BUKU TTL serta rangkaian dasar

(1)

BUKU

TEKNIK TENAGA LISTRIK

LABORATORIUM TEKNIK TENAGA LISTRIK

Dosen Pembimbing

::

Torib Hamzah, M.Pd

NIP 19670910 200604 1 001

Disusun oleh :

Mahasiswa D-III Semester 2

Teknik Elektromedik

POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SURABAYA

JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK

TAHUN 2017

(2)

(3)

KATA

PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunianya

sehingga Buku Teknik Tenaga Listrik dari Mahasiswa D3 Teknik Elektromedik

telah dapat diselesaikan. Buku panduan ini sebagai pedoman bagi mahasiswa

Teknik Elektromedik mata kuliah Teknik Teanga Listrik dalam memberikan

petunjuk

petunjuk praktis praktis agar agar mahasiswa mahasiswa mendapatkan mendapatkan gambaran gambaran secara secara jelas jelas dalamdalam

menjalani perkuliahan matkul tersebut.

Terimakasih disampaikan kepada Torib Hamzah, M.Pd yang telah

membimbing perkuliahan khususnya mata kuliah ini

membimbing perkuliahan khususnya mata kuliah ini sehingga tersusun buku ini.sehingga tersusun buku ini.

Kami menyadari masih terdapat kekurangan dalam buku ini untuk itu

kritik dan saran terhadap penyempurnaan buku ini sangat diharapkan. Semoga

buku

buku ini ini dapat dapat memberi memberi maanfaat maanfaat bagi bagi mahasiswa mahasiswa Teknik Teknik ElektromedikElektromedik

khususnya dan bagi semua pihak

khususnya dan bagi semua pihak yang membutuhkan.yang membutuhkan.

Surabaya, Juni 2017

(4)

DAFTAR ISI DAFTAR ISI

Halaman Halaman HALAMAN

HALAMAN JUDUL JUDUL ... ... ii KATA

KATA PENGANTAR PENGANTAR ... ... iiii DAFTAR

DAFTAR ISI ISI ... ... iiiiii BAB

BAB I I PUSH PUSH BUTTON, BUTTON, MCB, MCB, RELAY RELAY DAN DAN TIMER TIMER ... .... 11 1.1

1.1 Push Push Button Button ... ... 11 1.2 1.2 Mcb Mcb ... .... 22 1.2.1 1.2.1 Sifat Sifat MCB MCB ... ... 33 1.2.2 1.2.2 Kegunaan Kegunaan MCB MCB ... ... 33 1.3 1.3 Relay Relay ... ... 33 1.4 1.4 Timer Timer ... ... 44 1.4.1

1.4.1 Pengenalan Pengenalan Timer Timer ... ... 44 1.2.2

1.2.2 Cara Cara Kerja Kerja Timer Timer ... ... 55 1.2.2

1.2.2 Fungsi Fungsi Indikator Indikator Pada Pada Timer Timer ... ... 66 1.4

1.4 Lampu Lampu Indikator Indikator ... ... 77 BAB

BAB II II MOTOR MOTOR DC DC ... ... ... ... 88 2.1

2.1 Pengertian Pengertian Motor Motor DC DC ... ... 88 2.2

2.2 Prinsip Prinsip Cara Cara Kerja Kerja Motor Motor DC DC ... ... 99 2.1

2.1 Prinsip Prinsip Arah Arah Putaran Putaran Motor Motor DC DC ... ... 1212 BAB

BAB III III MOTOR MOTOR 1 FASA 1 FASA ... ... 1414 3.1

3.1 Pengertian Pengertian Motor Motor 1 1 Fasa Fasa ... ... 1414 3.2

3.2 Prinsip Prinsip Kerja Kerja Motor Motor 1 1 Fasa Fasa ... ... 1414 3.3

3.3 Jenis-Jenis Jenis-Jenis Motor Motor 1 1 Fasa Fasa ... ... 1717 3.3.1

3.3.1 Motor Motor Split Split Phase Phase (Motor (Motor Fase Fase Sebelah) Sebelah) ... .... 1818 3.3.2

3.3.2 Motor Motor Capasitor Capasitor (Motor (Motor Kapasitor) Kapasitor) ... ... 1919 3.3.3

3.3.3 Motor Motor Kapasitor Kapasitor Permanen Permanen ... ... 2020 3.3.4

3.3.4 Motor Motor Capasitor Capasitor Star/Run Star/Run ... ... 2121 3.3.5

3.3.5 Shaded Shaded Pole Pole Motor Motor (Motor (Motor Bayangan Bayangan Kutub) Kutub) ... ... 2121 BAB

BAB IV IV MOTOR MOTOR 3 FASA 3 FASA ... ... 2323 4.1

4.1 Pengertian Pengertian Motor Motor 3 3 Fasa Fasa ... ... 2323 4.2

(5)

4.2.1

4.2.1 Stator Stator ... ... 2424 4.2.2

4.2.2 Rotor Rotor ... ... 2424 4.3

4.3 Prinsip Prinsip Kerja Kerja Motor Motor 3 3 Fasa Fasa ... ... 2525 4.4

4.4 Keuntungan Keuntungan dan dan Kerugian Kerugian Motor Motor 3 3 Fasa Fasa ... ... 2626 4.4.1

4.4.1 Keuntungan Keuntungan Motor Motor 3 3 Fasa Fasa ... ... 2626 4.4.2

4.4.2 Kerugian Kerugian Motor Motor 3 3 Fasa...Fasa... ... 2626 BAB

BAB V V KONTAKTOR KONTAKTOR ... ... 2727 5.1

5.1 Kontaktor Kontaktor Magnit Magnit ... ... 2727 5.2

5.2 Kontaktor Kontaktor Utama Utama Dan Dan Bantu Bantu ... ... 2727 5.2.1

5.2.1 Kontaktor Kontaktor Utama Utama ... ... 2828 5.2.2

5.2.2 Kontaktor Kontaktor Bantu Bantu ... ... 2828 5.3

5.3 Kontaktor Kontaktor Magnit Magnit dengan dengan Timer Timer ... ... 2929 5.2

5.2 Kontaktor Kontaktor Mangnit Mangnit denganWaktu denganWaktu Tunda Tunda Hidup... Hidup... 2020 5.2

5.2 Kontaktor Kontaktor Mangnit Mangnit dengan dengan Waktu Waktu Tunda Tunda Mati Mati ... ... 3131 5.2

5.2 Kontaktor Kontaktor Mangnit Mangnit dengan dengan Waktu Waktu Tunda Tunda Hidup Hidup Mati Mati 3131 Bab V

Bab VI I RANGKAIAN RANGKAIAN STAR STAR DAN DAN DELTADELTA………... ... 3232

6.1

6.1 Rangkaian Rangkaian Star Star

…….

