BAB II : DASAR TEOR
2.3. Motor Induksi
Motor induksi 3 fasa adalah alat penggerak yang paling banyak digunakan dalam dunia industri. Hal ini dikarenakan motor induksi mempunyai konstruksi yang sederhana, kokoh, harganya relatif murah, serta perawatannya mudah, sehingga motor induksi mulai menggeser penggunaan motor DC pada industri. Motor induksi memiliki beberapa parameter yang bersifat non-linier, terutama resistansi rotor, yang memiliki nilai bervariasi untuk kondisi operasi yang berbeda. Hal ini yang menyebabkan pengaturan pada motor induksi lebih rumit dibandingkan dengan motor DC.
Gambar 2.10. Motor 3 Phasa Sangkar Tupai [4].
Stator
Rotor
Motor induksi merupakan motor arus bolak balik (ac) yang paling luas penggunaannya. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator.
Belitan stator terdiri dari 3 kelompok lilitan yang berdiri sendiri dengan posisi sudut 1200. Ketika dihubungkan dengan suatu sumber tegangan tiga phasa akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron.
�� = 120.� (2.1)
ns= kecepatan sinkron f = frekuensi
p = jumlah kutub
Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus; dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut berputar mengikuti medan putar stator.Perbedaan putaran relative antara stator dan rotor disebut slip. [3]. � =��−� �� (2.2) s = slip ns= kecepatan sinkron n = kecepatan rotor �= ��. (1− �) (2.3)
2.4.
Inverter
Inverter merupakan suatu rangkaian yang dapat mengubah sumber tegangan searah
(direct current – DC) menjadi tegangan bolak-balik (alernating current – AC) yang frekuensinya dapat diubah-ubah. Inverter disusun dari perangkat elektronik (thyristor atau SCR) yang mengatur daya DC, On dan OFF sehingga dapat menghasilkan daya luaran AC yang dapat dikontrol frekuensi maupun tegangannya. Inverter ini selanjutnya digunakan untuk mencatu motor induksi. Dengan adanya perubahan kecepatan putaran dari motor induksi sesuai dengan persamaan kecepatan motor sinkron.
Menurut Rashid [5], terdapat tiga jenis inverter, yaitu: (1) inverter sumber arus (Current Source Inverter-CSI), (2) inverter tegangan variabel (Variable Voltage Inverter- VVI), dan (3) inverter lebar pulsa termodulasi (Pulse Width Modulation-PWM). Jika digunakan untuk sumber motor induksi, CSI digunakan untuk pengendali arus pada motor, VVI untuk mengontrol tegangan dan frekuensi pada motor untuk menghasilkan operasi kecepatan variabel, dan inverter PWM merupakan inverter penyempurnaan dari inverter VVI, baik pada bagian input tegangan dan output penggerak frekuensi variabel. Inverter PWM merupakan inverter yang paling rumit dan paling mahal jika dibandingkan dengan kedua jenis inverter lain.
Sumber catu ideal yang diinginkan pada keluaran inverter sebenarnya adalah gelombang sinus murni. Gelombang yang tidak sinus murni menyebabkan berbagai kerugian seperti overheat, penurunan faktor daya, penurunan efisiensi dan lain-lain. [5].
2.5.
Pengendali Suhu
Kontrol suhu digunakan unrtuk mempertahankan suhu tertentu di dalam suatu proses atau perlindungan terhadap kondisi suhu berlebihan. Pengontrol suhu terdapat tiga bagian yang saling berhubungan yaitu unit pengontrol, unit pemanas dan unit sensor dimana sensor bisa berupa thermocouple atau RTD. Cara kerjanya membandingkan suhu sesungguhnya dengan suhu kontrol yang dikehendaki atau titik penyetelan. Kontrol suhu yang digunakan dalam mesin cuci ini adalah on-off. Pengontrol on–off akan menghidupkan
pemanas ketika suhu di bawah titik penyetelan dan mati apabila suhu mencapai titik penyetelan. Kontrol jenis ini digunakan pada sistem dimana kontrol presisi tidak diperlukan, pada sistem dengan masa yang begitu besar sehingga suhu berubah sangat lambat atau untuk sebagai alarm suhu. [5].
2.6.
Sensor Level
Dungs Seri LGW 150 A4 merupakan sebuah switch atau saklar yang bekerja dengan sistem perbedaan tekanan. [6]. Saklar elektronik pada sensor ini akan hidup atau mati ketika seting referensi tekanan dilakukan pada batas atas atau bawah. Dalam ilmu fisika tekanan mempunyai rumusan sebagai berikut :
�= �. . (2.4)
P = Tekanan (N/m2 = Pa)
ρ = Masa jenis cairan ( Kg/m3
) h = ketinggian cairan (m)
Gambar 2.11. Diagram Referensi Tekanan Batas Atas dan Batas Bawah
Spesifikasi dari sensor level Dungs Seri LGW150 A4 adalah sebagai berikut: Tekanan Maksimal : 500 mbar (50 kPa)
Rentang penyetelan : 30 – 150 mbar
Pengunaan : air dan gas
Temperatur kerja : -150C sampai dengan +700C
Tegangan saklar : 10 – 250 V AC dan 12 – 48 V DC
2.7.
