Rangkaian Pembalikan Arah Putaran Motor Induksi 3 Fasa

Rangkaian Pembalikan Arah Putaran Motor Induksi 3 Fasa

Motor induksi merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling banyak digunakan untuk keperluan dalam kelangsungan proses suatu industry. Konstruksinya yang sederhana dan kuat mendasari alasan keluasan pemakaianya. Arus rotor motor ini juga tidak memerlukan sumber tertentu, malainkan hanya merupakan arus yang terinduksi akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dan putaran medan magnetic yang dihasilkan oleh arus stator.

Dengan menggunakan motor induksi, banyak hal yang bisa dilakukan dengan motor tersebut. Salah satunya adalah dengan membalik arah putarannya sesuai dengan yang kita inginkan. Cara yang sering dilakukan dalam pembalikan arah putaran adalah dengan menukar salah satu fasa dengan fasa yang lainnya yang terhubung pada belitan stator motor induksi. Dalam hal ini, jenis motor yang digunakan adalah motor induksi tiga fasa.

Tulisan ini akan membahas tentang rangkaian kendali dan rangkaian daya dari pembalikan arah putaran dari sebuah motor induksi tiga fasa. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam membalik arah putaran sebuah motor induksi adalah jangan langsung membalik arah putaran motor ketika motor tersebut sedang dalam keadaan berputar terutama jika motor tersebut sedang berada pada kecepatan maksimumnya. Jika hal itu dilakukan, maka akan menyebabkan kejutan pada motor sehingga dapat memperpendek life time dari motor itu sendiri dan juga dapat membuat motor tersebut jadi panas (menimbulkan arus urutan negatif). Untuk itu, kita harus men-stop putaran motor terlebih dahulu sebelum membalik arah putarannya. Berikut ini adalah gambar rangkaian kendali dan rangkaian daya dari pembalikan arah putaran motor induksi tiga fasa.

Gambar 1. Rangkaian Kendali

Gambar 2. Rangkaian Daya

Penjelasan rangkaian di atas adalah sebagai berikut :

Pastikan MCB (Miniature Circuit Breaker) pada rangkaian kendali dan rangkaian daya sudah dalam posisi ON demikian juga tombol Emercy stop sehingga arus masuk melalui saklar pilih Lokal (selector Switch).

Keadaan 1, pindahkan selector switch pada posisi 1-2, Coil relay RL1 akan mendapat arus listrik (energized) maka anak kontak 1-3 dari RL1 menutup. aksi ini belum memberikan reaksi apapun pada motor.

Bila push button Smaju1 ditekan, maka coil K1 energized karena adanya aliran arus yang masuk ke coil. Anak kontak kontaktor K1 yang digunakan sebagai pengunci yaitu 13-14 akan menutup. Ketika Smaju1 dilepas, maka arus akan tetap mengalir pada coil kontaktor K1 melalui anak kotak Relay RL1 1-3, dan anak kontak K1 13-14. Demikian juga seluruh anak kontak K1 yang terdapat dalam rangkaian daya di atas akan menutup sehingga motor berputar pada arah maju (diasumsikan putarannya punya arah yang seperti itu).

Lampu indikator L1 akan menyala yang menandakan bahwa motor sedang berputar pada arah maju.

Jika anda menekan push button Smundur1, maka tidak akan memberikan reaksi apapun karena jalur arus listrik yang menuju ke coil K2 telah di putus oleh anak kontak kontaktor K1 yakni 21-22. Oleh karena karena itu anda harus men-stopnya terlebih dahulu. Demikian juga jika anda ingin mencoba-coba untuk mengoperasikan motor lewat rangkaian remote, juga tidak memberikan reaksi apapun.

Apabila selama pengoperasian motor mengalami kelebihan beban makan anak kotak TOLR (Thermal Over Load Relay) 95-96 akan membukan sedangkan 97-98 akan menutup dan kontak-kontak TOLR dalam rangkaian daya membuka semuanya sehingga motor akan berhenti berputar. Bersamaan dengan itu L3 yang menandakan motor kelebihan beban.
Bila push button Soff1 ditekan maka K1 tidak akan bekerja sehingga motor berhenti berputar.

Bila push button Smundur1 ditekan, maka coil K2 energized karena adanya aliran arus yang masuk ke coil. Anak kontak kontaktor K2 yang digunakan sebagai pengunci yaitu 13-14 akan menutup. Ketika Smundur1 dilepas, maka arus akan tetap mengalir pada coil kontaktor K2 melalui anak kotak Relay RL1 1-3, dan anak kontak K2 13-14.