... ... 3232 6.2

6.2 Rangkaian Rangkaian Delta Delta ... ... 3333 6.3

6.3 Rangkaian Rangkaian Star Star Delta...Delta... ... 3333 Bab VII

Bab VII TRANSFORMATOR DAN GENETRANSFORMATOR DAN GENERATORRATOR ……….... .... 3535

7.1 Transformator

…….

... ... 3535 7.1.1

7.1.1 Pengertian Pengertian TransformatorTransformator

…….

... ... 3535 7.1.2

7.1.2 Prinsip Prinsip Kerja Kerja TransformatorTransformator

…….

... ... 3636 7.1.3

7.1.3 Persamaan Persamaan TransformatorTransformator

…….

... ... 3838 7.1.4

7.1.4 Jenis-Jenis Jenis-Jenis TransformatorTransformator

…….

... ... 3939 6.1.4.1 Transformator Step Up

6.1.4.1 Transformator Step Up

…….

... ... 3939 6.1.4.2 Transformator Step Down

6.1.4.2 Transformator Step Down

…….

... ... 3939 7.2

7.2 Generator Generator ... ... 4040 7.2.1

7.2.1 Pengertian Pengertian GeneratorGenerator

…….

... ... 4040 7.2.2

7.2.2 Prinsip Prinsip Kerja Kerja GeneratorGenerator

…….

... ... 4040 DAFTAR PUSTAKA

(6)

BAB I

PUSH BUTTON, MCB, RELAY DAN TIMER

1.1 Push Button

Push button (tombol) merupakan saklar yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan satu terminal dengan terminal yang lain pada instalasi listrik. Push button memiliki kontak tipe Normally Open (NO) dan Normally Close (NC). Push button tipe NO, kedua terminal tidak terhubung pada kondisi awal. Jika push button ditekan, baru terminal saling terhubung (kontak tertutup). Terminal push button NC pada kondisi awal sudah terhubung, kemudian jika push button ditekan kedua terminal akan terputus hubungannya (kontak terbuka).

Push button memiliki keadaan kontak tipe momentary (sementara) dan latch (mengunci). Pada tipe momentary, kondisi push button kembali ke keadaan awal (ketika push button tidak ditekan). Misal, pada saat ditekan button kondisi tertutup maka ketika dilepas button kembali dalam keadaan terbuka. Pada push button latch, kondisi button tetap bertahan meskipun button sudah tidak ditekan.

Beberapa simbol push button standar IEEE/IEC-60617 baik tipe NC dan NO dan sifatnya momentary maupun latch ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1.1 Simbol Push Button

Prinsip kerja push button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop (memberhentikan) dan kontak NO akan berfungsi sebagai start (menjalankan) biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor

–

motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri

–

industri.

(7)

Gambar 1.1 Push Button Gambar 1.2 Simbol Push Button

1.2 MCB

MCB adalah suatu komponen dalam instalasi listrik yang berfungsi sebagai pengaman beban lebih atau pembatas arus listrik yang mengalir ke instalasi listrik. MCB bekerja dengan cara pemutusan hubungan yang disebabkan oleh aliran listrik lebih dengan menggunakan electromagnet/bimetal. cara kerja dari MCB ini adalah memanfaatkan pemuaian dari bimetal yang panas akibat arus yang mengalir untuk memutuskan arus listrik. Kapasitas MCB menggunakan satuan Ampere (A), Kapasitas MCB mulai dari 1A, 2A, 4A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A dll. MCB yang digunakan harus memiliki logo SNI pada MCB tersebut.

Gambar 1.3 Bagian Dalam MCB

Ada dua tipe MCB yaitu yang 1 phase, 2 phase dan 3 phase. Miniature Circuit Breaker (MCB) berfungsi sebagai peralatan pengaman

(8)

terhadap gangguan hubung singkat dan beban lebih yang mana akan memutuskan secara otomatis apabila melebihi dari arus nominalnya.

1.2.1 Sifat dari MCB adalah :

1. Arus beban dapat diputuskan bila panas yang ditimbulkan melebihi dari panas yang di izinkan

2. Arus hubung singkat dapat diputuskan tanpa adanya perlambatan 3. Setelah dilakukan perbaikan, maka MCB dapat digunakan kembali 1.2.2 Beberapa kegunaan MCB :

1. Membatasi penggunaan listrik

2. Mematikan listrik apabila terjadi hubungan singkat 3. Mengamankan instalasi listrik

4. Membagi rumah menjadi beberapa bagian listrik, sehingga lebih mudah untuk mendeteksi kerusakan instalasi listrik

Gambar 1.4 MCB ( Miniature Circuit Breaker )

1.3 Relay

Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen electromechanical (elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar/switch). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power ) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan relay yang menggunakan elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan armature relay yang berfungsi sebagai saklarnya untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

(9)

Gambar 1.5 Relay Gambar 1.6 Simbol Relay

1.4 Timer

1.4.1 Pengenalan Timer

TDR (Time Delay Relay) sering disebut juga relay timer atau relay penunda batas waktu banyak digunakan dalam instalasi motor terutama instalasi yang membutuhkan pengaturan waktu secara otomatis. Peralatan kontrol ini dapat dikombinasikan dengan peralatan kontrol lain,contohnya dengan MC (Magnetic Contactor), Thermal Over Load Relay, dan lain-lain. Fungsi dari peralatan kontrol ini adalah sebagai pengatur waktu bagi peralatan yang dikendalikannya. Timer ini dimaksudkan untuk mengatur waktu hidup atau mati dari kontaktor atau untuk merubah sistem bintang ke segitiga dalam delay waktu tertentu. Timer analog berfungsi sebagai alat penghitung waktu, manakala waktu yang telah ditetapkan tercapai maka output kontaknya akan bekerja. Ada dua macam jenis timer, pertama timer on delay kedua timer off delay. Timer on delay bekerja ketika tegangan supply masuk, sedangkan timer off delay bekerja pada saat tegangan supply terputus atau off.

Timer dapat dibedakan dari cara kerjanya yaitu timer yang bekerja menggunakan induksi motor dan menggunakan rangkaian elektronik. Timer yang bekerja dengan prinsip induksi motor akan bekerja bila motor mendapat tegangan AC sehingga memutar gigi mekanis dan menarik serta menutup kontak secara mekanis dalam jangka waktu tertentu. Sedangkan relay yang menggunakan prinsip elektronik, terdiri dari rangkaian R dan C yang dihubungkan seri atau paralel. Bila tegangan sinyal telah mengisi penuh kapasitor, maka

(10)

relay akan terhubung. Lamanya waktu tunda diatur berdasarkan besarnya pengisian kapasitor. Bagian input timer biasanya dinyatakan sebagai kumparan (Coil) dan bagian outputnya sebagai kontak NO atau NC. Kumparan pada timer akan bekerja selama mendapat sumber arus. Apabila telah mencapai batas waktu yang diinginkan maka secara otomatis timer akan mengunci dan membuat kontak NO menjadi NC dan NC menjadi NO.

