Laporan Penggunaan dan Pengaturan Motor Listrik

LAPORAN STARTING MOTOR LISTRIK

OLEH:

HUSAIN BAHRI TUMANGGOR NIM: 5212530004

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2024

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Laporan ini untuk memenuhi tugas Makalah pada mata kuliah Penggunaan dan Pengaturan Motor Listrik dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana.

Semoga Laporan ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk, maupun pedoman bagi pembaca.

Harapan penulis semoga Laporan ini membantu menambah ilmu pengetahuan dan pengalaman bagi para pembacanya, sehingga memotivasi penulis untuk mampu memahami segala pembahasan yang berkaitan dengan pembelajaran tersebut.

Penulis menyadari bahwa Laporan ini masih memiliki banyak kekurangan karena keterbatasan pengetahuan yang penulis miliki, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca agar dalam pembuatan tugas makalah selanjutnya dapat menjadi lebih baik lagi.

Medan, Mei 2024

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR... ii

DAFTAR ISI... iii

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah... 1

1.3 Tujuan... 1

BAB II PEMBAHASAN... 2

2.1 Rangkaian Direct On Line... 2

2.2 Prinsip Kerja Rangkaian Direct On Line... 3

2.3 Rangkaian Forward Reverse Manual... 4

2.4 Prinsip Kerja Forward Reverse Manual... 5

2.5 Rangkaian Forward Reverse Otomatis... 5

2.6 Prinsip Kerja Rangkaian Forward Reverse Otomatis... 6

2.7 Rangkaian Star – Delta ... 6

2.8 Prinsip Kerja Rangkaian Star Delta... 7

BAB III PENUTUP... 10

3.1 Kesimpulan... 10 DAFTAR PUSTAKA...

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Motor listrik merupakan jenis mesin yang memanfaatkan listrik yang kemudian akan diubah menjadi energi gerak. Penggunaan motor listrik 3 fasa pada saat ini sangat penting untuk dipelajari. Semakin berkembangnya teknologi banyak industri yang menggunakan motor listrik 3 fasa untuk proses produksi.

Kegunaan dari motor listrik 3 fasa ini antara lain untuk menggerakan alat-alat pada proses produksi di industri. Adapun beberapa cara untuk menggerakkan motor 3 phasa ini adalah rangkaian direct on line (DOL), Rangkaian forward- reverse dan rangkaian star delta.

1.2 Rumusan Masalah

1. Mempelajari tentang rangkaian direct on line (DOL) 2. Mempelajari tentang rangkaian forward reverse 3. Mempelajari tentang rangkaian star delta 1.3 Rumusan Masalah

1. Untuk Mengetahui tentang rangkaian direct on line (DOL) 2. Untuk Mengetahui tentang rangkaian forward reverse 3. Untuk Mengetahui tentang rangkaian star delta

2.1 Rangkain Direct On Line (DOL)

Rangkaian Direct On Line (DOL) adalah rangkaian motor listrik yang paling sederhana dan umum digunakan. Rangkaian ini menghubungkan motor secara langsung ke sumber daya listrik tanpa melalui langkah-langkah perantara seperti resistor atau transformator. Hal ini menjadikannya metode starting motor yang paling dasar dan hemat biaya. Starting DOL digunakan apabila penurunan tegangan saat motor dihidupkan (starting) tidak menjadi masalah atau tegangan jatuh tidak melewati batas toleransi yang diijinkan dikarenakan arus starting motor jenis ini bisa 4-7 kali lebih besar dari arus nominal nya.

Sistem Direct On Line ini, sering digunakan di industri dan biasanya dipakai untuk menjalankan motor dengan kapasitas daya 1 Kw sampai 5 kW (misal: untuk starting motor pompa, motor kompresor). Dinamakan Direct On Line karena menghubungkan langsung antara sumber dengan beban. Sedangkan sumber tegangannya adalah menggunakan sistem 3 phase dengan netral dihubungkan pada itik bintang. Motor listrik ini biasanya mempunyai spesifikasi sebagai berikut:

Rated Daya : 1 sampai 5 Kw Rated Tegangan : 220/380 Volt Rated Frekuensi : 50/60 Hz Cos α: 0,6 sampai 0,8 Connection : star (Y)

Ada dua rangkaian listrik yang membentuk dari rangkaian DOL ini:

1. Rangkaian daya yaitu rangkaian yang merupakan jalur tegangan utama motor bisa 220 V, 380 V, 660V, dan sebagainya. Aliran arus ke motor ditentukan oleh kondisi anaka kontak dari kontaktor utama.

