fbpx

Prinsip Umum Kontrol Motor Listrik

Prinsip-Umum-Kontrol-Motor-Listrik
Istilah "kontrol motor" dapat memiliki arti yang sangat luas. Ini dapat berarti apa saja dari sakelar sakelar sederhana yang dimaksudkan untuk menghidupkan atau mematikan motor (Gambar 1–1) menjadi sistem yang sangat kompleks yang dimaksudkan untuk mengendalikan beberapa motor, dengan ratusan perangkat penginderaan yang mengatur pengoperasian rangkaian.

Share This Post

Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Share on email

Kontrol Motor Listrik – Istilah “kontrol motor” dapat memiliki arti yang sangat luas. Ini dapat berarti apa saja dari sakelar sakelar sederhana yang dimaksudkan untuk menghidupkan atau mematikan motor (Gambar 1–1) menjadi sistem yang sangat kompleks yang dimaksudkan untuk mengendalikan beberapa motor, dengan ratusan perangkat penginderaan yang mengatur pengoperasian rangkaian.

Instalasi Motor Listrik Dan Peralatan Kontrol

Tenaga listrik yang bekerja di industri harus dapat menginstal berbagai jenis motor dan kontrol yang diperlukan untuk mengendalikan dan melindunginya dan juga untuk memecahkan masalah sistem ketika terjadi kerusakan.

Terkait dan harus dianggap sebagai satu unit. Beberapa mesin akan memiliki motor dan peralatan kontrol yang terpasang pada mesin itu sendiri ketika dikirim dari pabrikan, dan pekerjaan teknisi listrik dalam hal ini umumnya membuat koneksi daya yang sederhana ke mesin.

Mesin jenis ini ditunjukkan pada Gambar 1-2. Jenis mesin lain membutuhkan motor yang dipasang secara terpisah yang dihubungkan oleh belt, roda gigi, atau rantai. Beberapa mesin juga memerlukan koneksi perangkat pengindera pilot seperti photo switche, limit switche, pressure switche dan sebagainya. Terlepas dari seberapa mudah atau kompleksnya koneksi, beberapa faktor harus dipertimbangkan.

Power Source (Sumber Daya)

Salah satu pertimbangan utama saat memasang mesin adalah sumber listrik. Apakah mesin memerlukan daya satu fase atau tiga fase untuk beroperasi ?

Saat memasang motor dan peralatan listrik, beberapa faktor harus dipertimbangkan. Ketika mesin dipasang, motor, mesin, dan kontrol semuanya saling terkait.

Kontrol-Motor-Listrik
Gambar 1-1: Motor dikontrol oleh sebuah sakelar sederhana

Berapa horsepower untuk motor atau motor yang dihubungkan? Berapa jumlah arus yang di butuhkan saat motor dinyalakan? Apakah motor akan memerlukan beberapa jenis starter tegangan rendah untuk membatasi arus dalam aliran? Apakah catu daya yang ada mampu menangani kebutuhan daya mesin atau perlukah menginstal sistem daya baru?

Kontrol-Motor-Listrik-1
Gambar 1-2: Mesin ini dikirimkan dengan motor berikut kontrolnnya.

Ketersediaan daya dapat sangat bervariasi dari satu daerah ke daerah lain. Perusahaan listrik yang memasok daya ke daerah industri berat pada umumnya dapat mengizinkan motor yang lebih besar untuk dihudupkan secara across-the line dibandingkan perusahaan yang memasok daya ke daerah yang memiliki kebutuhan industri ringan.

Di beberapa daerah, perusahaan listrik dapat mengizinkan motor beberapa ribu horsepower untuk dihidupkan  melintasi line, tetapi di daerah lain perusahaan listrik mungkin memerlukan starter tegangan yang dikurangi untuk motor yang dinilai tidak lebih dari seratus horsepower.

Koneksi Motor Listrik

Saat menghubungkan motor listrik, beberapa faktor harus dipertimbangkan, seperti: horsepower, service factor (SF), temperature rise, tegangan, full load current rating, dan kode Asosiasi National Electrical Manufacturers Association (NEMA). Informasi ini ditemukan di namepalte motor.

Ukuran konduktor, ukuran sekering atau pemutus sirkuit, dan ukuran kelebihan beban (overload size) umumnya ditentukan dengan menggunakan National Electrical Code (NEC®) dan / atau kode lokal.

Perlu dicatat bahwa kode lokal umumnya menggantikan Kode Kelistrikan Nasional dan harus diikuti ketika mereka digunakan. Pemasangan motor berdasarkan NEC® akan dibahas dalam materi ini.

