metode starting motor induksi.docx

Upload: rangga-okzadika

Post on 07-Jul-2018

237 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    1/21

    1 Motor Induksi 3 Fasa

    Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang merubah energi listrik menjadi energi

    gerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dan mempunyai slip antara medan

    stator dan medan rotor. Bagian utama dari motor induksi terdiri atas dua bagian, yaitu: bagian

    stator dan bagian rotor. Stator adalah bagian motor yang diam terdiri : badan motor, inti

    stator, belitan stator, bearing dan terminal box. Bagian rotor adalah bagian motor yang

     berputar, terdiri atas rotor sangkar, poros rotor.

    Gambar 1 Motor Induksi

    2 Karakteristik Arus Starting pada Motor Induksi

    Saat motor induksi dijalankan maka akan membutuhkan arus mula yang besar, hal ini

    dikarenakan frekuensi dan reaktansi yang tinggi dalam kondisi start yaitu dengan slip seratus

     persen. Jadi dalam rangkaian rotor yang sangat reaktif, arus rotor tertinggal terhadap ggl

    rotor dengan sudut yang besar. Hal ini berarti bahwa aliran arus maksimum terjadi dalam

    konduktor rotor pada suatu waktu setelah kerapatan fluksi maksimum stator melewati

    konduktor tersebut. Sehingga kondisi ini menghasilkan arus mula yang besar dengan fator 

    daya yang rendah dan menghasilkan torsi mula yang rendah.

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    2/21

    Jika rotor melakukan perepatan,frekuensi rotor menjadi berkurang dikarenakan nilai slip

    yang berkurang,hal ini berarti nilai reaktansi rotornya berkurang sehingga menyebabkan nilai

    torsinya naik ke harga maksimumnya. Jika motor memperepat lebih lanjut,torsi akan turun

    sesuai dengan harga yang diperlukan untuk memutar beban dengan keepatan konstan.

    !arakteristik besarnya arus mula pada sebuah motor induksi bias di jelaskan dengan

    melihat gambar " di bawah ini

    Gambar 2.!arakteristik arus start pada motor induksi

    #ari gambar di atas dapat di jelaskan bahwa saat kondisi start motor listrik memerlukan

    arus yang besar, hal ini berlangsung untuk beberapa lama. !emudian arus yang dibutuhkan

    akan turun pada kondisi loked rotor. $ilai arus yang dibutuhkan akan tetap saat kondisi

     beban normal. #ari karakteristik arus mula ini kita bisa menentukan karakteristik dan setting

    relay proteksi yang di butuhkan untuk melindungi peralatan ini.

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    3/21

    3 Starting Motor Induksi Tiga Fasa

    Motor induksi saat dihidupkan seara langsung akan menarik arus % sampai & kali dari

    arus beban penuh dan hanya menghasilkan torsi ",' sampai (,' kali torsi beban penuh. )rus

    mula yang besar ini dapat mengakibatkan drop tegangan pada saluran sehingga akan

    mengganggu peralatan lain yang dihubungkan pada saluran yang sama. *ntuk motor yang

     berdaya besar tentu arus pengasutan juga akan semakin besar, sehingga untuk motor dengan

    daya besar tidak dianjurkan menghidupkan motor seara langsung. *ntuk menghindari hal

    tersebut, suatu motor induksi seringkali di+start dengan leel tegangan yang lebih rendah dari

    tegangan nominalnya. Starting motor induksi - fasa dapat dilakukan dengan ara, yaitu :

    + Start seara langsung #/0 1#iret /n 0ine2

    + Start dengan saklar bintang+segitiga

    + Start dengan )utotrafo

    + Start dengan 3heostat

    + Start dengan Soft Starter 1elektronik2

    + Start dengan 3eaktor 1induktor2

    3.1 Starting secara Langsung/!L "irect !n Line#

    4enggunaan metoda ini sering dilakukan untuk motor+motor )5 yang mempunyai

    kapasitas daya yang keil. 

