Laporan VSD [PDF]

Citation preview

LAPORAN METODE PENGASUTAN MOTOR SOFT STARTER DAN VARIABLE SPEED DRIVE (VSD) RANCANGAN LISTRIK KENDALI INDUSTRI



Dosen Pengampu: Bapak Djodi Antono, B.Tech, M.Eng.



Disusun Oleh : Akbar Nicko Ramadhan 3.39.17.0.03 LT 2D



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2018



DAFTAR ISI



JUDUL LAPORAN ................................................................................................. i DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii JOB 04..................................................................................................................... 1 1.



Pendahuluan ................................................................................................. 1



2.



Dasar Teori ................................................................................................... 2



3.



Gambar Rangkaian ..................................................................................... 22



4.



Hasil Percobaan .......................................................................................... 24



5.



Analisa Hasil Percobaan ............................................................................ 32



KESIMPULAN ..................................................................................................... 34 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 36



ii



JOB 04 METODE PENGASUTAN MOTOR SOFT STARTER DAN VARIABLE SPEED DRIVE (VSD)



4.1 Pendahuluan Motor listrik memegang peranan penting serta banyak digunakan di industri, hal ini dikarenakan motor listrik merupakan salah satu peralatan pengubah energi listrik menjadi energi mekanis selanjutnya energi mekanis sebagai penggerak, pengangkat, pemisah, peniup, dan penghisap. Kegiatan penggerakan ini sangat diperlukan sabagai proses kegiatan di industri. Salah satu motor listrik yang paling banyak digunakan adalah motor AC tiga fasa yaitu jenis motor induksi tiga fasa, dikarenakan konstruksinya lebih sederhana dan perputaran relatif lebih konstan dengan perubahan beban dibandingkan dengan motor listrik yang lain. Pengoperasian motor induksi tiga fasa pada saat pengasutan (starting) menghasilkan arus yang lebih besar dari arus nominal motor, sehingga untuk pengasutan dilakukan dengan berbagai cara untuk menghindari arus pengasutan yang besar. Arus pengasutan yang besar tersebut dapat memutuskan pengaman pada saat starting, sehingga motor tidak dapat dioperasikan. Motor induksi mempunyai banyak keunggulan di segi teknis maupun ekonomis, karena itu motor induksi terutama jenis motor induksi 3 fasa terutama tipe sangkar tupai banyak digunakan pada banyak dunia industri. Saat motor induksi di starting secara langsung, arus awal motor besarnya antara 500% sampai dengan 700% dari arus nominal. Ini akan menyebabkan drop tegangan yang besar pada pasokan tegangan PLN. Untuk motor daya kecil sampai 5 KW, arus starting tidak berpengaruh besar terhadap drop tegangan. Pada motor dengan daya diatas 30 KW sampai dengan 100 KW dapat mengakibatkan penurunan tegangan sistem dan mengganggu kerja sistem peralatan lain dalam satu saluran, seperti peralatan – peralatan elektronik. Sehingga diperlukan suatu metode pengasutan dengan pengurangan tegangan pada



1



motor induksi yang bertujuan untuk mengurangi arus pengasutan awal. Metode pengasutan yang digunakan yaitu, metode soft starting, diharapkan tegangan dan arus dari sumber tenaga dapat mengalir masuk kedalam motor AC secara bertahap, sehingga tidak memerlukan arus pengasutan yang besar. Soft starter bertujuan untuk mendapatkan start motor yang terkendali, arus starting yg kecil, dan mencapai kecepatan nominal yang konstan pada aplikasi dengan torsi start rendah.



4.2 Dasar Teori 4.2.1 Motor Induksi 3 Fasa Konstruksi motor induksi secara detail terdiri atas dua bagian, yaitu: bagian stator dan bagian rotor. Stator adalah bagian motor yang diam terdiri : badan motor, inti stator, belitan stator, bearing dan terminal box. Bagian rotor adalah bagian motor yang berputar, terdiri atas rotor sangkar, poros rotor. 4.2.2 Kontaktor Kontaktor (Magnetic Contactor) yaitu peralatan listrik yang bekerja bedasarkan prinsip induksi elektromaknetik. Kontaktor magnet atau sakelar magnet adalah sakelar yang bekerja berdasarkan kemagnetan, artinya sakelar ini bekerja bila ada gaya kemagnetan. Magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak. Sebuah kontaktor kumparan magnet (coil) dapat dirancang untuk arus searah ( arus DC) atau arus bolak-balik (Arus AC). Kontaktor arus AC pada inti magnetnya dipasang cincin untuk menjaga arus kemagnetan agar kontinu sehingga kontaktor dapat bekerja normal. Sedangkan Kontaktor arus DC tidak dipasang cincin hubung singkat. Sebuah kontaktor harus mampu mengalirkan dan memutuskan arus dalam keadaan kerja normal. Arus kerja normal ialah arus yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Sebuah kontaktor dapat memiliki koil yang bekerja pada tengangan DC atau AC. Pada tengangan AC, 2



