BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
D. Cara Kerja
Tahap pengumpulan data dan perancangan a. Stadi pustaka
1. Mempelajari sistem proteksi yang ada pada setiap industri 2. Melakukan pengamatan pada setiap koponen
b. Tahap perancangan
1. Menganalisa kebutuhan tehadap sistem proteksi motor listrik 2. Membuat diagram/digaram blok pada perancanga sistem
proteksi motor listrik berbasis mikrokontroler arduino
3. Membuat desain rangkaian pada “perancangan sistem proteksi motor listrik berbasis mikrokontroler arduino”
4. Merangkai sistem proteksi sesuai dengan desain rangkain 5. Melakukan pengujian sistem proteksi pada motor listrik, untuk
memastikan tidak ada kesalah pada setiap perakitan alat, jika
42
ditemukan ada kealahan pada penyambungan alat ke alat yang lain, maka akan di lakukan prbaikan pada alat yang telah mengalimi gangguan, dan akhirnya diadakan pengujian kembali hinggal hasil perancangan dinyatakan sesuai dengan yang diinginkan.
A. Diagram blok Sistem
43 B. Flowchart sofeware
\
GAMBAR 12. DIAGRAM BLOK PERANCANGAN SISTEM PROTEKSI MOTOR LISTRIK BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO
MIKROKONTROLER ARDUINO
SENSOR RR SENSOR
R
MOTOR MOTOR
POWER SUPPLY
S
RELAY RELAY
start
44
Gambar 13. Flowchart sofeware
45 BAB IV
ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Umum
Sistem proteksi motor listrik ini pada prinsipnya mamisahkan motor listrik yang mengalami gangguan tanpa mengganggu kinerja motor listrik yang sedang beroperasi. Adapun bebrapa gangguan yang dapat di ujikan pada sistem proteksi motor listrik berbasis mikrokontroler arduino yaitu:
1. Beban lebih
beban lebih adalah suatu keadaan abnormal yang apabila dibiarkan terusberlangsung dapat membahayakan peralatan, jadi harus diamankan, makabeban lebih harus ikut ditinjau.
2. Rotor terkunci
Proteksi ini melibatkan aplikasi relay yang sedekat mungkin cocok dengan kurva termal dan rotor terkunci Motor. Sekali lagi perlu diingat bahwa kurva termal Motor adalah pendekatan dari representasi zona kerusakan termis untuk operasi umum atau normal
B. Realisasi
Perakitan sistem proteksi berbasis mikrokontroler arduino menggunkana beberapa alat seperti dua buah dua buah relay, dua buah sensor arus ACS721, dua buah MI1F, dan sebuah mikrokontroler arduino.
46
Gambar 14. a. Tampak luar
Keterangan :
1. Motor induksi satu fase 2. LCD
Gambar 15. b. Tampak dalam 1
2
2
3 1
4 5
6
2
47 Keterangan :
1. Mikrokontroler Arduino 2. Senasor Arus ACS712 3. Relay
4. trafo 5. Capasitor 6. Transistor
Gambar 14. Sistem proteksi motor listrik berbasis mikrokontroler arduino Pada perancangan ini merupakan komponen- komponen dan peralatan antara lain.
1. Mikrokontroler arduino
Gambar 15. Mikrokonroler Arduino Uno
Merupakan alat pengendali mikro single-board yang bersifat open- source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang.
48 2. Sensor arus
Spesifikasi Sensor Arus ACS712 1. Arus AC/DC = 5 A
2. Sensitivitas = 185 mV/A 3. Tegangan Suplai = 5 VDC
Gambar 16. Sensor Arus ACS712
Merupakan alat sensor yang presisi sebagai sensor arus AC atau DC dalam pembacaan arus didalam dunia industri, otomotif, komersil dan sistem-sistem komunikasi. Pada umumnya aplikasi sensor ini biasanya digunakan untuk mengontrol motor, deteksi beban listrik, switched-mode power supplies dan proteksi beban berlebih.