1.4.2 Cara Kerja Timer

Cara kerja timer adalah pada saat timer ditenagai atau mendapatkan supply tegangan, maka timer akan mulai menghitung, ketika jumlah hitungan actual sama dengan setting ( jarum merah ), maka kontak output timer akan bekerja, Kontak timer berupa normally close (nc) dan normally open (no). Ada beberapa jenis timer yang digunakan pada PLC, akan tetapi yang sering digunakan adalah Timer ON Delay dan Timer OFF Delay. Fungsi pewaktu dalam PLC dapat disesuaikan dengan format program yang dibuat. Keunggulan Timer pada PLC yaitu mempunyai kecermatan dan kecepatan yang lebih baik dibandingkan dengan teknologi relay konvensional. Timer

memiliki satu masukan Aktivasi Timer serta dua parameter ‘Timer

Number’ dan ‘Set Value’. Timer

Number diisi dengan nomor pewaktu, untuk CPM 2A terdapat 226 lokasi (000‐ 225) sedangkan CPM 1A memiliki 128 lokasi (000‐127). Set Value diisi dengan nilai waktu tundaan dalam satuan 0,1 detik, antara 0000 sampai dengan 9999 (999,9 detik).

Contoh Timer dengan set value 5 detik. Berikut merupakan cara kerja timer pada settingan PLC:

1. Timer bekerja jika timer koil mendapat logika 1 dari inputnya 2. Timer akan menghitung sampai preset value dan timer kontak

akan aktif

3. Untuk jenis On Delay Timer (deafult)

(11)

1.4.3 Arti dan Fungsi Indikator pada Timer

Arti dan fungsi indikator yang terdapat pada timer.Ada beberapa item indikator pada bagian timer yang perlu diketahui.

1. Power : Berfungsi sebagai indikator bahwa supply tegangan sudah masuk

2. Out : Berfungsi sebagai indikator bahwa output timer kerja ( waktu actual= Set)

3. A : Mode timer ( on delay mode ) 4. 0-12 : Scala timer ( bisa dirubah )

5. Sec : Satuan timer dalam second / detik. ( bisa dirubah dalam satuan jam/hari )

6. Jarum merah : Berfungsi sebagai indikator set, dirubah dengan cara diputar.

Gambar 1.7 Timer

1.5 Lampu Indikator

Lampu indikator berfungsi sebagai isyarat atau indikator dalam sebuah panel untuk mengetahui apakah sebuah panel bekerja dengan baik ataukah terjadi sebuah gangguan. Lampu indicator mempunyai berbagai macam warna, yang biasanya memiliki arti tersendiri pada tiap warnanya. Misalnya saja warna lampu indicator kuning biasanya digunakan untuk indicator mesin dalam keadaan standby. Lalu lampu indicator hijau digunakan saat mesin mulai bekerja. Lampu indicator merah digunakan untuk indicator mesin yang bekerja dengan tegangan atau kecepatan tinggi.

(12)

(13)

BAB II

MOTOR DC

2.1 Pengertian Motor DC

Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower , menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer , bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor- motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.

Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.

(14)

Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.

2.2 Prinsi Dasar Cara Kerja

Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan oleh magnet di sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan arah aliran arus pada konduktor.

Gambar 2.3 Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor .

Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan dengan jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan menunjukkan arah garis fluks. Gambar 3 menunjukkan medan magnet yang terbentuk di sekitar konduktor berubah arah karena bentuk U.

(15)

Catatan :

Medan magnet hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir pada konduktor tersebut. Pada motor listrik konduktor berbentuk U disebut angker dinamo.

Gambar 2.5 Medan magnet mengelilingi konduktor dan diantara kutub.

Jika konduktor berbentuk U (angker dinamo) diletakkan di antara kutub utara dan selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan medan magnet kutub.

Gambar 2.6 Reaksi garis fluks.

Lingkaran bertanda A dan B merupakan ujung konduktor yang dilengkungkan (looped conductor ). Arus mengalir masuk melalui ujung A dan keluar melalui ujung B. Medan konduktor A yang searah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan konduktor B yang berlawanan arah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan

(16)

yang kuat di atas konduktor. Konduktor akan berusaha untuk bergerak turun agar keluar dari medan yang kuat tersebut. Gaya-gaya tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam.

Pada motor dc, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi, sekaligus sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan energi, daerah tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 2.7 Prinsip Kerja Motor DC

Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang disebabkan reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang dilindungi oleh medan maka menimbulkan perputaran pada motor. Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban dalam hal ini mengacu kepada keluaran tenaga putar / torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan ke dalam tiga kelompok :

(17)

a. Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torquenya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah corveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.

b. Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan kecepatn operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan).

c. Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.

2.3 Prinsip Arah Putaran Motor

Untuk menentukan arah putaran motor digunakan kaedah Flamming tangan kiri. Kutub-kutub magnet akan menghasilkan medan magnet dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan. Jika medan magnet memotong sebuah kawat penghantar yang dialiri arus searah dengan empat jari, maka akan timbul gerak searah ibu jari. Gaya ini disebut gaya Lorentz, yang besarnya sama dengan F.

Prinsip motor : aliran arus di dalam penghantar yang berada di dalam pengaruh medan magnet akan menghasilkan gerakan. Besarnya gaya pada penghantar akan bertambah besar jika arus yang melalui penghantar bertambah besar.

Contoh :

a. Sebuah motor DC mempunyai kerapatan medan magnet 0,8 T. Di bawah pengaruh medan magnet terdapat 400 kawat penghantar dengan arus 10A. Jika panjang penghantar seluruhnya

(18)

Jawab :

F = B.I.Ɛ.z

= 0,8 (Vs/m2). 10A. 0,15 m.400 = 480 (Vs.A/m) = 480 (Ws/m) = 480 N.

(19)

BAB III

MOTOR 1 FASA

3.1 Pengertian Motor 1 Fasa

Motor listrik 1 fasa adalah motor listrik yang dijalankan dengan suplay 1 fasa. Suplay 1 fasa adalah listrik pada rumah-rumah komersial bertegangan 220 V. Pada motor listrik 1 fasa motor dibagi menjadi 3 jenis motor.

