RANGKAIANDASARKONTROLMOTORLISTRIK

A. RANGKAIANKONTROLDASARa. Rangkaianutama

Rangkaian utama adalah gambaran rangkaian beban dan kotakkontak utamakontaktor serta kontak breaker dan komponen pengaman yang dihubungkan kearusbeban.

b. RangkaiankontrolRangkaian kontrol arus adalah rangkaian untuk pengatur operasi kontaktor danrelay atau pengaturan arus pengoperasian kumparan operasi kontaktor dankumparanpengaktifrelaymelaluikontakbantudankontakrelay

c. rangkaianpengawatanrangkaian pengawatan adalah ganbungan dari rangkaian utama dan rangkaiankontrol,dengankatalainrangkaianlengkapdarirangkaiankontrolmotor.

(a) (b) (c)

Gambar1.RangkaiankontrolmotoruntukoperasiONOFF(a) Rangkaianutama,(b)Rangkaiankontrol,(c)Rangkaianpengawatan

RangkaianoperasiON/OFFdaribanyaktempat

Pelayanan dari beberapa tempat seperti pada lift, alat angkat (hoist), conveyer, danperalatanpengalenganminumandanperalatan.Padasysteminidibutuhkanbeberapasaklar NC dan NO. saklar NC untuk off dihubung seri dan NO untuk on dihubungparallel.

Gambar2.Rangkaiankontroldaribanyaktempat

Rangkaianoperasidengansysteminterlock

Rangkaianinterlockataupenguncianadalahuntukmencegahduabuahkontaktorataulebih yang beroperasi secara bersamaan. Seperti untuk dua arah kecepatan putarandan pengasutan segitigabintang. metode penguncian dapat dibagi atas tiga bagian,antaralain;

a. pengunciansecaramekanikMisalnyakita lihatpadakontrolmotorduaarauputaranmenggunakanduabuahkontaktor. Apabila salah satu saklar ON (arahmaju ataumundur) ditekan,makakontaktor yang beroperasi akan mengunci kontaktor yang lain. Walaupunkontaktorkeduadiberiarusataupenguatan,tetapikontaknyatidakbiasmenutupkarenadikuncioleh tuastuasmekanik.Demikian juga sebaliknya sehinggakeduakontaktortidakakanberoperasisecarabersamaan.

Gambar3.Rangkaiankontrolmotoruntukduaarahputarandenganmetodepengunciansecaramekanik

b. pengunciandengansaklartekanpenguncian bias dilakukan denganmenggunakan dua buah saklar ganda, dimanasaklartekanON1untukmajudanON2untukmundur.Untukoperasiarahmaju,kontak NO/ON1, NC/ON2, kumparan operasi kontaktor K1, dan kontak termaldihubung seri.Untukoperasi arahmundur,kontakNC/ON1,kontakNC/ON2dankumparanaperasikontaktorK2sertakontaktermalsalingdihubungseri.BilaON1ditekanmakakumparanK1mendapatarusdanmotorberputararahmaju(searahjarumjam),sedangkanK2tidakberfungsikarenarangkaianarusnyadiputusolehkontak NO/ON1. Demikian sebaliknya sehingga kedua kontaktor tidak akanbekerjasama.

Gambar4.Rangkaiankontrolmotoruntukduaarahputarandenganpenguncianmemakaisaklartekan

c. pengunciandengankontakbantupenguncian juga dapat dilakukan dengan menggunakan kontak bantu, untukpengoperasianarahmajukontakNO/ON1,kumparanK1dankontakbantuK2sertakontak thermah saling terhubung seri. Untuk operasi arah mundur, kontakNO/ON2, kumparan K2, kontak NC K2 dan kontak thermal saling dihubung seri.BilasaklarON1ditekan,makaK1akandapatarusdanmotorakanberputararahmaju.MeskipunON2ditekan,K2tidakakanberoperasikarenasaklarbantuNCK1terbukaselamaK1beroperasi.DemikianjugasebaliknyasehinggaK1danK2tidakberoperasi secara bersamaan. Jika K1 dan K2 beroperasi bersamaan maka akanterjadihubungsingkatantarfasa.

