Kata Pengantar

        Segala Puji bagi ALLAH. Atas Karunia-Nya terpelihara kesehatan , keselamatan, dan nikmat kebahagiaan. Alhamdulillah saya dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini yang berjudul Transformator dengan waktu yang agak cukup lama. Guna memenuhi tugas mata kuliah

Mesin arus searah ( DC ) III (B). Tidak lupa saya ucapkan banyak terima kasih terhadap pihak-pihak yang bersedia memberikan  ilmu baik secara tertulis maupun lisan. Pada penyusunan makalah ini,saya berharap semoga makalah ini akan berguna nantinya. Sebagai acuan ataupun

pembelajaran dalam pendidikan yang membahas mengenai transformator. Saya menyadari pada  pembuatan makalah ini pastilah banyak kekurangan.dalam penyusunan.Untuk itu saya sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca. Agar saya dapat berbenah agar  bisa menjadi lebih baik lagi.

                                                                

                              Penyusun,

                                    17 desember  2013

                                                                           

                                                                                        ROBI

DAFTAR ISI

BAB 1……………………………………………………………………1

KATA PENGANTAR

BAB II. …………………………………………………………………3

 PENDAHULUAN

BAB III. ………………………………………………………………..5

1.Pengasutan  Motor Induksi 3 Fasa………………………………5

a)     Pengasutan dengan primary resistors (rheostat)………………..

b)      Pengasutan dengan auto-transformator ……………………….

c)       Pengasutan bintang - segitiga (Y - Δ)…………………………

d)      Pengasutan dengan tahanan rotor (rheostat), khusus untuk motor tipe rotor belitan…………………………………………………………..

2. Pengereman Pada Motor Listrik………………………………11

a.     Pengereman Dinamik (Dynamic Breaking)..............................

b.     Metode pengereman secara plugging…………………………

BAB IV. …………………………………………………………….16

KESIMPULAN

BAB V………………………………………………………………17

DAFTAR PUSTAKA

PENDAHULUAN

Latar Belakang

       Dalam dunia kerja sekarang ini, banyak sekali industry menggunakan motor untuk pengoperasiannya. Kebanyakan motor yang digunakan adalah motor induksi. Salah satu aplikasi motor induksi di industri adalah untuk menggerakkan conveyor. Kelancaran akan sistem produksi di industri sangat ditentukan oleh kinerja dari motor induksi. Motor induksi yang sering digunakan adalah motor induksi 3 fasa. Motor ini memiliki kelebihan dari segi teknis dan segi ekonomis. Segi teknis, motor ini memiliki daya yang besar, konstruksi yang sederhana, kokoh dan perawatannya yang mudah, sedangkan dari segi ekonomis, motor ini memiliki harga yang murah sehingga motor induksi mulai menggeser penggunaan motor dc dalam dunia industri. Namun dalam kenyataannya, motor induksi paling banyak

menimbulkan goncangan tegangan (flicker) dan arus awal (starting) yang besar (5–7 kali I nominal). Hal ini akan menyebabkan drop tegangan yang besar pada pasokan tegangan PLN. Untuk motor dengan daya kecil, arus starting

tidak terlalu berpengaruh terhadap drop tegangan, sedangkan untuk motor dengan daya yang lebih besar akan menyebabkan drop tegangan yang besar pula dan

menurunkan kualitas listrik yang berpengaruh pada penerangan yang berkedip serta hentakan motor yang mengakibatkan motor cepat rusak. Selain itu, untuk motor berdaya besar, waktu berhenti putaran motor relatif lama. Hal ini menyebabkan proses produksi di industri mengalami penurunan. Salah satu alternatif untuk mengatasi kekurangan motor induksi adalah menggunakan metode pengasutan. Sistem pengasutan sekarang ini telah banyak digunakan secara luas karena memiliki kelebihan antara lain menurunkan arus   starting yang besar. Dengan arus starting yang lebih rendah, maka drop tegangan PLN tidak terlalu besar dan kualitas listrik menjadi lebih baik serta motor tidak akan cepat rusak.

