Post on 26-Dec-2015
description
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
KATA PENGANTAR
Pembuatan modul ini merupakan salah satu usaha untuk meningkatkan kwalitas proses pembelajaran pada diklat Guru SMK di PPPPTK Bidang Bangunan dan Listrik Medan untuk Program Keahlian Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik dengan Judul “ Pengoperasian Mesin Listrik Dengan Kontaktor Magnet ”.
Usaha tersebut adalah sebagai tindak lanjut dari Informasi Sistem Pendidikan Kejuruan yang diarahkan kepada penyiapan SDM dengan kompetensi sesuai dengan kebutuhan Dunia Kerja.
Modul ini disusun dengan merujuk kepada Kurikulum SMK, dimana isi maupun teknik pengajarannya mengacu pada pendekatan pelatihan berbasis kompetensi. Dengan demikian diharapkan dapat digunakan sebagai pegangan utama bagi peserta diklat, untuk meningkatkan kelancaran proses pembelajaran baik secara klasikal maupun secara mandiri dalam upaya pencapaian penguasaan kompetensi.
Bagaimanapun isi yang terkandung dalam modul ini masih belum sempurna. Untuk itu, kepada peserta diklat dianjurkan melengkapi, memperkaya dan memperdalam pemahaman dan penguasaan materi untuk topik yang sama dengan membaca referensi lainnya yang terkait. Selain itu kritik dan saran membangun bagi penyempurnaan sangat diharapkan bagi semua pihak.
Kepada pihak yang turut membantu dalam penyiapan naskah ini, disampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya serta ucapan terima kasih.
Kiranya modul yang sederhana ini dapat bermanfaat khususnya bagi peserta diklat dan yang memerlukannya.
Medan, Agustus 2008Ka. PPPPTK Medan,
Ir. H. Ponijan Asri, M.M.NIP. 130781096
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
DAFTAR ISI
Halaman :
KATA PENGANTAR ..................................................................................................1
DAFTAR ISI..................................................................................................................2
PENDAHULUAN ........................................................................................................4
A. Prasyarat ...................................................................................................................4
B. Tujuan Akhir Pembelajaran .....................................................................................4
UNIT 1 : JENIS DAN PRINSIP KERJA ALAT KONTROL.....................................5
A. Tujuan Kegiatan.....................................................................................5
B. Kontaktor Magnet..................................................................................5
C. Tombol Tekan ( Push Bottom ).........................................................…7
D. Jenis Dan Kegunaan Time Relay...........................................................8
UNIT 2 : MEMASANG KONTAKTOR MAGNET.................................................11
A. Tujuan Kegiatan....................................................................................11
B. Simbol-Simbol Kontak........................................................................11
C. Rangkaian Dasar..................................................................................12
D. Rangkaian Dua Kontaktor Magnet Dengan Interlock..........................13
E. Kontaktor Magnet Mengontrol Motor Listrik 3 Fasa Dua
Arah Putaran .........................................................................................16
UNIT 3 : MEMASANG KONTROL UNTUK PENGASUTAN MOTOR
INDUKSI TIGA PHASA..........................................................................18
A. Tujuan Kegiatan...................................................................................18
B. Tujuan Pengasutan...............................................................................18
C. Pengontrolan Motor Induksi Tiga Phasa Starting Bintang-
Running Segitiga Magnet Dengan Kontaktor Magnet .........................19
D. Pengontrolan Motor Tiga Phasa Starting Tahanan Mula Stator
Dengan Kontaktor Magnet...................................................................22
E. Pengontrolan Motor Induksi 3 Phasa Pengasutan Rotor Dengan
Kontaktor Magnet................................................................................24
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
UNIT 4 : UJI KOMPETENSI....................................................................................27
A. Materi Test …………………………………………………………...27
B. Panel Kontrol Tenaga Listrik...............................................................27
C. Rangkaian Motor Listrik Bekerja Berurutan Secara Otomatis ............28
UNIT 5 : PERENCANAAN RANGKAIAN KONTROL.........................................34
A. Kontrol Motor Listrik Starting Bintang-Delta Dua Arah Putaran ......34
B. Kontrol Tiga Unit Conveyor On/Off Berurutan Secara Otomatis.......36
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................38
4
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
Dengan mempelajari modul ini secara teori dan praktek, Peserta Diklat
Diharapkan mampu memasang rangkaian pengontrolan sistem tenaga listrik.
Dalam modul ini Peserta Diklat dilatih memasang rangkaian pengontrolan
tenaga listrik melalui alat kontrol manual, semi otomatis dan otomatis. Dan
alat kontrol yang digunakan pada modul ini ialah : saklar, tombol tekan,
kontaktor magnet, time relay, limit switch, sensor dan lain-lain. Gambar
rangkaian yang disajikan berupa simbol-simbol dalam bentuk rangkaian
kontrol arus dan rangkaian utama.
A. Prasyarat
Agar dapat mempelajari modul ini dengan baik, maka Peserta Diklat
harus sudah menguasai Modul Prinsip Pengontrolan Tenaga Listrik dan
Modul Peralatan Kontrol Sistem Tenaga Listrik dan Katup Pneumatik.