3.2 Prinsip Kerja Motor 1 Fasa

Seperti motor kebanyakan, motor induksi AC memiliki tetap bagian luar, yang disebut stator dan rotor yang berputar dalam dengan hati-hati rekayasa celah udara antara dua. Hampir semua motor listrik menggunakan medan magnet rotasi untuk spin rotor mereka. AC tiga fase motor induksi adalah jenis-satunya tempat medan magnet putar dibuat secara alami dalam stator karena sifat pasokan. Motor DC tergantung baik pada mekanik atau pergantian elektronik untuk membuat magnet berputar ladang. Sebuah motor AC induksi satufasa bergantung pada komponen listrik tambahan untuk menghasilkan ini berputar medan magnetik. Dua set elektromagnet dibentuk dalam setiap motor. Dalam motor induksi AC, satu set dari elektromagnet adalah terbentuk dalam stator karena pasokan AC terhubung ke gulungan stator. Sifat bergantian pasokan menginduksi sebuah tegangan Angkatan elektromagnetik (EMF) di rotor (seperti tegangan yang disebabkan akibat trafo sekunder) sesuai hukum Lenz, sehingga menghasilkan satu set elektromagnet; maka nama - induksi motor. Interaksi antara medan magnet elektromagnet ini menghasilkan gaya memutar, atau torsi. Akibatnya, motor berputar ke arah torsi yang dihasilkan.

Stator stator ini terdiri dari beberapa laminasi tipis aluminium atau besi cor. Mereka meninju dan dijepit bersama untuk membentuk sebuah silinder berongga (inti stator) dengan slot seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

(20)

Gambar 3.1 Bentuk Fisik Dari Stator Biasa

Gulungan kawat berisolasi yang dimasukkan ke dalam slot. Setiap pengelompokan gulungan, bersama-sama dengan mengelilingi inti itu, bentuk-bentuk elektromagnet (Kutub sepasang) pada sisi AC pasokan. Jumlah kutub motor induksi AC tergantung pada sambungan internal gulungan stator. Gulungan stator terhubung langsung ke sumber daya. Internal mereka terhubung sedemikian cara, bahwa pada pasokan menerapkan AC, berputar magnetik lapangan dibuat. Rotor terdiri dari laminasi baja beberapa tipis dengan bar merata spasi, yang terdiri dari aluminium atau tembaga, di sepanjang pinggiran. Dalam kebanyakan populer jenis rotor (rotor kandang tupai), bar ini tersambung pada ujung yang mekanis dan elektrik dengan penggunaan cincin. Hampir 90% dari motor induksi memiliki rotor sangkar tupai. Hal ini karena kandang tupai rotor memiliki konstruksi sederhana dan kasar.

Rotor terdiri dari inti dilaminasi silinder dengan secara aksial ditempatkan paralel slot untuk membawa konduktor. Setiap slot membawa tembaga, aluminium, atau bar paduan. Ini rotor bar secara permanen hubung pendek pada kedua ujungnya dengan cara berdering akhir, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2. Ini total perakitan menyerupai tampilan kandang tupai, yang memberikan nama rotor nya. Slot rotor tidak persis sejajar dengan poros. Sebaliknya, mereka diberi miring karena dua alasan utama. Alasan pertama adalah membuat motor berjalan dengan tenang magnetik mengurangi hum dan mengurangi slot harmonisa. Alasan kedua adalah untuk membantu mengurangi kecenderungan penguncian dari rotor. Gigi rotor cenderung tetap terkunci di bawah gigi stator karena langsung atraksi magnetik antara keduanya. Hal ini terjadi ketika jumlah 7 gigi stator adalah sama dengan jumlah gigi rotor. Rotor sudah terpasang pada poros dengan menggunakan

(21)

bantalan pada setiap akhir; salah satu ujung poros biasanya terus lagi daripada yang lainnya untuk mengemudi beban. Beberapa motor mungkin memiliki poros aksesori di ujung non-driving untuk mounting kecepatan atau posisi penginderaan perangkat. Antara stator dan rotor, terdapat celah udara, melal ui

yang karena induksi, energi tersebut dipindahkan dari stator ke rotor. Pasukan torsi yang dihasilkan rotor dan kemudian beban berputar. Apapun jenis dari rotor yang digunakan, prinsip yang digunakan untuk rotasi tetap sama. Medan magnet yang dibuat dalam stator berputar pada kecepatan sinkron (NS).

Gambar 3.2 Persamaan Medan Magnet

Medan magnet yang dihasilkan pada rotor karena tegangan induksi bolak di alam. Untuk mengurangi kecepatan relatif, sehubungan dengan

stator, rotor mulai berjalan ke arah yang sama dengan fluks stator dan mencoba untuk mengejar ketinggalan dengan fluks berputar. Namun, dalam prakteknya, rotor tidak pernah berhasil "Mengejar" untuk bidang stator. Rotor berjalan lebih lambat dari kecepatan bidang stator. Kecepatan ini disebut

sebagai Base Speed (Nb). Perbedaan antara NS dan Nb disebut slip. Itu slip bervariasi dengan beban. Peningkatan beban akan menyebabkan rotor untuk memperlambat atau meningkatkan slip. Penurunan beban akan menyebabkan rotor untuk mempercepat atau mengurangi slip. slip ini dinyatakan sebagai persentase dan dapat ditentukan dengan rumus pada gambar berikut:

(22)

Karena hanya memiliki sumber arus bolak tunggal, satu-satu fase motor hanya bisa menghasilkan medan bolak: yang menarik pertama dalam satu arah, kemudian di seberang sebagai polaritas dari switch lapangan. Sebuah kandang-tupai rotor ditempatkan di bidang ini hanya akan berkedut, karena tidak akan ada saat di atasnya seperti gambar dibawah ini :

Gambar 3.4 Kerangka dari Motor Sangkar Tupai

Perbedaan utama antara berbagai jenis motor AC fasa tunggal adalah bagaimana mereka pergi tentang memulai rotor dalam suatu arah tertentu seperti bahwa bidang bolak akan menghasilkan gerakan berputar ke arah yang diinginkan. Hal ini biasanya dilakukan oleh beberapa perangkat yang memperkenalkan fase-bergeser medan magnet pada salah satu sisi rotor. Dibawah ini adalah beberapa contoh gambar Motor satu fasa yang terdapat dalam kehidupan sehari-hari.

Gambar 5. Contoh Motor Satu Fasa

3.3 Jenis-jenis Motor 1 Fasa

Berbagai jenis motor fase tunggal dibedakan oleh cara-cara yang mereka mulai. Dibawah ini dalah jenis-jenis dari motor satu phasa sesuai dengan cara mereka mulai :

(23)

3.3.1 Motor Split Phase (Motor Fase Sebelah)

Motor fase belah terdiri atas dua kumparan stator yaitu kumparan utama dan kumparan bantu. Antara kumparan utama dan kumparan bantu berbeda arus 90 derajat listrik Dibawah ini adalah gambar dari

motor fase sebelah :

Gambar 3.6 Motor Fase Sebelah

Motor split-tahap ini juga dikenal sebagai induksi start / jalankan motor induksi. Ia memiliki dua gulungan: memulai dan berliku utama. Awal berliku dibuat dengan lebih kecil kabel mengukur dan ternyata lebih sedikit, relatif terhadap utama berliku untuk 10 menciptakan lebih banyak perlawanan, sehingga menempatkan memulai berkelok-kelok's lapangan pada sudut yang berbeda dibandingkan dengan utama belitan yang menyebabkan motor mulai berputar. Itu utama berkelok-kelok, yang merupakan kawat berat, menjaga motor menjalankan sisa waktu. Dibawah ini adalah gambar dari rangkaian motor fase sebelah :