Gambar5.Rangkaiankontrolmotoruntukduaarahputarandengansystempengunciansaklarbantu

(a)Rangkaiankontrol,(b)Rangkaianpengawatan

Rangkaianoperasiberurutan

Rangkaianoperasiberurutan(Sequencekontrol)digunakanapabilamotorberoperasitergantungkepadamotorlain,sepertibeltconveyordimanasatudenganyanglainnyasalingberoperasiberkaitan.

(a).rangkaianstandart

(b).rangkaianotomatismelaluikontakbantuyangsalingmengunci

Gambar6.Rangakainkontrolmotoroperasiberurutan

Rangkaianoperasijogging

Kontrol jogging digunakan pada pengontrolan putaran lambat untukmenggerakkansuatualatatauperalatan,sepertipadaalatpengangkat,beltconveyor.

(a) (b)

Gambar7.Rangkaiankontrolmotorsystemjogging(a).joggingsederhana,(b).joggingdenganbantuanrelaykontrol

Bila saklar jogging ditekanmaka arus kumparan K didapat langsung dari arus fasa.Sehinggaoperasimotortergantungkepadasaklarjogging.

RANGKAIANKONTROLMOTORLISTRIK

STARTINGMOTORINDUKSI

Bila motor induksi berbeban penuh dihubungkan ke sumber tegangan langsung padasumbertigafasa,makaakanmengambilarus5s.d7kaliarusnominal.Sedangkantorsinya1,5 s.d 2,5 kali torsi beban penuh. Hal ini kaan menyebabkan turunya nilai teganganjaringan dan akanmengganggu operasi alatalat lainnya pada jaringan yang sama. Arusstarttersebutharusdiatasidengancaramenurunkantegangansumbersaatstart.Adatigacaramenurunkanarusstart,yaitu;

1. TahananprimerMenggunakantahananprimeruntukpengasutanmotorinduksi,nilaiarusasutlangsungbervariasiterhadappenurunannilaitegangandantorsibervariasiterhadapkuadratnilaitegangan.Jadibilateganganterminalmotorditurunkan50%,makaarusasutjugaakanturun50%dantorsiturun25%darinilaitegangannominal.Biasanyacarainicocokdilakukanuntukmotoryangberdayabesardari12kW.

Gambar8.Rangkaiankontrolmotordenganpengasutantahananprimer(a).Rangkaianutama,(b).Rangkaiankontrol

KontaktorK1untukoperasidanK2untukpengasutanataumenghubungkanmotordengantahananprimersaatawalpengoperasianmotor.Timerelayatausaklarwaktuadalahuntukmengaturmotorberoperasinominalsetelahpengasutan

2. AutotransformerKontaktorK1untukoperasidanK2untukpengasutanyangmanapadaawaloperasimotordihubungkandenganautotransformerolehK2dansetelahbeberapasaatsaklarwaktu beroperasi memberikan daya pada K1( setelah motor beroperasi mendekati

putaran nominal) dan menghubungkan motor pada jaringan penuh agar beroperasinormal.

Gambar9.Rangkaiankontrolmotordenganpengasutanautotransformer

(a).Rangkaianutama,(b).rangkaiankontrol

3. SakelarbintangsegitigaKontaktorK2sebagaipembuathubungansegitigapengoperasianmotornominaldanK1 sebagai penghubung motor ke jaringan baik pada hubungan segitia maupunhubunganbintang.KontaktorK3adalahpembuathubunganbintangdansaklarwatuuntukmengaturwaktupemindahandarihubunganbintangkehubungansegitiga.

Gambar10.Rangkaiankontrolmotorpengasutansystembintangsegitia(a)Rangkaianutama(b)rangkaiankontrol

Gambar11.Rangkaiankontrolmotorpengasutanbintangsegitiga(a).rangkaianpengawatan,(b).Prinsiphubunganbintangsegitiga

Bila saklar ON ditekan, maka K3 mendapat daya dan K1 juga mendapat daya darikontak K3. Motor beroperasi dlam hubungan bintang dan sesaat kemudian saklarwaktuberoperasi(sesuaidengansettingwaktunya)memutusdayakontaktorK3.Jadiseterunya motor beroperasi pada hubung segitiga. Rangkaian ini harus dilengkapidenganpenguncianagarkontaktorK2danK3tidakberoperasibersamaan.