Demikian juga seluruh anak kontak K2 yang terdapat dalam rangkaian daya di atas akan menutup sedangkan selurauh anak kontak K1 membuka sehingga motor berputar pada arah mundur (diasumsikan putarannya punya arah yang seperti itu).
Lampu indikator L2 akan menyala yang menandakan bahwa motor sedang berputar pada arah mundur.

Jika anda menekan push button Smaju1, maka tidak akan memberikan reaksi apapun karena jalur arus listrik yang menuju ke coil K1 telah di putus oleh anak kontak kontaktor K2 yakni 21-22. Oleh karena karena itu anda harus men-stopnya terlebih dahulu. Demikian juga jika anda ingin mencoba-coba untuk mengoperasikan motor lewat rangkaian remote, juga tidak memberikan reaksi apapun.

Apabila selama pengoperasian motor mengalami kelebihan beban makan anak kotak TOLR (Thermal Over Load Relay) 95-96 akan membukan sedangkan 97-98 akan menutup dan kontak-kontak TOLR dalam rangkaian daya membuka semuanya sehingga motor akan berhenti berputar. Bersamaan dengan itu L3 yang menandakan motor kelebihan beban.
Bila push button Soff1 ditekan maka K1 tidak akan bekerja sehingga motor berhenti berputar.

Keadaan 2,Untuk pengoperasian motor dengan rangkaian remote anda harus memindahkan selector switch pada posisi 1-3. Coil relay RL2 akan mendapat arus listrik (energized) maka anak kontak 1-3 dari RL2 menutup. aksi ini belum memberikan reaksi apapun pada motor. Langkah selanjutnya sama dengan langkah no. 3 sampai no. 12, hanya beda hanyalah push buttonnya. Untuk stop tekan Soff2, maju tekan Smaju2, dan untuk mundur tekan Smundur2. Tentu saja Push Button Smaju1 dan Smundur1 tidak akan berfungsi apabila di tekan.

Apabila terjadi hal-hal yang tidak diinginkan, langsung saja tekan tombol Emercy Stop maka seluruh rangkaian akan padam.

Motor induksi yang digunakan di atas belitan statornya sudah dalam keadaan terhubung bintang. Pilihan hubungan bintang digunakan untuk menghindari arus start yang besar dibandingkan dengan menggunakan hubungan delta arus startnya akan lebih besar.

Anda dapat memodifikasi rangkaian di atas menjadi rangkaian pembalikan arah putaran motor induksi tiga fasa start bintang-delta. Jadi pada saat start menggunakan hubungan bintang, beberapa saat setelah motor mencapai kecepatan nominalnya langsung pindah ke hubungan delta. Untuk waktu tunda peralihan dari bintang ke delta dapat menggunakan Timer, untuk waktu peralihan dari bintang ke delta dapat anda tentukan sendiri. Ini sangat berguna untuk menghindari arus start yang sangat besar. Selain itu, torka motor induksi yang dihasilkan dengan hubungan delta lebih besar dari torka yang dihasilkan dengan hanya menggunakan hubungan bintang.

Rangkaian Water Level Control (WLC)

Rangkaian Water Level Control (WLC)

Rangkaian Water Lever Control atau yang sering disingkat dengan WLC atau rangkaian kontrol level air merupakan salah satu aplikasi dari rangkaian konvensional dalam bidang tenaga listrik yang diaplikasikan pada motor listrik khususnya motor induksi untuk pampa air. Fungsi dari rangkaian ini adalah untuk mengontrol level air dalam sebuah tangki penampungan yang banyak dijumpai di rumah-rumah atau bahkan disebuah industri di mana pada level tertentu motor listrik atau pompa air akan beroperasi dan pada level tertentu juga pompa air akan mati. Untuk mengontrol level air dalam tangki penampungan dapat menggunakan dua buah pelampung yang mana masing-masing dari pelampung tersebut menentukan batas atas dan batas dari level air.

Jadi pada saat anda sedangkan menjalankan pompa air, dengan mengaplikasikan rangkaian Water Level Control pada pompa air yang anda gunakan, anda tidak perlu menunggu hanya untuk mematikan pompa air pada saat tangki atau bak air penuh karena apabila air dalam tangki sudah penuh maka pompa akan padam dengan sendirinya tanpa harus menekan tombol stop.