B. Tujuan Akhir Pembelajaran
Peserta Diklat mampu :
1. Memasang kontaktor magnet untuk pengontrol sistem tenaga listrik.
2. Memasang kontaktor magnet dengan berbagai sistem pengontrolan
motor listrik.
3. Memasang time relay untuk pengontrolan secara otomatis.
4. Memasang kontrol pengasutan motor induksi tiga phasa.
5. Merencanakan pengontrolan motor listrik yang menggunakan
kontaktor magnet.
P
5
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
UNIT 1. JENIS DAN PRINSIP KERJA ALAT KONTROL
Pada topik ini saudara dapat memperoleh informasi tentang jenis dan
simbol-simbol pengontrolan dengan kendali elektro magnetik dan alat kontrol
lainnya yang berhubungan dengan kontaktor magnet.
A. Tujuan Kegiatan :
Memahami prinsip kerja kontaktor magnet.
Memahami simbol-simbol pengontrolan elektromagnetik.
Memahami alat bantu pada pengontrolan elektromagnetik.
Memahami prinsip kerja time relay.
Sistem pengontrolan motor listrik semi otomatis yang menggunakan kontaktor
magnet memerlukan alat bantu lain agar fungsi pengontrolan berjalan dengan
baik seperti : Tombol tekan, Thermal over load relay, Time relay dan alat bantu
lainnya.
B. Kontaktor Magnet.
Kontaktor magnet banyak digunakan untuk mengontrol motor-motor listrik
yang bekerja semi otomatis maupun otomatis. Kontaktor magnet atau saklar
magnet adalah saklar yang bekerja berdasarkan kemagnetan. Kemagnetan ini
terjadi akibat arus listrik mengalir melalui kumparan ( gulungan ) yang inti
kumparannya terbuat dari besi. Jadi gaya magnet ini dimanfaatkan untuk
menarik/menolak jangkar kontak, sehingga kontak dari saklar ini dapat menutup
dan membuka. Sebuah kontaktor magnet harus mampu
mengalirkan/memutuskan arus listrik dalam keadaan kerja normal. Bentuk
kontaktor magnet ditentukan oleh tegangan kerja AC atau DC dan kapasitas
arus kontak utamanya.
1. Kotaktor Magnet Arus Searah.
Kontaktor magnet arus ( DC ) yang terdiri dari sebuah kumparan yang
intinya terbuat dari besi. Untuk merancang kontaktor magnet arus
B
P
6
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
searah yang besar, dibutuhkan tegangan kerja yang besar pula, hal ini
akan mengakibatkan arus yang melalui kumparan akan besar dan
kontaktor magnet akan cepat panas karena tahanan dari kumparan sangat
kecil ( hanya R ). Jadi kontaktor magnet arus searah yang sering disebut
relay akan efisien pada tegangan kerja yang kecil seperti pada tegangan :
6 V, 12 V, dan 24 V.
2. Kontaktor Magnet Arus Bolak-Balik.
Konstruksi kontaktor magnet arus bolak-balik pada dasarnya sama
dengan kotaktor magnet arus searah. Namun karena sifat arus bolak-
balik yang berbentuk gelombag sinusoida, maka tiap satu periode
terdapat dua kali besar tegangan sama dengan nol. Saat harga nol ini
inti besi akan hilang kemagnetanya, dan pegas akan
menarik/menolak angker ( jangkar ) yang menyebabkan kontaktor
magnet akan bergetar. Untuk menghilangkan getaran ini, maka pada
inti kumparannya dipasang cincin tembaga yang merupakan
kumparan bantu, sehingga kemagnetan pada inti besi tetap ada.
Kontaktor magnet arus bolak-balik diperdagangkan dengan tegangan
kerja coil ( kumparan ) 220 Volt da 380 Volt dengan frekuensi 50/60
Hz. Besar konstruksi kontaktor magnet ini dipengaruhi oleh besar
arus yang diijinkan mengalir melalui kontak utama disamping
banyaknya kontak bantunya.
Kontaktor magnet arus bolak-balik terdiri dari: coil, kontak utama,
kontak bantu. Kontak utama digunakan untuk menghubungkan/
memutuskan saluran utama ( beban ) pada pengontrolan beban
listrik, sedangkan kontak bantu digunakan sebagai kontak pada
rangkaian kontrol, dan juga dapat dipakai sebagai kontak untuk
lampu indikator. Untuk membedakan terminal-terminal pada
kontaktor magnet, maka pada setiap terminal diberi kode angka atau
huruf yang simbolnya seperti gambar di bawah ini.
7
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
A 1 3 5 13 21
B 2 4 6 14 22
a. Coil b. Kontak Utama c. Kontak Bantu
Gambar 1 . Simbol-simbol Kontaktor Magnet.
Kontak utama terdiri dari tiga buah kontak NO ( Normally open )
dengan kode angka : 1-3-5, 2- 4- 6 atau dengan huruf R S T, U V
W. Sedangkan jumlah kontak bantu pada sebuah kontaktor magnet
tergantung dari type kontaktor magnet tersebut, yang terdiri dari
kontak Normally Open ( NO ) dan Normally Closed ( NC ). Kontak
bantu NO dengan kode angka terakhir ...3 dan ...4 seperti 13 – 14,
23 – 24, 33 – 44, dan seterusnya. Sedangkan kontak bantu NC
dengan kode angka terakhir ...1 dan ...2 seperti 21 – 22, 31 –
32, 41 – 42, dan seterusnya. Untuk terminal Coil diberi kode angka
A1 – A2 atau A – B.
