BAB 2

KONTROLER MULTI-KECEPATAN 3

1. KONTROLER DENGAN 2 KECEPATAN, 2 LILITAN

Tegangan saluran, pengasut – pengasut multi-kecepatan AC dirancang untuk

menyediakan kontrol bagi pengoperasian motor rotor sangkar pada dua, tiga, atau empat

kecepatan konstan yang berbeda, bergantung pada kontruksinya. Penggunaan sebuah

pengasut otomatis dan suatu pusat kontrol akan menghasilkan efisiensi kerja yang besar

dan memberikan proteksi, baik untuk motor dan mesin tersebut, terhadap urutan yang

tidak sesuai ataupun perubahan kecepatan yang terjadi terlalu cepat. Proteksi terhadap

beban lebih motor di tiap kecepatan adalah perlu.

Motor dengan lilitan terpisah mempunyai sebuah lilitan yang berbeda untuk tiap

kecepatan yang diperlukan. Walaupun konstruksi dari motor jenis ini agak sedikit rumit

dan oleh karenanya lebih mahal, akan tetapi kontrolernya relatif lebih mudah.

Gambar 2.1 Diagram garis untuk pengasut motor 3 , 2 lilitan, 2 kecepatan, ukuran 2, 3,

4, dan 5

Pada pengaturan kontrolnya di gambar 2.1, perhatikan bahwa motor dapat diasut pada

kedua kecepatan, tetapi tombol STOP harus ditekan untuk berpindah dari kecepatan

tinggi ke kecepatan rendah. Pengasut yang ditunjukkan pada gambar diatas dilengkapi

dengan suatu interlock mekanis pengasut L dan H; interlock kontak bantu juga tersedia.

Gambar 2.2 menunjukkan interlock antara tombol – tombol tekan. Gambar tersebut juga

menunjukkan bahwa suatu perpindahan dapat dilakukan tanpa menyentuh tombol STOP.

Bagaimanapun juga, peralihan kecepatan yang cepat dan terus – menerus dapat

mengaktifkan relay beban lebih. Untuk mencegah hal ini, skema kontrolnya dapat

dilengkapi dengan relay penunda-waktu yang akan menyediakan suatu jeda waktu antara

perubahan – perubahan kecepatan.

Ketika motor bekerja, lilitan yang tidak aktif harus dihubung buka untuk mencegah arus

sirkulasi yang timbul dari aksi transformator anatara lilitan yang tidak bekerja dan lilitan

yang energized.

Gambar 2.2 Diagram elementer dari peng-interlock-an tombol tekan dan

perpindahan antara 2 kecepatan tanpa berhenti

Gambar 2.3 menunjukkan fungsi dari suatu rangkaian relay percepatan. Jika diinginkan

kecepatan tinggi,maka tombol kecepatan tinggi ditekan, dan relay kontrol energized.

Rangakaiannya terbentuk melalui kontak normally open yang berada dibawah tombol

tekan HIGH yang terletak dari kontak 2 menuju kontak 3, yang mengakibatkan

terbukanya kontak normally closed CR.

Gambar 2.3 Diagram elementer dari suatu pengasut dengan sebuah relay percepatan

untuk suatu motor 3, 2 lilitan, 2 kecepatan, terhubung

Kontak N.O. CR, (berada dibawah tombol tekan LOW) dari kontak 2 menuju kontak 4,

meng-energize koil pengasut kecepatan-rendah L.melalui kontak - kontak N.C. (TR dan

H). Sementara motor mengasut dengan kecepatan rendah, kontak CR menutup kontak

bantu N.O. L untuk meng-energize relay pewaktuan (TR). Rangkaian tersebut terbentuk

melalui kontak N.O. TR dan kontak 2. Ketika kontak delay-in-opening N.C. membuka

setelah penundaan waktu tertentu, maka kontak delay-in-closing N.O. tertutup. Hasilnya

adalah koil pengasut L membuka dan interlock N.C. L pada rangkaian koil H tertutup.

Sekali koil H ter-energized, maka motor akan running pada kecepatan tinggi.