Demikian juga apa bila air dalam tangki atau bak mulai berkurang sesuai dengan batas yang telah ditentukan maka pompa akan jalan dengan sendirinya. Dengan demikian ada bisa melakukan kegiatan yang lain yang lebih berguna, misalnya nonton acara gossip di Channel TV kesayangan anda sambil menikmati sedapnya pisang goreng yang dibalut dengan sambal terasi yang rasanya benar-benar nendang bangets. Lupakan tentang pisang goreng, dan untuk lebih jelasnya perhatikan bagaimana sebuah pelampung dapat bekerja pada sebuah rangkaian Water Level Control sebagai berikut :

Gambar 1. Prinsip Kerja Pelampung

Penjelasan dari gambar di atas :

· Pada kondisi (1) kita anggap bahwa untuk pertama beroperasi air di dalam tangki seperti yang terlihat pada gambar. Dengan keadaan yang demikian, maka otomatis Pelampung 1 yang difungsikan sebagai batas atas air dan Pelampung 2 yang difungsikan sebagai batas bawah akan menggantung pada sebuah tali pelampung sehingga menyebabkan kontak pelampung yang berada di antara 2 dan A1 akan menutup karena gaya berat dari kedua pelampung. Akibatnya, motor pompa air akan beroperasi.

· Ketika pompa air mulai mengisi tangki/bak maka pelampung 2 akan terangkat ke atas atau terapung seperti yang terlihat dalam gambar pada kondisi (2). Meskipun pelampung 2 sudah terapung, kontak pelampung tetap pada posisi close, pabrik sudah merancang dengan sedekian rupa sehingga hal demikian bisa terjadi, pelampung 1 masih mampu untuk menutup kontak pelampung sehingga pompa tetap beroperasi.

· Seiring dengan semakin bertambahnya air tangki maka Pelampung 2 akan semakin bergerak ke atas sesuai dengan volume air dalam tangki tersebut. Apabila level air telah sampai pada Pelampung 1 seperti terihat dalam gambar untuk kondisi (3) maka Pelampung 1 akan terangkat ke atas atau terapung bersama-sama dengan pelampung 2. Akibatnya, kontak pelampung antara 2 dan A1 akan membuka dan motor atau pompa air akan mati. Jadi, bukan Pelampung 2 yang mendorong Pelampung 1 sehingga kontak pelampung terbuka (open).

· Apabila air di dalam tangki atau bak mulai berkurang atau lebih rendah dari Pelampung 1, maka pelampung 1 akan menggantung pada kontak pelampung seperti lihat pada gambar untuk kondisi (4). Meskipun Pelampung 1 sudah menggantung, akan tetapi kontak pelampung masih tetap pada kondisi open karena Pelampung 1 belum cukup berat untuk menutup kontak tersebut. Jika air sudah benar-benar berkurang dalam tangki sesuai dengan batas bawah yang telah ditentukan maka pelampung 2 akan menggantung seperti pada kondisi (1) bersama-sama dengan pelampung 1. Kolaborasi kedua pelampung tersebut menghasil berat yang cukup untuk menutup kontak pelampung antara 2 dan A1 sehingga pompa air dapat berjalan atau beroperasi. Setelah itu ke kondisi (2), (3), (4), dan seterusnya.

Berikut ini adalah gambar rangkaian kendali dan sekaligus rangkaian daya dari Water Level Control. Rangkaia

ini terdiri dari dua bagian yaitu menggunakan remote untuk mengoperasikan (menjalankan dan mematikan)

ompa air dan menggunakan pelampung untuk mengoperasikan pompa air secara otomatis.

Gambar 2. Rangkaian kendali dan rangkaian daya

Langkah-langkah kerja rangkaian Water Level Control


1. Diasumsikan bahwa tombol emergency, MCB rangkaian control dan MCB rangkaian daya tertutup atau sudah pada posisi on.

2. Pada keadaan normal kontak overload 95 – 96 tertutup dan kontak 97 – 98 terbuka

3. Posisi 1 yaitu pada saat selektor switch dipindahkan pada posisi 1-2 maka lampu indikator L2 akan menyala yang menandakan bahwa yang bekerja adalah pelampung (otomatis)

4. Ketika air di dalam bak telah kosong atau berkurang, pelampung akan tertarik ke bawah dan menutup kontak yang terdapat pada pelampung sehingga arus akan mengalir pada kontaktor K1 dengan demikian kontak utama 1–2 pada K1 akan menutup sedangkan kontak 3-6 pada RL (Relay) tetap terbuka sehingga motor akan berputar yang di tandai dengan menyalanya lampu indikator L4

5. Apabila motor mengalami kelebihan beban maka kontak 95-96 akan membuka dan kontak 97-98 akan menutup sehingga lampu indikator L3 yang menandakan kelebihan beban akan menyala dan pada saat itu motor akan berhenti berputar.