Gambar 3.7 Rangkaian Motor Fase Sebelah

Torsi mulai rendah, biasanya 100% menjadi 175% dari rate torsi. Motor menarik tinggi mulai saat ini, sekitar 700% menjadi 1.000% dari nilai arus. Itu torsi maksimum yang dihasilkan berkisar dari 250% sampai 350% dari torsi rate (lihat Gambar 9 untuk torsi-kecepatan

(24)

kurva). Baik untuk aplikasi motor split-fase termasuk kecil penggiling, kipas kecil dan blower dan rendah lainnya mulai torsi aplikasi dengan kebutuhan daya dari 1 / 201 / 3 hp. Hindari menggunakan jenis motor di setiap aplikasi membutuhkan tinggi pada / siklus harga off atau torsi tinggi.

3.3.2 Motor Capasitor (Motor Kapasitor)

Ini adalah motor split-fasa diubah dengan kapasitor diseri dengan mulai berkelokkelok untuk memberikan memulai "mendorong." Seperti motor fase-split, motor kapasitor mulai juga memiliki saklar sentrifugal yang memutus hubungan mulai berliku dan kapasitor ketika motor mencapai sekitar 75% dari nilai kecepatan. Karena kapasitor berada dalam seri dengan sirkuit mulai, itu menciptakan torsi lebih awal, biasanya 200% sampai 400% dari rate torsi. Dan, saat ini mulai biasanya 450% menjadi 575% dari, saat 11 ini dinilai jauh lebih rendah daripada fase-split karena kabel yang lebih besar pada sirkuit mulai. Lihat Gambar 7 untuk kurva torsi-kecepatan. Sebuah versi modifikasi motor mulai kapasitor adalah resistensi mulai motor. Dalam tipe motor, mulai kapasitor digantikan oleh resistor. Perlawanan mulai motor digunakan dalam aplikasi mana torsi mulai kebutuhan kurang dari yang diberikan oleh kapasitor mulai motor. Selain biaya, motor ini tidak menawarkan keuntungan yang besar atas motor mulai kapasitor.

Gambar 8. Rangkaian Motor Kapsitor Biasa

Mereka digunakan dalam berbagai aplikasi belt-drive seperti konveyor kecil, blower besar dan pompa, serta sebagai banyak drive atau diarahkan langsung-aplikasi.

(25)

3.3.3 Motor Kapasitor Permanen

Sebuah kapasitor split permanen (PSC) motor jenis menjalankan permanen kapasitor dihubungkan secara seri dengan mulai berliku-liku. Hal ini membuat seorang pembantu mulai berliku berliku setelah motor mencapai kecepatan berjalan. Karena kapasitor dijalankan harus dirancang untuk terus menerus digunakan, tidak dapat memberikan dorongan mulai dari awal kapasitor. Torsi mulai khas dari PSC motor rendah, dari 30% sampai 150% dari torsi rate. motor PSC telah rendah mulai saat ini, biasanya kurang dari 200% dari nilai arus, membuat mereka sangat baik untuk aplikasi dengan tempat tinggi / off siklus harga. Lihat Gambar 7 untuk kurva torsi-kecepatan. Motor PSC memiliki beberapa keunggulan. Motor desain dengan mudah dapat diubah untuk digunakan dengan 12 pengendali kecepatan. Mereka juga dapat didesain untuk efisiensi optimum dan HighPower Factor (PF) pada beban nilai. Mereka dianggap paling dapat diandalkan fasetunggal motor, terutama karena tidak beralih mulai sentrifugal adalah diperlukan. Dibawah ini adalah gambar rangkaian motor kapasitor permanaen/tetap, yaitu :

Gambar 3.9 Rangkaian Motor Permanen / Tetap

Tetap split-kapasitor motor memiliki berbagai aplikasi tergantung pada desain. Ini termasuk fans, blower dengan kebutuhan rendah dan torsi mulai terputus-putus bersepeda menggunakan, seperti penyesuaian mekanisme, gerbang operator dan pembuka pintu garasi.

(26)

3.3.4 Motor Capasitor Star/Run

Motor ini memiliki kapasitor mulai ketik seri dengan bantu berliku seperti motor mulai kapasitor untuk tinggi mulai torsi. Seperti motor PSC itu, juga memiliki tipe menjalankan kapasitor yang ada di seri dengan tambahan berliku setelah kapasitor mulai diaktifkan keluar dari sirkuit. Ini memungkinkan torsi overload tinggi.

Gambar 3.10 Rangkaian Motor Kapasitor Star dan Run

Jenis motor dapat dirancang untuk menurunkan beban penuh arus dan efisiensi yang lebih tinggi (lihat Gambar 9 untuk torquespeed kurva). motor ini mahal karena untuk memulai dan menjalankan kapasitor, dan saklar sentrifugal. Hal ini dapat menangani aplikasi terlalu menuntut untuk lain jenis motor fase tunggal. Ini termasuk woodworking mesin, kompresor udara, tekanan tinggi pompa air, pompa vakum dan torsi tinggi lainnya aplikasi yang memerlukan 1-10

hp.

3.3.5 Shaded Pole Motor (Motor Bayangan Kutub)

Bayang-kutub motor hanya memiliki satu berliku utama dan tidak mulai berliku. Memulai adalah dengan cara desain yang cincin loop tembaga kontinu di sebagian kecil dari masing-masing kutub motor. Ini "warna" yang sebagian kutub, menyebabkan medan magnet di daerah diarsir ketinggalan di belakang lapangan di daerah unshaded. Itu reaksi dari dua bidang mendapatkan poros berputar. Karena motor berbayang-tiang tidak memiliki awal yang berkelok-kelok, mulai beralih atau kapasitor, itu adalah elektrik sederhana dan murah. Juga, kecepatan dapat dikendalikan hanya dengan memvariasikan tegangan, atau

(27)

melalui multi-tap berliku. Mekanis, pembangunan berbayang-kutub motor memungkinkan tinggi volume produksi. Bahkan, ini biasanya dianggap sebagai "sekali pakai" motor, yang berarti mereka jauh lebih murah untuk menggantikan daripada perbaikan. Di bawah ini adalah gambar rangkaian dari shaded pole motor, yaitu :

Gambar 3.11 Rangkaian Shaded Pole Motor

Motor berbayang-kutub memiliki banyak fitur yang positif tetapi juga memiliki beberapa kelemahan. Ini rendah mulai torsi biasanya 25% sampai 75% dari nilai torsi. Hal ini motor slip tinggi dengan kecepatan berjalan 7% sampai 10% di bawah kecepatan sinkron. Secara umum, efisiensi motor jenis ini sangat rendah (di bawah 20%). Mungkin terbesar mereka digunakan adalah multi-kecepatan kipas untuk penggunaan rumah tangga. Tapi torsi rendah, efisiensi rendah dan kurang kokoh mekanik fitur membuat motor berbayang-kutub tidak praktis untuk sebagian besar industri atau komersial penggunaan, di

(28)

BAB IV

MOTOR 3 FASA

4.1 Pengertian Motor Induksi

Motor induksi didefinisikan sebagai motor yang bekerja berdasarkan induksi medan magnet stator ke rotornya. 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.