Untuk mengasut motor pada suatu kecepatan rendah, tekanlah tombol-tekan LOW. Motor

akan diasut pada kecepatan rendah dan meng-energized koil TR dan dibentuk melalui

kontak N.O. TR. Kontak delay-in-opening N.C. sekarang terbuka, akan tetapi koil L

terjalin melalui kontak N.C. CR.

Untuk beralih ke operasi kecepatan tinggi, tombol HIGH dapat ditekan karena kontak

N.O. delay-in-opening TR juga tertutup.

2. KONTROLER 1LILITAN , 2 KECEPATAN

Beberapa aplikasi tertentu memerlukan fungsi suatu motor yang memiliki suatu lilitan

yang diatur sedemikian rupa sehingga jumlah kutub dapat diubah dengan membalik

sebagian arus - arus. Jika jumlah kutub digandakan, kecepatan motor akan terbagi

separuh.

Jumlah kutub dapat dipotong menjadi setengahnya dengan mengubah polaritas dari

pasangan bolak – balik dari kutub – kutubnya, gambar 2.4 . Polaritas dari separuh kutub –

kutub dapat diubah dengan membalik arus pada separuh koil.

Gambar 2.4 (A) 8 kutub untuk kecepatan rendah; (B) 4 kutub untuk kecepatan tinggi

Jika suatu medan stator terletak datar seperti pada gambar diatas, dapat dilihat bahwa

medan stator yang terjadi harus dapat menggerakkan rotor dua kali jarak pada A di B

dalam jumlah waktu yang sama; dikarenakan itu, ia harus berjalan lebih cepat. Semakin

berkurangnya jumlah kutub yang terdapat di stator, maka makin tinggi rpm kecepatan

suatu motor.

Suatu motor tiga fasa dapat dibelit hingga enam ujung dapat ditarik keluar. Dengan

membuat hubungan – hubungan yang tepat dengan ujung – ujung ini, lilitan – lilitan

tersebut dapat dihubung delta seri atau wye paralel. Jika lilitan tersebut sedemikian rupa

hingga hubungan delta seri akan memberikan kecepatan tinggi dan hubungan paralel wye

akan memberikan kecepatan rendah, walaupun rating dayanya sama pada kedua

kecepatan itu.

Motor – motor kutub konsekuen memiliki sebuah lilitan tunggal untuk dua kecepatan.

Tap – tap tambahan dapat diambil dari lilitan untuk mengijinkan penyambungan ulang

dari sejumlah kutub – kutub stator yang berbeda. Kisaran kecepatan dibatasi hingga suatu

perbandingan sebesar 1 : 2, misalnya 600 – 1200 rpm atau 900 – 1800 rpm.

Gambar 2.5 Tabel koneksi untuk motor 3

berdaya konstan, lilitan tunggal, dua kecepatan

Berdasarkan tabel koneksi motor pada gambar 2.5, perhatikan bahwa untuk operasi

kecepatan rendah, T1 terhubung ke L1, T2 dengan L2, T3 dengan L3, sedang T4, T5, dan

T6 terhubung bersama – sama. Untuk operasi kecepatan tinggi, T6 dihubungkan ke L1,

T4 ke L2, T5 ke L3, sedangkan semua ujung – ujung motor yang lain dibiarkan terbuka.

Gambar 6.6 menggambarkan suatu pengasut selektif multi-kecepatan ukuran 1 yang

dihubungkan untuk penggunaan bersama dengan motor berdaya konstan yang dapat

dihubungkan ulang (reconnectable). Kontrolnya adalah suatu pusat tiga-elemen,cepat-

lambat-berhentiyang terhubung untuk mengasut baik kecepatan rendah ataupun tinggi.

Sebagai tambahan, kecepatan dapat diubah dari cepat ke pelan atau dari pelan ke cepat

tanpa terlebih dahulu menekan tombol stop. Jika pertimbangan – pertimbangan alat

tersebut mengharuskan untuk menghentikan motor sebelum mengubah kecepatan, maka

fitur ini dapat ditambahkan ke rangkaian kontrol dengan membuat penyambungan D,

seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.6 A dan B dengan garis putus – putus.

Penyambungan untuk lampu indikator juga diberikan pada gambar tersebut.

