metode starting motor induksi.docx
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
V
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.