Chemical Dispenser
Chemical dispenser menggunakan merek Knight tipe One Shot OS-100 L/S.
Dispenser jenis ini menggunakan pengendali mikroprosesor, dan sangat tepat untuk penggunaan injeksi bahan kimia pada mesin cuci. Fitur kendali yang tersedia diantaranya
pump timer, delay timer, dan lock out time. Sinyal input pemicu kerja pompa adalah 14 –
240 VAC. [7].
Gambar 2.13. Chemical Dispenser Knight One Shot OS-100 L/S
2.8.
Relay
Relay pengendali elektromekanis (EMR = electromechanical relay) adalah sebuah
saklar magnetis yang dapat dikendalikan dengan permberian energi elektromagnetis.
Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:
1. Koil : lilitan dari relay
2. Common : bagian yang tersambung dengan Normally Close (dalam keadaan normal).
3. Kontak : terdiri dari Normally Close dan Normally Open.
NC (Normally Closed) merupakan saklar dari relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) terhubung dengan common. Sedangkan NO (Normally Open) merupakan saklar dari relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) tidak terhubung dengan common. [8].
2.9.
Kontaktor
Kontaktor magnet adalah suatu alat yang sangat sering dipakai di industri. Industri- industri besar pasti sangat bergantung pada alat ini. Melalui alat inilah, kita dengan mudah dapat mengendalikan beban yang berat seperti motor 3 phasa. Pada dasarnya, prinsip kerja
magnetic contactor ini sama dengan sebuah relay, yaitu menghubung dan memutuskan
aliran listrik. Demikian juga dengan aktuator, alat ini menggunakan suatu coil (kumparan) yang bila dialiri listrik kumparan tersebut memunculkan medan magnet. Medan magnet inilah yang dapat mengendalikan kontak-kontak yang ada pada magnetic contactor.
Hal yang membuat kontaktor magnet berbeda dengan relay adalah, kontaktor magnet mempunyai kontak NO utama, yaitu kontak yang dibuat khusus untuk mengendalikan sebuah motor 3 phase. [8].
Gambar 2.15. Kontaktor
2.10.
Pemanas Elektrik
Elemen pemanas merupakan piranti yang mengubah energi listrik menjadi energi panas. Prinsip kerja elemen panas adalah arus listrik yang mengalir pada elemen menjumpai resistansinya, sehingga menghasilkan panas pada elemen. Sebagian besar elemen pemanas menggunakan bahan nichrome 80/20 (80% nikel, 20% kromium) dalam bentuk kawat, pita, atau strip. 80/20 nichrome merupakan bahan yang baik, karena memiliki ketahanan yang relatif tinggi dan membentuk lapisan kromium oksida ketika dipanaskan untuk pertama kalinya, sehingga bahan di bawah kawat tidak akan teroksidasi untuk mencegah kawat terputus atau terbakar. [9].
Perhitungan daya elemen pemanas menggunakan prinsip hukum ohm.
P = V . I (2.5)
P = Daya (VA) V = Tegangan (Volt) I = Arus (ampere)
Gambar 2.16. Pemanas Elektrik
2.11.
Solenoid Valve / Katup Solenoid
Solenoid valve adalah katup yang dikendalikan dengan arus listrik baik AC maupun
DC melalui kumparan / solenoida. Katup solenoid sering digunakan dalam sistem fluida. Mempunyai lubang inlet dan outlet. Lubang inlet berfungsi sebagai jalur masuk fluida, sedangkan lubang outlet berfungsi sebagai keluarnya fluida. Terdapat 2 jenis, normally
open dan normally close.
Solenoid valve akan bekerja bila kumparan/coil mendapatkan tegangan arus listrik
yang sesuai dengan tegangan kerja (kebanyakan tegangan kerja solenoid valve adalah 100/200VAC dan kebanyakan tegangan kerja pada tegangan DC adalah 12/24VDC). Saat diberi tegangan, pin akan tertarik karena gaya magnet yang dihasilkan dari kumparan solenoida. [10].
2.12.
Limit Switch
Limit Switch adalah alat bantu saklar yang bisa menghasilkan perubahan status dari on ke off atau dari 1 ke 0, atau sebaliknya bila sesuatu telah mengenai batas yang telah
ditentukan. Dalam penggunaan di sistem mesin cuci ini, limit switch berfungsi untuk sensor pintu, yakni untuk mengetahui status pintu terkunci atau tidak terkunci. [11].