49 3. Relay 5 VDC
Gambar 17. Relay
merupakan komponen elektronika yang dapat mengimplementasikan logika switching. Relay yang digunakan sebelum tahun 70an, merupakan
“otak” dari rangkaian pengendali.
4. Motor Induksi 1 fase
Motor yang kami gunakan pada perancangan ini adalah motor AC satu fase:
Type : MI1F rotor belitan P = 100 W V = 220 V I = 0,5 A F = 50/60 Hz Nr = 6000 RPM
50
Gambar 18. Motor induksi satu fase
MI1F sering digunakan sebagai penggerak pada peralatan yang memerlukan daya rendah dan kecepatan yang relatif konstan. Hal ini disebabkan karena MI1F memiliki beberapa kelebihan yaitu konstruksi yang cukup sederhana, kecepatan putar yang hampir konstan terhadap perubahan beban, dan umumnya digunakan pada sumber jala-jala satu fasa yang banyak terdapat pada peralatan domestik. Walaupun demikian motor ini juga memiliki beberapa kekurangan, yaitu kapasitas pembebanan yang relatif rendah, idak dapat melakukan pengasutan sendiri tanpa pertolongan alat bantu dan efisiensi yang rendah.
5. LCD
Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler, LCD (Liquid Crysral Display) dapat berfungsi untuk menampilakan suatu nilai hasil sensor, menampilakan teks, atau menampilakan menu pada aplikasi mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris
51
dengan setiap karakternya dibentuk oleh baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris pixel terakhir adalah kursor).
6. Transformator (trafo)
Komponen yang berfungsi untuk mentransfer sumber energy atau tenaga dari suatu rangkaian AC ke rangkaian lainnya.
Perpindahan/transfer energy tersebut bisa menaikkan atau menurunkan energy yang ditransfer, hal ini disesuaikan dengan kebutuhan. Untuk menaikkan tegangan dibutuhkan trafo step-up sedangkan untuk menurunkan tegangan dibutuhkan trafo step-down.
7. Kondensator (kapasitor)
Kondensator atau biasa disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi didalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.
Kondensator memiliki satuan yang disebut farad, ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Kondensator kini juga dikenal sebagai “kapasitor”.
Berdasarkan kegunaannya, ada tiga jenis kondensator, yaitu :
1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap) adalah kondensator yang nilainya konstan. Ada tiga macam bentuk kondensator tetap :
- Kondensator keramik (ceramik capasitor), memiliki bentuk bulat tipis, ada yang segi empat berwarna merah, hijau, coklat dan lain-lain. Dalam pemasangan di papan rangkaian (PCB), boleh dibolak-balik karena tidak mempunyai kaki
52
positif dan negative. Mempunyai kapasitas mulai dari beberapa piko farad sampai dengan ratusan kilopiko farad (KpF). Dengan tegangan kerja maksimal 25 Volt sampai 100 Volt, dan juga ada sampai ribuan Volt.
- Kondensator polyester, pada dasarnya sama saja dengan kondensator keramik begitu juga cara menghitung nilainya.
Bentuk persegi empat seperti permen.
- Kondensator kertas, sering disebut juga kondensator padder. Misal pada radio dipasang seri dari spul osilator ke variable kondensator.
2. Kondensator elektrolit (electrolyte condenser = elco) adalah kondensator yang biasanya berbentuk tabung, mempunyai dua kutub kaki berpolaritas positif dan negative. Nilai kapasitasnya dari 0,47 uF (microfarad) sampai ribuan microfarad dengan voltase kerja dari beberapa Volt hingga ribuan Volt.
3. Kondensator variable (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah), kondensator ini dapat berubah kapasitasnya karena secara fisik mempunyai poros yang dapat diputar dengan menggunakan obeng.