Jenis Motor Listrik

Jenis motor listrik yang paling cocok untuk mengoperasikan peralatan tertentu dapat berbeda untuk berbagai jenis mesin. Mesin yang menggunakan persneling umumnya membutuhkan motor yang dapat start pada kecepatan yang dikurangi dan meningkatkan kecepatan secara bertahap.

Motor induksi rotor sangkar (squirrel cage induction motors) yang dikontrol oleh konverter frekuensi umumnya merupakan pilihan yang sangat baik untuk kondisi tersebut.

Mesin yang membutuhkan periode awal yang lama, seperti mesin yang mengoperasikan beban inersia besar seperti roda gaya atau sentrifugal, membutuhkan motor dengan torsi awal yang tinggi dan arus awal yang relatif rendah. Motor induksi rotor sangkar dengan tipe A rotor motor sinkron adalah pilihan yang baik untuk jenis beban ini.

Motor sinkron (Synchronous motor ) memiliki keunggulan karena dapat memberikan koreksi faktor daya untuk diri mereka sendiri atau beban induktif lainnya yang terhubung ke saluran listrik yang sama.

Squirrel cage motor yang dikontrol oleh penggerak frekuensi variabel atau motor arus searah dapat digunakan untuk menyalakan mesin yang membutuhkan kecepatan variabel.

Squirrel cage induction motor digunakan untuk menggerakkan sebagian besar mesin di seluruh industri. Motor-motor ini kokoh dan memiliki catatan layanan yang terbukti tak tertandingi oleh jenis sumber daya lainnya.

Jenis Pengendali Motor Listrik

Jenis pengendali motor listrik atau pengontrol motor listrik dapat bervariasi tergantung pada persyaratan motor. Salah satunya pengendali motor dengan sistem starter. Starter motor dapat dibagi menjadi dua klasifikasi utama menurut NEMA (National Electrical Manufacturers Association) Dan IEC (International Electrotechnical Commission).

NEMA adalah organisasi Amerika yang menilai komponen listrik. Ukuran starter menurut NEMA berkisar mulai dari 00 hingga 8A. Starter ukuran 00 menurut NEMA dinilai untuk mengendalikan motor 2 horsepower yang terhubung ke catu daya tiga fase 460 volt. Sedangkan Starter ukuran 8A akan mengendalikan motor 900 horsepower yang terhubung ke sumber daya tiga fase 460 volt.

Ukuran starter IEC berkisar dari ukuran A hingga ukuran Z. Starter Ukuran A dinilai untuk mengendalikan motor 3 horsepower yang terhubung ke sumber tiga fase 460 volt. Starter Ukuran Z dinilai untuk mengendalikan 900 horsepower yang terhubung ke sumber 460 volt.

Perlu dicatat bahwa ukuran kontak untuk starter IEC lebih kecil daripada untuk starter NEMA dengan peringkat yang sama. Ini adalah praktik umum ketika menggunakan starter IEC untuk meningkatkan ukuran yang tercantum oleh satu atau dua ukuran untuk mengimbangi perbedaan dalam ukuran kontak.

Jenis Lingkungan Untuk Motor Listrik Dan Peralatan Kontrol (Environment)

Pertimbangan lain adalah jenis lingkungan di mana motor dan sistem kontrol beroperasi. Dapatkah kontrol ditempatkan di dalam selungkup serba guna yang serupa dengan yang ditunjukkan pada Gambar 1-3, atau apakah sistem terkena uap air atau debu ?

Jenis-Lingkungan-Untuk-Motor-Listrik
Gambar 1-3: General purpose enclosure (NEMA 1).

Apakah motor dan kontrol harus dioperasikan di area berbahaya yang memerlukan penutup anti ledakan serupa dengan yang ditunjukkan pada Gambar 1-4 ? Beberapa lokasi mungkin mengandung uap atau cairan korosif, atau suhu yang ekstrem.

Jenis-Lingkungan-Untuk-Motor-Listrik-1
Gamabar 1-4: Explosion proof enclosure (NEMA 7).

Semua kondisi ini harus dipertimbangkan ketika memilih motor dan komponen kontrol. Jenis starter lain yang umum ditemukan di industri adalah starter kombinasi (Gambar 1-5). Starter kombinasi berisi sarana pemutus, sekering atau pemutus sirkuit, starter, dan transformator kontrol. Mereka juga mungkin memiliki satu set tombol atau sakelar yang dipasang di panel depan untuk mengendalikan motor.