    !etika motor dengan kapasitas yang sangat besar di+ start  dengan

    direct-on-line, tegangan sistem akan terganggu 1terjadi voltage dip  pada jaringan suplai2

    karena adanya arus starting yang besar. 6angguan tegangan ini dapat menyebabkan

    kerusakan pada peralatan elektronis yang lain yang terhubung dengan sumber. 4engertian

    start seara langsung ialah motor yang akan dijalankan langsung di swih /n ke sumber 

    tegangan jala+jala sesuai dengan besar tegangan nominal motor. )rtinya tidak perlu mengatur 

    atau menurunkan tegangan pada saat starting.

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    4/21

    Gambar 3 #iagram #iret /n 0ine starter.

    3angkaian untuk pengasut langsung 1#/0 #iret /n 0ine2 akan memutus atau

    menghubungkan suplai utama ke motor seara langsung. !arena arus pengasutan motor 

    dapat menapai sampai & kali lebih besar dari arus kondisi normal, maka pengasut

    langsung ini hanya digunakan untuk motor+motor keil dengan daya kurang dari ' k7.

    4rinsip kerja starting langsung #/0 1 Direct On Line) seara umum yaitu, jika tombol

    mulai 1Start2 ditekan maka arus akan mengalir dari fasa merah 132 melalui rangkaian kendali

    dan kumparan kontaktor ke fasa biru. )rus ini akan mengkatifkan kumparan kontaktor 

    sehingga kontaktor akan menutup untuk menghubungkan suplai - fasa ke motor. Jika tombol

    mulai dilepaskan rangkaian kendali akan tetap dipertahankan seperti semula melalui sebuah

    kontak penahan. Jika selanjutnya tombol berhenti 1stop2 ditekan atau jika kumparan+

    kumparan beban lebih bekerja maka rangkaian kendali akan terputus dan kontaktor akan

    membuka untuk memutuskan suplai listrik - fasa ke motor. 4enghubungan kembali suplai ke

    motor hanya dapat dilakukan dengan menekan kembali tombol mulai, jadi rangkaian ini juga

    dapat memberi proteksi terhadap kehilangan tegangan suplai.

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    5/21

    Gambar $ 3angkaian dan !arakteristik Starting #/0

    !arena dalam keadaan start, rotor belum berputar 1 n892, maka slip S 8 " rangkaian

    ekuialen motor induksi tiap fasanya dapat digambarkan sebagai berikut :

     P  P ab

    m P ab

     X  j R Z 

     X  j R jX  Z  Z 

    +=

    +==   21:: ((

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    6/21

    Gambar % 3angkaian ;kialen

    Sehingga didapatkan persamaan arus starting, sebagai berikut :

     sc p P 

     st  Z 

     X  X  R R

    V  I    "

    (

    "

    (

    "

    "

    2121=

    +++

    =

    !eunggulan dari metode ini adalah peralatan start yang sederhana,torsi mula yang

     besar,dapat start dengan epat da biaya yang murah.Metode ini bisa digunakan ketika:

      #aya motor relatif rendah di bandingkan suplai utama , yang di batasi dengan arus inrush

      4eralatan yang digerakkan tidak memerlukan peningkatan seara bertahap atau peralatan

     peredam yang membatasi shok dari start mula.

      Starting torsi diperbolehkan ukup besar tanpa mengganggu operasi dari peralatan atau beban yang di gerakkan.

    3.2 Starting dengan sak&ar 'intang(Segitiga "

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    7/21

    dengan pengaktifan kontaktor ! # dan pada saat yang sama kontaktor !  dalam durasi yang sangat pendek sekitar (99 ms 1lihat grafik di bawah ini2.Hal ini

    terjadi karena adanya perbedaan phasa yang sangat besar telah terjadi saat stator terhubung

    kembali ke jaringan listrik dalam rangkaian delta dengan fluk dari rotor. )rus yang tinggi ini

    mengakibatkan terjadinya torsi kejut dan dapat memberikan dampak buruk bagi komponen

    transmisi dan komponen pemutus arus dari system drie tersebut.