tegangan minimal adalah 85% tegangan kerja, apabila kurang maka kontaktor akan bergetar. Ukuran dari kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan arusnya. Biasanya pada kontaktor terdapat beberapa kontak, yaitu kontak normal membuka (Normally Open = NO) dan kontak normal menutup (Normally Close = NC). Kontak NO berarti saat kontaktor magnet belum bekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktor bekerja kontak itu menutup/menghubung. Sedangkan kontak NC berarti saat kontaktor belum bekerja kedudukan kontaknya menutup dan bila kontaktor bekerja kontak itu membuka. Jadi fungsi kerja kontak NO dan NC berlawanan. Kontak NO dan NC bekerja membuka sesaat lebih cepat sebelum kontak NO menutup. Kontaktor yang dioperasikan secara elektromagnetis adalah salah satu mekanisme yang paling bermanfaat yang pernah dirancang untuk penutupan dan pembukaan rangkaian listrik maka gambar prinsip kerja kontaktor magnet dapat dilihat pada gambar berikut :



Gambar 4.2.2.1. Prinsip Kerja Kontaktor Pada gambar diatas, kontak 3 dan 4 adalah NC sedangkan kontak 1 dan 2 adalah NO. Apabila tidak ada arus maka kontak akan tetap diam. Tetapi apabila arus dialirkan dengan menutup switch maka 3



kontak 3 dan 4 akan menjadi NO sedangkan kontak 1 dan 2 menjadi NC.



Gambar 4.2.2.2. Konstruksi Kontaktor



Gambar 4.2.2.3. Contoh Kontaktor Magnet



4.2.3 Thermal Overload Relay (TOLR) Thermal relay atau overload relay adalah peralatan switching yang peka terhadap suhu dan akan membuka atau menutup kontaktor pada saat suhu yang terjadi melebihi batas yang ditentukan atau peralatan kontrol listrik yang berfungsi untuk memutuskan jaringan listrik jika terjadi beban lebih.



4



. Gambar 4.2.3.1. Thermal Overload Relay



Gambar 4.2.3.2. Simbol TOLR TOLR bekerja berdasarkan prinsip pemuaian dan benda bimetal. Apabila benda terkena arus yang tinggi, maka benda akan memuai sehingga akan melengkung dan memutuskan arus. Untuk mengatur besarnya arus maksimum yang dapat melewati TOLR, dapat diatur dengan memutar penentu arus dengan menggunakan obeng sampai didapat harga yang diinginkan.



5



Gambar 4.2.3.3. Pengaturan Arus Thermal Overload Relay Gangguan – gangguan overload yang biasa terjadi antara lain disebabkan oleh arus start yang terlalu besar atau motor listrik berhenti secara mendadak, terjadinya hubung singkat (short circuit), terbukanya salah satu fasa dari motor listrik 3 fasa serta pembebanan yang berlebihan pada jaringan.



4.2.4 Circuit Breaker Berdasarkan IEV (International Electrotechnical Vocabulary) 441-1420 disebutkan bahwa Circuit Breaker (CB) atau Pemutus Tenaga (PMT) merupakan peralatan saklar / switching mekanis, yang mampu menutup, mengalirkan dan memutus arus beban dalam kondisi normal serta mampu menutup, mengalirkan (dalam periode waktu tertentu) dan memutus arus beban dalam spesifik kondisi abnormal / gangguan seperti kondisi short circuit / hubung singkat. Switchgear adalah peralatan pemutus tenaga listrik atau lebih dikenal yaitu disebut Circuit Breaker ,berfungsi untuk menghubungkan dan melepas beban di jaringan listrik serta mengamankan atau melindungi peralatan yang terhubung di rangkaian beban bila terjadi gangguan pada sistem yang dilayani. Dengan demikian maka suatu switchgear harus dilengkapi dengan peralatan rele proteksi dan sistem interlock yang bisa membuka secara otomatis saat terjadi gangguan sehingga kerusakan lebih lanjut dapat dihindari Pada umumnya switchgear di Unit Pembakit Listrik / Power Station adalah tipe busbar tunggal / single busbar type atau metal clad dimana circuit breaker ditempatkan dalam bilik tertutup yang dinamakan Cubicle.Circuit Breaker yang berada di dalam cubicle harus dapat



