BAB III METODE STARTING MOTOR INDUKSI
3.1
Metode Starting Motor Induksi Pada motor induksi terdapat beberapa jenis metoda starting motor induksi
diantaranya adalah Metode DOL (Direct Online starter), Start Delta, Auto transformer, Soft starter dan juga VSD (Variable Frequensi Drive). Karakteristik dari masing-masing starter ini akan dibahas dibawah ini.
3.1.1
Direct On Line starter Direct On Line starter merupakan starting langsung. Penggunaan metoda
ini sering dilakukan untuk motor-motor a.c yang mempunyai kapasitas daya yang kecil. Pengertian penyambungan langsung disini, motor yang akan dijalankan langsung di swich On ke sumber tegangan jala-jala sesuai dengan besar tegangan nominal motor. Artinya tidak perlu mengatur atau menurunkan tegangan pada saat starting (lihat gambar).
Gambar 3.1 Wiring Diagram Direct On Line Starter (DOL)
19
20
Besar arus startnya dari 4 sampai 7 dari arus beban penuhnya (bila tidak diketahui biasanya dipakai 6x arus beban penuhnya). Hal ini terjadi karena motor pada saat diam memiliki momen inersia (motor dalam keadaan diam), sehingga untuk mengalahkan momen inersia ini dibutuhkan arus yang besar.
Starter ini terdiri dari Breaker sebagai proteksi hubung singkat, Magnetik Contactor, Over Currrent Relay dan komponen control seperti push button, MCB dan pilot lamp. Kontrol Start dan Stop dilakukan dengan push button yang mengontrol tegangan pada coil contactor. Sementara itu output OCR terangkai secara serrie sehingga jika OCR trip, maka output OCR akan melepas tegangan ke coil contactor.
Komponen penyusun starter ini harus mempunyai ampacity yang cukup besar. Perlu diperhitungkan juga arus saat start motor, demikian juga ukuran range overloadnya.
Karaketristik dari Direct Online Starter adalah : a)
Arus start : 4 sampai 8 kali arus nominalnya (In)
b)
Torsi Start : 0.5 sampai 1.5 kali torsi nominal (Tn)
c)
Tidak ada parameter yang disetting
d)
Kriteria Peralatan : 3 Terminal motor. Daya rendah sampai medium starting berbeban. Lonjakan arus dan torsi starting tinggi dan terjadi voltage drop Peralatan sederhana.
3.1.2
Star Delta starter Starter ini mengurangi lonjakan arus dan torsi pada saat start. Tersusun atas
3 buah contactor yaitu Main Contactor, Star Contactor dan Delta Contactor, Timer untuk pengalihan dari Star ke Delta serta sebuah overload relay. Pada saat start, starter terhubung secara Star. Gulungan stator hanya menerima tegangan sekitar
21
0,578 (seper akar tiga) dari tegangan line. Jadi arus dan torsi yang dihasilkan akan lebih kecil dari pada DOL Starter. Setelah mendekati speed normal starter akan berpindah menjadi terkoneksi secara Delta. Starter ini akan bekerja dengan baik jika saat start motor tidak terbebani dengan berat.
Karaketristik dari Star Delta Starter adalah : a) Arus start : 2 sampai 4 kali arus nominalnya (In) b) Torsi Start : 0.3 sampai 0.75 kali torsi nominal (Tn) c) Tidak ada parameter yang disetting d) Kriteria Peralatan : 6 Terminal motor. Starting tanpa beban atau dengan beban ringan Torsi puncak saat perpindaan start ke delta Daya motor rendah sampai dengan menengah Diperlukan perawatan
Gambar 3.2 Diagram Starter Start Delta Starter
22
Pada star delta starter, arus yang mengalir adalah I
I DOL .....................................................................................................(3.1) 3
Dimana IDOL= Arus start langsung
3.1.3
Autotransformer starter Starting dengan cara ini adalah dengan menghubungkan motor pada tap
tegangan sekunder autotransformer terendah. Setelah beberapa saat motor dipercepat tap autotransformer diputuskan dari rangkaian dan motor terhubung langsung pada tegangan penuh.
Gambar 3.3 Diagram starter dengan autotransformer starter
Pada autotransformer starter, arus yang mengalir adalah
2
V I m xI DOL ...........................................................................................(3.2) V1
23
Dimana :
3.1.4
Vm
= Tegangan sekunder dari Auto-Transformer
V1
= Tegangan supply
IDOL
= Arus start langsung
Soft starter Soft starter dipergunakan untuk mengatur/ memperhalus start dari elektrik
motor. Prisip kerjanya adalah dengan mengatur tegangan yang masuk ke motor. Pertama-tama motor hanya diberikan tegangan yang rendah sehingga arus dan torsipun juga rendah. Pada level ini motor hanya sekedar bergerak perlahan dan tidak menimbulkan kejutan. Selanjutnya tegangan akan dinaikan secara bertahap sampai ke nominal tegangannya dan motor akan berputar dengan dengan kondisi RPM yang nominal.