Starter-motor-kombinasi-dengan-pemutus-sirkuit,-sakelar-pemutus,-starter,-dan-transformator-kontrol.
Gambar 1-5: Starter motor kombinasi dengan pemutus sirkuit, sakelar pemutus, starter, dan transformator kontrol.

Kode Dan Standar

Pertimbangan penting lainnya adalah keselamatan operator atau orang yang bekerja di sekitar alat berat. Pada tahun 1970, Keselamatan dan Kesehatan Kerja Act (OSHA) didirikan. Secara umum, OSHA mewajibkan pengusaha untuk menyediakan lingkungan yang bebas dari bahaya yang diketahui yang mungkin menyebabkan cedera serius.

Organisasi lain yang menunjukkan banyak pengaruh pada bidang listrik adalah Underwriters Laboratories (UL). Underwriters Laboratories didirikan oleh perusahaan asuransi dalam upaya untuk mengurangi jumlah kebakaran yang disebabkan oleh peralatan listrik. Mereka menguji peralatan untuk menentukan apakah aman di bawah kondisi yang berbeda. Peralatan yang disetujui tercantum dalam publikasi tahunan yang terus diperbarui dengan suplemen dua bulanan.

Organisasi lain yang disebutkan sebelumnya adalah Kode Kelistrikan Nasional. NEC® sebenarnya adalah bagian dari Asosiasi Perlindungan Kebakaran Nasional. Mereka menetapkan aturan dan spesifikasi untuk pemasangan peralatan listrik. Kode Kelistrikan Nasional bukan hukum kecuali dibuat hukum oleh otoritas lokal.

Dua organisasi lain yang memiliki pengaruh besar pada peralatan kontrol adalah NEMA dan IEC. Kedua organisasi ini akan dibahas nanti dalam materi ini.

Jenis Sistem Kontrol Motor Listrik

Sistem kontrol motor dapat dibagi menjadi tiga tipe utama: manual, semiotomatis, dan otomatis. Kontrol manual ditandai oleh fakta bahwa operator harus pergi ke lokasi controller untuk memulai setiap perubahan dalam keadaan sistem kontrol.

Pengontrol manual umumnya perangkat yang sangat sederhana yang menghubungkan motor langsung ke saluran daya. Mereka mungkin atau mungkin tidak memberikan perlindungan yang berlebihan (overload protection) atau ketika terjadi tegangan rendah. Kontrol manual dapat dilakukan hanya dengan menghubungkan sakelar secara seri dengan motor (Gambar 1–1).

Kontrol Semi Otomatis ditandai dengan penggunaan push button, limit switch, pressure switch, dan perangkat sensor lainnya untuk mengontrol pengoperasian kontaktor atau starter. Starter sebenarnya menghubungkan motor ke saluran daya, dan push button dan perangkat sensor lainnya mengontrol koil starter atu koil kontaktor. Ini memungkinkan panel kontrol yang sebenarnya berada jauh dari motor atau starter.

Operator masih harus melakukan tindakan tertentu, seperti mengaktifkan dan menghentikan, tetapi tidak harus pergi ke lokasi motor atau starter untuk melakukan tindakan tersebut. Tipikal Panel kontrol tersebut ditunjukkan pada Gambar 1-6.

Panel-kontrol-listrik
Gambar 1-6: Tipikal Panel kontrol Listrik

Diagram skematis dan perkabelan dari station push button start-stop ditunjukkan pada Gambar 1-7. Skematik diagram menunjukkan komponen dalam urutan listriknya tanpa memperhatikan lokasi fisik. Wiring diagram pada dasarnya adalah representasi bergambar dari komponen kontrol dengan kabel penghubung. Meskipun dua sirkuit yang ditunjukkan pada Gambar 1-7 terlihat berbeda, secara elektris mereka sama.

Gambar skematik dan wiring diagram
Gambar 1-7: Diagram skematis dan perkabelan dari station push button start-stop

Kontrol otomatis sangat mirip dengan kontrol semi otomatis di mana perangkat sensor digunakan untuk mengoperasikan kontaktor magnetik atau starter yang sebenarnya mengendalikan motor. Namun, dengan kontrol otomatis, operator tidak harus melakukan tindakan tertentu. Setelah kondisi kontrol ditetapkan, sistem akan terus beroperasi sendiri.