Gambar 2.6 (A) Diagram pengkawatan dan (B) Diagram garis dari suatu

pengasut magnetik, dua kecepatan untuk motor liliatn tunggal

Suatu skema kontrol tipe paksa (compelling-type) ditunjukkan pada gambar 2.7.

kontroler ini dirancang sedemikian rupa sehingga sang operator harus menjalankan motor

itu pada kecepatan rendah. Kontroler ini tidak dapat dialihkan ke kecepatan tinggi hingga

ia telah “running”.

Gambar 2.7 Rangkaian kontrol dua kecepatan dengan menggunakan suatu relay pemaksa

Ketika tombol slow ditekan, pengasut kecepatan-rendah S dan relay kontrol FR

energized. Sekali motor telah running, ditekannya tombol fast akan menyebabkan

pengasut kecepatan-lambat berhenti sementara pengasut kecepatan-tinggi pick-up melalui

kontak – kontak N.C. pengasut kecepatan-rendah dan kontak – kontak N.O. dari relay

kontrol FR. Jika tombol fast ditekan dalam upaya untuk mengasut motor, tidak akan

terjadi apa – apa dikarenakan kontak – kontak N.O. dari relay kontrol FR akan mencegah

pengasut kecepatan-tinggi agar tidak energize. Ketika tombol fast ditekan, ia tidak

membuat satu rangkaian tapi ia hanya memutuskan rangkaian. Ini adalah bentuk lain dari

pengasutan berurutan.

Ketika suatu kontroler multi-kecepatan dipasang, ahli listrik (electrician)tersebut harus

memeriksa secara hati – hati untuk memastikan bahwa fasa – fasa tidak secara sengaja

terbalik antara lilitan kecepatan rendah dan tinggi. Ahli listrik tersebut harus memeriksa

pengkawatannya, atau mesin yang akan digunakan tersebut harus tidak terhubung dengan

motor hingga suatu inspeksi operasional selesai dilakukan.

Gambar 2.8 merupakan diagram elementer dari suatu kontroler pembalik, dua kecepatan.

Gambar 2.8

Untuk memilih kecepatan, baik itu rendah atau tinggi, dilakukan dengan suatu saklar

pemilih (selector switch) dua-posisi. Arah putarannya dipilih dengan menggunakan

tombol tekan maju atau mundur. Ketika kontak daya F atau R ditutup, arus disuplai untuk

kontrol – kontrol rendah-tinggi. Misalkan saklar pemilih berada di posisi tinggi,

kontaktor L energized yang akan mengasut motor pada kecepatan rendah. Bersamaan

dengan itu, koil relay pewaktuan TR juga energized. Ketika kontak delay-in-opening

N.C. membuka setelah waktu tunda tertentu, kontak N.O. TR menutup pada waktu yang

bersamaan juga. Hal ini menyebabkan kontaktor L de-energized dan interlock N.C. L

mengenergized kontaktor H. Motor sekarang berjalan pada kecepatan tinggi. Motor

tersebut tentunya dapat pula diasut pada kecepatan rendah sebelum ia beralih ke

kecepatan tinggi.

3. KONTROLER MOTOR 2 LILITAN, 4 KECEPATAN

Urutan operasional

Pengasut – pengasut standar umumnya dirangkai sedemikian rupa hingga sang operator

harus mengasut motor dari keadaan istirahat pada tiap kecepatan atau dengan kata lain

dari suatu kecepatan rendah hingga ke kecepatan tinggi. Tombol STOP, bagaimanapun

juga, harus ditekan sebelum suatu perubahan dilakukan dari kecepatan tinggi ke

kecepatan rendah. Pengaturan semacam ini diperlukan untuk melindungi motor dan

mesin – mesin yang dikendalikan dari arus jala – jala yang berlebihan dan getaran yang

dihasilkan ketika suatu motor yang berjalan pada kecepatan tinggi dihubung ulang untuk

berjalan pada kecepatan rendah.

Pengasut – pengasut multi-kecepatan umumnya dilengkapi dengan peng-interlock-an

listrik dan mekanis untuk menghindari kemungkinan menghubung singkat jala – jala atau

menghubungkan lebih dari satu lilitan kecepatan pada waktu yang sama.