Selain itu, dengan menggunakan metode pengereman, untuk motor berdaya besar waktu berhenti putaran motor lebih cepat sehingga proses produksi di industri dapat berproduksi sesuai dengan target. Seiring dengan berkembangnya teknologi, banyak industri yang menuntut sistem pengoperasian motor yang murah dan mudah, khususnya untuk motor induksi. Pengoperasian yang mudah dan murah yaitu menggunakan komputer, terutama komputer jenis PC. Beberapa keunggulan

komputer dalam mengoperasikan motor induksi adalah dapat dikendalikan dari jarak jauh, real-time, dan mudah pengawasannya. Dari fenomena tersebut dan dampak yang ditimbulkan seperti diatas melatarbelakangi pentingnya dilakukan perancangan suatu alat khususnya untuk menurunkan arus starting motor dan waktu berhenti motor lebih cepat dengan sistem pengoperasian yang lebih efektif. Penelitian mengenai pengereman dinamik pada motor induksi tiga fasa dengan menggunakan metode Direct On Line (DOL) pernah dilakukan. Dari penelitian ini dapat diperoleh kesimpulan bahwa waktu berhenti motor induksi dengan pengereman dinamik berkurang jika arus injeksi dc dan beban lampu bertambah besar. (Mas Anantha Budhy Prakosa, 2006)[1]. Penelitian serupa pernah dilakukan oleh Reza Fakhrizal (2007)[3], yang bertujuan untuk mengetahui kinerja system pengaturan menggunakan PLC pada sistem pengasutan dan proteksi bintang (Y) segitiga () motor induksi tiga fasa 1 HP baik dalam kondisi normal maupun tidak normal (ada gangguan).

Pengasutan  &  pengereman  Motor Induksi 3 Fasa

1.Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa

Pada motor induksi yang diam apabila tegangan normal diberikan ke stator maka akan ditarik arus yang besar oleh belitan primernya. Motor induksi saat dihidupkan secaralangsung akan menarik arus 5 sampai 7 kali dari arus beban penuh dan hanya menghasilkan torsi 1,5 sampai 2,5 kali torsi beban penuh. Arus mula yang besar ini dapat mengakibatkan drop tegangan pada saluran sehingga akan mengganggu peralatan lain yang dihubungkan pada saluran yang sama.

 Untuk mengurangi besarnya arus pengasutan pada motor, ada beberapa metoda pengasutan motor induksi yang biasa digunakan, yaitu :

Ø  Pengasutan dengan primary resistors (rheostat)

Ø  Pengasutan dengan auto-transformator

Ø  Pengasutan bintang - segitiga (Y - Δ)

Ø  Pengasutan dengan tahanan rotor (rheostat), khusus untuk motor tipe rotor belitan.

a.      Pengasutan Motor Induksi Tiga Fasa Metode Bintang–Segitiga (Y-Δ)

 Secara umum, pengasutan motor induksi dapat dilakukan baik dengan cara menghubungkan rotor secara langsung ke rangkaian pencatu atau dengan menggunakan tegangan yang telah dikurangi ke motor selama periode pangasutan. Pengendalian yang digunakan untuk pengasutan motor pada kedua metode tersebut dapat dioperasikan secara manual atau secara magnetik.

Sistem pengasutan bintang segitiga adalah metode pengasutan dengan pengurangan tegangan. Sebuah motor induksi dengan hubungan bintang - segitiga memiliki enam buah terminal sehingga dapat diswitch, baik untuk hubungan bintang atau segitiga. Motor dihubungkan bintang (Y) pada waktu pertama kali di-start, dan ketika motor telah mendekati kecepatan normal, hubungan diubah menjdi hubungan segitiga (Δ).

Saat terhubung bintang, tegangan masing-masing fasa dikurangi sebesar 1/√3 (57,7 % tegangan saluran) karena itu torsi yang timbul menjadi 1/3 dari apabila motor langsung terhubung delta. Arus saluran dikurangi sebesar 1/3.

dimana :          Isc = arus start bila motor terhubung Δ

Ist = arus start bila motor terhubung Y

             Pada pengasutan ini selama periode start lilitan motor akan berada dalam hubungan bintang dan setelah selang waktu tertentu akan berpindah ke hubungan lilitan delta. Dengan cara ini kenaikan arus start dapat dibatasi hingga sepertiga kali saja dibandingkan bila motor langsung terhubung delta. 

Gambar berikut memperlihatkan rangkaian daya dan rangkaian kendali pengasutan star – delta.