2. Rangkaian kontrol yaitu rangkaian yang digunakan untuk memutus dan menyambung aliran arus ke motor melalui anak kontak kontaktor utama. Kontaktor utama harus mendapatkan tegangan suplai agar anak

kontaknya berubah kondisi. Hal ini dicapai dengan menekan tombol START atau tertutupnya anak kontak ON dari relay kontrol jarak jauh di rangkaian kontrol. Tegangan yang dipakai biasanya 110 VAC.jatuh tidak melewati batas toleransi yang diijinkan dikarenakan arus starting motor jenis ini bisa 4-7 kali lebih besar dari arus nominal nya.

Gambar 1 Diagram daya dan Diagram Kontrol Rangkaian DOL

2.2 Prinsip Kerja Rangkain Direct On Line (DOL)

Adapun prinsip kerja rangkaian Direct On Line (DOL) yaitu:

1. Pengaktifan

 Tekan tombol Start (atau sakelar kontrol lainnya) yang mengirimkan sinyal ke coil kontaktor.

 Kumparan kontaktor teraliri listrik dan menghasilkan medan magnet.

 Medan magnet menarik inti besi kontaktor, sehingga kontak utama dalam keadaan terbuka (NO - Normally Open) menjadi tertutup (NC - Normally Close)

2. Koneksi Motor

 Kontak utama yang tertutup menghubungkan jalur utama (biasanya 3 fasa) dengan terminal motor.

 Motor langsung menerima tegangan penuh dari sumber daya listrik tanpa melalui tahapan tambahan.

 Motor mulai berputar dan menghasilkan tenaga untuk menjalankan beban yang terhubung padanya.

3. Pengaman dan Monitoring

 Thermal overload relay (TOR) secara terus menerus memantau arus yang mengalir melalui motor.

 Jika arus melebihi batas aman yang ditentukan, TOR akan trip (berfungsi) dan memutuskan aliran listrik ke motor.

 Ini berfungsi untuk melindungi motor dari kerusakan akibat panas berlebih.

4. Penghentian

 Lepaskan tombol Start atau gunakan tombol Stop untuk memutus aliran listrik ke coil kontaktor.

 Kontak utama kembali terbuka, menghentikan aliran listrik ke motor.

 Motor berhenti berputar.

2.3 Rangkaian Forward Reverse Manual

Forward reverse, sistem ini banyak digunakan karena berfungsi sebagai penggerak sebuah alat produksi. Forward reverse merupakan pengontrolan pada putaran motor listrik 3 fasa, dimana motor akan bergerak maju dan bergerak lagi ke arah sebaliknya. Dalam menggunakan forward reverse terdapat dua macam sistem yang dapat kita gunakan yaitu rangkaian manual dan rangkaian otomatis. Pada rangkaian forward reverse manual menggunakan komponen berupa start button, contactor, normally closed contact, power supply, dan neutral. Pada rangkaian ini,

untuk memutar motor ke arah kanan dan kiri maka harus dilakukannya penukaran fasa. Yang dimaksud penukaran fasa yaitu saat ingin menjalankan motor ke arah kanan (forward) maka posisi susunan pada fasa yaitu RST dengan ketentuan R berwarna merah, S berwarna kuning dan T berwarna hitam. Jika ingin memutar motor ke arah kiri (reverse) maka susunan posisi pada fasa yang awalnya RST dapat ditukar posisinya menjadi RTS.

Ada dua rangkaian yang membentuk forward reverse manual ini yaitu berupa rangkaian daya dan rangkaian kontrol.

1. Rangkaian daya atau pengawatan digunakan untuk menghubungkan langsung sumber dengan beban yang ada yaitu motor listrik 3 fasa.

Komponen – komponen yang ada pada rangkaian daya ini berisikan kontak-kontak utama yang dapat beroperasi berdasarkan kegunaan pada rangkaian kontrol.

2. Rangkaian kontrol adalah rangkaian yang berfungsi untuk mengoperasikan atau mengendalikan fungsi kerja dalam suatu rangkaian.

Gambar 2 Diagram daya dan Diagram Kontrol Rangkaian Forward Reverse

2.4 Prinsip Kerja Rangkain Forward Reverse Manual

Adapun prinsip kerja rangkaian Forward Reverse yaitu: saat tombol push button S2 ditekan maka motor akan berputar ke arah kanan dan saat tombol push button S3 ditekan maka motor akan berputar ke arah kiri. Agar motor tidak berputar secara bersamaan maka perlu dilakukannya penguncian. Penguncian ini

dilakukan saat push button S2 ditekan dan arus listrik akan mengalir menuju K1 atau kontaktor 1 dan otomatis akan mengaktifkan K1. Dan jika kita melepas push button S2 maka motor akan tetap berputar ke arah kanan karena rangkain sudah dikunci oleh kontak NO (Normally Open) pada K1. Untuk mematikan motor yang berputar maka dengan cara menekan tombol push button S1. Begitupun saat ingin memutar motor ke arah kiri yang membedakannya hanya pada penekanan push button, untuk memutar motor ke arah kiri maka push button yang ditekan yaitu push button S3 dan untuk mematikannya dengan menekan push button S1.