Relay – relay paksa (compelling relay)

Pengasut standar umumnya tidak dilengkapi dengan relay paksa yang memastikan bahwa

motor diasut pada kecepatan terendah atau bahwa percepatan itu dicapai dalam

serangkaian tahapan. Bagaimanapun juga, ketika jenis motor atau karakteristik beban

yang digunakan meneyebabkan harusnya menggunakan suatu urutan pengasutan tertentu,

terdapat tiga jenis relay yang tersedia untuk mencapai fungsi yang diperlukan.

Bentuk 1 Relay Paksa (Compelling relay)

Ketika relay jenis ini yang dipakai, motor harus diasut pada kecepatan rendah sebelum

dapat memilih kecepatan tinggi. Motor hanya dapat diasut dengan menekan tombol

kecepatan rendah. Jika tombol yang lain yang ditekan, tidak akan terjadi apa – apa.

Pengaturan semacam ini memastikan bahwa motor pertama – tama hanya menggerakkan

beban pada kecepatan rendah. Tombol STOP harus ditekan sebelum mungkin untuk

mengubah dari kecepatan tinggi ke rendah.

Bentuk 2 Relay Percepatan

Ketika suatu pengasut dilengkapi dengan suatu relay bentuk 2, relay percepatan,

kecepatan tertinggi ditentukan oleh tombol mana yang ditekan. Bagaimanapun juga,

motor diasut pada kecepatan rendah dan dipercepat secara otomatis melalui tahapan

kecepatan yang berurutan hingga kecepatan yang diinginkan dicapai. Interval waktu

tertentu harus ada antara tiap perubahan kecepatan. Relay – relay pewaktuan individual

harus disediakan untuk tiap intervalnya, dan kesemua relay tersebut harus bisa diatur –

atur. Tombol STOP, sendiri, harus ditekan sebelum dapat berubah dari kecepatan tinggi

ke rendah.

Relay Perlambatan

Relay jenis ini serupa kerjanya dengan relay bentuk kedua relay percepatan, kecuali

bahwa ia mengontrol suatu perlambatan bertahap dari kecepatan tinggi ke rendah.

Interval – interval waktu tertentu harus ada antara tiap perubahan kecepatan.

Beban – beban yang sangat besar diletakkan pada motor dan juga pada mesin yang

dikendalikan ketika suatu perubahan dari kecepatan yang tinggi ke kecepatan rendah

terjadi tanpa mengijinkan motor untuk melambat menuju ke kecepatan yang diinginkan.

Beban – beban ini dihindari jika suatu interval waktu tertentu yang dapat diubah – ubah

tersedia antara masing – masing kecepatan ketika motor tersebut mengalami perlambatan.

Dengan menggunakan kontrol tombol tekan tiga-kawat dan relay perlambatan, tiap

kecepatan yang kurang dari kecepatan dimana motor sedang beroperasi dapat dipilih

dengan menekan tombol tekan yang tepat. Begitu tombol ini ditekan, ia akan men-

deenergized kontaktor yang mengendalikan motor pada kecepatan tinggi dan meng-

energize relay – relay pewaktuan. Setelah suatu periode waktu, relay ini akan meng-

energize kontaktor untuk mengendalikan motor pada kecepatan rendah. Dengan

dipilihnya kecepatan rendah, terdapat suatu kenaikan pada jangka waktu antara

pemutusan lilitan kecepatan tinggi dan penyambungan lilitan kecepatan rendah.

Gambar 2.9 menunjukkan suatu gambar elementer dari suatu kontroler 4 kecepatan yang

digunakan untuk suatu motor 2 lilitan.ini merupakan pengaturan pengasut standar yang

mana tidak dilengkapi dengan relay paksa yang hanya memperbolehkan pengasutan pada

kecepatan rendah. Kontrol ini memiliki interlock elektrik yang mencegah seorang

operator mengubah kecepatan tanpa menekan tombol STOP terlebih dahulu. Haruslah

terdapat suatu interval waktu tertentu antara tiap perubahan kecepatan pada perlambatan;

motor tersebut harus diperbolehkan untuk melambat ke kecepatan yang diinginkan

sebelum perubahan ke kecepatan yang lebih rendah dilakukan.

Gambar 2.9 Kontroler dua lilitan, 4 kecepatan