C. Tombol Tekan ( Push Bottom )
Tombol tekan merupakan komponen kontrol yang sangat penting pada
pengontrolan motor listrik dengan kontaktor magnet. Tombol tekan ini
digunakan pada rangkaian kontrol untuk memberikan arus listrik pada
kumparan ( Coil ) kontaktor magnet secara manual. Tombol tekan terdiri dari
tiga jenis :
1. Tombol tekan Normally Open ( NO ) adalah tombol tekan dalam
keadaan normal kontaknya terbuka, bila ditekan ( terenergi )
kontaknya tertutup. Bila energi hilang, kontaknya kembali terbuka.
8
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
2. Tombol tekan Normally Closed ( NC ) adalah tombol tekan dalam
keadaan normal kontaknya tertutup ( terhubung ). Bila ditekan
kontaknya terbuka, dan tekanan hilang kontaknya kembali
menutup.
3. Tombol tekan gabungan NO-NC adalah tombol tekan yang terdiri
dari dua pasang kontak, yang satu Normally Open dan satu lagi
Normally Closed. Saat tombol ditekan kontak NC akan terbuka
dan NO akan tertutup/terhubung. Bila energi hilang kontaknya
kembali normal
a. Normally Open b. Normally Closed c. Gabungan NO dan NC ( NO ) ( NC )
Gambar 2. Simbol Tombol Tekan.
D. Jenis Dan Kegunaan Time Relay.
Time relay adalah merupakan alat bantu pengontrolan yang menghubungkan/
memutuskan rangkaian kontrol sesuai dengan pengaturan waktu dari alat
tersebut. Time relay banyak digunakan pada instalasi motor listrik yang
membutuhkan pengontrolan semi-otomatis atau otomatis, seperti pada instalasi
motor induksi 3 fasa starting bintang-running segitiga, pengereman motor
listrik, Instalasi motor listrik bekerja/berhenti berurutan otomatis.
Sesuai dengan perkembangan teknologi dibidang elektronika, maka time relay
banyak dirancang dengan menggunakan komponen elektronika. Secara umum
time relay elektronika ini bekerja berdasarkan prinsip pengisian/pengosongan
Kapasitor ( C ), yang mana untuk pengisian/pengosongan kapasitor memerlukan
9
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
waktu. Jadi tegangan pengisian/pengosongan Kapasitor ini dapat dimanfaatkan
untuk mengatur bekerjanya Transistor atau IC yang sekaligus
mengerjakan relay. Berdasarkan cara kerja time relay dapat dibedakan dengan
dua jenis sesuai dengan kebutuhan pengontrolan seperti :
1. Time Relay ON Delay.
Time relay ON Delay adalah sebuah saklar yang bekerja berdasarkan
waktu. Bila coil ( kumparan ) terhubung dengan tegangan listrik ( terenergi ),
maka kontaknya akan menunda menutup/membuka sesuai dengan pengaturan
waktu. Dan bila tegangan listrik terputus dengan coil, maka kontaknya kembali
sperti semula. Simbol dan diagram signal kerja dari time relay ON Delay dapat
dilihat seperti gambar di bawah ini :
Nama Simbol Diagram Signal
Coil
( Teg. Sumber )
Kontak NC
Kontak NO
2.Time Relay OFF Delay.
Time relay OFF Delay adalah saklar yang kontak NO langsung terhunbung,
dan kontak NC langsung terputus bila coil terhubung dengan tegangan listrik.
Bila coil ( kumparan ) terputus dengan tegangan listrik, maka kontaknya akan
menunda membuka/menutup sesuai dengan pengaturan waktu time relay
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
tersebut. Cara kerja rangkaian time relay OFF Delay adalah berdasarkan
prinsip pengosongan kapasitor ( C ).
Simbol dan diagram signal dari time relay OFF Delay dapat dilihat di bawah ini :
Nama Simbol Diagram Signal
Coil
( Teg. Sumber )
Kontak NC
Kontak NO
Adapun keuntungan dari time relay elektronika adalah tidak menimbulkan
getaran dan menggunakan daya listrik yang relatif kecil serta banyak dijual di
Toko elektronika dalam bentuk timer terpisah dengan based. Namun time relay
elektronika memiliki kelemahan, yaitu tidak tahan bekerja ( beroperasi ) dalam
jangka waktu yang lama. Jadi bila digunakan untuk pengontrolan mesin listrik,
time relay elektronika yang dipakai harus terbebas dari tegangan listrik setelah
mesin bekerja (running ) dalam waktu yang relatif lama.
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNETGambar 3 . Time Relay Elektronika dan Based.
UNIT 2. MEMASANG KONTAKTORMAGNET
A. Tujuan Kegiatan
1. Mampu membaca gambar rangkaian kontrol tenaga listrik yang
menggunakan kontaktor magnet.
2. Mampu memasang system DOL ( Direct On Line ).
3. Mampu memasang kontaktor magnet untuk mengontrol motor listrik
tiga phasa.
B. Simbol-Simbol Kontak
Simbol-simbol yang dipakai pada gambar rangkaian pengontrolan
sistem tenaga listrik ini menggunakan norma yang dikeluarkan negara
R.F. Jerman yaitu sesuai dengan DIN 40713.