53 C. Rangkaian kontrol arus
Gambar 19. Rangkaian kontrol arus
54 D. Pembahasan hasil pengukuran
Setelah kami melakukan pengujian terhadap sistem proteksi motor listrik berbasis mikrokontroler arduino maka hasil yang didapatkan adalah:
1. Tabel pengujian arus normal yang masuk ke motor 1 dan motor 2 putaran motor yang dihasilkan :
Arus normal pada motor (A) Putaran Motor (rpm) Motor 1 Motor 2 Motor 1 Motor 2
1, 15 1, 17 3452 3658
1, 22 1, 22 3490 3398
1,19 1, 16 3087 3402
1. Pengukuran pertama
Gambar 20. Arus normal
55 2. Pengukuran ke dua
Gambar 21. Arus normal
3. Pengukuran ke tiga
Gambar 23. Arus normal
2. Pengujian arus pada motor yang mengalami gangguan beban lebih :
a. Tabel gangguan beban lebih pada motor 1
Arus beban lebih Putaran Motor (rpm) Motor 1 (A) Motor 2 (A)
1, 59 1, 32 1789
1, 56 1, 38 1442
1,70 1, 31 1406
56 4. Pengukuran arus beban lebih
Gambar 24. Arus beban lebih motor 1
5. Pengukuran ke tiga
Gambar 25. Arus beban lebih motor 1
b. Tabel gangguan beban lebih pada motor 2
Arus beban lebih Putaran Motor (rpm) Motor 1 (A) Motor 2 (A)
1,39 1, 56 1223
1,36 1, 52 1330
1,38 1, 51 1870
57
3. Pengujian arus pada motor yang mengalami gangguan rotor terkunci:
a. Tabel gangguan rotor terkunci pada motor 1
Gangguan rotor terkunci Putaran Motor (rpm) Motor 1 (A) Motor 2 (A)
2, 00 1, 38 1108
1, 90 1, 31 1389
1, 65 1, 39 1250
1. Pengukuran pertama
Gambar 26. Arus rotor terkunci pada motor 1
2. Pengukuran ke dua
Gambar 27. Arus rotor terkunci pada motor 1
58 3. Pengukuran ke tiga
Gambar 28. Arus rotor terkunci pada motor 1
b. Tabel gangguan rotor terkunci pada motor 2
Gangguan rotor terkunci Putaran Motor (rpm) Motor 1 (A) Motor 2 (A)
1, 38 1, 99 1176
1, 27 2, 12 1160
1, 35 2, 00 1424
1. Pengukuran pertama
Gambar 29. Arus rotor terkunci motor 2
59 2. Pengukuran ke dua
Gambar 30. Arus rotor terkunci 3. Pengukuran ke tiga
Gambar 31. Arus rotor terkunci
Jenis gangguan yang dapat diproteksi adalah beban lebih, rotor terkunci. Selang waktu yang digunakan untuk relay untuk memutus motor listrik ketika terjadi gangguan adalah 0,25 detik. Setelah sistem dijalankan, Relay yang terhubung ke motor AC menggunakan kontak relay NC (normaly close). Kemudian mikrokontroler arduino di program untuk memutus suplai relay ketika sensor arus menunjukkan gangguan (arus lebih besar dari 1,5 A).
60
Pengujian alat, kemudian motor dioperasikan sehingga data arus yang dihasilkan oleh motor 1 sebesar 1,15 A dan motor 2 sebesar 1,17A yang ditampilkan pada LCD. Untuk menguji adanya gangguan pada salah satu MI1F, pada salah satu motor akan diperlambat putarannya dengan cara menahan putaran motor yang sedang berputar. Selama proses perlambatan putaran motor, LCD aka menampilkan kenaikan arus motor 2 dari 1,17 A menjadi 1,54 A. Karena telah mencapai arus gangguan yang telah di tetapkan, mikrokontroler arduino akan memerintahkan kontak relay berpindah ke NO (normaly open) sehingga motor 2 mengalami gangguan beban lebih akan berhenti dan dipisahkan dari motor yang sedang beroperasi normal sehingga tidak mengganggu keseluruhan sistem yang sedang beroperasi.
