2.2 Pusat Pengendali motor ( Motor Control Center)

MCC merupakan pusat pengontrolan operasi motor induksi. Sebagai

pusat pengontrolan, artinya suatu MCC mampu mengontrol operasi beberapa

motor. Secara lengkap, yang dimaksud dengan MCC adalah kumpulan

beberapa komponen, yaitu motor starter, bus bar dan peralatan control, yang

kesemuanya berfungsi untuk melakukan pengontrolan operasi motor induksi

dan menempatkan komponen – komponen tersebut di dalam suatu panel yang

terintegrasi.

Gambar 2.1 Ruangan MCC

2.1.1 Jenis – jenis Motor Control Center (MCC)

Motor Control Center (MCC) ditinjau dari tegangan yang mesuplainya

dan bedasarkan jenis – jenis pengoperasian motornya dapat dibagi sebagai

berikut :

a) MCC berdasarkan tingkat tegangan pensupalai.

Berdasarkan tingkat tegangan yang mensupalai, MCC dapat dibedakan

menjadi dua jenis antara lain :

4

1. MCC bersistem tegangan rendah, dimana level tegangan maksimum

adalah 600V.

2. MCC bersistem tegangan menengah, dimana level tegangan maksimum

sebesar 7,2 KV.

Pada aplikasinya, MCC bersistem tegangan rendah dipakai untuk mengontrol

operasi motor yang mempunyai tegangan nominal dari fasa ke fasa 380 V –

480 V.

b) MCC berdasarkan jenis pengoperasian motor

Dari jenis pengoperasiannya, dapat dibagi menjadi empat bagian antara

lain:

1. Gabungan beberapa komponen (Motor Combination Starter).

Dalam proses pengontrolan motor, jenis ini didukung oleh beberapa

peralatan utama, antara lain :

Moulded Case Circuit Breaker (MCCB) atau Motor Circuit Protector

(MCP).

Kontaktor Magnetik.

Relay pengaman gangguan beban lebih ( Overload Relay )

Trafo kontrol ( Control Power Tronformer ).

Pada umumnya jenis ini digunakan dalam proses pengontrolan motor

dengan daya kuda maksimum 200 HP atau 1150 KW dengan sitem tegangan

rendah. Keuntungan jenis ini adalah hanya membutuhkan ruangan yang lebih

kecil. Hal ini disebabkan karena komponen serta peralatan diletakkan dalam

suatu panel dan tidak terpisah. Keuntungan lainnya adalah waktu yang

5

dibutuhkan untuk melakukan penyambungan secara draw in dan pencabutan

secara draw out antara unit starter dengan busbar jauh lebih cepat. Hal ini

sangat bemanfaat bagi kelangsungan jalannya operasi karena akan

mempermudah kerja petugas pemelihara jika unit tersebut mengalami

gangguan. Selain itu keamanan akan lebih baik dari sistem pengoperasiannya

baik petugas operasi maupun alat ini sendiri.

2. Pengoperasian secara manual

Pada jenis ini umumnya digunakan untuk mengontrol operasi motor

yang mempunyai daya kuda atau HP maksimum 10 HP. Manual starter

hanya berupa suatu 0n – off saklar yang dioperasikan secara manual

dimana alat tersebut berfungsi sebagai pengaman terhadap ganguan beban

lebih. Keuntungan dari tipe ini adalah pada saat tegangan sumber hilang

karena posisi saklar masih on sehingga pada saat tegangan sumber kembali

normal, motor akan kembali bekerja secara otomatis. Hal tersebut

disebabkan karena tidak dilengkapi dengan alat pengaman terhadap

gangguan berupa hilangnya atau turunnya tegangan sumber. Akan tetapi

jenis ini memiliki kekurangan yakni system motor yang otomatis dapat

membahayakan petugas maupun bagi peralatan itu sendiri. Selain itu

dengan tidak adanya system pengamanan terhadap gangguan berupa

turunnya tegangan sumber, misalnya pada suatu kondisi tiba – tiba

tegangan sumber turun menjadi sebesar 85% dari tegangan nominal maka

dengan jumlah KVA yang sama, motor akan menarik arus listrik yang lebih

6

besar dari arus nominalnya. Akibatnya jika penurunan tegangan sumber

cukup lama maka akan memperpendek usia motor.

3. Motor Starter

Pada jenis ini umumnya digunakan untuk mengontrol operasi motor

yang bersistem tegangan menengah. Motor starter jenis ini mempunyai

peralatan pendukung berupa :

No load break switch dan fuse atau circuit breaker

Vacuum kontaktor

Pengaman terhadap gangguan beban lebih

4. Pengaturan Kecepatan Kontrol (Adjustable Speed Controller)

Ada beberapa jenis motor yang aplikasinya membutuhkan

perubahan kecepatan putar dalam melayani beban. System pengontrolan

combination starter, manual starter dan motor starter tidak dapat

diterapkan pada system jenis ini karena ketiga system pengotrolan di atas

merupakan system pengontrolan dengan kecepatan putar yang tetap

(frekuensi motor tetap).