Kontak
Normally Open
(NO)
Kontak NO
Timer relay
ON Delay
Kontak
Normally Close
(NC)
Kontak NC
Timer relay
ON Delay
Kontak NO
mekanik
Kontak NO
Timer relay
OFF Delay
Kontak NC
mekanik
Kontak NC
Timer relay
OFF Delay
Kontak tukar Tombol tekan
NO ( Normally
Open )
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
KM
N
F2
ON
OFF
K1
NL3L2L1
M
L1F1
F2
Saklar bekerja
dengan tangan
Tombol tekan
NC
Kontak NO dan
NC pengaman
dengan thermal
Coil/kumparan
kontaktor
magnet
Limit Switch Coil time relay
ON delay
Miniature
Circuit Breaker
(MCB)
Coil time relay
OFF delay
C. Rangkaian Dasar
Rangkaian sederhana menggunakan kontaktor magnet yaitu mengontrol
sebuah motor listrik. Pengontrol oleh kontaktor magnet menggunakan dua
rangkaian yaitu rangkaian utama dan rangkaian kontrol arus.
M
3
a. Rangkaian Utama b. Rangkaian Kontrol Arus.
Gambar 4. Rangkaian Kontrol Motor Listrik Menggunakan Kontaktor Magnet.
B
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
Pada rangkaian utama digunakan kontak utama (1-3-5 dan 2-4-6) dari
kontaktor magnet untuk menghubungkan/memutuskan jaringan dengan
motor listrik, karena arus listrik yang mengalir pada rangkaian utama
relatif lebih besar dari pada rangkaian kontrol arus. Dan pada rangkaian
utama dilengkapi dengan pengaman beban dari hubungan singkat dan
beban lebih.
Pada rangkaian kontrol mengalir arus yang relatif kecil, sehingga
dapat digunakan kabel listrik yang kecil (1 mm2). Pada rangkaian kontrol
arus dilengkapi dengan tombol tekan NC untuk “OFF” dan tombol tekan
NO untuk “ON” dan kontak bantu NO (13 – 14) dari kontaktor magnet
dihubungkan paralel dengan tombol tekan NO sebagai kontak pengunci.
D. Rangkaian Dua Kontaktor Magnet
Dua buah kontaktor magnet dapat digunakan untuk mengontrol motor
listrik 3 phasa dua arah putaran. Kedua kontaktor magnet ini tidak boleh
bekerja pada waktu yang sama, hanya satu kontaktor yang dapat bekerja
sesuai arah putaran motor. Agar kedua kontaktor magnet ini tidak dapat
bekerja pada waktu yang sama, maka digunakan kontak pengunci melalui
tombol tombol tekan dan kontak bantu NC dari kontaktor magnet atau
dengan kata lain kontak interlock. Rangkaian dua kontaktor magnet dapat
juga digunakan untuk mengontrol dua jenis sumber tegangan listrik yang
mensuplay beban, dimana bila salah satu sumber tegangan mengalami
gangguan, maka sumber tegangan yang satulagi dapat bekerja melayani
beban tersebut. Sebagai contoh sumber tegangan PLN mensuplay beban di
rumah, bila pada jaringan PLN terjadi gangguan, maka generator set
(Genset ) dapat digunakan untuk mensuplay beban listrik di rumah
tersebut. Penggunaan Dua kontaktor magnet untuk pengontrolan motor
listrik dapat direncanakan seperti permasalahan di bawah ini :
1. Masalah :
Dua unit Kontaktor magnet dikontrol tiga tombol tekan ( 1 OFF +
2 ON ). Kontaktor magnet tersebut digunakan untuk mengoperasikan
motor listrik 3 fasa dua arah putaran secara tidak langsung .
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
L3L2L1
F1
F2
a. Diagram Signal Kerja.
S0
S1
S2
K1
K2
b. Rangkaian Kontrol Arus Dan Rangkaian Utama/Tenaga.F
K1 K2
M K1 K2
N
Gambar 5. Rangkaian Dua Kontaktor Magnet BekerjaDengan Kontak Interlock.
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
L3L2L1
F1
F2
2. Masalah : Dua unit Kontaktor magnet dikontrol oleh tiga tombol tekan ( 1 OFF + 2 ON/OFF ). Kontaktor magnet tersebut digunakan untu mengoperasikan motor listrik 3 fasa dua arah putaran secara langsung .
a. Diagram Signal Kerja.
S0
S1
S1
S2
S2
K1
K2
b. Rangkaian Kontrol Arus Dan Rangkaian Utama/TenagaF
K1 K2
M K1 K2
NGambar 6. Rangkaian dua kontaktor magnet bekerja
bergantian secara langsung.
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
N
KM1 KM2
K1 K2S2
KONTAKTOR MAGNET MENGONTROL MOTORLISTRIK 3 PHASA DUA ARAH PUTARAN FORWARD-
REVERSEPada praktek ini anda dapat mengontrol arah putaran motor listrik dengan
menggunakan dua kontaktor
1. Alat dan Bahan
- Power supply 3 phasa - Kontaktor magnet - Tombol tekan NO dan NC - Thermal Overload Relay (TOR) - MCB 1 phasa dan 3 phasa - Kabel NYA 2,5 mm2
- Kabel NYAF 1,0 mm2 - Motor listrik 3 phasa - Multimeter - Alat-alat tangan pertukangan listrik.