61 BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Kesimpulan yang diambil pada perancangan sistem proteksi motor listrik berbasis mikrokontroler arduino ini, setelah pengujian adalah :
1. Motor akan terputus pada saat arus melewati batas yang telah di tentukan.
2. Pada saat kedua motor beroperasi arus normal tanpa beban sebesar 1,35 A. Ketika terjadi arus beban lebih melewati 1,5 A maka mikrokontroler arduino memerintahkan relai untuk memutus arus, sehingga motor akan berhenti tanpa mengganggu komponen yang lainya.
B. Saran
Adapun saran-saran yang dapat di berikan :
1. Perlunya pengembangan sistem proteksi yang cepat memutus arus ketika terjadi beban lebih.
2. Pada penelitian selanjutnya diharapkan dapat menggunakan sistem proteksi yang dapat mengatasi beberapa jenis gangguan dalam sistem proteks.
3. Perlunya komponen yang murah dan terjangkau pada peakitan sistem proteksi, tetapi tetap efisien dalam pengoprasiannya.
62
DAFTAR PUSTAKA
Pandjaitan, Bonar, 2012, Praktik-Praktik Proteksi Sistem Tenaga Listrik, Andi.
Arduino Home page. (2012). Arduino Uno. [Online]. Tersedia : http//www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno [2 Agustus 2012]
Zuhal, 1977, Dasar Tenaga Listrik, ITB Bandung.
http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/11/dasar-dasar-sistemproteksi.html - http://mjalaluddinjabbar.blogspot.com/2012/04/belajar-sendiri-
mikrokontroler-lengkap.html
http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/teori-relay-elektro- mekanik/
http://kanguky.blogspot.com/2013/03/pengertian-fungsi-dan-kegunaan- arduino.html
http://yefrichan.wordpress.com/2011/03/26/pengertian-motor-listrik/
http://www.miung.com/2013/05/pengertian-dan-fungsi-mcb-miniature.html
63
64
Gambar sistem proteksi motor listrik berbasis mikrokontroler arduino
Gambar rangkaian sistem proteksi
65
gambar mengukur putaran motor menggunakan taco meter
Taco meter
1 PERANCANGAN SISTEM PROTEKSI MOTOR LISTRIK BERBASIS
MIKROKONTROLER ARDUINO
Muhhajir
Fakultas Teknik Jurusan Elektro, Universitas Muhammadiyah Makassar E-mail: ajir_teknik@yahoo.com
Abstrak: Muhhajir, 2014. Perancangan Sistem Proteksi Motor Listrik Berbasis Mikrokontroler Arduino. Skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Pembimbing I Dr.Ir.H.Zulfajri Basri Hasanuddin, M,Eg dan Pembimbing II Andi Faharuddin, ST.,MT. Penelitian ini bertujuan untuk : 1) menganalisa cara untuk mendeteksi dan memutus arus ketika terjadi gangguan. 2) Memutus motor yang mengalami gangguan tampa menggagu kinerja motor yang sedang beroperasi. Proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri. Ada beberapa mesin yang bekerja untuk mengoperasikan suatu industri, industri beroperasi selama dua puluh empat jam non stop setiap hari oleh sebab itu dibutuhkan sistem proteksi yang handal untuk mengurangi tingkat kerusakan ketika terjadi gangguan, setiap industri sudah mempunyai sistem proteksi masing-masing tetapi masih belum efisiendalam mengisolir ketika terjadi gangguan atau kerusakan pada mesin industri.
Kata kunci : Motor AC, Mikrokontroler Arduino, Relay, Sensor Arus.
.
