dan membuat motor
dihubungkan bintang sehingga arus asutnya dikurangi dan setelah mencapai
percepatan, untuk operasi selanjutnya hubungan bintang itu diubah menjadi
hubungan delta. Pemakaian pengasut ini mengurangi arus asutnya sampai 1/3
dibandingkan dengan pengasut tegangan penuh, akan tetapi harus dicatat bahwa
kopel asutnya juga dikurangi 1/3. Waktu pengasutan motor (ts) = 4 +
2ÖP
detik, dimana P = KW motor.
a) Diagram Skematik
b) Diagram Garis Tunggal
Gambar
12
4.3. PENGASUTAN DENGAN REAKTOR
Cara
pengasutan dengan reaktor cocok untuk motor-motor dengan beban yang tergantung
pada kecepatan putar, misalnya motor-motor untuk pompa atau untuk ventilator
yang langsung dibebani. Kalau arus asutnya diperkecil n kali, kopel asutnya
akan menjadi n2 kali lebih kecil. Karakteristik pengasutannya
diperlihatkan dalam Tabel 1 berikut.
Tabel 1
Sadapan
|
|||
50
%
|
65
%
|
80
%
|
|
Tegangan
pada motor
|
50
%
|
65
%
|
80
%
|
Arus
asut
|
50
%
|
65
%
|
80
%
|
Kopel
asut
|
25
%
|
42,2
%
|
64
%
|
a) Diagram Skematik
b)
Diagram Garis Tunggal
Gambar 13
4.3.
PENGASUTAN
DENGAN AUTOTRANSFORMER
Kalau
digunakan pengasutan dengan autotransformer, tegangan asut motor diturunkan
dengan faktor n, arus motornya juga akan turun dengan faktor n. Arus primer
sebuah autotransformer selalu n kali lebih kecil daripada arus sekundernya.
Jadi arus asutnya akan n2 kali lebih kecil daripada arus asut yang
akan timbul, kalau motor ini dihubungkan langsung dengan jaringan. Autotransformer
yang digunakan biasanya memiliki beberapa titik sadap yaitu di kira-kira 50 %, 65
% dan 80 % dari tegangan suplai. Karakteristik pengasutannya diperlihatkan
dalam Tabel 2 berikut.
Tabel 2
Sadapan
|
|||
50
%
|
65
%
|
80
%
|
|
Tegangan
pada motor
|
50
%
|
65
%
|
80
%
|
Arus
asut
|
25
%
|
42,2
%
|
64
%
|
Kopel
asut
|
25
%
|
42,2
%
|
64
%
|
a) Diagram Skematik
b) Rangkaian ekivalen
Gambar 14
4.5. MOTOR DENGAN PUTARAN YANG DIATUR
Untuk suatu keperluan
tertentu adakalanya diperlukan suatu pengaturan putaran motor-motor listrik.
Pengaturan putaran ini dapat dilakukan antara lain dengan cara-cara sebagai
berikut :
a) dengan perubahan kutub
b) dengan INVERTER
c) dengan kopling arus
pusar
d) dengan soft
starter
Dalam pemilihan
komponen-komponen pengaman, pengendali dan penghantar untuk instalasi
motor-motor induksi dengan putaran yang dapat diatur, dilakukan dengan cara
yang sama dengan instalasi motor yang diasut secara langsung (direct on line,
dol).
5.
PEMILIHAN UKURAN PENGHANTAR DAN ARUS NOMINAL
ALAT PENGAMAN PADA RANGKAIAN CABANG
a. Pengaman Hubung Singkat Rangkaian Cabang.
Suatu rangkaian cabang
yang menyuplai beberapa motor harus dilengkapi dengan pengaman arus lebih yang
tidak melebihi nilai nominal atau setelan alat pengaman rangkaian akhir motor
yang tertinggi ditambah dengan jumlah arus beban penuh semua motor lainnya.
b. Penghantar Rangkaian Cabang
Penghantar rangkaian
cabang yang menyuplai dua motor atau lebih, harus mempunyai KHA
sekurang-kurangnya sama dengan jumlah arus beban semua motor itu ditambah 25%
dari arus beban penuh motor yang terbesar.
c. Contoh Pemakaian
Rangkaian cabang motor
dengan tegangan kerja 220/380 V menyuplai motor berikut (perhatikan Gambar 15):
1. Motor sangkar dengan pengasutan Y-D, arus
nominal beban penuh 42 A.
2. Motor sangkar dengan pengasutan
autotransformator, arus nominal beban penuh 54 A.