2. Langkah Kerja
a. Siapkanlah alat dan bahan yang akan digunakan dan cek kondisinya.
b. Buatlah rangkaian kontrol arus seperti gambar 11 pada papan kerja.
Gambar 7. Rangkaian kontrol Arus Kontrol Motor Listrik
Dua Arah Putaran.
c. Setelah rangkaian kontrol berfungsi dengan benar, buatlah rangkaian
PR
F1
F2
S1
S2
K2 K1
L
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
L3L2L1
K1
F1
F2
K2
utamanya, seperti gambar 12 dibawah ini.
M 3
Gambar. 8 . Rangkaian Utama Kontrol MotorListrik Tiga Phasa Dua
d. Motor listrik dihubungkan sesuai besar tegangan listrik yang ada.
e. Selesai dirangkai, operasikanlah rangkaian kontrol motor tersebut
dengan menghubungkan MCB terlebih dahulu.
f. Tekan tombol S2, motor berputar arah kanan, dan amati apa yang
terjadi bila tombol S3 ditekan.
g. Tekan tombol S1, maka motor akan stop.
h. Tekan tombol S3, motor berputar arah kiri.
i. Lakukan langkah kerja (f), (g) dan (h) sekali lagi dan buatlah
kesimpulan dari praktek ini.
UNIT 3. MEMASANG KONTROL UNTUK PENGASUTAN MOTOR INDUKSI
TIGA PHASA
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
U
I
√3
I
√3
A. Tujuan Kegiatan :
1. Memahami tujuan pengasutan motor induksi tiga phasa.
2. Mampu memasang kontaktor magnet untuk mengontrol arus starting
motor induksi tiga phasa.
B. Tujuan Pengasutan
Untuk menjalankan motor induksi tiga phasa jenis rotor sangkar yang
dayanya lebih besar dari 4 kw dengan tegangan nominal 220 V/380V,
motor listrik tersebut tidak boleh secara langsung dihubungkan dengan
jaringan tegangan. Hal ini akan menyebabkan arus starting motor relatif
besar, bahkan dapat mencapai 4 s/d 7 kali arus nominal motor. Agar arus
starting ini dapat diperkecil, maka pada motor dapat dilakukan
pengasutan sesuai dengan besarnya daya motor.
Contoh : Starting Bintang - Segitiga
Gambar 9. Stator Hubungan Bintang Dan Hubungan Segitiga.
C. Pengontrolan Motor Induksi Tiga Phasa Starting Bintang Running Segitiga Dengan Kontaktor Magnet.
Untuk menjalankan motor listrik induksi tiga phasa rotor sangkar
starting bintang – segitiga harus diperhatikan besar daya nominal motor,
dan tegangan nominal satu phasa kumparan stator harus sama besarnya
dengan tegangan line jaringan.
B
I√3
L3L1 L2 L3
U
L1 L2
U
I.√3
U
1
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
Kumparan stator motor saat starting dalam keadaan hubungan
bintang, sehingga tegangan pada kumparan per phasa sekitar 58% dari
tegangan nominal. Hal ini dapat memperkecil arus yang mengalir pada
motor. Namun starting bintang-segitiga mempunyai kelemahan, yaitu
terjadinya pemutusan arus listrik ke motor saat pemindahan hubungan
dari bintang ke segitiga.
Untuk melakukan starting bintang-segitiga dapat digunakan saklar
bintang-segitiga atau dengan tiga unit kontaktor magnet. Pada tulisan ini
yang dibahas adalah dengan menggunakan tiga unit kontaktor magnet
bekerja otomatis melalui relay waktu, seperti gambar 10 a dan 10 b.
Cara kerja rangkaian starting bintang-segitiga ini seperti berikut :
Sumber tegangan tiga phasa tersedia pada jaringan RSTN. Bila tombol
tekan S1 ditekan (bekerja), kontaktor 3 (K3) akan bekerja membuat
hubungan bintang pada kumparan motor. Dalam waktu hampir
bersamaan Kontaktor 1 (K1) akan bekerja menghubungkan motor
dengan jaringan tegangan, maka motor bekerja dalam hubungan bintang.
Dengan bekerjanya kontaktor 1 (K1), relay waktu (T) akan bekerja tetapi
kontaktor 2 tidak bekerja karena antara kontaktor 3 (K3) dengan
kontaktor 2 (K2) saling mengunci melalui kontak bantuk K3 NC dan K2
NC. Setelah waktu dari relay waktu T tercapai, maka kontak Timer
membuka kontaktor 3 (K3), dan kontak Timer NO akan menghubung-
kan kontaktor 2 (K2) sehingga motor dalam hubungan segitiga. Jadi
motor bekerja pada hubungan segitiga melalui kontaktor 1 (K1) dan
kontaktor 2 (K2), dan relay waktu akan terbuka melalui kontak bantu K2
NC. Untuk memberhentikan motor dapat melalui tombol tekan SO. Dan
bila terjadi beban lebih, kontak F2 terbuka dan motor akan berhenti.