6



dikeluarkan ( rack out ) dan dimasukkan kembali ( rack in ) terutama untuk keperluan pemeliharaan. Tegangan kerja dari switchgear tergantung dari kapasitas Unit Pembangkit dan tegangan kerja peralatan bantunya, pada umumnya tegangan kerja yang digunakan antara 3.3kV sampai 11kV Dari uraian tersebut diatas maka switchgear berfungsi sebagai berikut : A. Saat kondisi normal 1. Menghubungkan rangkaian listrik 2. Membaca parameter listrik 3. Mengatur penyaluran listrik 4. Mendeteksi parameter listrik B. Saat kondisi gangguan 1. Memutus rangkaian listrik 2. Membaca parameter listrik 3. Mengamankan komponen rangkaian listrik Circuit Breaker (CB) merupakan suatu alat listrik yang berfungsi untuk melindungi sistem tenaga listrik apabila terjadi kesalahan atau gangguan pada sistem tersebut, terjadinya kesalahan pada sistem akan menimbulkan berbagai efek seperti efek termis, efek magnetis dan dinamis stability. Fungsi utamanya adalah sebagai alat pembuka atau penutup suatu rangkaian listrik dalam kondisi berbeban, serta mampu membuka atau menutup saat terjadi arus gangguan ( hubung singkat ) pada jaringan atau peralatann lain. Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh suatu Circuit Breaker (CB) agar dapat melakukan hal-hal diatas, adalah sebagai berikut :



7



1. Mampu menyalurkan arus maksimum sistem secara terus menerus. 2. Mampu memutuskan dan menutup jaringan dalam keadaan berbeban



maupun



terhubung



singkat



tanpa



menimbulkan



kerusakan pada pemutus tenaga itu sendiri. 3. Dapat memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi agar arus hubung singkat tidak sampai merusak peralatan sistem, sehingga tidak membuat sistem kehilangan kestabilan, dan merusak pemutus tenaga itu sendiri Setiap Circuit Breaker dirancang sesuai dengan tugas yang akan dipikulnya, ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam rancangan suatu CB, yaitu : 1. Tegangan efektif tertinggi dan frekuensi daya jaringan dimana pemutus daya itu akan dipasang. Nilainya tergantung pada jenis pentanahan titik netral sistem. 2. Arus maksimum continue yang akan dialirkan melalui pemutus daya. Nilai arus ini tergantung pada arus maksimum sumber daya atau arus nominal beban dimana pemutus daya tersebut terpasang. 3. Arus hubung singkat maksimum yang akan diputuskan pemutus daya tersebut. 4. Lamanya maksimum arus hubung singkat yang boleh berlangsung. hal ini berhubungan dengan waktu pembukaan kontak yang dibutuhkan. 5. Jarak bebas antara bagian yang bertegangan tinggi dengan objek lain disekitarnya. 6. Jarak rambat arus bocor pada isolatornya. 7. Kekuatan dielektrik media isolator sela kontak. 8. Iklim dan ketinggian lokasi penempatan pemutus daya. 8



1.



Tuas aktuaror operasi



On-Off 2.



Mekanisme Actuator



3.



Kontak penghubung



4.



Terminal



Input-



Output 5.



Batang Bimetal



6.



Plat



penahan



&



penyalur busurapi Gambar Bagian bagian Circuit Breaker



7.



Solenoid / Trip Coil



8.



Kisi-kisi



pemadam



busur api



4.2.5 Pengasutan Motor Softstarter Soft starting merupakan metode pengasutan yang bekerja dengan cara mengurangi tegangan pengasutan motor induksi dan kemudian menaikkan tegangan secara bertahap sampai tegangan penuh. Metode soft starting ini menjadi solusi atas tingginya nilai arus saat pengasutan motor induksi dan merupakan metode yang nilai arus pengasutannya rendah. Bisa dilihat dalam grafik dibawah ini:



Gambar 1. Perbandingan Ist Metode DOL, Wye Delta dan Soft Starting



9



Rangkaian soft starting dipasang seri dengan suplai tegangan ke motor. Soft starting terdiri dari komponen solid state yang berupa SCR / thyristor yang dipasang anti paralel untuk mengatur tegangan yang masuk ke motor secara bertahap sampai tegangan penuh. Dalam penelitian ini penggunaan thyristor anti parallel diganti dengan triac karena triac adalah komponen yang tersusun sedemikian rupa dari dua buah thyristor. Berikut adalah rangkaian dasar soft starting:



