PENGENALAN TEKNIK PENGENDALI ALAT LISTRIK INDUSTRI 1. Saklar magnet (Kontaktor) Kontaktor adalah sejenis saklar atau kontak yang bekerja dengan bantuan daya magnet listrik dan mampu melayani arus beban listrik yang relatif besar. Kontaktormagnit adalah saklar yang bekerja berdasarkan elektromagnetis digunakan untuk membuka dan menyambung rangkaian listrik (load). Kontaktormagnit bekerja untuk merubah kontak-kontak Normally Open (NO) dan Normally Close (NC). prinsip Apabila kumparan (coil) mendapatkan tegangan listrik atau diberi arus, maka arus yang mengalir di dalam kumparan akan menghasilkan fluk yang mengalir dalam inti. Beda kutub yang terjadi antara jangkar dan inti besi mengakibatkan jangkar dan inti besi tarik menarik. Pada waktu jangkar tertarik oleh inti besi maka kontak akan beroperasi. Bila tegangan kumparan dilepas, maka daya magnet akan hilang dan jangkar akan kembali pada posisi semula karena dorongan pegas dengan sendirinya unit kontak juga kembali pada posisi normal baik menghubung atau memutus. Gambar 1. Lambang saklar magnet, a) kontak engsel, 2) kontak lepas Ket; Kontak utama (main contact) berfungsi untuk mengalirkan arus beban Kontak bantu (auxelary contact) berfungsi untuk mengalirkan arus control Pushbutton adalah saklar tekan yang digunakan untuk mengoperasikan saklar magnet (untuk ON OFF)
Gambar 2. Konstruksi kontaktor Gambar 3. Gambaran umum kontaktor 2. Relay Relay adalah peralatan control yang banyak sekali pemakaiannya dan berfungsi antara laian sebagai pengawas (supervision), peoperasi dan pemberi tanda (signaling). Relay terdiri dari dua jenis, yaitu relay control dan relay proteksi. a. Relay control Relay control ada dua jenis yaitu kontak control dan kontak waktu (time relay) 1. Kontak kontrol mempunyai konstruksi dan prinsip dasar yang mirip dengan kontaktor dan unit kontaknya terdiri dari beberapa kontak terbuka dan tertutup serta kontak ganti.
Gambar 4. Relay control, a) konstruksi relay control, 2) lambing relay kontrol 2. Kontak waktu adalah kontak atau saklar yang dapat bekerja sesuai dengan waktu yang diinginkan dan jenisnya antara lain motor driven time relay dan pneumatic time relay. Motor driven relay adalah jenis saklar waktu dengan penggerak motor listrik kecil. Gambar 5. Saklar waktu motor driven time relay a) motor driven time relay tipe STP N2. Omron, b) Rangkaian motor driven time relay, c) Rangkaian dasar saklar waktu Ket; Kontak 2 7, terminal sumber tegangan, Kontak 5 8, terminal NC, Kontak 6 8, terminal NO
Gambar 6. Time Delay Pneumatic relay, adalah jenis saklar waktu yang bekerja berdasarkan tekanan udara dan terdiri dari unit mekanik magnet listrik, unit peniup dan unit kontak. Gambar 7. Saklar waktu pneumatic time relay. Ket; 1. Kumparan operasi, 2. Tuas pendorong, 3. Karet membrane (bellows), 4. Pegas, 5. Katub buang, 6. Sekrup pengatur, 7. Kontak, 8. Jangkar Bila kumparan unit mekanik mendapat tegangan listrik maka jangkar akan tertarik dan mendorong unit prniup (bellows) melalui tuasnya, udara yang berada di daalam unit peniup tertekan ke luar melalui katub buang. Kemudian udara dimasukkan kembali kepada alat peniup melalui sekrup pengatur, semakin besar udara masuk (diatur melalui sekrup) semakin cepat unit peniup penuh dan kembali pada posisi normal untuk mengoperasikan kontak. Sekrup pengatur berfungsi mengatur waktu kerja kontak.
b. Relay proteksi Berfungsi sebagai pengawas atau alat pengaman suatu rangkaian listrik terhadap gangguan akibat perobahan nilai besaran listrik. Jenisnya antara lain Thermal over load relay, under voltage relay dan over voltage relay. Thermal Over Load Relay adalah peralatan kontrol listrik yang berfungsi untuk memutuskan jaringan listrik jika terjadi beban lebih. Jaringan listrik akan putus bila arus yang melewati lebih besar dari setting arus Thermal Over Load dengan melalui proses panas yang terdapat pada relay. Pada saat mereset kembali memerlukan waktu untuk mengaktifkan kembali karena perlu proses pendinginan temperature terlebih dahulu 3. Cam switch Gambar 8. Thermal Overload Relay (THOR) Merupakan suatu saklar untuk mengoperasikan motor induksi pada system pengasutan segitiga bintang yang dioperasikan secara manual dan tidak dapat langsung dioperasikan secara otomatis. Pemakaian cam switch selalu berurutan dari posisi bintang dan kemudian segi tiga, sedangkan pada posisi nol (0) kumparan motor terhubung bintang. Untuk pengaman motor bias digunakan relay beban lebih dan cam switch harus dioperasikan dengan saklar magnit pada rangkaian utama. Bila terjadi gangguan beban lebih maka relay akan memutus arus ke saklar magnet dan motor berhenti.