Agar lebih mudah membuat rangkaian kontrolnya, dapat dilihat
diagram signal dibawah ini :
a. Diagram Signal Kerja.
S0
S1
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
T
T
K1
K2
K3
b. Rangkaian Utama/Tenaga.
MCB
K1 K3 K2
F2
M
Gambar 10 a. Rangkaian Utama/Tenaga Starting Bintang-Segitiga
c. Rangkaian Kontrol Arus.
F
F1
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
F2 K2 K3
SO
S1 K1
K1 T K2 K3 H1 H2 H3
N
Gambar 10. b. Rangkaian Kontrol Starting Bintang - Segitiga
D. Pengontrol Motor Induksi Tiga Phasa Starting Tahanan Mula Stator dengan Kontaktor Magnet.
Pengurangan tegangan ke motor induksi tiga phasa rotor sangkar
dapat dilakukan dengan menambah tahanan terhadap kumparan stator
motor. Dengan berkurangnya tegangan ini, akibatnya arus listrik yang
mengalir ke motor juga berkurang sesuai dengan besar tahanan yang
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
dipasang. Dengan memasang beberapa tahanan mula stator, dapat
mengatur besar arus starting motor secara bertahap dengan otomatis.
Banyak tahapan tahanan mula tergantung dengan besarnya daya motor
yang hendak dioperasikan.
Starting motor dengan tahanan mula stator dapat dilakukan dengan
menggunakan kontaktor magnet dan relay waktu, seperti gambar 11
yang cara kerjanya sebagai berikut : Bila tombol tekan S1 bekerja,
kontaktor 1 (K1) dan relay waktu 1 (T1) akan bekerja yang dikunci oleh
kontak bantu K1 NO. Bekerjanya kontaktor 1 (K1), maka besar
tegangan listrik di drop (dikurang) oleh dua set tahanan mula stator
sebelum sampai pada motor, sehingga motor mendapatkan tegangan
yang lebih kecil dari tegangan nominal motor.
Setelah waktu relay waktu 1 (T1) tercapai, maka kontak T1 akan
menghubungkan kontaktor 2 (K2) dan kontaktor 1 (K1) masih bekerja,
sehingga tahanan mula stator A akan di by pass oleh kontaktor 2 (K2)
dan tegangan motor akan bertambah besar. Kontak bantu K2 NO akan
menghubungkan relay waktu 2 (T2), lihat gambar 10.
Saat waktu relay waktu 2 (T2) tercapai, kontaktor 3 (K3) bekerja
dikunci oleh kontak bantu K3 NO. Bekerjanya kontaktor 3 (K3), maka
kontaktor bantu K3 NC akan membuka kontaktor 1 (K1), relay waktu 1
(K1), kontaktor 2 (K2) dan relay waktu 2 (T2). Sehingga motor
mendapat tegangan penuh dari jaringan listrik melalui kontaktor 3 (K3)
dan motor bekerja normal.
Rangkaian Kontrol Arus Dan Rangkaan Utama Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa Menggunakan Kontaktor Magnet .
=============================================
R S
TN
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
K3
K3
K3T1
K2
S1
S0
K1 T2
TOR
R
R
K1K2
Gambar 11. Rangkaian Utama dan Kontrol Arus Starting Dengan Tahanan Mula Stator.
E. Pengontrolan Motor Induksi 3 Phasa Pengasutan Rotor Dengan Kontaktor Magnet.
Motor induksi 3 phasa rotor belitan dapat diasut dengan
menambahkan tahanan luar yang disambungkan dengan belitan rotor.
Motor induksi dengan rotor belitan mempunyai cincin seret yang
merupakan terminal penghubung dengan tahanan luar. Dengan mengatur
besar tahanan pengasutan (tahanan luar), maka motor induksi tiga phasa
rotor belitan dapat :
1. Mengurangi arus mula (Arus start)
K1 T1 K2 T2 K3
M
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
2. Menghasilkan kepel mula yang besar
3. Memperbalik factor daya (Cos )
4. Mempengaruhi effisiensi.
Pengasutan motor induksi rotor belitan pada dasarnya dapat
dilakukan secara bertingkat yang disesuaikan dengan daya motor
Pengontrolan tahanan tiap tingkat dapat dilakukan dengan menggunakan
beberapa unit kontaktor magnet ( gambar 12 a, 12 b ).
a. Rangkaian Utama / Tenaga
F0 Gambar 12a. Rangkaian Utama/Tenaga Pengasutan Rotor Dengan Tiga Tingkat
K1
F1 K3 K2
K M L
M R4 - R6 R1 –R3
Dari gambar rangkaian utama dapat dijelaskan sebagai berikut :
Tingkat I : K1 bekerja (ON), K2 dan K3 terbuka OFF
Motor bekerja dengan tahanan pengasutan R1 – R3
ditambah R4 – R6 (Motor keadaan start).
Tingkat II : K1 dan K2 bekerja (ON), K3 terbuka (OFF)
Motor bekerja dengan pengasutan R4 – R6 (Motor
start).
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET Tingkat III : K1 dan K3 bekerja (ON), K2 terbuka (OFF)
Motor bekerja normal (running).