Gambar 2. Rangkaian Dasar Softstarting Dengan mengatur variasi sudut picu tegangan (α) , V0 dapat divariasikan dari 0 V sampai dengan VS. Dengan rangkaian kendali yang tepat dapat dicapai pengendalian arus motor atau waktu waktu percepatan yaitu dengan mengenakan pulsa gerbang ke triac pada waktu yang berbeda dalam setiap setengah siklus tegangan sumber. Untuk mendapatkan nilai tegangan bertahap dari nol sampai tegangan penuh, maka pemicuan terhadap triac harus dimulai dari sudut 1800 sampai 00. Softstarter sangat berbeda dengan starter lain. Tegangan start dengan menggunakan softstarter tidak tergantung pada arus yang ditarik oleh motor atau kecepatan motor. Tegangan yang masuk ke motor akan diatur dimulai dengan sangat rendah sehingga arus dan torsi saat start juga rendah. Pada saat ini tegangan yang masuk hanya cukup untuk menggerakan beban dan akan menghilangkan kejutan pada beban. Tegangan start diprogram mengikuti kontur terhadap waktu atau Time



10



Voltage Ramp (TVR). Melalui TVR, tegangan awal untuk motor diberikan sekitar 40% - 70% dari tegangan nominal dimana cukupuntuk mengawali torsi motor untuk start, kemudian naik perlahan sampai mencapai kecepatan normal. Komponen utama softstarter adalah thyristor dan rangkaian yang mengatur



trigger



thyristor.



Thyristor



adalah



komponen



semikonduktor untuk menahan arus AC atau melewatkan arus AC menggunakan sumber input yang kecil. Seperti diketahui, output thyristor dapat di atur via pin gate nya. Rangkaian tersebut akan mengontrol level tegangan yang akan dikeluarkan oleh thyristor. Thyristor yang terpasang bisa pada dua fasa atau tiga fasa. Selain untuk starting motor, softstarter juga dilengkapi fitur soft stop. Jadi saat berhenti, tegangan juga dikurangi secara perlahan atau tidak dilepaskan begitu saja seperti pada starter yang menggunakan kontaktor.



Gambar 3. Pengasutan Degan Softstarter Komponen SCR memblokir aliran arus dalam satu arah tetapi meneruskan arus dalam arah yang lainnya setelah menerima sinyal



11



trigger atau “penyulut” yang disebut pulsa gerbang. Enam buah SCR disusun dalam konfigurasi yang disebut konverter AC-AC anti paralel. Dengan rangkaian kendali yang tepat dapat dicapai pengendalian arus motor atau waktu percepatan yaitu dengan menggunakan pulsa gerbang SCR pada waktu yang berbeda dalam setiap setengah siklus tegangan sumber. Jika pulsa gerbang dikenakan lebih dulu dalam setengah siklus, keluaran SCR tinggi. Jika pulsa gerbang dikenakan agak lambat dalam setengah siklus, keluarannya rendah. Maka tegangan masukan ke motor dapat diubah dari nol sampai sepenuhnya selama periode start, sehingga motor melakukan percepatan dengan halus mulai dari nol sampai kecepatan penuh.



Komponen utama softstarter adalah thyristor dan rangkaian yang mengatur trigger thyristor. Seperti diketahui, output thyristor dapat di atur via pin gate nya. Rangkaian tersebut akan mengontrol level tegangan yang akan dikeluarkan oleh thyristor. Thyristor yang terpasang bisa pada 2 phase atau 3 phase.



Selain untuk starting motor, Softstarter juga dilengkapi fitur soft stop. Jadi saat stop, tegangan juga dikurangi secara perlahan atau tidak dilepaskan begitu saja seperti pada starter yang menggunakan contactor.



12



4.2.6 Karakteristik Motor Sofstater



Gambar 4. Kurva Karakteristik Pengasutan dengan Softstarter



Diketahui bahwa metode softstarting memiliki slip dan torsi paling rendah diantara metode yang lain pada keadaan tanpa beban maupun berbeban. Berubah-ubahnya harga slip dari 100% pada saat start



13



hingga 0% pada saat motor diam (ns=nr). Karena slip adalah selisih antara kecepatan sinkron dan kecepatan rotor, maka supaya motor dapat berputar ns tidak boleh sama dengan nr atau kecepatan sinkron dari motor induksi akan lebih cepat tercapai. Adanya pertambahan beban akan memperbesar kopel motor yang akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip akan bertambah besar. Jadi, bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun atau semakin besar nilai slip pada motor induksi pencapaian kecepatan konstannya (kecepatan sinkron) akan semakin lama. Torsi adalah gaya putar yang dihasilkan motor untuk memutar beban.