Jadi pengertian motor induksi tiga fasa 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 yang dioperasikan pada sistem tenaga tiga fasa.

a) bentuk fisik b) motor induksi dilihat ke dalam Gambar 4.1 Motor induksi 3-fasa

4.2 Konstruksi Motor Induksi Tiga Fasa

Sebagaimana mesin pada umumnya menunjukkan bahwa motor induksi juga memiliki konstruksi yang sama baik motor DC maupun AC. Konstruksi dimaksud terdiri dari 2 bagian utama yaitu stator dan rotor. Secara lengkap dan detail dari kedua konstruksi dapat dilihat pada gambar berikut :

(29)

4.2.1 Stator

Stator pada motor induksi adalah sama dengan yang dimiliki oleh motor sinkron dan generator sinkron. Konstruksi stator terbuat dari laminasi-laminasi dari bahan besi silikon dengan ketebalan (4 s/d 5) mm dengan dibuat alur sebagai tempat meletakan belitan/kumparan, secara detail ditunjukan pada gambar berikut.

Gambar 4.2 bagian dalam strator 4.2.2 Rotor

Ini adalah bagian yang berputar dari motor. Seperti dengan stator atas, rotor terdiri dari satu set laminasi baja beralur ditekan bersama dalam bentuk jalur magnetik silinder dan sirkuit listrik. Menurut jenis rotor pada motor induksi dibagi menjadi 2 (dua) bagian, yaitu:

4.2.2.1 Rotor Sangkar Tupai (Squirrel Cage Rotor)

Rotor yang terdiri dari sejumlah lilitan yang berbentuk Batang tembaga yang dihubungkan singkat pada setiap ujungnya kemudian disatukan (di cor) menjadi satu kesatuan sebagaimana gambar ini

(30)

4.2.2.2 Rotor Belitan (Wound Rotor)

Rotor yang terbuat dari laminasi-laminasi besi dengan alur-alur sebagai tempat meletakkan belitan (kumparan) dengan ujung-ujung belitan yang juga terhubung singkat seperti gambar ini.

Gambar 4.4 Rotor Belitan

Motor dengan jenis rotor belitan biasanya diperlukan pada saat pengasutan atau pengaturan kecepatan dimana

dikehendaki torsi asut yang tinggi.

4.3 Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa

Motor induksi bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik dari kumparan stator kepada kumparan rotornya. Menurut Azhary (2011) jika dijelaskan secara sistematis maka prinsip kerja motor induksi itu sebagai berikut:

a. Pada keadaan beban nol ketiga phasa stator yang dihubungkan dengan sumber tegangan tiga phasa yang setimbang menghasilkan arus pada tiap belitan phasa.

b. Arus pada tiap fasa menghasilkan fluks bolak-balik yang berubah-ubah. c. Amplitudo fluksi yang dihasilkan berubah secara sinusoidal dan arahnya

tegak lurus terhadap belitan phasa.

d. Akibat fluks yang berputar timbul ggl pada stator motor yang besarnya adalah e1 = -

N d Ф / dt ( Volt ) atau 4,44FN1 Ф (Volt ).

e. Penjumlahan ketiga fluks bolak-balik tersebut disebut medan putar yang berputar dengan kecepatan sinkron ns, besarnya nilai ns ditentukan oleh

(31)

jumlah kutub p dan frekuensi stator f yang dirumuskan dengan Ns = 120 F / P ( rpm ).

f. Karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, maka ggl tersebut akan menghasilkan arus I2.

g. Adanya arus I2 di dalam medan magnet akan menimbulkan gaya F pada rotor.

h. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya F cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah medan putar stator.

i. Perputaran rotor akan semakin meningkat hingga mendekati kecepata sinkron. Perbedaan kecepatan medan stator (ns) dan kecepatan rotor (nr) disebut slip (s) dan dinyatakan dengan S = Ns - Nr / Ns

4.4 Keuntungan dan kerugian motor induksi 3 fasa :

4.4.1 Keuntungan penggunaan motor induksi tiga phasa

a. Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar.

b. Harganya relatif murah dan kehandalannya tinggi.

c. Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil.

d. Biaya pemeliharaan rendah karena pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan.

4.4.2 Kerugian penggunaan motor induksi 3 fasa a. Kecepatan tidak mudah dikontrol

b. Power faktor rendah pada beban ringan

(32)

BAB V

KONTAKTOR

5.1 Kontaktor Magnit

Kontaktor merupakan saklar daya yang bekerja berdasarkan kemagnitan. Bila koil (kumparan magnit) dialiri arus listrik, maka inti magnit menjadi jangkar, sekaligus menarik kontak-kontak yang bergerak, sehingga kontak NO (normally open) menjadi sambung, dan kontak NC ( normally close) menjadi lepas.

Gambar 5.1 Kontaktor

Gambar di atas adalah kontaktor magnit arus bolak-balik, pada inti magnit dipa-sang cincin hubung singkat dengan tujuan agar jangkar saat ditarik inti magnit tidak bergetar yang menimbulkan bunyi dengung (karena pada arus bolak-balik frekuensi 50 Hz, berarti dalam 1 detik inti magnit

menarik dan mele-pas jangkar sebanyak 50 periode, sehingga menimbulkan getaran).

(33)

Simbol koil konduktor magnit seperti pada gambar di atas dengan terminal kumparan A1 dan A2 yang disambungkan pada rangkaian kontrol. Sedangkan pada bagian sebelah kanan adalah kontak-kontak sebagai saklar daya yang berfungsi untuk mengalirkan arus beban yang relatif besar. Terminal 1, 3, dan 5 disambungkan ke sumber jaringan 3 fasa dan terminal 2, 4, dan 6 disambungkan ke beban (motor).

5.2 Kontak Utama dan Konta Bantu

Berdasarkan fungsinya, kontak-kontak pada kontaktor magnit ada 2 macam, yaitu kontak utama dan kontak bantu.

Gambar 5.2 Kontak Utama dan TOR 5.2.1 Kontak Utama :

Konstruksi kontak-kontaknya dimensinya lebih luas dan tebal, sehingga mampu dialiri arus listrik yang relatif besar (arus beban). Terminal keluarnya yang ke beban (2, 4, dan 6) bisa disambungkan ke rele pengaman arus lebih (Thermal Overload Relay.