2.5 Rangkain Forward Reverse Otomatis

PLC merupakan alat kendali motor listrik yang biasa digunakan di industri.

Programmable Logic Controller (PLC) merupakan sebuah komputer elektronik yang mempunyai fungsi sebagai kendali pada suatu program PLC ini dapat digunakan untuk mengubah rangkaian pada sistem forward reverse sehingga penggunaannya akan jauh lebih mudah. Pada rangkaian forward reverse otomatis ini menggunakan komponen yang digunakan hampir sama dengan rangkaian manual. Terdapat beberapa komponen seperti start button, contactor, normally closed contact, power supply, dan neutral. Namun yang membedakan pada rangkaian ini menggunakan komponen tambahan yang berupa relay. Relay memiliki fungsi untuk menghubungkan dan memutus arus dalam sebuah rangkaian. Dalam rangkaian forward reverse langkah yang dilakukan tidak jauh berbeda dengan rangkaian sebelumnya. Yang membedakan yaitu adanya penginstalasian ke dalam komputer/PLC. Saat merakit rangkaian forward reverse pada PLC perlu diperhatikan input dan outputnya. Saat ingin menghubungkan output yang ada pada rangkaian forward reverse dengan input pada PLC maka perhatikan fasa nya. Fasa yang digunakan pada PLC yaitu pase 24v. Oleh karena itu penting disini untuk membedakan warna kabel saat merakit rangkaian forward reverse. Hal ini berfungsi agar PLC tidak rusak atau terjadinya hubungan arus pendek.

2.6 Prinsip Kerja Rangkain Forward Reverse Otomatis

Prinsip kerjanya pun sama yaitu dengan ditukarnya dua fasa yang awalnya R, S, T maka menjadi T, S, R. Hal tersebut dilakukan agar motor induksi dapat berputar ke arah kanan dan kiri.

2.7 Rangkain Star Delta

Star delta merupakan suatu sistem pada starting motor yang sering dimanfaatkan sebagai starting motor induksi 3 fasa. Pada star delta ini memiliki metode dalam motor induksi 3 fasa yaitu metode pengasutan agar meminimalkan tegangan yang akan masuk ke dalam kumparan motor. Salah satu motor induksi yang bisa dimanfaatkan ke dalam satuan ikatan star delta yang memiliki 6 buah terminal serta tidak bisa dimanfaatkan dengan cara bersamaan. Sehingga star (Y) digunakan pada awal motor bekerja serta saat motor sudah maksimal sesuai kecepatan sekitar 80% maka hubungan star dapat diubah menjadi hubungan delta (Δ). Dari star itu, tegangan semua fasa diturunkan sebesar 1/3 dari 57,7%

tegangan sumber serta arus sumber tersebut dapat dikurangi sekitar 1/3. Selain itu, motor induksi 3 fasa memiliki keuntungan menggunakan ikatan star delta yaitu arus hubungan star memiliki minimum terhadap arus hubungan delta, maka dapat menurunkan besarnya arus start motor yang mendekati 7 kali arus nominal dan torsi motor bisa dipertahankan. Rangkaian star adalah perangkat listrik tiga fasa yang terdiri dari tiga bagian (misalnya belitan) yang disusun dengan cara yang sama seperti huruf Y, dengan ujung-ujungnya dihubungkan sebagai garis dan bagian netral di tengah. Sirkuit delta adalah perangkat listrik tiga fasa yang terdiri dari tiga bagian yang sama (misalnya belitan) yang disusun dalam segitiga dengan ujung-ujungnya terhubung dalam garis tanpa netral. Jika ingin mendapatkan kabel netral biasanya diambil dari ground, asalkan sumber tegangannya juga di ground. Rangkaian star delta ini berfungsi untuk mengurangi jumlah arus star yang dihasilkan motor listrik.

2.8 Prinsip Kerja Rangkaian Star - Delta

Prinsip kerja dari rangkaian star delta yaitu :

 Ketika tombol push ditekan, tegangan dari MCB akan mengalir ke kumparan.