Dimana : 𝑇𝑠𝑡 , 𝐼𝑠𝑡 = torsi dan arus starting 𝑇𝑓 , 𝐼𝑓 = torsi dan arus beban penuh 𝑆𝑓 = slip beban penuh Softstarter bertujuan untuk mendapat start dan stop yang terkendali, sehalus mungkin serta terproteksi dan mencapai kecepatan nominal yang konstan pada aplikasi dengan torsi start rendah. Softstarter tidak memberikan torsi lebih. Hal ini dikarenakan adanya pengaturan waktu pada softstarter untuk Vst dan Ist sampai ke keadaan mantap atau beban penuh. Semakin lama pencapaian arus beban penuh maka akan semakin kecil torsi start yang didapat.



14



4.2.7 Konstruksi Motor Softstater



15



4.2.8 Spesifikasi Motor Softstarter Softstarter digunakan untuk pengasutan softstart, spesifikasinya sebagai berikut: Merek : ABB Tipe : PSR3-600-70 Arus : 3,4 A Tegangan : 100-240 VAC



4.2.9 VSD (Variable Speed Drive) VSD merupakan suatu peralatan yang dapat digunakan untuk mengkonversikan sumber daya 3 fasa AC menjadi tegangan DC yang kemudian dikonversikan lagi menjadi sumber daya 3 fasa AC dengan frekuensi yang sesuai. Cara ini dapat dipakai karena diketahui bahwa kecepatan sinkron motor induksi berbanding lurus dengan frekuensi sumber dayanya. Pada dasarnya VSD tiga fasa merupakan gabungan tiga buah VSD satu fasa dengan perbedaan 120 derajat listrik antar fasanya.



16



Dengan cara mengontrol waktu pensaklaran switch-switch tersebut menggunakan sinyal PWM (Pulse Width Modulation) akan didapatkan sumber daya AC tiga fasa yang frekuensinya dapat diubahubah, hal ini seperti terlihat pada gambar 5.1.



Gambar 5.1 VSD Tiga Fasa



Merek Altivar Telemecanique dapat digunakan untuk membuat jaringan pasokan listrik miniatur memberikan tegangan variabel dan frekuensi mampu memasok listrik ke motor tunggal atau beberapa motor secara paralel yang terdiri dari: 



Sebuah penyearah dengan filter kapasitor







Sebuah inverter dengan 6 IGBTs dan 6 dioda







Sebuah helikopter, yang dihubungkan dengan sebuah resistor pengereman (biasanya eksternal untuk produk)







Circuit transistor kontrol IGBT







Sebuah unit kontrol berbasis di sekitar mikroprosesor digunakan untuk mengontrol internal inverter yang mengukur keadaan motor saat ini, tegangan DC pada terminal kapasitor, dalam beberapa kasus tegangan pada terminal dari jembatan penyearah dan motor serta semua nilai yang diperlukan untuk mengontrol dan melindungi motor.



Jadi dengan memainkan perubahan frekuensi tegangan yang masuk pada motor, speed akan berubah. Karena itu inverter disebut juga



17



Variable Frequency Drive. Dengan menggunakan VSD, maka akan banyak diperoleh keuntungan secara teknis bila dibandingkan dengan cara lain. Beberapa keuntungan tersebut antara lain: 



Mempunyai jangkauan kecepatan yang lebih lebar.







Mempunyai beberapa pola untuk hubungan tegangan dan frekuensi.







Mempunyai fasilitas penunjukan meter.







Mempunyai lereng akselerasi dan deselarasi yang dapat diatur secara independen, kompak, secara sistem lebih aman.



Tegangan yang masuk dari jala jala 50 Hz dialirkan ke board Rectifier/ penyearah DC, dan ditampung ke bank capacitor. Jadi dari AC di jadikan DC. Tegangan DC kemudian diumpankan ke board inverter untuk dijadikan AC kembali dengan frekuensi sesuai kebutuhan. Jadi dari DC ke AC yang komponen utamanya adalah Semiconduktor aktif seperti IGBT. Dengan menggunakan frekuensi carrier (bisa sampai 20 kHz), tegangan DC dicacah dan dimodulasi sehingga keluar tegangan dan frekuensi yang diinginkan. Pemasangan inverter sebaiknya harus dengan pengaman hubung singkat. Pengontrolan start, stop, jogging dll bisa dilakukan dengan local dan remote. Local adalah menekan tombol keypad di inverternya. Sedangkan remote menghubungkan terminal di board control dengan tombol external seperti push button atau switch. Frekuensi dikontrol dengan berbagai macam cara yaitu : melalui keypad (local) atau dengan external potensio meter, Input 0 ~ 10 VDC , 4 ~ 20 mA atau dengan preset memori. Semua itu bisa dilakukan dengan mengisi parameter program yang sesuai. Pada HMI ATV 61, control frekuensi dengan memutar tombol navigator setelah menekan tombol RUN.



