laporan kp pesantren baru

LAPORAN KERJA PRAKTEK

BAB VI

Starting Motor Induksi

6.1 Pendahuluan

Saat motor induksi distarting secara langsung,arus awal motor

besarnya antara500 % sd700 % dari arus nominal. Ini akan menyebabkan

drop tegangan yang besar pada pasokan tegangan PLN. Untuk motor daya

kecil sampai 5 kW, arus starting tidak berpengaruh besar terhadap drop

tegangan. Pada motor dengan daya diatas 30 kW sampai dengan 100 kW

akan menyebabkan drop tegangan yang besar dan menurunkan kualitas

listrik dan pengaruhnya pada penerangan yang berkedip.

Pengasutan motor induksi adalah cara menjalankan pertama kali

motor, tujuannya agar arus starting kecil dan drop tegangan masih dalam

batas toleransi. Ada beberapa cara teknik pengasutan, di antaranya:

1.Hubungan langsung (Direct On Line = DOL)

2.Tahanan depan Stator (Primary Resistor)

3.transformat

4.Segitiga-Bintang (Start-Delta)

5.Pengasutan Soft starting

6.Tahanan Rotor lilit

PT. PERKEBUNAN NUSANTARA X (Persero)PG. PESANTREN BARU KEDIRI

1


6.2 Metode Starting Motor

6.2.1 Metode Direct Online

DOL Starter adalah metoda starting motor dengan memberikan

tegangan penuh dari jala-jala secara langsung.

Starter jenis ini biasanya digunakan untuk motor-motor listrik yang

berukuran kecil. DOL Starter digunakan apabila penurunan tegangan saat

motor dihidupkan (starting) tidak menjadi masalah atau tegangan jatuh

tidak melewati batas toleransi yang diijinkan mengingat arus starting motor

jenis ini bisa 4-7 kali lebih besar dari arus nominalnya. Sebagai contoh jika

motor dalam kondisi running arusnya sekitar 4 ampere, maka ketika

starting bisa mencapai 16 s/d 28 ampere.

DOL Starter umumnya digunakan untuk starting motor dengan

kapasitas dibawah 10 kW.

Ada beberapa jenis DOL Starter:

1. Mechanical/Manual Operated

Cara kerja: Pemberian tegangan pada motor langsung melalui

hubungan operator melalui kontak mekanik. Tidak ada hubungan

kontrol otomatis untuk starter jenis ini.


2


Mechanical/Manual Operated DOL melewatkan jalur utama

yang masuk ke motor melalui switch. Kerugiannya pemasangan switch

harus sedekat mungkin dengan motor sehingga faktor kerugian tegangan

bisa dihindari. DOL Starter jenis ini hanya digunakan untuk motor-

motor yang berkapastias kecil.


3

http://4.bp.blogspot.com/-cPFI_1nJkKY/TbdhBGJNUQI/AAAAAAAAAOM/VUH8MT_T9l0/s1600/DOL+Mechanical-Manual+Operated.jpg


2. Electromagnetic Operated

Pemberian tegangan pada motor melalui sebuah kontak

elektromagnetik. Posisi saklar bisa jauh dari motor yang dikontrol.

Starter jenis ini bisa dihubungkan dengan rangkaian otomatis untuk

pengontrolan/safety motor.

3. Solid State Relay Operated

Pemberian tegangan pada motor melalui sebuah

rangkaian/komponen elektronik. SSR digunakan untuk menghindari

percikan bunga api yang biasanya terjadi pada kontak listrik secara


4

http://3.bp.blogspot.com/-5uvroQA4V1Y/Tbdht1vPmwI/AAAAAAAAAOQ/318WYNysHFc/s1600/DOL+Electromagnetic.jpg


mekanik maupun electromagnetik. Starter jenis ini hanya digunakan

untuk motor-motor yang berkapasitas kecil.