    Gambar ) 3angkaian dan 6rafik 4eralihan Star ke #elta

    M *Torsi +ubungan ,

    M- * Torsi +ubungan -

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    8/21

    IL * Arus &ine +ubungan ,

    IL- * Arus &ine +ubungan -

    Gambar 2.) !arakteristik )rus Starting 7ay+

    #elta

    Bagian kura ?orsi terhadap !eepatan yang diberi bayangan arsir adalah torsi asselerasi

    yang dibutuhkan untuk meng+asselerasi beban. 4erhatikan torsi start pada rangkaian bintang

    harus selalu lebih besar dari torsi awal beban supaya motor dapat mengangkat beban dan

     berasselerasi menuju keepatan nominal.

    21-

    "21   ∆=∆−

     st  st   I  x!  I 

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    9/21

    Hubungan bintang delta atau star+delta atau wye+delta ini memang ukup digemari

    sebagai pilihan aplikasi yang membutuhkan konsumsi arus yang keil beberapa saat awal

    motor dihidupkan namun memiliki suatu kelemahan yang membuatnya kurang menjadi

     pilihan setelah adanya pengembangan starting yang lebih baik seperti  so"t starter . Satu+

    satunya alasan pemilihan jenis  starting ini adalah biaya yang lebih murah dibandingkan

    starting lainnya. Satu lagi dari kelemahan starting star+delta adalah apabila beban

    membutuhkan %9> dari torsi awal atau lebih untuk start maka terpaksa harus memilih motor 

    induksi dengan satu frame si@e yang lebih besar.

    3.3 Starting dengan Auto(transormator

    )uto+transformator Starter menggunakan auto+transformator untuk mengurangitegangan selama periode awal dan kemudian menghubungkannya ketegangan penuh untuk 

    mendapatkan keepatan yang ukup. ?ransformator memiliki berbagai tap yang dapat

    digunakan untuk menetapkan tegangan awal. 4engurangan tegangan awal dapat

    menyebabkan pengurangan arus pada motor. Selanjutnya dikurangi oleh transformator yang

    mengakibatkan arus line lebih keil daripada arus motor sebenarnya. Biasanya sebuah auto+

    transformator menyediakan sejumlah tap untuk mengurangi tegangan ke terminal motor,

    sehingga mengurangi arus motor dan torsi saat pada starting. ?imer atau sentrifugal swith

    dapat digunakan untuk mengubah pengaturan tap selama start. Saat pengaturan kita dapat

    memberikan transisi tertutup atau terbuka. ?ransisi terbuka memiliki logika yang lebih

    sederhana, tetapi bias menyebabkan arus transien saat transisi perubahan tap. ?ransisi

    tertutup membutuhkan lebih logika yang lebih rumit tetapi memiliki transisi yang mulus

    antara perubahan tap. !arena tegangan motor berkurang, arus motor berkurang, sedangkan

    nilai torsi berkurang dengan kuadrat pengurangan tegangan.

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    10/21

    Gambar Starting dengan )utotransformator 

    !ura torsikeepatan dari auto+transformator ditunjukkan pada gambar dan

    dibandingkan dengan ?orsi )ross ?he 0inekeepatan. ?orsi )ross ?he 0ine ditunjukandengan warna merah, dan kura auto+transformator ditunjukkan oleh warna biru.

    Gambar 0 !arakteristik Starting dengan )utotransformator 

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    11/21

    *ntuk rangkaian ekialennya sebagai berikut:

    Beberapa keuntungan menggunakan starting motor auto+transformator:

    ". Menyediakan torsi tertinggi per ampere arus line.

    (. ?ap pada autotransformer member pengaturan untuk tegangan start

    -. 5ook untuk periode starting yang lama.

    %. Saatstarting, arus motor lebih besar dari arus line nya.'. Aaktor daya yang rendah.