Rangkaian kendali pengasutan dengan cara ini disuplai oleh tegangan 220 Volt. Cara kerjanya:

Jika tombol start S2 ditekan, arus mengalir melalui F2 – S1 – S2 – kontak bantu timer T (NC) – kontak bantu K3 – K1. Kontaktor magnetik 1 (K1) bekerja dan motor terhubung dalam lilitan bintang. Saat itu juga kontak bantu K1 (NC) membuka dan kontak bantu K1 (NO) menutup sehingga arus mengalir melalui F2 – S1 – S2 – kontak bantu K1 (NO) – K2. Kontaktor magnetik 2 (K2) bekerja dan motor terhubung pada sumber tegangan. Pada saat yang sama kontak bantu K2 (NO) menutup dan timer T bekerja. Setelah t detik kontak bantu T (NC) membuka sehingga K1 tidak dilewati arus (K1 tidak bekerja), kontak bantu T (NC) menutup, arus mengalir melalu F2 – S1 – kontak K2 (NO) – kontak bantu T (NO) – kontak bantu K1 (NC) – K3. Kontaktor magnetik K3 bekerja, motor terhubung dalam belitan delta. Tombol S1 digunakan untuk melepaskan motor dari sumber tegangan.

b.Pengasutan Motor 3 Fasa Metode Resistor Primer (Rheostat)

PANGASUTAN MOTOR INDUKSI 3 FASA METODE RESISTOR PRIMER (RHEOSTAT)

       Pada kesempatan ke 6 sesi kontrol elektromagnetik ini, akan dipelajari mengenai starting motor induksi tiga fasa dengan pengasutan metode resistor primer dari sumber catu daya tiga fasa. Pengasutan motor induksi tiga fasa dengan metode resistor primer dapat dilakukan dengan menggunakan saklar magnetik kontaktor dan tahanan asut yang diseri dengan belitan stator motor.

          Starting motor induksi tiga fasa dengan pengasutan metode resistor primer terdiri dari tiga buah resistor yang ditempatkan secara seri dengan belitan stator selama pengoperasian awal motor atau pada saat start. Pada Gambar 1 terlihat bahwa kontaktor K1 menutup terlebih dahulu dan pada saat motor telah hampir mencapai kecepatan sinkron, sedangkan kontaktor K2 menghubungkan resistor-resistor pengasutan. Cara ini memberikan start motor yang sangat halus tanpa ada sama sekali kejutan mekanik, dan dapat memperkecil arus start yang mengalir pada motor atau dapat mengurangi kejutan listrik pada motor  Tegangan jatuh pada semua resistor pada awalnya tinggi namun berangsur-angsur berkurang selama motor menambah kecepatan dan arus turun, sehingga tegangan pada terminal motor bertambah dengan demikian kecepatan motor bertambah.   

          Dalam pengasutan metode resistor primer ini terdapat komponen utama yaitu kontaktor K1 dan K2 sebagai saklar magnetik dan timer sebagai tunda waktu kontaktor K2. Gambar rangkaian pengasutan dengan metode resistor primer ini dapat dilihat pada gambar 1 dan gambar 2 berikut ini :

 Gambar 1 Diagram Kontrol Pengasutan Motor 3 Fasa Metode Resistor Primer

Gambar 2 Diagram Utama Pengasutan Motor 3 Fasa Metode Risistor Primer

c. Pengasutan dengan Autotransformator

     Sebuah pengasutan motor dengan Autotransformator merupakan salah satu metode lain yang dapat digunakan untuk mengurangi besarnya arus pengasutan motor dengan jalan mengurangi besarnya tegangan selama proses-proses awal pengasutan karena pengurangan tegangan akan berakibat pada berkurangnya torsi asut maka tegangan akan direduksi secukupnya saja untuk mengurangi arus pengasut, dengan cara memilih tingkat tegangan tertentu di kenal sebagai tapping tegangan. Rangkaian pengasutan dengan autotrafo ditunjukkan pada gambar dengan memposisikan saklar pada posisi mulai (Start) maka akan diperoleh hubungan seri antara belitan-belitan auto trafo, dengan belitan pengasut motor yang terhubung delta. Ketika kecepatan puataran motor telah cukup tinggi, maka saklar dipindahkan ke posisi jalan (Run) yang akan menghubungkan belitan-belitan motor secara langsung ke suplai tegangan 3 fasa. Keuntungan dari metode pengasutan ini ialah hanya memerlukan 3 buah kawat penghantar penghubung antara rangkaian pengasut motor dan rangkaian motor walaupun tidak terlihat di dalam gambar. Pengasut motor ini juga dilengkapi juga dengan peralatan proteksi beban lebih serta proteksi terhadap terjadinya kehilangan tegangan.