3. Motor rotor lilit (2 unit) masing-masing
dengan arus nominal beban penuh 68 A.
Masing-masing
motor diamankan terhadap hubung singkat dengan pemutus daya.
Tentukan
:
1). KHA penghantar masing-masing rangkaian.
2. Arus nominal pemutus daya pada masing-masing
rangkaian.
Penyelesaian:
Gambar 15
LAMPIRAN 1
ARUS BEBAN PENUH RATA-RATA MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR
(4 KUTUB, 380V) DAN RATING MINIMUM FUSE HRC
(Berdasarkan karakteristik klass 0 BSS
88 dan karakteristik lambat VDE 0660)
RATING
MOTOR
|
COS j
|
EFF.
(%)
|
380V
MOTOR
FLC
|
RATING FUSE
|
||||
D O L
|
Y - D
|
|||||||
HP
|
KW
|
BSS
|
VDE
|
BSS
|
VDE
|
|||
1
1,5
2
3
4
5
6
7.5
10
12.5
15
20
25
30
40
50
60
75
100
125
150
175
200
250
300
|
0.75
1.1
1.5
2.2
3
3.7
4.5
5.5
7.5
9.3
11
15
18.6
22
30
37
45
55
75
90
110
130
150
185
225
|
0.79
0.80
0.80
0.80
0.82
0.82
0.83
0.83
0.83
0.83
0.83
0.84
0.85
0.85
0.85
0.85
0.85
0.86
0.86
0.87
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
|
74
76
77
79
85
85
86
86
86
87
87
89
90
90
90
91
91
91
92
92
92
92
92
93
93
|
2
2.6
3.5
6
6.6
8.5
9.9
11.5
15.5
20.3
22.5
30
38
43
57
72
85
104
142
169
204
250
300
355
420
|
6
6
10
15
15
15
20
25
30
35
40
60
60
80
100
125
160
200
200
250
250
350
400
450
500
|
4
6
6
10
16
16
20
25
25
35
35
50
63
63
80
100
125
160
200
225
250
300
400
450
500
|
4
4
4
6
10
16
16
20
20
25
25
35
50
50
60
80
100
100
160
200
200
250
300
350
300
|
4
4
4
6
10
16
16
20
20
25
25
35
50
50
63
80
100
100
160
200
200
250
300
355
500
|
LAMPIRAN 2
A. PELACAKAN GANGGUAN SECARA UMUM
Macam gangguan pada motor listrik dan
instalasinya dan kemungkinan penyebabnya secara umum adalah sebagai berikut:
1. Motor tak mengasut
a) Gangguan sumber daya listrik
b) Sekring putus atau MCCB trip/terbuka
c) Thermal overload relay trip
d) Gangguan pada rangkaian kontrol
e) Gangguan pada motor ( terjadi hubung
buka pada 2 atau 3 fasa)
2. Bila tombol “ON” ditekan motor
berdengung tapi tidak mengasut
a) Tegangan suplai rendah
b) Hubung buka di terminal motor
3. Sekring putus atau MCCB terbuka
dengan beban nol
Gangguan hubung singkat
karena hubungan langsung atau karena kerusakan isolasi
4. Putaran motor rendah
a) Tegangan sumber rendah
b) Stator kontak dengan rotor
c) Celah udara antara stator dan rotor
tidak seimbang
d) Hubung singkat satu fasa atau
sebagian kumparan
e) Kumparan stator terbumikan pada inti
f) Beban lebih
5. Sekring putus atau MCCB trip bila
beban dipasang
a) Arus nominal sekring atau MCCB
terlalu kecil
b) Gangguan hubung singkat
c) Beban motor terlalu berat
6. Motor tiba-tiba menurun
kecepatannya bila beban dipasang dan tidak berputar pada kecepatan nominal
(motor dapat menjadi panas berlebihan atau berbunyi)
a) Tegangan sumber rendah
b) Tegangan sumber tidak seimbang
c) Ukuran kabel terlalu kecil
d) Kontak-kontak yang cacat sehingga
menyebabkan jatuh tegangan
e) Motor berjalan pada satu fasa
f) Beban terlalu berat
g) Kumparan terhubung singkat atau
dibumikan
B. PELACAKAN GANGGUAN PADA RANGKAIAN KONTROL
Contoh
pada rangkaian kontrol untuk membolak balik putaran motor.
 |
Gambar L1. Rangkaian kontrol untuk membolak-balik putaran
motor
v
No comments:
Post a Comment