Untuk mengontrol pengasutan tiga tingkat ini dibutuhkan 3 unit
Kontaktor magnet dan dua unit Time Relay. Kontaktor magnet yang
digunakan disesuaikan besar kemampuan nominalnya dengan Motor
Listrik yang akan diasut. Dan untuk Time Relay dapat dipakai Time
Relay Elektronika, karena penggunaannya hanya sebentar saja sesuai
dengan lamanya pengasutan.
Rangkaian kontrol dilengkapi dengan pengaman rangkaian dan
tombol tekan yang dirangkai sedemikian rupa, sehingga dapat berfungsi
sesuai dengan kebutuhan pengasutan motor induksi tiga phasa rotor
belitan diatas. Untuk jelasnya rangkaian kontrol pengasutan motor
induksi tiga phasa rotor belitan dapat dilihat seperti gambar dibawah ini.
c. Rangkaian Kontrol Arus.
F
F1
S0
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
S1
K1 T1 K2 K2 K3
N
Gambar 12 b. Rangkain Kontrol Arus.
U J I K O M P E T E N S I
Kompetensi : Pengoperasian Mesin Listrik Dengan Kendali Elektro Magnetik
A. MATERI TEST MELIPUTI :
1. Kemampuan mengenal komponen yang terdapat pada panel kontrol
tenaga listrik.
2. Kemampuan membuat lay out/memasang komponen kontrol tenaga
listrik pada panel.
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
3. Kemampuan membuat rangkaian pengawatan panel kontrol tenaga
listrik.
4. Kemampuan memasang rangkaian kontrol pada panel listrik.
B. PANEL KONTROL TENAGA LISTRIK
Panel kontrol tenaga listrik adalah terbuat dari plat besi yang dibentuk
menjadi box segi empat yang dilengkapi dengan pintu, yang didalamnya
terdapat komponen-komponen kontrol tenaga listrik seperti:
1. MCB
2. Kontaktor magnet
3. Time relay
4. Terminal
5. Dan lain-lain.
Rangkaian kontrol tenaga listrik terdapat sebagian didalam panel dan
sebagian lagi diluar panel. Untuk menghubungkan komponen di dalam
panel dengan komponen diluar panel digunakan terminal. Untuk panel
kontrol 3 phasa selalu dilengkapi dengan lampu indikator R, S, T
berwarna Merah, Kuning dan Hijau. Agar letak komponen kontrol yang
terdapat dalam panel tertata dengan baik, maka pada panel dilengkapi
dengan Rel omega dan kabel Duct. Rel Omega digunakan untuk tempat
MCB, Kontaktor magnet dan Time relay. Dan Kabel Duct merupakan
tempat Saluran Kabel.
Dua Unit Motor Listrik Bekerja Berurutan Secara Otomatis.
Motor induksi 3 phasa dan motor induksi 1 phasa dibuat bekerja berurutan.
Motor 3 phasa starting bintang-Delta, dan motor 1 phasa dapat bekerja bila
motor 3 phasa sudah bekerja.
1. Prinsip Kerja Rangkaian
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
Apabila tombol ON S1 ditekan, maka K1, T1, K2 akan bekerja,
sehingga motor tiga phasa akan bekerja dalam hubungan bintang (Y) dan
NO K1 akan mengunci rangkaian, setelah beberapa saat (sesuai setting
waktu T1) maka kontak T1 akan berpindah dari K2 ke K3 sehingga
kontaktor K2 akan terbuka dan kontaktor K3 terhubung, sehingga motor tiga
phasa terhubung dalam hubungan segitiga () pada saat bersamaan NC K3
akan membuka pada T1 dan K2, sehingga K2 dan T1 tidak dapat bekerja
selama K3 bekerja. Pada saat bersamaan juga NO K3 akan mengunci
rangkaian.
Pada sisi lain, saat K1 bekerja, NO K1 akan menutup sehingga T2 akan
bekerja. Dan beberapa saat setelah T2 bekerja (sesuai setting waktu pada
T2) maka kontak T2 akan berpindah (terhubung) sehingga K4 akan bekerja
dan motor satu phasa bekerja.
Pada saat bersamaan NC K4 pada T2 akan membuka dan NO K4 pada
T3 akan menutup (terhubung) untuk mengunci rangkaian dan saat
bersamaan juga T3 akan bekerja. Selang beberapa saat kemudian sesuai
setting waktu T3 maka kontak T3 akan membuka sehingga K4 kehilangan
energi dan kembali terbuka, dengan demikian motor 1 phasa berhenti
bekerja dan kontak NC K4 pada T2 kembali terhubung dan T2 kembali
bekerja.
Dan beberapa saat kemudian sesuai setting T2 pada kontak T2 pada K2
akan terhubung kembali dan motor satu phasa kembali bekerja demikian
seterusnya. Untuk jelasnya Prinsip Kerja Rangkaian kontrol diatas dapat
dilihat seperti signal diagram kerja di bawah ini.
a. Diagram Signal Kerja Rangkaian.