6.2.2 Metode Star – Delta (Y - Δ)

Pada starting metode ini, selama periode start lilitan motor akan

berada dalam hubungan bintang dan setelah selang waktu tertentu akan

berpindah ke hubungan lilitan delta. Dengan cara ini kenaikan arus start

dapat dibatasi hingga sepertiga kali saja dibandingkan bila motor langsung


5

http://3.bp.blogspot.com/-GVmDqCUV9AY/Tbdh95-8-lI/AAAAAAAAAOU/iBYXQ_filzM/s1600/DOL+SSR.jpg


terhubung delta. Gambar berikut memperlihatkan rangkaian daya dan

rangkaian kendali pengasutan star – delta.

Cara Kerja Kontrol Star Delta

Dalam operasinya, kontaktor utama K3 dan kontaktor bintang K1

awalnya akan energized kemudian setelah beberapa waktu kontaktor

bintang akan de-energized digantikan oleh kontaktor delta K2. Kontrol

kapan aktifnya kontaktor-kontaktor ini diatur oleh timer K1T yang

waktunya bisa diatur. Hubungan bintang dan delta akan diproteksi dari


6


potensi aktif pada saat yang bersamaan dengan menggunakan interlok anak

kontak masing-masing terhadap lawannya.

Kerja rangkaian starter star-delta adalah sebagai berikut:

- Kondisi OFF. Semua kontaktor belum aktif dan anak

kontaknya masih di posisi normalnya.

- Kondisi bintang. Kontaktor Utama K3 dan bintang K1 akan

aktif dengan kontaktor delta tidak aktif. Belitan motor akan

terhubung bintang dengan konsumsi arus sekitar 1/3 dari arus

DOL.

- Kondisi terbuka. Kontaktor utama masih tertutup sedangkan

kontaktor delta dan bintang terbuka. Tegangan sudah ada di

salah satu ujung belitan motor (misal: U1, V1, W1) sementara

yang lain masih terbuka sehingga belum ada aliran arus. Motor

telah berputar dan beraksi sebagai generator.

- Kondisi delta. Kontaktor Utama K1 dan delta K2 aktif

sementara kontaktor K1 tidak aktif. Motor akan terhubung

delta mendapatkan tegangan dan daya serta torsi penuh dari

supply.


7


Dengan starting cara ini, kenaikan arus start dapat dibatasi hingga

sepertiga kali saja dibandingkan bila lilitan motor langsung terhubung

delta. Hal ini dapat dibuktikan sebagai berikut:

Bila stator dihubung star, maka :

- Tiap belitan mendapatkan tegangan sebesar U/√3

- Sehingga arus yang mengalir ditiap belitan sebesar IY

- Arus yang mengalir ditiap belitan akan sama dengan arus arus

fasa IY

Bila stator dihubungkan delta, maka :

- Tiap belitan mendapatkan tegangan sebesar U

- Sehingga arus yang mengalir ditiap belitan sebesar IfΔ

- Arus fasa untuk belitan delta : IΔ = √3 IfΔsebesar U

- Sehingga arus yang mengalir ditiap belitan sebesar IfΔ

- Arus fasa untuk belitan delta : IΔ = √3 IfΔ

6.2.3 Metode Soft Starter

Softstarter sangat berbeda dengan starter lain. Alat ini

mempergunakan thyristor sebagai komponen utamanya. Tegangan yang

masuk ke motor akan diatur dimulai dengan sangat rendah sehingga arus


8


dan torsi saat start juga rendah. Pada saat start ini tegangan yang masuk

hanya cukup untuk menggerakkan beban dan akan menghilangkan kejutan

pada beban. Secara perlahan tegangan dan torsi akan dinaikan sehingga

motor akan mengalami percepatan kehingga tercapai kecepatan normal.

Salah satu keuntungan mempergunakan alat ini adalah kemungkinan

dilakukannya pengaturan torsi pada saat yang diperlukan, tidak terpengaruh

ada atau tidaknya beban.