Komponen utama softstarter adalah thyristor dan rangkaian yang mengatur trigger thyristor. Seperti diketahui, output thyristor dapat di atur via pin gate nya. Rangkaian tersebut akan mengontrol level tegangan yang akan dikeluarkan oleh thyristor. Thyristor yang terpasang bisa pada 2 phase atau 3 phase.
Selain untuk starting motor, Softstarter juga dilengkapi fitur soft stop. Jadi saat stop, tegangan juga dikurangi secara perlahan atau tidak dilepaskan begitu saja seperti pada starter yang menggunakan contactor. Beberapa keuntungan menggunakan Soft Starter antara lain :
Start dan stop yang tekontrol penuh dan aman untuk peralatan dan instalasi listrik
Menghasilkan start/stop yang halus (tanpa hentakan mekanis/torsi)
Menghilangkan lonjakan arus dan penurunan tegangan
24
Optimasi/menghindari penggunaan sumber listrik yang berlebihan (kVA).
Tidak memerlukan perawatan
Fasilitas untuk berhubung dengan PLC untuk jenis yang besar, tingkat optimasi tinggi.
Jaminan proteksi elektronik yang handal untuk jenis tertentu.
Karakteristik dari Soft Starter :
Arus start : 2 sampai 7 kali arus start (In)
Torsi start : 0.15 sampai 1 torsi start (Tn)
Kriteria Peralatan : Menghasilkan
start/stop
yang
halus
(tanpa
hentakan
mekanis/torsi) Adaptasi otomatis terhadap berbagai beban sehingga kerusakan mesin dan barang dapat dihindari.
Gambar 3.4 Diagram Starter Menggunakan Soft Starter
25
3.1.5
Frequency drive Frequency Drive sering disebut juga dengan VSD (Variable Speed Drive),
VFD (Variable frequency Drive) atau Inverter. VSD terdiri dari 2 bagian utama yaitu penyearah tegangan AC (50 atau 60 HZ) ke DC dan bagian kedua adalah membalikan dari DC ke tegangan AC dengan frequency yang diinginkan. VSD memanfaatkan sifat motor sesuai dengan rumus sbb :
RPM
120 xf x....................................................................................(3.3) p
Dimana: RPM
= kecepatan merupakan putaran dalam motor
F
= frekuensi
P
= jumlah kutub motor
Dengan demikian jika frekuensi motor ditingkatkan maka akan meningkatkan kecepatan motor, sebaliknya dengan memperkecil frekuensi akan memperlambat kecepatan motor.
Pengendalian frekuensi motor menggunakan rangkaian inverter, seperti pada gambar:
Gambar 3.5 Diagram Blok Inverter atau Frequency Drives
26
Prinsip kerja inverter yang sedehana adalah :
Tegangan yang masuk dari jala jala 50 Hz dialirkan ke board Rectifier/ penyearah DC, dan ditampung ke bank capacitor. Jadi dari AC di jadikan DC.
Tegangan DC kemudian diumpankan ke board inverter untuk dijadikan AC kembali dengan frekuensi sesuai kebutuhan. Jadi dari DC ke AC yang komponen utamanya adalah Semiconduktor aktif seperti IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Dengan menggunakan frekuensi carrier (bisa sampai 20 kHz), tegangan DC dicacah dan dimodulasi sehingga keluar tegangan dan frekuensi yang diinginkan.
Pengontrolan start, stop, jogging dll bisa dilakukan dengan dua cara yaitu via local dan remote. Local maksudnya adalah dengan menekan tombol pada keypad di inverternya. Sedangkan remote dengan menghubungkan terminal di board control dengan tombol external seperti push button atau switch. Masing masing option tersebut mempunyai kelemahan dan keunggulan sendiri sendiri.
Frekuensi dikontrol dengan berbagai macam cara yaitu : melalui keypad (local), dengan external potensiometer, Input 0 ~ 10 VDC , 4 ~ 20 mA atau dengan preset memori. Semua itu bisa dilakukan dengan mengisi parameter program yang sesuai.
Dalam tugas akhir ini metoda pengasutan yang digunakan untuk 3 buah motor suction pump (45-P-11-M, 45-P-12-M dan 45-P-13-M) pada proyek Pipanisasi Balongan adalah menggunakan metoda Soft Starter, metoda ini dipilih karena di anggap metoda yang paling efektif dalam mengurangi arus starting ketiga motor tersebut karena pemberian tegangan pada dilakukan secara bertahap sampai ke nominal tegangannya hingga motor akan berputar dengan dengan kondisi RPM yang nominal selain itu seperti yang telah dibahas sebelumnya kelebihan dari Soft Starter ini juga dilengkapi fitur soft stop, jadi saat stop, tegangan juga dikurangi
27
secara perlahan atau tidak dilepaskan begitu saja seperti pada starter yang menggunakan contactor.
Data-data motor yang digunakan pada proyek pembangunan pipanisasi Balongan : Tabel. 3.1 Data Suction Pump Motor Daya Pompa
Voltage
FLA
PF
Effisiensi %
(kW)
(V)
(A)
(at full load)
(at full load)
45-P-11-M
300
3300
63
0.86
96.3
2
45-P-12-M
300
3300
63
0.86
96.3
3
45-P-13-M
300
3300
63
0.86
96.3
No.
Load Item
1