Abstract: Muhhajir, 2014. Electric Motor Protection System Design Based Arduino Microcontroller. Thesis Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Muhammadiyah Makassar. Supervisor I Dr.Ir.H.Zulfajri Basri Hasanuddin, M, Eg and Advisor II Andi Faharuddin, ST., MT. This study aims to: 1) analyze how to detect and cut off the flow when an interruption occurs. 2) Disconnect the motor impaired motor performance without interfere in operation. Power system protection is protection system installed in the electrical equipment of a power system, such as generators, transformers, network and others, against abnormal operating conditions of the system itself. There are some machines that work to operate an industry, the industry operates twenty four hours non-stop every day and therefore required a reliable protection system to reduce the level of damage in the event of disruption, every industry already has a protection system respectively but still efisiendalam isolating the event of disruption or damage to the machine industry.
Keywords: Motor AC, Arduino Microcontroller, Relay, Sensor Flow.
PENDAHULUAN
Seiring dengan perkembangan zaman yang semakin modern, maka manusia dan teknologi saat ini tidak dapat dipisahkan lagi,tidak bisa dipungkiri bahwa untuk mendukung aktivitas manusia baik secara umum atau individu dalam menjalani kehidupan sehari-hari tidak terlepas dari teknologi.
Perkembangan industripun saat ini sudah berkembang sangat pesat dan pembangunan industri mulai ditingkatkan untuk menunjang kinerja masyarakat suatu wilayah. Proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatan- peralatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator,
2 transformator, jaringan dan lain-lain,
terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri. Ada beberapa mesin yang bekerja untuk mengoperasikan suatu industri, industri beroperasi selama dua puluh empat jam non stop setiap hari oleh sebab itu dibutuhkan sistem proteksi yang handal untuk mengurangi tingkat kerusakan ketika terjadi gangguan, setiap industri sudah mempunyai sistem proteksi masing- masing tetapi masih belum efisiendalam mengisolir ketika terjadi gangguan atau kerusakan pada mesin industri.
Proses kerja sistem proteksi saat ini adalah, ketika terjadi gangguan pada salah satu mesin industri yang sedang beroperasi maka akan mengganggu kinerja mesin yang lain, sehingga dapat mempengaruhi hasil produksi. Sistem proteksi motor listrik berbasis mikrokontroler arduino bekerja efisien yaitu, ketika terjadi gangguan pada salah satu motor listrik yang sedang beroperasi, maka pada sistem proteksi motorbagian yang lain tetap beroperasi,karena relay hanya memisahkansecara automatis motoryang bermasalah, melalui intruksi dari mikrokontroler arduino.
Pada permasalahan di atas, realisasi pengembangan sistem proteksi motor listrik berbasis mikrokontroler arduino, bertujuan mengurangi kerugian dan kerusakan motor listrik pada industri.
Pada perancangan tersebut terdapat fungsi proses kerja yaitu, mengisolir atau mamisahkan motor yang mengalami gangguan tanpa mengganggu motor listrik yang beroperasi.Menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan- peralatan akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat. Cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi sekecil mungkin.
Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang di atas, maka yang menjadi rumusan masalah pada perancangan prototipe ini yaitu :
a) Bagaimana caramemproteksi motor listrik dengan relay yang dikontrol oleh mikrokontroler arduino.
b) Bagaimana kinerja sistem proteksi motor listrik dengan menggunakan mikrokontroler arduino.
Tujuan
a) Mendesain dan merealisasikan sistem proteksi motor listrik berbasis mikrokontroler arduino.
b) Relai akan memutus arus ketika terjadi beban lebih pada motor.
Batasan Masalah
Penulis hanya membatasi pada masalah hal berikut :
“Pada perancangan sistem proteksi beban lebih motor listrik berbasis mikrokontroler arduino pada industri TINJAUAN PUSTAKA
Sistem Proteksi
Keandalan dan kemampuan suatu sistem tenaga listrik dalam melayani konsumen sangat tergantung pada sistem proteksi yang digunakan. Oleh sebab itu dalam perencangan suatu sistem tenaga listrik, perlu dipertimbangkan kondisi- kondisi gangguan yang mungkin terjadi pada sistem, melalui analisa gangguan.