RANGKAIANKONTROLMOTORDUAARAHPUTARAN

Ada kalanya industry membutuhkan motor yang mempunai dua arah putaranuntukmelakukansuatupekerjaan,seperti,pesawatpengangkat,lift,beltconveyordanperalatanlainnya. Arah putaran motor dapat dirobah dengan cara merobah urutan fasa tegangansumberyangakanmerobaharahputaranmedanstatordanarahputaranmotor.Namunputaran motor ini tidak boleh dirobah secara tibatiba, hal ini akan mengakibatkanterjadinya kopel lawan yang besar dan motor akan mengalami arus beban lebih. Jadimerobaharahputaranmotordialukansetelahputaranmotorrendahataudalamkeadaandiam.

1. Rangkaiankontrolmotorduaarahpuatarandengantambahan kontaktorbantuuntukmemperlambatwaktumenghubungdarimajukemundur.Kontaktor K1 untuk arahmaju dan kontaktor K2 untuk arahmundur. K3 kontaktorbantuuntukarahmajudanK4kontaktorbantuuntukarahmundur,keduakontaktorbantu tersebut berfungsi untuk memperlambat menghubung dari arah maju kemunduratausebaliknya.Jadiputaranmotortidakdibalikarahnyasecaratibatiba.

Gambar12.Rangkaiankontrolmotorduaarahputarandengankontaktorbantuuntukmemperlamawaktumenghubungarahmajumundur

(a).Rangkaianutama,(b).Rangkaiankontrol

2. RangkaiankontrolmotorduaarahputarandengansystemjoggingKontaktorK1 untuk arahmaju dan kontaktor K2 untuk arahmundur. Relay kontrolberfungsi sebagai kontaktor bantu mengatur operasi kontaktor K1 dan K2. OperasiJOGGING dilakukan dengan cara menekan sakelar JOG1 untuk arah maju dan JOG2untuk arahmundur.Motor akan beroperasi hannya selama saklar JOG ditekan dansetelah dilepas motor akan berhenti. Jadi motor akan beroperasi sesuai dengankebutuhan

Gambar13.Rangkaiankontrolmotorduaarahputarandengansystemjoggingmenggunakanrelaykontrol(a).Rangkaianutama,(b).Rangkaiankontrol

3. RangkaiankontrolmotorduaarahputarandenganpengasutanbintangsegitigaKontaktor K1 untuk arahmaju dan kontaktor K2 untuk arahmundur, kontaktor K3untuk hubungan bintang dan kontaktor K4 untuk hubungan segitiga. Kontaktor K5berfungsi sebagai kontaktor bantu dan sakelar waktu (d1) untuk mengatur waktupindahdariposisiawalhubunganbintangkehubungansegitiga.

Gambar14.Rangkaiankontrolmotorduaarahputarandenganpengasutansystembintangsegitiga (a)Rangkaianutama(b)Rangkaiankontrol

RANGKAIANKONTROLMOTORDUAKECEPATAN

Adakalanyaindustrymembutuhkankecepatanatauputaranmesinyangberfariasi,yaknirendah dan putaran tinggi, seperti padamesin bubut, mesin bor dan peralatan lainnya.Untukpermasalahaninibiasdigunakanmotorduakecepatanyangdikenaldenganmotordachlander. Pengaturan kecepatan pada motor ini dialkukan dengan merobah jumlahkutubdenganperbandingan1:2.Sehingganilaikecepatanmedanstator(ns)dipengaruhiolehfrekuensiataunilaijumlahkutub.

Gambar15.Hubungankumparanstatormotordachlander(a)hubungansegitigauntukkecepatanrendah(1500rpm)(b)Hubunganbintanguntukkecepatantinggi(3000rpm)

Padakecepatanrendah,kumparanfasaperkutubdihubungseridanmasingmasingdihubungsegitiga.Untukkecepatantinggi,kumparanfasaperkutubdihubungparalleldanmasingmasingdihubungbintang.

1. Rangkaianmotordachlander(duakecepatan)Rangkaianinimenggunakantigakontaktor.K1untukputaranrendahdane1sebagaipengamanputaranrendah(thermalrelay),dioperasikandengansaklartekanON1.K2digunakanuntukputarantinggiyangdikombinasikandenganK3sebagaipenghubungsingkat,e2sebagaipengamanputarantinggiyangdioperasikanolehON2.