Gambar 3. Pengasutan dengan Autotrafo

d. Pengasutan Dengan Tahanan Rotor

    Untuk melakukan pengasutan motor dalam kondisi berbeban umumnya digunakan motor induksi dengan jenis rotor belitan karena memberi kemungkinan untuk melakukan penyambungan rangkaian rotor dengan tahanan luar melalui cincin slip dan sikat untuk meningkatkan torsi asut motor. Pada saat awal pengasutan motor, resistansi rotor luar adalah bernilai maksimum, kemudian seiring dengan meningkatnya putaran motor, resistansi rotor luar ini dikurangi secara bertahap hingga pada saat kecepatn penuh motor tercapai nilai resistansinya adalah nol dan motor bekerja normal sepertin halnya rotor motor sangkar. Rangkaian pengasut motor ini dilengkapi juga dengan peralatan proteksi beban lebih, proteksi terhadap terjadinya kehilangan tegangan serta system interlocking untuk mencegah terjadinya pengasutan motor dalam kondisi pengasutan motor dalam kondisi resistansi rotor tak terhubungkan. Rangkaian seperti pada gambar, tetapi rangkaian proteksinya tidak ditunjukkan.

 

Gambar 4. Pengasutan dengan Tahanan Rotor

2. Pengereman Pada Motor Listrik

Pengereman secara elektrik, torsi pengereman dihasilkan berdasarkan nilai arus

injeksi yang diberikan pada belitan stator. Pada pengereman secara elektrik energi

putaran rotor diubah menjadi energi elektrik yang kemudian dikembalikan ke suplai daya, atau dengan memberikan suatu medan magnet stasioner pada stator sehingga putaran rotor akan berkurang dengan sendirinya, pengereman secara elektrik lebih halus dan tidak ada hentakan yang terjadi. Pengereman secara elektrik tidak dapat menghasilkan torsi untuk menahan beban dalam keadaan sudah berhenti dan membutuhkan sumber energi listrik untuk mengoperasikannya. Pada penggunaan motor Induksi sering dibutuhkan proses menghentikan putaran motor dengan cepat, terutama pada aplikasi konveyor. Untuk menghentikan putaran rotor torsi pengereman, diperlukan yang mana dapat dihasilkan secara mekanik maupun secara kelistrikan.

a.     Pengereman Dinamik (Dynamic Breaking)

Pengereman ini dilakukan dengan cara menginjeksikan arus dan tegangan DC pada belitan stator motor induksi setelah dilepaskan dari sumber tegangan suplai

fasa. Arus searah yang diinjeksikan pada kumparan stator akan mengembangkan medan stationer untuk menurunkan tegangan pada rotor dan menghasilkan medan magnet. Medan magnet akan berputar dengan kecepatan yang sama dengan rotor tetapi dengan arah yang berlawanan untuk menjadikan stationer terhadap stator. Interaksi medan resultan dan gerak gaya magnet rotor akan mengembangkan torsi yang berlawanan dengan torsi motor sehingga  pengereman terjadi.

Gambar 2.7 Pengereman dinamik dengan injeksi arus searah pada motor induksi tiga fasa

Rangkaian pengereman dinamik menggunakan rangkaian DC chopper buck converter.

Metode pengereman motor listrik dapat dilakukan secara elektrik, yaitu dengan metode pengereman dinamis dan metode pengereman pluging. Kedua metode pengereman motor secara elektrik tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing – masing. Metode pengereman secara dinamis dan pluging memiliki tujuan yang sama, yaitu sama-sama bertujuan untuk menghentikan putaran motor listrik dengan lebih cepat. Secara lebih detil kedua metode pengereaman motor tersebut dapat diuraikan sebagai berikut.
Metode Pengereman Dinamis
Pengereman yang dilakukan dengan melepaskan jangkar yang berputar dari sumber tegangan dan memasangkan tahanan pada terminal jangkar. Oleh karena itu kita dapat berbicara tentang waktu mekanis T konstan dalam banyak cara yang sama kita berbicara tentang konstanta waktu listrik sebuah kapasitor yang dibuang ke dalam sebuah resistor. Pada dasarnya, T adalah waktu yang diperlukan untuk kecepatan motor jatuh ke 36,8 persen dari nilai awalnya. Namun, jauh lebih mudah untuk menggambar kurva kecepatan-waktu dengan mendefinisikan konstanta waktu baru To yang merupakan waktu untuk kecepatan dapat berkurang menjadi 50 persen dari nilai aslinya. Ada hubungan matematis langsung antara konvensional konstanta waktu T dan setengah konstanta waktu TOBuku ini diberikan oleh :

T_{0}=0,639T Kita dapat membuktikan bahwa waktu mekanis ini konstan diberikan oleh : T_{0}=\frac{Jn_{1}^{2}}{131.5P_{1}}