Selain untuk starting motor, Softstarter juga dilengkapi fitur soft

stop. Jadi saat stop, tegangan juga dikurangi secara perlahan atau tidak

dilepaskan begitu saja seperti pada starter yang menggunakan contactor.

Untuk mempermudah pengoperasian softstarter, lebih baik

mengunakan external control dengan mempergunakan push button. Line

control ini ada yang dry contact atau dengan tegangan. Selain itu

diperlukan proteksi tambahan seperti Fuse atau Circuit breaker.

Dengan memanfaatkan salah satu output contact yang ada, bisa

dirangkai contactor “by pass”. Tujuan contactor bypass ini adalah

mengalihkan arus listrik yang mengalir melalui softstarter ke contactor saat

motor sudah full speed. Jadi saat tegangan yang dikeluarkan sudah 100 %,

softstarter akan mengeluarkan output yang selanjutnya mengaktifkan by

pass contactor. Dengan system by pass ini, diharapkan akan

memperpanjang live time softstarter.


9


Saat ini ada dua rangkaian yang paling banyak digunakan dalam

merangkai softstarter. In-line, yang umum dipergunakan (seperti Direct On

Line Starter ) dan Inside- Delta ( terangkai dengan sistem Delta ).

In-line adalah rangkaian yang paling umum dan mudah untuk

merangkai softstarter. Line supply dihubungkan secara seri dengan

Magnetic Contactor, Overload, Softstarter dan motor seperti pada gambar.

Komponen yang dipergunakan harus disesuaikan dengan dengan beban

motor, misal beban motor 125 A maka komponen harus setidaknya 125

Amp juga.

Inside Delta adalah dengan merangkai softstarter seperti pada Y/D

starter (seperti gambar). Dan ini akan dengan mudah menggantikan starter

Y/D. Softstarter yang dirangkai Inside delta hanya akan menerima 58 %

(1√3) arus main line. Misal motor 100 A hanya akan memerlukan

softstarter 58 Amp. Dengan demikian akan cost akan lebih redah

dibandingkan system In-Line.


10


6.2.4 Metode Autotransformator

Metoda starting dengan autotransformator adalah salah satu metode

yang digunakan untuk mengurangi tegangan pada stator saat start, yang

akan membatasi arus start . Metode starting dengan autotransformator dapat

dijalankan dengan cara open- atau close- transition. Starting dengan

Autotransformator disebut demikian karena autotransformator digunakan

dalam rangkaian tenaga untuk mengurangi tegangan pada saat start.

Dengan mengurangi tegangan pada saat start , arus start akan lebih rendah

dari arus beban penuh jika motor distart pada tegangan penuh. Setelah

waktu tunda (time delay) ditetapkan, autotransformator akan dilepas dari

rangkaian, dan motor rotor sangkar sangkar akan dijalankan pada tegangan

penuh. Autotransformator dilengkapi dengan tap agar dapat dilakukan

pemilihan 50%, 65%, atau 80% dari tegangan saluran sebagai tegangan


11


start dengan pengurangan arus saluran pencatu yang sesuai. Karena kopel

start bervariasi menurut kuadrat tegangan yang di kenakan, maka kopel

yang dihasilkan bila menggunakan tap-tap ini berturut-turut menjadi 25%,

42%, dan 64% dari harga tegangan penuhnya. Oleh sebab itu tap dapat

dipilih agar sesuai dengan kopel start yang diperlukan oleh motor yang

diberikan dan beban yang dikemudikan.

Perbandingan tegangan jaringan dangan output dari trafo yang ke

motor adalah i = UL / UT sehingga arus start menjadi 1 / i2 lebih rendah

dibandingkan dengan arus start jika motor distart secara langsung dari

jaringan listrik (DOL). Torsi juga menjadi lebih rendah dan proporsional

dengan faktor 1/ i2.