    Beberapa kerugian menggunakan starting motor auto+transformator:

    ". *kuran yang ukup besar 

    (. Biaya ukup tinggi-. Memilik jumlah tap yang terbatas

    %. Semakinbanyak tap yang digunakan, maka semakin rumit logika yang digunakan

    3.$ Starting dengan +eostat

    3heostat atau tahanan luar, adalah suatu perangkat yang digunakan untuk mengatur 

    arus listrik dengan meningkatkan atau menurunkan nilai tahanan dari rangkaian dan

    merupakan ara yang paling umum untuk mengubah+ubah besar tahanan dalam suatu

    rangkaian. !arena biasa digunakan untuk menangani tegangan dan arus yang tinggi, maka

    rheostat dapat digunakan untuk mengontrol motor dalam mesin industry.

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    12/21

    Gambar

    Motor Induksi

    Starting dengan

    3heostat

    6ambar 

    diatas menunjukkan rheostat sederhana. )rus mengalir pada kumparan tahanan dan dari

    kumparan tahanan melalui slider. !etika tombol iasol diaktifkan, slider bergerak 

    sepanjang kumparan, besar hambatan berubah dengan ara memariasikan panjang

    kumparan yang dilalui arus pada kumparan tahanan. 4ada pengawalan motor induksi - fasa,

    ias dilakukan dengan rheostat. 4engawalan dengan rheostat digunakan khusus untuk rotor 

     belitan atau motor slip ring. Motor slip+ring selalu diasut menggunakan rotor resistane

    starting.

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    13/21

    4ada metode ini, sebuah rheostat 1terhubung dengan hubungan bintangwye2

    dihubungkan pada rangkaian rotor melalui slip+ring dan tegangan penuh disambungkan pada

     belitan stator. ?ahanan luar yang diatur berariasi akan memberikan tegangan masuk 

     berariasi pada motor .

    Saat asutan, pemutar 1handle2 rheostat diatur pada posisi /AA sehingga tahanan

    maksimum berada pada setiap fasa rangkaian stator. Hal tersebut untuk mereduksi arus start

    dan pada saat yang sama torsi start bertambah.

    Setelah motor mendapatkan keepatannya, pemutar rheostat seara berangsur+angsur 

    diputar searah jarum jam dan keluar dari rheostat untuk setiap fasa rangkaian rotor. !etika

    motor menapai keepatan konstan, 5hange+oer swith berada pada posisi /$ dan seluruh

    rheostat keluar dari rangkaian rotor.

    6ambar di bawah adalah gambar starting motor induksi dengan rheostat. #ilihat pada

    gambar, rheostat disimbolkan dengan gambar resistansi dengan tanda panah kea rah luar.

    3heostat dihubungkan dengan rotor untuk melakukan pengawalan.

    n = 0

    Motor Induksi

    rotor belitan

    W

    V

    U

    Rheostat

    3 ~

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    14/21

    Gambar 1 Starting dengan 3heostat

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    15/21

    Ist

    R1 X1 R2 X2

    V1

    +

    -

    Rt

    6ambar rangkaian ekialen dari

    starting motor induksi - fasa dengan rheostat adalah sebagai berikut.

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    16/21

    ini adalah kemungkinan dilakukannya pengaturan torsi pada saat yang diperlukan, tidak 

    terpengaruh ada atau tidaknya beban.

    Soft starter dipergunakan untuk mengatur memperhalus start dari elektrik motor. 4risip

    kerjanya adalah dengan mengatur tegangan yang masuk ke motor. 4ertama+tama motor hanya

    diberikan tegangan yang rendah sehingga arus dan torsipun juga rendah. 4ada leel ini motor 

    hanya sekedar bergerak perlahan dan tidak menimbulkan kejutan. Selanjutnya tegangan akan

    dinaikan seara bertahap sampai ke nominal tegangannya dan motor akan berputar dengan

    dengan kondisi 34M yang nominal.

    !omponen utama softstarter adalah thyristor dan rangkaian yang mengatur trigger 

    thyristor. Seperti diketahui, output thyristor dapat di atur ia pin gate nya. 3angkaian tersebut

    akan mengontrol leel tegangan yang akan dikeluarkan oleh thyristor. ?hyristor yang

    terpasang bisa pada ( phase atau - phase.

    Selain untuk starting motor, Soft starter juga dilengkapi fitur soft stop. Jadi saat stop,

    tegangan juga dikurangi seara perlahan atau tidak dilepaskan begitu saja seperti pada starter 

    yang menggunakan ontator.