M1
M2
2
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
2. Alat dan Bahan
a. Alat-alat
1. Tang kombinasi 4. Tang buaya
2. Tang pemotong 5. Obeng + (Positip)
3. Obeng – (Minus).
b. Bahan-bahan
1. Box Panel, 50 x 40 x 20 cm = 1 Buah
2. MCB 3 ø = 2 Buah
3. MCB 1 ø = 2 Buah
4. Kontaktor = 4 Buah
5. Over Load = 1 Buah
6. Time Delay Relay (TDR) = 3 Buah
7. NYAF, 1 x 1,5 mm2 (Hitam) = 25 Meter
8. NYAF, 1 x 1,5 mm2 (Merah) = 25 Meter
9. NYAF, 1 x 1,5 mm2 (Biru) = 20 Meter
10. Canal Sirip (Parit Kabel) = 200 Cm
11. Rel Omega = 80 Cm
12. Terminal Batang 12 Pole 12 mm = 2 Buah
13. Lampu Indikator, 5 W/220 V = 4 Buah
14. Push Button, NO = 1 Buah
15. Push Button, NC = 1 Buah
c. Keselamatan Kerja
1. Lakukan pengamatan sesuai dengan prosedur/gambar kerja.
2. Teliti kembali hasil pengamatan untuk menghindari kesalahan
kerja.
3. Lakukan pengujian setelah mendapat izin dari Instruktur.
3. Diagram Arus Rangkaian Kontrol.
L
MCB
F1
S1
K1 T1 K2 K3
N
S0
01
OFF
T2 K4 T3
K3 K3 K2
T1
1
4 3
K1
K3K4 T2
1
3
K4
T2
K1
T34
ON
K3
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
N
R
S
T
1
4. Rangkaian Utama/Tenaga.
K4
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
MCB
MCB
MOTOR3 FASA
V1
W2
V2
U1 U2
W1
MCB
K1 K3 K2 K4
TOR
M 1 M 2
Motor 3 fasa Motor 1 fasa
380 V Delta 220 V
5. Lay Out Panel.
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
F2
U1 V2
W2V1
U2W1
Y
127 V / 220 V / 50 Hz
PERENCANAAN
1. Masalah : Satu unit motor induksi 3 fasa dioperasikan dalam dua arah puta- ran dgn starting bintang-running segitiga. Rencanakanlah rang- kaian kontrolnya dengan alat kontrol kontaktor magnet, time re- lay, limit swicth dan alat kontrol lainnya.
a. Rangkaian Utama/Tenaga.
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
2 4 6 2 4 6 2 4 6 2 4 6
1 3 5 1 3 5 1 3 5 1 3 5
F0
K1 K2 K3 K4
M
Data Motor Listrik 220 V/380 V
b. Rangkaian Kontrol Arus.
F0
F
F1
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
S0
LS1 LS2
S1 S2
K1 K2 T K4 K3
N
2. Masalah :KONTROL TIGA UNIT CONVEYOR ” ON/OFF ” BERURUTAN
SECARA OTOMATIS
Conveyor (Ban berjalan) dirancang bekerja berurutan sesuai kebutuhan transfortasi barang ( material ). Dibuat berurutan dengan tujuan agar tidak terjadi penumpukkan material di atas Ban berjalan. Pada proyek kerja ini direncanakan tiga unit conveyor yang bekerja saling berhubungan antara satu dengan yang lainnya. Untuk pengontrolan conveyor ini digunakan kontaktor
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
magnet, time relay, thermal over load relay, tombol tekan, dan dilengkapi dengan pengaman beban dan pengaman instalasinya.
LAY OUT:
MATERIAL MASUK
Ban Berjalan M1
M3
M2
ON
OFF CONTEINER
Prinsip Kerja : Start dan Stop dilakukan secara manual sesuai dengan situasi pekerjaan :
- Start dimulai dari : M1 – M2 – M3.
- Stop dimulai dari : M3 – M2 – M1.
Tugas : Rencanakanlah pengontrolan tiga unit Conveyor seperti prinsip kerja di
atas dengan menggunakan kontaktor magnet, time relay dan alat kontrol lainnya
serta dilengkapi dengan pengaman listrik.
Rangkaian Kontrol Arus Tiga Unit Ban Berjalan.
F1
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNETF2
F3
S0
T4
ON K1 K2 K3 K4 OFF T1 T2
K2 T3 K3 KB K2
K1 T1 K2 T2 K3 KB T3 T4
DAFTAR PUSTAKA.
1. Bastian Peter, Praxis Elektrotrchnik, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan
Gruiten, 1994.
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
2. Bohm Werner, Elektrische Steuerungen, Vogel Fachbuch, Wurzburg,
1991.
3. Fadillah Kismet, Wurdono, Instalasi Motor-Motor Listrik, Angkasa,
Bandung, 1997.
4. Nuhrman Dieter, Profesionelle Schaltungstechnik, Verlag Gmbh,
Austria, 1995.
5. ................., Lembaran Informasi Instalasi Motor Listrik, PPPG
Teknologi Medan.
UJIAN TEORI/PRAKTEK PENGONTROLAN MESIN LISTRIK
Fo
L1
F1
3
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET
S1 KB2
K1 KB1 K1 KB2 KB1 K1 K1
KB2 KB1
KB1 KB2 K1 Beban (LP)
NTugas :
1. Lengkapilah gambar rangkaian kontrol di atas dengan kode nomor terminal.
2. Jelaskan prunsip kerjanya.3. Buatlah rangkaian kontrol di atas dengan menggunakan alat
kontrol yang ada di laboratorium ini.
4
PENGOPERASIAN MESIN LISTRIK DENGAN KONTAKTOR MAGNET