Gambar16.Rangkaiankontrolmotorduakecepatan(dachlander)

(a)Rangkaianutamab)Rangkaiankontrol

2. RangkaianmotorduakecepatandanduaarahputaranRangkaian ini menggunakan lima buah kontaktor. K1 untuk arah mundur putarantinggi,K2untukarahmajuputarantinggi,K3untukarahmundurputaranrendahdanK4untuk arahmajuputaran rendah.K5 sebagai penghubung singkat saathubunganbintang, e1 adalah thermal relay untuk putaran tinggi dan e2 adalah untuk thermalrelayputaranrendah.ON1untukarahmundur,ON2untukarahmajuputarantinggi.ON3mengoperasikanarahmundur,ON4untukarahmundurputaranrendah.

Gambar17.Rangkaiankontrolmotorduakecepatandenganduaarahputaran

(a)Rangkaianutama(b)Rangkaiankontrol

RANGKAIANKONTROLPENGEREMANMOTORINDUKSI

Suatumotorlistrikyangsedangberoperasidapatdihentikandengansegerabiladilakukanpengereman.Baikpengereman secaramekanismaupunelektrik. Jadi,motor tidak cukuphannya dihentikan dengan memmutus tegangan sumber saja, karena motor masihmenpunyai putaran sisa. Pengereman secara elektris lebih cocok bagi motor induksidisbandingpengeremansecaramekanis.Namununtuktujuantertentupengeremansecaramekanis masih diperlukan agar motor dapat berhenti lebih cepat. Ada tiga carapengeremanmotorinduksi,yaknisebagaiberikut.

1. Pengeremansystemplugging(secaramanual)Pengereman ini dilakukan dengan cara merobah urutan fasa sumber motor yangbersangkutan (seperti rangkaian membalik arah putaran motor), dengan demikianmotorakanmendapatkopellawandansegeraberhenti.Tindakanpengeremanhannyadilakukansesaatsajadanbilalebihlamamotorakanberputarberlawananarah.Arusmotor yang besar akibat pengereman dapat diatasi dengan memberikan tahanandepan.

Gambar18.Rangkaiankontrolmotordenganpengeremansystemplugging(a)Rangkaianutamab)rangkaiankontrol

KontaktorK1untukmengoperasikanmotor,K2untukpengereman(merobahurutanfasa) dan K3 adalah kontaktor bantu untuk mengatur pengoperasian K1 dan K2.Tahanan depan R berfungsi sebagai pembatas arusmotor saat pengereman. ApabilaONditekan,makaK1akanmenalirarusdanmotorakanberoperasi.BilaOFFditekan,makaK1akanmelepasdanK2mendapatarusdanmotorakansegeraberhentikarenamendapat torsi lawan. OFF ditekan hannya sesaat atau sampai motor benarbenarberhenti.

2. PengeremansystemregenerativePengereman jenis ini cocok digunakan pada motor dua kecepatan (dachlander).Pengeremaninidilakukandengancaramengaturkecepatanmotorpadanilaiterendahdanselanjutnyadilakukanpengeremansecaraplugging.Pengeremanjenisinibiasanyadigunakanpadaliftdanalatangkat.

3. PengeremansecaradinamikPengeremanjenisinidilakukandenganmemberikankumparanstatormotortegangandc, setelah dilepas dari tegangan jaringan. Tegangan dc didapatkan denganmenurunkan tegangan jaringan melalui trafo penurun tegangan dan diode sebagaiperata tegangan atau mengubah dari AC ke DC. Saat diberi tegangan dc, maka duakumparan stator terhubung parallel dan terhubung seri dengan yang lain. Dengancatatan arus dc yang diberikan pada kumparan stator tidak boleh melebihi arusnominalmotoryangbersangkutan.

Gambar19.Rangkaiankontrolmotordenganpengeremansystemdinamik(a)Rangkaianutama(b)Rangkaiankontrol

K1untukmengoperasikanmotor,K2untukpengereman(menghubungkankumparanstatordengansumberarussearah).K3adalahkontaktorbantuuntukmengaturK1danK2.JikasaklarONditekanmakaK1mendapatdayadammotorberoperasi.PengeremandilakukandenganmenekansaklarOFF.MakakontaktorK1melepasdanK2mendapatdayadanmemberikanarussearahpadarangkaianstatormotor.Motorsegeraberhentikarenamendapatkopellawan.