Contoh yang baik dari sistem kontrol otomatis adalah sistem pemanas dan pendingin yang ditemukan di banyak rumah. Setelah termostat diatur ke suhu yang diinginkan, sistem pemanas atau pendingin beroperasi tanpa perhatian lebih lanjut dari pemilik rumah.

Sirkuit kontrol berisi perangkat sensor yang secara otomatis mematikan sistem jika terjadi kondisi yang tidak aman seperti motor listrik overload, arus berlebih, tidak ada pilot lamp atau pengapian di sistem pemanas gas, dan sebagainya.

Fungsi Dasar Sistem Kontrol Motor Listrik

Ada beberapa fungsi dasar yang dijalankan oleh sistem kontrol motor. Yang tercantum di bawah ini tidak berarti satu-satunya, tetapi sangat umum. Fungsi-fungsi dasar ini akan dibahas secara lebih rinci dalam materi ini. Penting tidak hanya untuk memahami fungsi-fungsi dasar dari sistem kontrol ini, tetapi juga untuk mengetahui bagaimana komponen kontrol digunakan untuk mencapai logika sirkuit yang diinginkan.

Fungsi Starting Pada Sistem Kontrol

Starting motor listrik adalah salah satu tujuan utama rangkaian kontrol motor. Ada beberapa metode yang dapat digunakan, tergantung pada persyaratan sirkuit. Metode paling sederhana adalah across-the-line starting. Ini dilakukan dengan menghubungkan motor langsung ke saluran listrik.

Namun, mungkin ada situasi yang mengharuskan motor untuk start pada kecepatan rendah dan berakselerasi ke kecepatan penuh selama beberapa periode waktu. Dalam situasi lain, mungkin perlu untuk membatasi jumlah arus atau torsi selama start. Beberapa metode ini akan kita bahas.

Fungsi Stopping Pada Sistem Kontrol

Fungsi lain dari sistem kontrol adalah untuk menghentikan motor. Metode paling sederhana adalah melepaskan motor dari saluran listrik dan membiarkannya berhenti. Namun, beberapa kondisi mungkin mengharuskan motor dihentikan lebih cepat atau rem menahan beban saat motor berhenti.

Fungsi Jogging dan inching Pada  Sistem Kontrol

Jogging dan inching adalah metode yang digunakan untuk menggerakkan motor dengan tenaga yang pendek. Ini umumnya dilakukan untuk memindahkan motor atau beban ke posisi yang diinginkan. Perbedaan antara jogging dan inching adalah bahwa jogging dilakukan dengan menghubungkan motor sejenak ke voltase saluran penuh, dan inching dicapai dengan menghubungkan motor secara sementara ke tegangan yang dikurangi.

Fungsi Kontrol Kecepatan Pada Sistem Kontrol

Beberapa sistem kontrol memerlukan kecepatan variabel. Ada beberapa cara untuk mencapai ini. Salah satu cara yang paling umum adalah dengan kontrol frekuensi variabel (variable frequency control). untuk motor arus bolak-balik (AC), atau dengan mengendalikan tegangan yang diterapkan ke jangkar (armature ) dan medan (field) motor arus searah (DC). Metode lain mungkin melibatkan penggunaan kopling arus searah. Metode-metode ini akan dibahas lebih rinci nanti materi berikutnya.

Fungsi Perlindungan Motor dan Sirkuit

Salah satu fungsi utama dari sebagian besar sistem kontrol adalah untuk memberikan perlindungan bagi komponen sirkuit dan motor. Sekering dan pemutus sirkuit umumnya digunakan untuk perlindungan sirkuit, dan overload relay digunakan untuk melindungi motor. Berbagai jenis overload relay akan kita dibahas nanti.

Fungsi Perlindungan Lonjakan Tegangan Pada  Sistem Kontrol

Kekhawatiran lain dalam banyak rangkaian kontrol adalah lonjakan tegangan atau lonjakan yang dihasilkan oleh runtuhnya medan magnet ketika daya ke koil relai atau kontaktor dimatikan. Medan magnet yang runtuh ini dapat menyebabkan lonjakan tegangan hingga ratusan volt (Gambar 1-8).

Tegangan lonjakan yang dihasilkan oleh medan magnet yang runtuh bisa mencapai ratusan volt.
Gambar 1-8: Tegangan lonjakan yang dihasilkan oleh medan magnet yang runtuh bisa mencapai ratusan volt.