(34)

5.2.2 Kontak Bantu

Konstruksi kontak-kontaknya berdimensi lebih sempit dan tipis, karena arus yang melaluinya relatif kecil (arus untuk rangkaian kontrol). Penulisan terminal kontak-kontak bantu pada kontaktor magnit ditulis dengan angka dan digit, yaitu untuk kontak-kontak NC, digit kedua dari terminal-terminalnya dengan angka 1 dan 2 untuk kontak-kontak NO, digit kedua dari terminal-terminalnya dengan angka 3 dan 4.

Gambar 5.3 Kontak Bantu

Sedangkan kontak-kontak bantu untuk fungsi tertentu (misal dengan timer), kontakkontak NC, digit kedua dengan angka 5 - 6. dan untuk kontak-kontak NC nya, digit kedua dengan angka 7 - 8.

Penulisan kontak bantu NC maupun NO sebagai berikut : Untuk kontak bantu biasa

NC .1 - .2 NO .3 - .4

Untuk kontak bantu dengan fungsi tertentu NC .5 - .6

NO .7 - .8

5.3 Kontaktor Magnit dengan Timer

Untuk memenuhi diskripsi kerja dari suatu rangkaian terprogram (misal untuk mengendalikan beberapa motor dengan waktu kerja yang berbeda / berurutan), maka diperlukan alat penunda waktu kerja kontak (timer) yang bekerjasama dengan kontaktor magnit.

(35)

Gambar 5.4 Kontaktor Magnit dan Timer

Dari gambar tersebut dari atas ke bawah berturut-turut adalah : 1. kontaktor magnit dengan waktu tunda hidup (on dela y)

2. kontaktor magnit dengan waktu tunda mati (off delay)

3. kontaktor magnit dengan waktu tunda kombinasi hidup-mati 4. kontaktor magnit dengan waktu tunda hidup-mati kontinyu

5.3.1 Kontaktor Magnit dengan Waktu Tunda Hidup (On Delay)

Gambar 5.5 Timer On Delay

Dari gambar di atas, timer on delay diset pada tva, sehingga bila kontaktor magnit aktif, kontak bantu NO-nya akan merespon (bergerak ke kanan / terminal 7 - 8 akan sambung) setelah waktu tva, dan akan lepas bila kontaktor magnit tidak bekerja. Untuk mudah mengingat,

perhatikan pada tanda ” ( ” seperti payung. Bila tuas

bergerak ke kanan, payung akan menahan / menunda gerakan tersebut.

(36)

5.3.2 Kontaktor Magnit dengan Waktu Tunda Mati (Off Delay)

Gambar 5.6 Timer Off Delay

Timer off delay diset pada tvr. Bila kontaktor magnit aktif, maka kontak bantu NO langsung aktif juga (terminal 7 - 8 sambung). Selanjutnya bila kontaktor magnit tidak aktif, kontak bantu NO tetap aktif sampai waktu tvr (waktu tvr adalah waktu tunda dari kontaktor magnit tidak aktif sampai dengan kontak bantu NO lepas).

5.3.3 Kontaktor Magnit dengan Waktu Tunda Hidup-Mati (On- Off Delay)

Gambar 5.7 Timer On Off Delay

Bila timer on delay diset pada tva dan timer off delay diset pada tvr, maka kontak bantu NO akan aktif setelah waktu tva dari mulainya kontaktor magnit aktif. Dan akan lepas setelah waktu tvr dari tidak aktifnya kontaktor magnit.

(37)

BAB VI

RANGKAIAN STAR DAN DELTA

Motor induksi 3 fasa dapat dirangkai menggunakan rangkaian star, rangkaian delta, maupun kombinasi dari rangkaian star delta.

Gambar 6.1 Rangkaian star, lilitan motor, dan rangkaian delta Berikut penjelasan dari masing-masing rangkaian :

6.1 Rangkaian Bintang/Star/Y

Gambar 6.2 Sambungan Bintang/Star/Y

Rangkaian star merupakan rangkaian yang salah satu ujung dari ketiga kumparan dihubungkan menjadi satu. Dimana ujung kumparan tersebut menjadi titik netral, karena sifat arus 3 phase jika ketiganya dijumlahkan atau dihubungkan hasilnya netral atau nol. Nilai tegangan phase pada rangkaian star merupakan hasil dari U/ √ 3. Jadi arus yang mengalir di setiap kumparan yaitu 1_ dari arus total yang mengalir.

(38)

6.2 Rangkaian Segitiga/Delta

Gambar 6.3 Sambungan Delta

Rangkaian delta merupakan rangkaian yang dirangkai dengan menghubungkan kumparan-kumparan motor sehingga membentuk segitiga seperti gambar diatas. Pada sambungan delta tegangan setiap kumparan akan sama dengan tegangan antar phase akan tetapi arus yang mengalir disetiap kumparanya sebesar arus line dibagi

√3. Tetapi

Dari penjelasan diatas dapat diketahui bahwa rangkaian delta dapat menghasilkan arus yang lebih besar dibandingkan rangkaian star. Sehingga perlu disesuaikan pemakaianya, dan juga perlu diperhitungkan bahwa motor induksi 3 fasa tersebut akan digunakan untuk beban yang besar atau kecil. Jika beban terlalu besar sebaiknya memakai rangkaian delta karena rangkaian delta menghasilkan arus yang lebih besar daripada menggunakan rangkaian star.

6.3 Rangkaian Star Delta

Rangkaian star delta adalah rangkaian yang paling sering dipakai untuk mengoperasikan motor tiga phase karena memiliki cukup besar daya. Untuk menggerakkan motor tersebut memang diperlukan daya awal yang besar, serta dengan jenis rangkaian ini dimana rangkaian star berfungsi menstabilkan teganagan sebelum rangkaiannya dirubah menjadi delta.

Rangkaian Star Delta juga memiliki fungsi yaitu mengurangi jumlah arus start disaat motor untuk pertama kalinya dihidupkan. Karena fungsi inilah, star delta paling banyak digunakan pada system starting di motor-motor listrik.

(39)

Pemakaian rangkaian ini akan mengurangi lonjakan arus-listrik pada saat motor di starter. Prinsip kerjanya adalah dengan membuat star awal menjadi tidak dikenakan tegangan secara penuh, yaitu dengan cara dihubungkan dengan star. Kemudian saat motor telah berputar serta arus menjadi menurun, fungsi timer pun berjalan yang akan memindakan dengan otomatis rangkaian menjadi delta. Dengan berubahnya menjadi delta, maka arus yang melalui motor akan menjadi penuh.