 Kumparan magnetik kontaktor (K1) akan tersambung dengan terminal NO pada K1, yang nantinya push button off juga akan mengalir sebagai pengunci.

 Setelahnya timer juga akan mendapatkan arus listrik, tepatnya dari

terminal kumparan K1.

 Selanjutnya tegangan NC yang berasal dari kumparan akan mengalir ke kumparan magnetik kontaktor (K3).

 Kemudian kontaktor K1 akan mengalirkan tegangan R-S-T ke gulungan elektromotor.

 Selanjutnya kontaktor K3 akan menyambungkan terminal untuk pertama kalinya.

 Ketika fase ini terjadi, jaringan bekerja dengan hubungan star.

 Setelah motor beroperasi pada tegangan rendah, timer akan melakukan penyesuaian, agar arus pada rangkaian lebih stabil.

 Setelahnya terminal NO akan terkoneksi dengan kumparan magnetik K2 dan K3, yang membuat tegangan R-S-T akan bekerja pada gulungan elektromotor.

 Nah, sekarang rangkaian sedang berpindah dari star ke delta.

 Terakhir, ketika push button off ditekan, makan semua arus pada rangkaian akan terputus, elektromotor pun akan terhenti.

Gambar 3 Diagram daya dan Diagram Kontrol Rangkaian Star Delta

Jenis rangkaian star delta

1. Rangkaian star delta manual

Rangkaian ini memiliki 3 push button, yaitu push button on star, push button on delta dan push button off. Perpindahan start awal di rangkaian ini manual, yaitu dengan menggunakan 3 push button tersebut. berikut karakteristiknya :

 Tidak memiliki wiring yang kompleks.

 Tidak memerlukan timer sebagai komponen penyusun.

 Motor akan terbakar ketika menekan tombol push button delta terlalu lama.

 Perpindahan dari star ke delta manual, sesuai insting.

2. Rangkaian star delta otomatis

Jenis ini membutuhkan timer sebagai komponen penyusunnya, agar bisa bekerja secara otomatis. Berikut karakteristik lainnya :

 Memiliki sistem wiring yang rumit.

 Time memudahkan proses perpindahan dari star ke delta.

 Dengan timer, waktu perpindahan bisa diatur sesuai kebutuhan.

 Hanya memiliki dua buah push button.

BAB III KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan

System pengendali direct on-line atau DOL adalah system yang berkerja secara langsung apabila kita menekan tombol on dan langsung mati apabila kita menekan tombol off. System pengendali direct on-line atau DOL menggunakan system langsung apabila terjadi arus lebih maka akibatnya motor akan menjadi rusak lebih aman menggunakan thermal overload relay atau TOR agar motor terhindar dari kerusakan yang akan berakibat fatal.

Dalam penggunaan rangkaian forward reverse manual memiliki instalasi rangkaian yang lebih sederhana dibandingkan dengan rangkaian otomatis forward reverse karena pada PLC menggunakan sistem input dan output untuk menjalankan rangkaian forward reverse tersebut. Namun pada proses pengaplikasiannya rangkaian forward reverse otomatis lebih unggul karena dapat mempermudah proses kerja sistem dan jika saat pengeoperasian rangkaian terjadi masalah maka PLC akan lebih mudah untuk memperbaikinya karena tidak perlu memeriksa instalasi rangkaiannya.

Untuk rangkaian star delta adalah aplikasi yang paling sering digunakan untuk mengendalikan starting awal motor listrik karena memiliki memiliki daya yang cukup besar. Memang diperlukan daya yang cukup besar apabila kita ingin menggerakan sebuah aplikasi motor. rangkaian star ini juga dipakai untuk membuat semuanya menjadi stabil karena sudah dirubah menjadi rangkaian delta. Fungsi rangkaian star delta adalah untuk mengurangi arus start pada saat pertama kali motor di hidupkan.

Karena perbedaan fungsi inilah, star delta paling banyak digunakan pada system starting motor listrik.

DAFTAR PUSTAKA

Rahmania, B., Abdillah, H., & Misri, M. (2022). Analisa Perbandingan Rangkaian Forward Reverse pada Motor Listrik 3 Fasa Manual dengan Berbasis PLC Schneider TM221CE24R. RESISTOR (Elektronika Kendali Telekomunikasi Tenaga Listrik Komputer), 5(2), 157-162.

Addawami, F., & Putra, A. Y. W. (2022). Sistem Kerja Rangkaian Kontrol Star Delta Pada Motor 3 Fasa. Jurnal Teknik Mesin, Industri, Elektro dan Informatika, 1(4), 56-65.