Gelombang tegangan tinggi ini dapat merusak komponen elektronik yang terhubung ke saluran listrik. Lonjakan tegangan menjadi perhatian terbesar dalam sistem kontrol yang menggunakan perangkat yang dikendalikan komputer seperti pengontrol logika yang dapat diprogram dan alat ukur yang digunakan untuk merasakan suhu, tekanan, dan sebagainya. Kumparan yang terhubung dengan arus bolak-balik sering memiliki metal oxide varistor (MOV) yang terhubung melintasi kumparan (Gambar 1-9).

metal-oxide-varistor-(MOV)
Gambar 1-9: Metal Oxide Varistor (MOV) digunakan untuk menghilangkan lonjakan tegangan pada kumparan yang terhubung ke arus bolak-balik.

memiliki rating sekitar 140 volt. Selama tegangan yang diterapkan pada MOV berada di bawah rating tegangannya, ia akan menunjukkan jumlah resistensi yang sangat tinggi, umumnya beberapa juta ohm. Aliran arus melalui MOV disebut arus bocor dan sangat kecil sehingga tidak mempengaruhi operasi sirkuit.

Jika tegangan melintasi koil harus menjadi lebih besar dari rating tegangan MOV, resistansi MOV tiba-tiba akan berubah menjadi nilai yang sangat rendah, umumnya di kisaran 2 atau 3 ohm. Ini secara efektif menghubung-singkat koil dan mencegah voltase menjadi lebih tinggi dari peringkat tegangan MOV (Gambar 1-10).

metal-oxide-varistor-membatasi-lonjakan-tegangan-hingga-140-volt.
Gambar 1-10: Metal Oxide Varistor (MOV) membatasi lonjakan tegangan hingga 140 volt.

Varistor oksida logam mengubah nilai resistansi dengan sangat cepat, umumnya dalam kisaran 3 hingga 10 nanodetik. Ketika tegangan rangkaian turun di bawah rating tegangan MOV, itu akan kembali ke nilai resistansi tinggi. Energi lonjakan tegangan dihamburkan sebagai panas oleh MOV.

Dioda digunakan untuk menekan lonjakan tegangan yang dihasilkan oleh kumparan yang beroperasi pada arus searah. Dioda terhubung dengan bias terbalik ke tegangan yang terhubung ke koil (lihat Gambar 1-11). Selama operasi normal, dioda memblokir aliran arus, memungkinkan semua arus rangkaian mengalir melalui koil. Ketika daya terputus, medan magnet di sekitar koil runtuh dan menginduksi tegangan ke koil.

Dioda-digunakan-untuk-mencegah-lonjakan-tegangan-pada-kumparan-yang-terhubung-ke-arus-searah.
Gambar 1-11: Dioda digunakan untuk mencegah lonjakan tegangan pada kumparan yang terhubung ke arus searah.

Karena tegangan induksi berlawanan dalam polaritas dengan tegangan yang diterapkan (Hukum Lenz), tegangan induksi menyebabkan dioda menjadi bias maju. Dioda silikon menunjukkan penurunan tegangan maju sekitar 0,7 volt. Ini membatasi tegangan induksi ke nilai sekitar 0,7 volt. Energi lonjakan tegangan dihamburkan sebagai panas oleh dioda.

Fungsi Safety Pada Sistem Kontrol

Mungkin fungsi terpenting dari setiap sistem kontrol adalah untuk memberikan perlindungan bagi operator atau orang yang mungkin berada di sekitar alat berat. Perlindungan ini akan bervariasi dari satu jenis mesin ke yang lain tergantung pada fungsi spesifik mesin. Banyak mesin dilengkapi dengan pengaman mekanis dan listrik.

Jika Sahabat memiliki pertanyaan apa pun yang terkait dengan materi ini, Sahabat dapat dengan bebas berkomentar di kolom komentar yang sudah Kelas PLC sediakan.

Terimakasih sudah mengunjungi Kelas PLC.

Materi lain yang sahabat bisa pelajari:

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Subscribe To Our Newsletter

Get updates and learn from the best

Materi lainnya yang dapat sahabat pelajari

Teori-Timer-Pada-PLC
Belajar PL Dasar

Teori Timer Pada PLC

Semua orang tahu mengapa waktu sangat penting dalam hidup kita. Baik itu manusia atau mesin, tidak ada yang bisa dilakukan tanpa waktu.

Cara-Kerja-Sensor-Ultrasonik
Belajar PLC

Cara Kerja Sensor Ultrasonik

Apa kesamaan antara lini produksi, bumper mobil modern, dan pencucian mobil otomatis? Jawaban: hampir pasti semuanya dilengkapi dengan sensor ultrasonik.

Apakah Sahabat masih punya pertanyaan lain?