(40)

BAB VI

TRANSFORMATOR DAN GENERATOR

7.1 Transformator

7.1.1 Pengertian Transformator

Transformator adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) dari suatu nilai tertentu ke nilai yang kita inginkan. Transformator terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi (terpisah) secara listrik dan dililitkan pada inti besi lunak. Inti besi lunak dibuat dari pelat yang berlapis-lapis untuk

mengurangi daya hilang karena arus pusar (Kanginan, 2000).

Gambar 7.1 Bagian-Bagian Transformator

Gambar 7.2 Transformator

(41)

7.1.2 Prinsip Kerja Transformator

Arus induksi mengalir melalui rangkaian sekunder hanya ketika saklar pada rangkaian primer ditutup atau dibuka. Beberapa saat setelah saklar ditutup atau dibuka, arus induksi tidak mengalir lagi melalui rangkaian sekunder. Setelah beberapa saat saklar ditutup atau dibuka, besar induksi magnetik telah mencapai nilai tetapnya, sehingga tidak berubah lagi. Transformator bekerja seperti diatas, hanya supaya ggl suatu arus induksi terus menerus (kontinyu) dibangkitkan pada rangkaian sekunder (tidak hanya dibangkitkan ketika saklar ditutup atau dibuka), maka rangkaian sekunder dihubungkan ke suatu sumber tegangan bolak-balik (Kanginan, 2000).

Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah sebagai berikut. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul GGL induksi.

Bila 2 koil diletakan saling berdekatan satu dengan yang lain sedemikian hingga medan magnet pada koil pertama dapat memotong konduktor dari koil kedua, yang menghasilkan tegangan induksi pada koil kedua saat medan magnet pada koil pertama berubah. Kedua koil tidak dihubungkan menjadi satu

secara elektronis.

Koil pertama, yang dihubungkan dengan sumber tegangan dan yang menimbulkan medan magnet asli, disebut sebagai koil primer (Kumparan Primer ). Koil yang lain disebut sebagai koil sekunder (Kumparan Sekunder ).

(42)

Pada saat emf diinduksikan pada koil sekunder, yang disebabkan adanya perubahan arus pada koil primer, itu diinduksikan melalui induksi bersama ( Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan.2002).

Gambar 7.4 Prinsip Transformator

Pada skema transformator di atas, ketika arus listrik dari sumber tegangan yang mengalir pada kumparan primer berbalik arah (berubah polaritasnya) medan magnet yang dihasilkan akan berubah arah sehingga arus listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan berubah polaritasnya (http://www.e-dukasi.net/mapok/mp_full.php?id=286).

Dasar dari teori transformator adalah sebagai berikut :

“Apabila ada arus listrik bolak

-balik yang mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnit dan apabila magnit tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka pada kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda tegangan mengelilingi magnit, sehingga akan timbul gaya gerak listrik

(GGL)”.(

http://dunialistrik.blogspot.com/2009/01/transformator.h tml).

(43)

7.1.3 Persamaan Transformator

GGL kumparan bergantung pada banyak lilitannya. Makin banyak lilitannya, makin besar ggl kumparan. Jika GGL dan Banyak lilitan kumparan sekunder masing-masing V2 dan N2 serta GGL dan banyak lilitan kumparan primer masing-masing V1 dan N1, maka diperoleh hubungan (Kanginan, 2000). :

Jika lilitan primer N1 lebih banyak daripada lilitan sekunder (N1>N2), maka tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder (V1> V2) yang disebut transformator step-down. Jika lilitan primer lebih sedikit daripada lilitan sekunder (N1<N2), maka tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder (V1<V2) disebut transformator step-up.Kuat arus dan tegangan pada kumparan primer adalah I1 dan V1, sehingga daya listrik pada kumparan primer adalah P1=V1 I1. Kuat arus dan tegangan pada kumparan sekunder adalah I2 dan V2, sehingga daya listrik yang diberikan pada kumparan sekunder adalah P2=V2 I2. Untuk transformator ideal, daya hilang dalam transformator diabaikan, sehingga daya listrik pada kumparan primer diteruskan seluruhnya ke kumparan sekunder. Bahwa efisiensi transformator sama dengan 100% (= 100%) (Kanginan, 2000).

atau

Transformator dalam praktik pada kenyataannya memiliki efisiensi sekitar 90

–

99% karena adanya rugi-rugi daya. (Kanginan, 2000).

(44)

Efisiensi sebuah transformator (η) adalah hasil bagi antara daya

sekunder dengan daya primer (Kanginan, 2000).

7.1.4 Jenis Transformator

7.1.4.1 Transformator Step up

Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam jarak jauh. (http://id.wikipedia.org/wiki/Transformator).

Gambar 7.5 Lambang transformator step-up

7.1.4.2 Transformator Step Down

Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC. (http://id.wikipedia.org/wiki/Transformator)

(45)

7.2 Generator

7.2.1 Pengertian Generator

Generator merupakan alat yang mampu menghasilkan energi listrik yang bersumber kepada energi mekanik dan umumnya menggunakan induksi elektromagnetik. Sumber energi mekanik sendiri bisa berasal dari resiprokat ataupun turbin. Generator listrik pertama kali ditemukan pada tahun 1831 oleh seseorng 1yang bernama Faraday. Saat itu generator listrik mempunyai bentuk gulungan kawat yang dililitkan pada besi yang berukuran U. Generator tersebut dikenal dengan nama Generator Cakram Faraday. Pada generator memiliki manfaat yaitu sebagai salah satu elemen mesin pembangkit listrik yang mana berasal dari energi mekanik dan semua pembangkit listrik menggunakan komponen generator di dalamnya.

Gambar 7.7 Motor induksi 3 fasa

7.2.2 Prinsip Kerja Generator

Prinsip kerja dari generator listrik sebenarnya cukup sederhana. Generator bekerja sesuai hukum faraday yakni apabila suatu penghantar diputar dalam sebuah medan magnet hingga memotong garis gaya magnet (GGM), maka akan menimbulkan garis gaya listrik (GGL) dalam satuan volt pada ujung penghantar tersebut. Berikut prinsip dari generator AC dan generator DC.

(46)

1. Generator AC

Generator AC bekerja berdasarkan atas prinsip dasar induksi elektromagnetik. Tegangan bolak-balik akan dibangkitkan oleh putaran medan magnetik dalam kumparan jangkar yang diam. Dalam hal ini kumparan medan terletak pada bagian yang sama dengan rotor dari generator.

Gambar 7.1 Prinsip generator AC

2. Generator DC

Cara kerja generator listrik DC mirip dengan cara kerja generator listri AC. Yang membedakan hanya pada generator listrik DC ini menggunakan sebuah cincin belah atau yang biasa disebut dengan komutator di bagian outputnya. Komutator ini memungkinkan arus listrik induksi yang dialirkan ke rangkaian listrik berupa arus listri DC meskipun kumparan yang berada di dalamnya menghasilkan arus listrik AC.

(47)