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    17/21

    Gambar 11 Starting dengan Soft Starter 

    3.) Starting dengan eaktor

    Gambar 13 Starting dengan 3eaktor 

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    18/21

    !ekuatan sirkuit untuk pemula reaktor primer ditunjukkan di atas dalam 6ambar "-.

    Starter reaktor utama awalnya meniptakan tegangan pembagi dengan menempatkan unsur 

    reaktif seara seri dengan rangkaian stator motor untuk menurunkan tegangan ke stator motor 

    sampai jalankan kontak bergerak sehingga mengurangi motor arus dan torsi saat start. ;ntah

    swith timer atau sentrifugal dapat digunakan sebagai sinyal untuk melangsir keluar reaktor 

    saat motor mendekati keepatan penuh. ;ntah transisi terbuka atau tertutup dapat diberikan

    antara awal dan menjalankan. Seperti yang kita telah diturunkan di atas, sebagai tegangan ke

    motor berliku berkurang, arus ke motor berkurang langsung.

    Sedangkan nilai torsi berkurang dengan kuadrat pengurangan tegangan. Sebuah torsi

    keepatan kura umum untuk reaktor primer pemula ditampilkan di bawah pada 6ambar "%

    dan dibandingkan dengan melintasi garis torsi keepatan kura. !ura )?0 ditampilkan

    dalam warna merah dan kura pemula reaktor primer diperlihatkan dengan warna biru. 

    Gambar 1$ !araktreristik Starting dengan 3eaktor 

    Salah satu keuntungan dari starter reaktor utama adalah pengurangan saat ini sejalan

    dengan disipasi panas kurang dari resistor utama sirkuit. !elemahan dari starter reaktor 

    utama adalah faktor daya yang buruk yang disebabkan oleh induktansi tambahan dalam

    rangkaian awal dan keterbatasan pengaturan tegangan awal.

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    19/21

    Gambar 1% 3angkaian ;kialen

    m.reak  VVv   −= "

    dimana : D"+ ?egangan sumber 

     

     sc st m  Z  x I v   =

    Dm + ?egangan pada

    motor 

     st 

    rea# 

     L

     I 

    V  X 

      .=

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    20/21

    K4SIM56LA7

    Motor induksi saat dihidupkan seara langsung akan menarik arus % sampai E kali dari

    arus beban penuh dan hanya menghasilkan torsi ",' sampai (,' kali torsi beban penuh. )rus

    mula yang besar ini dapat mengakibatkan drop tegangan pada saluran sehingga akan

    mengganggu peralatan lain yang dihubungkan pada saluran yang sama. *ntuk menghindari

    hal tersebut, suatu motor induksi seringkali di+start dengan leel tegangan yang lebih rendah

    dari tegangan nominalnya. Starting motor induksi - fasa dapat dilakukan dengan ara, yaitu

    :

    + Start seara langsung #/0 1#iret /n 0ine2

    + Start dengan saklar bintang+segitiga+ Start dengan )utotrafo

    + Start dengan 3heostat

    + Start dengan Soft Starter 1elektronik2

    + 4engasutan dengan 3eaktor 1induktor2

  • 8/18/2019 Metode Starting Motor Induksi.docx

    21/21

    Autotransormer asar

    ?ransformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut seara listrik, dengan

    sadapantengah. #alam transformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan lilitan

    sekunder. Aasa arusdalam lilitan sekunder selalu berlawanan dengan arus primer,

    sehingga untuk tarif daya yang samalilitan sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih

    tipis dibandingkan transformator biasa.!euntungan dari autotransformator adalah ukuran

    fisiknya yang keil dan kerugian yang lebih rendahdaripada jenis dua lilitan. ?etapi

    transformator jenis ini tidak dapat memberikan isolasi seara listrikantara lilitan primer 

    dengan lilitan sekunder. Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakansebagai

     penaik tegangan lebih dari beberapa kali lipat 1biasanya tidak lebih dari ",' kali2.