Gambar 9. a) Cam switch, dan b) lambing. Bila knop diputar pada posisi bintang (Y) maka kontak menutup dan bila knop diputar pada posisi segitiga ( ) kontak akan membuka (tidak ada hubungan). Bila knop pada posisi B kontak juga menutup Gambar 10. Pemakaian cam switch untuk pengasutan motor (Y/ ) 4. Saklar tekan (Pushbutton) Saklar tekan banyak digunakan pada rangkaian control motor sebagai saklar manual untuk mengoperasikan rangkaian, sebagai penghubung atau pemutus. Ada dua jenis saklar tekan yaitu jenis terkunci dan tidak terkunci. Jenis saklar terkunci, kontaknya akan tetap terbuka atau terhubung setelah tombol ditekan. Kontak akan kembali pada posisi normal setelah tombol ditekan kembali. Jenis saklar tidak terkunci, kontaknya akan terbuka atau terhubung saat saklar ditekan saja dan setelah tekanan dilepas maka kontak kembali segera pada posisi semula atau normal.
Gambar 11. Saklar tekan, a) Saklar tekan ganda, b) bagian saklar tekan, c) lambing saklar tekan ganda, d) lambing saklar tekan tunggal Ket; 1. Baut ring, 2. Plat tombol, 3. Plat datar, 4. karet penguat luar, 5. Karet penguat, 6. Kotak standar, 7. Pegangan unit kontak, 8. Unit kontak. Gambar 12. Pushbutton 5. Saklar control zat cair, gas dan temperature a. Saklar kontrol tekan (preassure switches) Saklar ini akan memutus dan menghubung bila terjadi perubahan tekanan dari nilai nominal. Alat perasa tekan biasanya digunakan membrane metal (metal bellowsactuated), alat ini dihubungkan dengan tuas pada unit kontak, sehingga dapat mengaktifkan kontak bila terjadi perubahan tekanan dari nominal. Saklar ini juga mempunyai kontak NO dan NC yang pemakaiannya dihubungkan dengan rangkaian control motor. Saklar control tekan biasanya digunakan pada pengontrolan mesin yang menggunakan system hidroulik, system tekanan minyak pelumas, motor penggerak pompa, dan kompresor udara.
Gambar 13. Saklar Kontrol tekan b. Saklar apung (float switches) Saklar ini cocok digunakan untuk mengontrol motor pompa pengisi zat cair pada suatu tangki atau bak. Dipasang pada bagian atas tangki atau bak, bila tangki penuh alat apung terangkat keatas dan mengaktifkan kontak untuk memutuskan rangkaian motor dan begitu juga sebaliknya jika air dalam tangki berkurang. Gambar 14. Saklar apung, a) model tuas atau batang, b) model penghubung rantai, c) lambing saklar apung c. Saklar control aliran (flow switches) Suatu industry biasanya membutuhkan alat control aliran zat cair, udara, dan gas. Unit NO dan NC dari saklar ini dan alat perasa aliran berupa dayung atau paddle yang ditempatkan di dalam sambungan pipa berbentuk T. dayung akan mendapatkan tekanan dari aliran zat cair yang dapat mengaktifkan kontak untuk mengaktifkan rangkaian control motor atau untuk menyalakan lampu indicator. Biasanya alat ini banyak digunakan di industry kimia dan perminyakan.
Gambar 15. Saklar control aliran d. Saklar limit (limit switches) Saklar limit dirancang sedemikian rupa agar dapat memberikan ketelitian yang akurat. Saklar limit berfungsi sebagai kemudi dalam rangkaian control motor untuk ON dan OFF atau membalik arah putaran motor. Disamping itu juga berfungsi sebagai saklar pengaman darurat bila terjadi gangguan atau kelainan pada motor. Gambar 16. Saklar limit e. Saklar temperature (temperature switches) Saklar ini bekerja secara otomatis bila terjadi perobahan nilai temperature melebihi nilai nominal. Alat control temperature dinamakan juga dengan thermostat, dan terdiri dari tiga jenis, yaitu thermostat dwilogam (bimetal), thermostat batang, dan thermostat zat cair. Thermostat dwilogam mempunyai alat perasa berupa bahan dwilogam yang akan membegkok bila mendapat temperature lebih. Daya bengkok itulah yang akan mengaktifkan kontak dan dwilogam akan kembali lurus bila temperature turun normal kembali. Thermostat batang, alat perasa suhunya adalah berupa batang logam yang dimasukkan ke dalam sebuah pipa. Batang dan pipa harus mempunyai nilai muai panjang yang berbeda, dan perbedaan nilai muai panjang tersebut yang digunakan untuk mengaktifkan kontak. Thermostat zat cair mempunyai alat perasa berupa zat cair yang dapat memuai
atau bertambah volumenya bila mendapat temperature lebih. Pertambahan volume inilah yang digunakan untuk mengaktifkan kontak. Biasanya digunakan air raksa yang ditempatkan dalam pipa kapiler. Saklar temperature digunakan untuk mengontrol alat pemanas, blower, fan katub elektromagnetik, pompa, alat pendingin dan lain sebagainya. Gambar 17. Saklar temperature.