18



Beberapa parameter yang umum dipergunakan/ minimal adalah sebagai berikut : Display : Untuk mengatur parameter yang ditampilkan pada keypad display. Control : Untuk menentukan jenis control local/ remote. Speed Control : Untuk menentukan jenis control frekuensi reference Voltage : Tegangan Suply Inverter. Base Freq. : Frekuensi tegangan supply. Lower Freq. : Frekuensi operasi terendah. Upper Freq. : Frekuensi operasi tertinggi. Stop mode : Stop bisa dengan braking, penurunan frekuensi dan di lepas seperti starter DOL/ Y-D. Acceleration : Setting waktu Percepatan. Deceleration : Setting waktu Perlambatan. Overload : Setting pembatasan arus. Lock : Penguncian setting program. Jika beban motor memiliki inertia yang tinggi maka perlu diperhatikan beberapa hal dalam acceleration dan deceleration. Untuk acceleration/ percepatan akan memerlukan torsi yang lebih, terutama pada saat start dari kondisi diam. Pada saat deceleration/ perlambatan, energi inertia beban harus didisipasi/ dibuang. Untuk perlambatan dalam waktu singkat atau pengereman, maka energi akan dikembalikan ke sumbernya. Motor dengan beban/. yang berat pada saat dilakukan pengereman akan berubah sifat menjadi “generator”. Jadi energi yang kembali ini akan masuk ke dalam DC Bus Inverter dan terakumulasi di sana karena terhalang oleh rectifier. Sebagai pengamanan, inverter akan trip jika level tegangan DC Bus melebihi batas yang ditoleransi. Untuk mengatasi tripnya inverter dalam kondisi ini diperlukan resistor brake. Resistor brake akan membuang tegangan yang lebih



19



dalam bentuk panas. Besar kecilnya resistor brake ini sangat tergantung dengan beban dan siklus kerja inverter.



4.2.10 Mengoperasikan VSD Altifar 61



= Tombol Navigasi (Putar kanan / kiri)



= Tombol Enter (Tekan bagian tengah tombol navigasi)



= Tombol Escape / ESC



20



Gambar 5.2 Tampilan Menu Pada Pengaturan VSD Altifar 61



21



4.3 Gambar Rangkaian



4.3.1 Latihan 1 : Pengasutan Motor Softstater



Gambar 4.3.1.1. Rangkaian Daya dan Kontrol Pengasutan Softstarter



22



4.3.2 Latihan 2 : Pengasutan menggunakan VSD pada motor listrik 3 fasa



R S T



MCB



ATV 71



V



U



W



M



3~



Gb. 4.3.3.2 Rangkaian pengasutan menggunakan VSD.



23



4.4 Hasil Percobaan 4.4.1 Latihan 1 Arus masuk ketika tombol start dinyalakan. Kemudian arus masuk ke softstarter kemudian softstarter mengatur arus yang masuk ke motor secara bertahap sehingga arus starting tidak terlalu besar. Start 1452,5 RPM 1,6 A



Inominal 1489,4 RPM 2,61 A



Parameter Putaran Arus



Tabel 3.4.1 Hasil Percobaan Latihan 1



Gb. 4.4.1.1 Rangkaian pada Latihan 2



24



Gb. 4.4.1.2 Pengukuran arus saat start



Gb. 4.4.1.3 Pengukuran arus nominal



25



Gb. 3.4.1.4 Pengukuran kecepatan saat starting



Gb. 3.4.1.5 Pengukuran kecepatan saat arus nominal



26



4.4.2 Latihan 2 Arus masuk ketika tombol start dinyalakan. Kemudian arus masuk ke ATV 71 kemudian ATV 71 mengatur frekuensi yang mengatur kecepatan motor sehingga arus starting tidak terlalu besar.