To = waktu untuk kecepatan motor jatuh ke satu-setengah dari nilai sebelumnya

[s] J = momen inersia dari bagian yang berputar, yang disebut poros motor [kg × m]

 n1 = awal laju pengereman motor saat mulai [r / min]

 P1 = awal daya yang dikirim oleh motor ke pengereman resistor [W]

131,5 = konstan [exact value = (30 / p) 2 loge 2]

 0,693 = konstan [exact value = loge 2]

 Persamaan ini didasarkan pada asumsi bahwa efek pengereman sepenuhnya karena energi pengereman didisipasi di resistor. Secara umum, motor dikenakan tambahan akibat torsi pengereman windage dan gesekan, sehingga waktu pengereman akan lebih kecil dari yang diberikan oleh persamaan diatas.

b.      Metode Pengereman Secara Plugging

Kita bisa menghentikan motor bahkan lebih cepat dengan menggunakan metode yang disebut

plugging. Ini terdiri dari tiba-tiba membalikkan arus angker dengan membalik terminal sumber

seperti ditunjukan pada ambar dibawah.

Konfigurasi Hubungan Amature Dan Sumber DC Es

Di bawah kondisi motor normal, angker arus / 1 diberikan oleh : I_{1}=(E_{S}-E_{0})IR di mana Ro adalah resistansi armature. Jika kita tiba-tiba membalik terminal sumber tegangan netto yang bekerja pada sirkuit angker menjadi (Eo + Es). Yang disebut counter-ggl Eo dari angker tidak lagi bertentangan dengan apa-apa tetapi sebenarnya menambah tegangan suplai Eo. Bersih ini tegangan akan menghasilkan arus balik yang sangat besar, mungkin 50 kali lebih besar daripada beban penuh arus armature. Arus ini akan memulai suatu busur sekitar komutator, menghancurkan segmen, kuas, dan mendukung, bahkan sebelum baris pemutus sirkuit bisa terbuka. Untuk mencegah suatu hal yang tidak diinginkan, kita harus membatasi arus balik dengan memperkenalkan sebuah resistor R dalam seri dengan rangkaian pembalikan. Seperti dalam pengereman dinamis, resistor dirancang untuk membatasi pengereman awal arus I2sampai sekitar dua kali arus beban penuh. Dengan memasukkan rangkaian, torsi reverse dikembangkan bahkan ketika angker telah datang berhenti. Akibatnya, pada kecepatan nol, Eo = 0, tapi aku 2 = Eo / R, yaitu sekitar satu setengah nilai awalnya. Begitu motor berhenti, kita harus segera membuka sirkuit angker, selain itu akan mulai berjalan secara terbalik. Sirkuit gangguan biasanya dikontrol oleh sebuah null-kecepatan otomatis perangkat terpasang pada poros motor.
Gambar Kurva Kecepatan Pengereman

Lekuk pada gambar diatas memungkinkan kita untuk membandingkan pengereman plugging dan dinamis untuk pengereman awal yang sama saat ini. Perhatikan bahwa memasukkan motor benar-benar berhenti setelah selang waktu 2 To. Di sisi lain, jika pengereman dinamis digunakan, kecepatan masih 25 persen dari nilai aslinya pada saat ini. Meskipun demikian, kesederhanaan komparatif pengereman dinamis menjadikan lebih populer di sebagian besar aplikasi.

KESIMPULAN

Dari penelitian di dapat bahwa (1) Besar tegangan, arus searah dan momen pengereman yang diinjeksikan ke motor dapat diatur sehingga motor

tidak berhenti secara mendadak, (2) pada saat tegangan DC 93 V, maka dibutuhkan sudut pemicu sebesar 15 o untuk menghentikan motor selama 0,5 detik, (3) pada saat tegangan DC 64 V, maka dibutuhkan sudut pemicu sebesar 75 o untuk

menghentikan motor dalam waktu 1 dt, (4) pada saat tegangan DC 32 V, maka dibutuhkan sudut pemicu sebesar 105 o untuk menghentikan motor selama 1,9

dt, (5) pada saat tegangan DC 0,2 V, maka dibutuhkan sudut pemicu sebesar 175 o untuk menghentikan motor dalam waktu 4,1 detik.

DAFTAR PUSTAKA

1.Abdul Kadir. 1986. Mesin Takserempak. Jakarta :

Jambatan

2. http://whiteroseligt.blogspot.com

3.http:// Instalasi Listrik 2 _.htm

4.http://. Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa.htm

5.http:// pengasutan bintang segtitiga pada motor 3 fasa