12


Diagram starter dengan autotransformer starter pada

autotransformer starter, arus yang mengalir adalah

Dimana :

Vm = Tegangan sekunder dari Auto-Transformer

V1 = Tegangan supply

IDOL = Arus start langsung

Torsi start tergantung dari tapping autotrafo, tidak dapat

disesuaikan dengan torsi beban. Penggantian step pada autotrafo dapat

menimbulkan arus yang merusak. Sama seperti start dengan resistor, start

dengan autotrafo juga mempunyai volume yang besar dan investasi yang

mahal.

6.2.4 Metode Starter dengan Tahanan Primer

Menggunakan tahanan primer untuk pengasutan motor induksi,

nilai arus asut langsung bervariasi terhadap penurunan nilai tegangan dan

torsi bervariasi terhadap kuadrat nilai tegangan. Jadi bila tegangan terminal


13


motor diturunkan 50 %, maka arus asut juga akan turun 50% dan torsi turun

25% dari nilai tegangan nominal.

Biasanya cara ini cocok dilakukan untuk motor yang berdaya besar

dari 12 kW.

Di sini tegangan yang diturunkan diperoleh dengan menggunakan

tahanan yang dihubungkan seri dengan setiap belitan stator selam periode

start. Penurunan tegangan dalam tahanan dapat dilakukan secara bertahap

sesuai dengan kebutuhan. Semakin banyak tingkatannya semakin halus


14


pula percepatan yang dihasilkan sehingga gangguan tegangan pada saluran

lebih kecil.

Pengasutan dengan memasang resistor pada rangkaian stator.

Pertama kali kondisi starting kontaktor KM1 ON, maka tegangan jala-jala

PLN ke rangkaian stator dengan melewati resistor. Fungsi resistor untuk

menurunkan tegangan ke stator. Jika tegangan ke stator berkurang 50%,

maka arus starting ditekan menjadi 50% yang akan menyebabkan torsi

menjadi 25% dari torsi nominalnya

Setelah proses starting selesai, kontaktor KM11 di ON kan sehingga

stator mendapat tegangan nominal dan motor akan menarik arus nominal

dan hasilnya adalah torsi nominal. Belitan stator motor induksi dalam

hubungan bintang.

Frequency Drive sering disebut juga dengan VSD (Variable Speed

Drive), VFD (Variable frequency Drive) atau Inverter. VSD terdiri dari 2

bagian utama yaitu penyearah tegangan AC (50 atau 60 HZ) ke DC dan

bagian kedua adalah membalikan dari DC ke tegangan AC dengan

frequency yang diinginkan. VSD memanfaatkan sifat motor sesuai dengan

rumus sbb :


15


Di mana

RPM = kecepatan merupakan putaran dalam motor

f = frekuensi

p = jumlah kutub motor

Dengan demikian jika frekuensi motor ditingkatkan maka akan

meningkatkan kecepatan motor, sebaliknya dengan memperkecil frekuensi

akan memperlambat kecepatan motor.

Pengendalian frekuensi motor menggunakan rangkaian inverter,

seperti pada gambar:

Prinsip kerja inverter yang sedehana adalah :


16


Tegangan yang masuk dari jala jala 50 Hz dialirkan ke board

Rectifier/ penyearah DC, dan ditampung ke bank capacitor.

Jadi dari AC di jadikan DC.

Tegangan DC kemudian diumpankan ke board inverter untuk

dijadikan AC kembali dengan frekuensi sesuai kebutuhan. Jadi

dari DC ke AC yang komponen utamanya adalah

Semiconduktor aktif seperti IGBT (Insulated Gate Bipolar

Transistor). Dengan menggunakan frekuensi carrier (bisa

sampai 20 kHz), tegangan DC dicacah dan dimodulasi

sehingga keluar tegangan dan frekuensi yang diinginkan.


17

laporan kp pesantren baru

Documents