Dari hasil analisa gangguan, dapat ditentukan sistem proteksi yang akan digunakan, seperti: spesifikasi switchgear, rating circuit breaker (CB) serta penetapan besaran besaran yang
menentukan bekerjanya
suatu relay (setting relay) untuk keperluan proteksi. Artikel ini akan membahas tentang karakter serta gangguan-gangguan dan sistem proteksi yang digunakan pada sistem tenaga listrik yang
meliputi: generator,transformer, jaringan
3 dan busbar.
Definisi Sistem Proteksi
Proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri.Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih, beban
lebih, frekuensi sistem
rendah, asinkron dan lain-lain. Dengan kata lain sistem proteksi itu bermanfaat untuk:
a) Menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan- peralatan akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat.
b) Cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi sekecil mungkin.
c) Dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen dan juga mutu listrik yang baik.
d) Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik.
Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari berbagai tipe gangguan pada suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator yang merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan circuit Breaker yang tepat untuk mengeluarkan sistem yang terganggu atau memisahkannya dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator untuk mengawasi gangguan- gangguan yang mungkin terjadi dan
menentukan CB mana yang dioperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut secara manual.Mengingat arus gangguan yang cukup besar, maka perlu secepat mungkin dilakukan pengamanan. Hal ini perlu suatu peralatan yang digunakan untuk mendeteksi keadaan- keadaan yang tidak normal tersebut dan selanjutnya menginstruksikan circuit breaker yang tepat untuk bekerja memutuskan rangkaian atau sistem yang terganggu. Dan peralatan tersebut kita kenal dengan relay.Ringkasnya proteksi dan tripping otomatik circuit breaker yang berhubungan, mempunyai dua fungsi pokok:
a) Mengisolir peralatan yang terganggu, agar bagian-bagian yang lainnya tetap beroperasi seperti biasa.
b) Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (over heating),
pengaruh gaya-gaya
mekanik.Koordinasi antara relay dan circuit breaker(CB) dalam mengamati dan memutuskan gangguan disebut sebagai sistem proteksi.Banyak hal yang harus dipertimbangkan dalam mempertahankan arus kerja maksimum yang aman. Jika arus kerja bertambah melampaui batas aman yang ditentukan dan tidak ada proteksi atau jika proteksi tidak memadai atau tidak efektif, maka keadaan tidak normal dan akan mengakibatkan kerusakan isolasi.
Pertambahan arus yang berkelebihan menyebabkan rugi- rugi daya pada konduktor akan berkelebihan pula, sedangkan pengaruh pemanasan adalah sebanding dengan kwadrat dari arus:
H = 𝐼2 𝑅. 𝑡 Dimana :
H = panas yang dihasilkan (Joule) I = arus listrik (ampere)
R = tahanan konduktor (ohm)
4 t = waktu atau lamanya arus yang
mengalir (detik)
Proteksi Thermal Terkunci
Proteksi ini melibatkan aplikasi relay yang sedekat mungkin cocok dengan kurva termal dan rotor terkunci Motor.
Sekali lagi perlu diingat bahwa kurva termal Motor adalah pendekatan dari representasi zona kerusakan termis untuk operasi umum atau normal. Relay harus beroperasi sebelum batasan ini tercapai atau terlampaui. Selama ini keinginan tersebut dicapai dengan menggunakan relay termis untuk proteksi termis, dan relay arus lebih waktu terbalik untuk proteksi rotor terkunci. Proteksi ini didesain dan dikemas dalam berbagai cara, memberikan proteksi yang baik untuk kebanyakan Motor. Relay Termis tersedia dalam beberapa bentuk:
a) Tipe „Replica‟ dimana karakteristik pemanasan Motor dekat dengan elemen bimetal diantara unit arus pemanas.