WAKTU NO



FREK



AKSELERASI



PERLAMBATAN



1



50 Hz



-



-



3,09 A



1502,2 rpm



2



30 Hz



-



-



2,13 A



903 rpm



3



0,6 Hz



-



-



1,2 A



13,9 rpm



4



50 Hz



7 sekon



-



3,1 A



1498,8 rpm



7,92 s



5



50 Hz



-



12 sekon



3,1 A



1498,8 rpm



12,80 s



6



50 Hz



2A



1495 rpm



Reverse



ARUS



PUTARAN



Tabel 4.4.2. Hasil Percobaan Latihan 2



Gb. 4.4.2.1 Rangkaian pengasutan menggunakan VSD



27



TIMER



Gb. 4.4.2.2 Pengaturan VSD saat frekuensi 50 Hz



Gb. 4.4.2.3 Pengukuran putaran motor saat frekuensi 50 Hz



Gb. 4.4.2.4 Pengukuran arus saat frekuensi 50 Hz



28



Gb. 4.4.2.5 Pengaturan VSD saat frekuensi 53 Hz



Gb. 4.4.2.6 Pengukuran putaran motor saat frekuensi 30 Hz



Gb. 4.4.2.7 Pengukuran arus saat frekuensi 30 Hz 29



Gb. 4.4.2.8 Pengukuran putaran motor dan arus saat frekuensi minimal (0,6 Hz)



Gb. 4.4.2.9 Pemgaturan percepatan VSD dalam 7 detik



30



Gb. 4.4.2.10 Pengukuran dengan stopwatch saat percepatan 7 detik



Gb. 4.4.2.11 Pengaturan perclambatan VSD dalam 12 detik



Gb. 4.4.2.12 Pengukuran dengan stopwatch saat perlambatan dalam 12 detik 31



Gb. 4.4.2.13 Pengaturan VSD untuk membalik arah putaran motor/reverse



4.5 Analisa Hasil Percobaan 4.5.1.1



Softstarting adalah suatu cara lain penurunan tegangan pengasutan dari Motor Induksi. Softstarting merupakan metode pengasutan yang prinsip kerja dari pengasutan yang hampir sama dengan pengasutan motor menggunakan primary resistance atau primary reactance yang diseri dengan suplai tegangan ke motor. Soft starting terdiri dari komponen solid state thyristor untuk mengontrol tegangan yang masuk ke motor secara bertahap sampai



tegangan



penuh.



Tujuannya



untuk



mendapatkan



pengasutan yang terkendali, sehalus mungkin serta terproteksi dan tercapai kecepatan nominal yang konstan. Berikut adalah gambar rangkaian dasar soft starting. Pertama-tama motor hanya diberikan tegangan yang rendah sehingga arus dan torsi pun juga rendah. Softstarter dipergunakan untuk mengatur/ memperhalus start dari elektrik motor. Prisip kerjanya adalah dengan mengatur tegangan yang masuk ke motor. Pertama-tama motor hanya diberikan tegangan yang rendah sehingga arus dan torsipun juga rendah. Pada level ini motor hanya sekedar bergerak perlahan dan tidak menimbulkan kejutan. Selanjutnya tegangan akan dinaikan secara



32



bertahap sampai ke nominal tegangannya dan motor akan berputar dengan dengan kondisi RPM yang nominal. 4.5.1.2



VSD merupakan suatu peralatan yang dapat digunakan untuk mengkonversikan sumber daya 3 fasa AC menjadi tegangan DC yang kemudian dikonversikan lagi menjadi sumber daya 3 fasa AC dengan frekuensi yang sesuai. Diketahui bahwa kecepatan sinkron motor induksi berbanding lurus dengan frekuensi sumber dayanya. Dengan mengubah frekuensi akan mempengaruhi kecepatan motor. Semakin kecil nilai frekuensi suatu tegangan maka kecepatan motor akan melambat. Sebaliknya, semakin tinggi nilai frekuensi akan semakin cepat pula kecepatan motor.



4.5.1.3



Pada percobaan pertama motor ketika motor di-start dengan frekuensi 50 Hz terasa sangat halus. Mirip seperti pengasutan motor menggunakan soft-starter. Arus start tidak langsung tinggi.



4.5.1.4



Pada percobaan kedua motor di-start dengan pengaturan frekuensi dari 30 Hz. Berdasarkan pengamatan motor bergerak halus seperti percobaan pertama, tetapi putarannya lebih pelan. Saat diukur dengan Rpmmeter putaran motor hanya sekitar 900 rpm.



4.5.1.5



Pada percobaan ketiga, disetting frekuensi paling minimum agar bisa menggerakkan motor. Berdasarkan percobaan, frekuensi 0.6 Hz motor sudah mulai bergerak dengan kecepatan 13.9 rpm.



4.5.1.6



Pada percobaan keempat VSD sudah disetting bila di-start motor akan perlahan dipercepat hingga detik ketujuh. Berdasarkan percobaan, motor mencapai putaran max pada 7.92 detik.