System ini memungkinkan kecepatan putar operasi motor dapat

berubah sesuai dengan keinginan proses operasi. Cara merubah kecepatan

putar operasi motor dengan merubah frekuensi tegangan pada sisi motor.

Selain itu system ini juga dapat diaplikasikan sebagai alat soft starter suatu

motor, dimana soft starter ini berfungsi untuk meminimalkan tegangan

drop pada saat proses penstarteran motor.

2.1.2 Sistem Pengasutan Motor Induksi

7

Penggunaan Motor Indulsi Tiga Phasa untuk aplikasi di mesin – mesin

industri telah banyak digunakan pada dunia Industri. Motor induksi tiga phasa

mempunyai kontruksi yang sederhana sehingga mudah dalam perawatannya,

bahkan bisa dikatakan tanpa perawatan yang khusus. Untuk dapat menjalankan

motor induksi diperlukan suatu sistem pengasutan diantaranya sebagai berikut :

Pengasutan DOL (Direct On Line) Starter

Pengasutan bintang segitiga (Y - ∆)

Pengasutan dengan Autotrafo

Pengasutan dengan tahanan primer

Pengasutan Sistem Soft stater

2.1.3 Pengasutan DOL (Direct On Line) Starter

Starter model ini sangat banyak dipakai saat ini, terutama untuk motor –

motor kecil. Komponen – komponennya terdiri dari satu kontaktor dan satu

proteksi arus dengan Termal Overload Reley (TOR). Kelemahan starter model

ini adalah kemungkinan timbulnya arus start yang sangat tinggi, biasanya bisa

mencapai 6 sampai 7 kali. Pada saat starter ini di start, torsi saat ini juga sangat

tinggi dan biasanya lebih tinggi dari kebutuhan.

8

Gambar 2.2 Diagram pengasutan sistem DOL

2.1.4 Pengasutan Bintang Segitiga Y - ∆

Secara umum, pengasutan motor induksi dapat dilakukan baik dengan

cara menghubungkan rotor secara langsung ke rangkaian pencatu atau dengan

menggunakan tegangan yang telah dikurangi ke motor selama periode

pangasutan.

Sistem pengasutan bintang segitiga adalah metode pengasutan dengan

pengurangan tegangan. Sebuah motor induksi dengan hubungan bintang -

segitiga memiliki enam buah terminal sehingga dapat diswitch, baik untuk

9

hubungan bintang atau segitiga. Motor dihubungkan bintang (Y) pada waktu

pertama kali di-start, dan ketika motor telah mendekati kecepatan normal,

hubungan diubah menjdi hubungan segitiga (Δ).

Saat terhubung bintang, tegangan masing-masing fasa dikurangi sebesar

1/√3 (57,7 % tegangan saluran) karena itu torsi yang timbul menjadi 1/3 dari

motor yang langsung terhubung delta. Arus saluran dikurangi sebesar 1/3.

Ist per fasa = 1

√3Isc perfasa

Dimana : Isc = arus start bila motor terhubung Δ

Ist = arus start bila motor terhubung Y

Pada pengasutan 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 terhubung delta.

10

Gambar 2.3 Rangkaian Daya Y - ∆

11

Gambar 2.4 Rangkaian kendali Y- ∆

Rangkaian kendali pengasutan dengan cara ini disuplai oleh tegangan 220 Volt.

Cara kerjanya: Jika tombol start S2 ditekan, arus mengalir melalui F2 – S1 –

12

S2 – kontak bantu timer T (NC) – kontak bantu K3 – K1. Kontaktor magnetik

1 (K1) bekerja dan motor terhubung dalam lilitan bintang. Saat itu juga kontak

bantu K1 (NC) membuka dan kontak bantu K1 (NO) menutup sehingga arus

mengalir melalui F2 – S1 – S2 – kontak bantu K1 (NO) – K2. Kontaktor

magnetik 2 (K2) bekerja dan motor terhubung pada sumber tegangan. Pada saat

yang sama kontak bantu K2 (NO) menutup dan timer T bekerja. Setelah t detik

kontak bantu T (NC) membuka sehingga K1 tidak dilewati arus (K1 tidak

bekerja), kontak bantu T (NC) menutup, arus mengalir melalu F2 – S1 –

kontak K2 (NO) – kontak bantu T (NO) – kontak bantu K1 (NC) – K3.

Kontaktor magnetik K3 bekerja, motor terhubung dalam belitan delta. Tombol

S1 digunakan untuk melepaskan motor dari sumber tegangan.