6. Jika air di dalam bak telah penuh atau telah mencapai level yang telah ditentukan maka pelampung di dalam air akan terangkat ke atas sehingga membuka kontak yang terdapat pada pelampung tersebut dan motor akan akan berhenti berputar.

7. Proses selanjutnya kembali ke langkah nomor 4.

8. Untuk posisi 2 selektor switch dipindahkan pada posisi 3-4 maka lampu indikator L1 akan langsung menyala yang menandakan bahwa operasi motor dilakukan secara remote (menyalakan dan mematikan motor) dan pada saat itu pelampung tidak akan bekerja

9. Untuk menyalakan motor tekan push button Son

10. Kontak 1-4 akan menutup karena koil 2-10 relay (RL) mendapat energy listrik sehingga arus akan mengalir melalui kontak 1-4 tersebut walaupun saklar Son dilepas

11. Dengan demikian kontak 3-6 dan 8-11 akan menutup sedangkan kontak 1-2 pada K1 tetap terbuka, dengan demikian motor akan berputar yang ditandai dengan menyalanya lampu indikator L4

12. Apabila motor mengalami kelebihan beban maka kontak 95-96 akan membuka dan kontak 97-98 akan menutup sehingga lampu indikator L3 yang menandakan kelebihan beban akan menyala dan pada saat itu motor akan berhenti berputar.

13. Tekan push button Soff untuk mematikan motor.

14. Baik untuk operasi dengan remote ataupun secara otomatis (dengan pelampung) apabila ada hal-hal yang tidak inginkan terjadi pada saat motor beroperasi dapat langsung menekan tombol emergency sehingga seluruh rangkaian akan padam.

Rangkaian Water Level Control di atas belumlah sempurna, anda bisa memodifikasinya supaya menjadi lebih

baik lagi dan juga lebih andal pastinya. Ini cuma salah satu contoh saja, jika anda ingin berusaha sedikit saja maka

hasilnya pasti akan lebih bagus lagi dan tentunya memakai desain yang dibuat sendiri akan memberikan kepuasan

yang tersendiri pula.

Ada beberapa catatan yang saya ingin berikan mengenai rangkaian di atas :

1. Untuk pengoperasian pompa dengan remote, saya menggunakan relay yang dalam rangkaian disingkat dengan RL dengan pertimbangan penggunaan remote hanyalah sebagai cadangan jika pelampung mengalami kegagalan dalam pengoperasiannya. Anda dapat menggantinya dengan kontaktor. Jika anda menggunakan relay, relaynya harus disesuaikan dengan kapasitas arus dari motor pompa. Kalau tidak sesuai, bisa-bisa relaynya hangus dan anda akan merogoh kocek lebih dalam lagi. Menyedihkan!

2. Motor yang digunakan pada rangkaian di atas adalah motor induksi 1 fasa. Jika anda menggunakan motor induksi 3 fasa, maka rangkaian kontrolnya akan lebih rumit lagi. Silahkan anda berkreasi sendiri.

3. Pada kondisi (3) dari gambar pelampung, usahakan jangan sampai tali pada pelampung terjadi lilitan yang menyebabkan terbentuknya sebuah simpul sehingga kedua pelampung berkumpul pada satu titik pada tali pelampung. Hal ini akan menyebabkan pompa mati menyala dalam waktu yang relatif singkat. Apabila hal ini terjadi, maka lampu indikator L4 pada gambar akan berkedip-kedip. Keuntungannya, anda akan melihat nyala lampu indikator yang berkedip-kedip pada panel sehingga anda tidak perlu membeli lampu hias di toko kesayangan anda. Kerugiannya, anda akan berteriak histeris sampai nadanya mungkin mencapai 7 oktaf (melebihi Gita Gutawa) karena melihat tagihan rekening listrik anda yang meningkat dari biasanya jika anda membiarkan hal tersebut terus berlangsung. Tentu saja penyebabnya adalah motor mati menyala dalam waktu yang relative singkat, yang mana kita tahu bersama bahwa arus start dari motor induksi bisa 5 sampai 7 kali lebih besar dari arus nominalnya yang mana juga akan mempengaruhi putaran kWh meter anda.

4. Pengalaman adalah guru yang baik tetapi belajar dari pengalaman orang lain adalah Guru Terbaik. Jadi, jangan segan-segan untuk berlajar dari orang-orang yang sudah berpengalaman. So, take my advice and Go On! Thanks.