4.5.1.7



Pada percobaan kelima, VSD disetting jika ingin mematikan motor akan berhenti pada detik keduabelas. Berdasarkan Percobaan, motor berhenti berputar setelah 12,8 detik.



4.5.1.8



Pada percobaan keenam adalah untuk mengubah arah putaran dari motor/reverse.



33



KESIMPULAN



1. Pengujian motor induksi tiga fasa tanpa beban dengan menggunakan softstarter besarnya tegangan masuk dapat diatur secara perlahan dari nilai yang kecil hingga ke nominalnya, sehingga arus start yang ditimbulkan akan bertahap dari nilai yang terkecil. 2. Soft starter bertujuan untuk mendapatkan start motor yang terkendali, sehalus mungkin, dan mencapai kecepatan nominal yang konstan pada aplikasi dengan torsi start rendah. Soft starter tidak memberikan torsi lebih, hal ini dikarenakan adanya pengaturan tegangan yang membatasi arus pada soft starter hingga ke keadaan nominal. Berbeda dengan metode DOL yang ketika start torsinya besar dan melebihi torsi nominal motor serta memaksa motor untuk langsung berputar dan metode wye delta yang memberikan hentakan pada motor saat hubung bintang berganti delta. 3. Pengasutan yang baik digunakan untuk motor dengan daya besar adalah softstarter karena tidak terjadi lonjakan arus start yang signifikan pada saat motor diberi tegangan. 4. VSD



merupakan



suatu



peralatan



yang



dapat



digunakan



untuk



mengkonversikan sumber daya 3 fasa AC menjadi tegangan DC yang kemudian dikonversikan lagi menjadi sumber daya 3 fasa AC dengan frekuensi yang sesuai.



5. Dengan cara mengontrol waktu pensaklaran switch-switch tersebut menggunakan sinyal PWM (Pulse Width Modulation) akan didapatkan sumber daya AC tiga fasa yang frekuensinya dapat diubah-ubah 6. Dengan mengatur frekuensi tegangan dapat membuat kecepatan motor diatur sesuai keinginan. Karena itu inverter ini disebut juga Variable Frequency Drive. 7. Jika ingin mengubah arah putaran motor menggunakan VSD, harus dalam keaadan OFF. 8. Dengan menggunakan VSD akan didapat keuntungan secara teknis bila dibandingkan dengan cara lain, yaitu:



34



a. Mempunyai jangkauan kecepatan yang lebih lebar b. Mempunyai beberapa pola untuk hubungan tegangan dan frekuensi. c. Mempunyai fasilitas penunjukan meter d. Mempunyai lereng akselerasi dan deselarasi yang dapat diatur secara independen, kompak, secara sistem lebih aman.



35



DAFTAR PUSTAKA



Lukas Joko D.A. 2008. Rancangan Listrik Kendali Industri. Arinugroho Afif, dkk. 2017. Rancang Bangun Modul Pengasutan Dan Pengukuran Arus Starting Motor Induksi Tiga Fasa Menggunakan Data Logger Mt4 Series. Tugas Akhir. Prokoso, IJ. “Perancangan Pengasutan Bintang – Segitiga dan Pengereman Dinamik pada Motor Induksi 3 Fasa dengan Menggunakan Programmable Logic Controller ( PLC)”. http://elektro.undip.ac.id (diakses tanggal 17/10/2018) Herlan,



M.



“BAB



II



Tinjauan



Pustaka



Push



Button”.



http://eprints.polsri.ac.id/1779/3/BABII.pdf (diakses tanggal 18/09/2018). Robith,



Muhammad.



“Prinsip



Kerja



Motor



Induksi



3



http://www.insinyoer.com/prinsip-kerja-motor-induksi-3-fasa.pdf



Fasa”. (diakses



tanggal 28/09/2018) Pradika, Hendy dan Moediyono. “Thermal Overload Sebagai Pengaman Overload”. https://ejournal .undip.ac.id/gema_teknologi.pdf (diakses tanggal 29/09/2018) Anonymous. “pengertian kontaktor magnetic”.



https://edoc.site/pengertian-



kontaktor-magnetik-pdf.html (diakses tanggal 18/09/2018). Anonymous. “Pengasutan motor induksi 3 fasa sistem bintang segitiga”. https://babagilemu.blogspot.com (diakses tanggal 16/10/2018) https://listrikpemakaian.wordpress.com/2011/07/11/kontaktor-magnetikmagnetic-contactor-mc/ http://www.plcdroid.com/2018/03/pengertian-time-delay-relay-timer.html



36