Relayini beroprasi hanya karena arus saja.
b) Operasi relay berasal dari koil eksplorasi, biasanya berupa Tahanan pengindera Temperatur atau dalam bahasa aslinya disingkat RTD, disatukan pada belitan Motor.
Relay beroperasi hanya karena temperatur
belitan dan pengindera diletakkan pada motor oleh desainer pada titik panas yang paling mungkin atau pada areal yang berbahaya.
Hal ini biasanya dipakai pada Motor-Motor 250 HP keatas, dan mungkin pula tidak terpasang pada Motor ukuran tertentu, kecualidinyatakan.
c) Relay yang beroperasi berdasarkan
kombinaso arus dan
temperatur.
Gambar 1 : Tipikal proteksi beban lebih, rotor terkunci, dan gangguan pada
Motor
Motor dan Ketidak Seimbangan Sistem
Penyebab umum ketidak seimbangan pada Motor 3 fasedikarenakan oleh kehilangan fase akibat Fuse terbuka, konektor atau konduktor terbuka.
Ketidakseimbangan pada beban dapat pula mempengaruhi Motor. Ketidak seimbangan tegangan sebesar 3,5% akan mengakibatkan kenaikan 25% atau lebih temperatur Motor. Hal ini terutamaakibat arus urutan negatif yang dihasilkan oleh ketidak seimbanga. Arus ini menimbulkan fluks pada celah udara Motor, berputar berlawanan arah putaran Motor sesungguhnya. Efek kulit meyebabkan resistansi tinggi, dan seperti disebut diatas, impedansi urutan negatif merupakan hal penting pada harga rotor terkunci. Jadi arus tinggi akan menimbulkan pengaruh pemanasan.
Total pemanasan pada Motor sebanding dengan: I1 t K I2 t. Dimana I1dan I2 adalah arus-arus urutan positif dan negatif, dan Kadalah:
5 Dimana Rr1 dan Rr2 adalah resistansi
urutan positif dan negatif dari rotor Motor. ILR arus rotor terkunci dalam pu.
Persamaan diatas menunjukkan bahwa komponen urutannegatif mempengaruhi kenaikan temperatur Motor. Untuk kasus- kasus spesifik, sirkit ini dapat diekspansi untuk menunjukkan detail yang ada dari sumber atau beban.
Transformator dapat direpresentasikan dengan reaktansinya, XTR atau XT.
Untukkeadaan fase terbuka antara Transformator dan Motor, XT harus ditambahkan secara seri dengan impedansi sumber sebagai harga ekivalen ZS1 dan ZS2. Bilamana fase terbuka terjadi diantara sisitem dan Transformator, XT tidak termasuk dalam ekivalen sumber, tetapi ditambahkan secara seri dengan impedansi Motor. Sirkit ini untuk Motor yang tidak ditanahkan, seperti umumnya dipakai. Jaringan urutan nol tidak terlibat pada keadaan satu fase terbuka, kecuali kedua sisi sistem maupun Motor ditanahkan.
Gambar 2 : Representasi komponen simetris yang
Proteksi Tegangan Kurang
Tegangan kurang pada Motor dapat berakibat meningkatkan arus dan kegagaln pengasutan untuk mencapai rating kecepatan Motor atau kehilangan kecepatan dan mungkin berhenti berulang, proteksi tegangan kurang termasuk bagian dari peralatan Starter
Motor, tetapi sebuah relay tegangan kurang waktu terbalik direkomendasikan untuk digunakan guna memutus kondisi ini agar tidak berlangsung lama dan sebagai relay cadangan.
Gambar 3: Rekomendasi tipikal proteksi Motor :
(a) untuk Motor tanpalead netral dan tersedia RTD;
(b)untuk Motor yang memiliki lead netral dan tersedia
Cara Kerja Motor Listrik
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1):
a. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan
menjadi sebuah
lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya adaarah yang berlawanan.
b. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.