2.1.5 Pengasutan dengan autotransformator

Untuk mengurangi tegangan pada terminal motor selama periode

percepatan, suatu pengasut autotransformator umumnya memiliki dua

autotransformator yang terhubung delta terbuka. Selama starting dengan

pereduksian tegangan, motor itu terhubung ke tap - tap pada autotransformator.

Dikarenakan tegangan starting yang rendah, motor tersebut menarik arus yang

lebih sedikit dan menghasilkan torsi yang lebih sedikit dibandingkan jika ia

terhubung langsung dengan tegangan jala – jala.

Suatu relay waktu yang dapat diatur mengendalikan perpindahan dari

keadaan tegangan yang dikurangi ke tegangan totalnya. Suatu relay yang

sensitif terhadap arus mungkin digunakan untuk mengendalikan perpindahan

untuk memperoleh percepatan yang terbatas arus.

13

Prinsip kerja pengasutan dengan autotransformator. Ketika tombol

START ditekan untuk sementara, relay pewaktuan energized dan menjaga

rangakaian yang terletak pada tombol START dengan kontak instantaneous

normally open. Koil starting S energized dari terminal empat melalui kontak

”penundaan waktu di awal” TR dan melalui interlok yang normally closed.

Pengasut operasi (running starter) tak dapat ditutup pada saat ini disebabkan

karena terbukanya kontak interlock normally closed S dan bekerjanya interlok

mekanis.

Setelah suatu periode pewaktuan preset TR, kontak – kontak yang

normally close terbuka dan yang normally open tertutup. Ketika koil S de-

energized, NC interlock S menutup dan meng energize kan pengasut operasi R.

Gambar 2.5 Diagram pengkawatan dan diagram pengasutan autotrafo

14

2.1.6 Pengasutan Dengan Tahanan Primer

Metode ini menggunakan sebuah resistor yang terhubung seri dengan jala

- jala pada motor. Hal ini menyebabkan penurunan arus dan kecepatan starting

motor. Tahanan tersebut dapat dilepaskan ketika motor mencapai kecepatan

tertentu dan motor tersebut bekerja pada tegangan total jala – jala. Pemakaian

dan pelepasan tahanan pada rangkaian pengasut motor dapat dilakukan secara

manual maupun otomatis.

Pengasut dengan tahanan primer digunakan untuk mengasut motor rotor

sangkar dimana suatu pembatasan torsi diperlukan untuk menghindari

kerusakan pada mesin tersebut. Starting semacam ini juga digunakan pada

inrush current yang terbatas untuk menghindari gangguan saluran tenaga yang

berlebihan.

Gambar di bawah menunjukkan pengasut yang terhubung dengan suatu

motor induksi 3Ø jenis rotor sangkar. Ketika tombol start ditekan, suatu

rangkaian tercipta dari L1 menuju tombol STOP, tombol START, koil (M) dan

relay kontak beban lebih hingga L2. Ketika koil (M) energized, kontak –

kontak daya utama M dan holding contact (kontak penahan) M tertutup.

Sehingga motor pun energized melalui relay termal beban lebih dan tahanan

pengasut. Dengan terhubung serinya terminal – terminal motor dengan tahanan,

suatu jatuh tegangan timbul pada tahanan tersebut yang menyebabkan motor

bekerja dengan tegangan yang direduksi.

15

Gambar 2.6 Diagram garis untuk suatu pengasut tahanan primer

Seiring motor mengalami percepatan, jatuh tegangan pada tahanan tadi

berkurang secara bertahap dikarenakan adanya pengurangan arus starting

motor. Pada saat yang sama, tegangan terminal motor meningkat.

Setelah suatu masa percepatan tertentu, kontak delay M menghubungkan

rangkaian hingga koil kontaktor S. Koil S, secara langsung, menutup kontak –

kontak S, tahanan – tahanan tadi terhubung paralel, dan motor tersebut

terubung langsung ke tegangan jala – jala.

Perhatikanlah bahwa tombol STOP secara langsung mengontrol koil M.

ketika kontak – kontak daya M terbuka, koil – koil S terlepas. Setelah koil M

energized, suatu unit pewaktuan neumatik yang terhubung dengan unit

16

pengasut M menunda penutupan kontak waktu M. Skema ini menggunakan

pengasut M untuk suatu tujuan ganda dan menghilangkan suatu koil, suatu

relay pewaktuan.

2.1.7 Pengasutan Sistem Soft stater

Soft starter 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 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 dinaikkan sehingga motor akan mengalami

percepatan hingga tercapai kecepatan normal. Salah satu keuntungan

mempergunakan alat ini adalah kemungkinan dilakukannya pengaturan torsi

pada saat yang diperlukan, tidak terpengaruh ada atau tidaknya beban. 

Gambar 2.7 Rangkaian dasar soft starter

17