PERANCANGAN DYNAMIC BRAKING PADA MOTOR INDUKSI TIGA FASA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16

PERANCANGAN DYNAMIC BRAKING PADA MOTOR INDUKSI TIGA FASA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 Andreas Prabowo 1), Dede Suhendi 2), M. Hariansyah, MT 3). Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor, Jl. Pakuan, Bogor 16143 e-mail : prabowo0541@gmail.com ABSTRAK Pengereman pada motor induksi pada umumnya masih menggunakan metode konvensional yang dapat menyebabkan kerugian mekanis sehingga berpengaruh pada umur motor induksi. Selain pengereman yang masih menggunakan cara konvensional, pengasutan pada motor induksi sendiri masih dilakukan dengan cara menghubungkan motor secara langsung ke jala-jala yang akan menarik arus yang sangat besar mencapai 5-7 dari arus nominal. Hal tersebut dapat menyebabkan drop tegangan sehingga dapat berpengaruh pada peralatan lain yang terpasang pada jalur yang sama. Metode untuk pengereman motor dapat dirancang secara dinamik, dengan menginjeksikan arus searah pada kumparan stator motor secara sesaat sehingga menghasilkan torsi pengereman pada motor. Sedangkan untuk metode pengasutan, dapat menggunakan metode pengasutan soft starting. Soft starting dilakukan dengan menggunakan komponen elektronika daya yaitu triac. Metode soft starting bertujuan untuk mengurangi arus start pada motor induksi. mikrokontroler ATmega 16 digunakan untuk mengontrol pengereman dinamik maupun pengasutan soft starting. Pengereman secara dinamik dapat menghentikan motor induksi secara cepat tergantung pada besarnya arus injeksi DC yang diberikan. Sedangkan metode soft starting dapat digunakan untuk mengatur dan mengurangi arus pengasutan motor induksi, metode ini lebih baik dibandingkan metode DOL. Kata Kunci : Dynamic Braking, Soft Starting, Triac, Motor Induksi 3 Fasa, Mikrokontroler. 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penunjang kemajuan di bidang industri adalah berkembangnya sistem kontrol untuk mengatur mesin-mesin yang digunakan dalam proses industri. Sistem kontrol ini berfungsi untuk memonitoring kondisi tertentu dalam rangkaian atau mesin tersebut supaya dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Salah satu yang dapat dikontrol adalah sistem pengereman pada motor induksi yang banyak terdapat pada dunia industri khususnya pada mesin-mesin yang menggunakan motor induksi sebagai penggeraknya. Motor induksi sendiri dapat terhenti dengan adanya geseran yang terjadi, tetapi tentu saja hal ini membutuhkan waktu yang lama, untuk itu diperlukan pengereman supaya dapat menghentikan motor dengan waktu yang relatif singkat. Selain pengereman, pengasutan motor induksi tiga fasa juga dapat dikontrol. Pengasutan motor induksi umumnya masih menggunakan metode hubung langsung yang arus awal motor besarnya 5 sampai dengan 7 kali dari arus nominal yang dapat menyebabkan drop tegangan.[1] Sehingga diperlukan metode pengasutan yang dapat mengurangi arus pada awal pengasutan. Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 1

Metode pengasutan yang dapat mengurangi arus yang besar adalah dengan menggunakan metode pengasutan soft starting. Sistem pengontrolan pengereman maupun pengasutan soft starting dapat dikendalikan oleh mikrokontroler ATmega 16. 1.2 Maksud dan Tujuan Adapun maksud dan tujuan dari panulisan ini adalah: 1) Menghasilkan rancangan rangkaian soft starting dan dynamic braking pada motor induksi tiga phasa yang dikontrol oleh mikrokontroler ATmega 16. 2) Melakukan pengujian soft starting dan dynamic braking pada motor induksi tiga fasa berkapasitas 3 HP, 380 V, 50 Hz. 2. LANDASAN PUSTAKA 2.1 Motor Induksi Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (AC) yang paling luas digunakan. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa motor ini bekerja berdasarkan induksi medan magnet stator ke statornya, dimana arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator. Berikut adalah betuk fisik dari motor induksi tiga phasa : induksi dapat dibedakan menjadi dua tipe : a) Rotor Belitan Motor Induksi jenis ini mempunyai rotor dengan belitan tiga fasa sama seperti kumparan stator. Kumparan stator dan rotor juga mempunyai jumlah kutub yang sama. Rotor yang mempunyai tiga belitan yang mirip dengan belitan stator. Ketiga belitan tersebut biasanya terhubung bintang. Ujung ujung belitan tersebut dihubungkan dengan slipring yang terdapat pada poros rotor. Belitan belitan tersebut dihubung singkat melalui sikat (brush) yang menempel pada slipring. Jenis rotor belitan dapat dilihat pada gambar berikut : [3] Gambar 2. Rotor Belitan dari Motor Induksi b) Rotor Sangkar Sumber : Zuhal Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan kumparan yang terdiri atas beberapa batang konduktor yang disusun sedemikian rupa hingga menyerupai sangkar tupai. Rotor yang terdiri dari sederetan batang batang penghantar yang terletak pada alur alur sekitar permukaan rotor. Ujung ujung batang penghantar dihubung singkat dengan menggunakan cincin hubung singkat.maka jenis rotor sangkar dapat dilihat pada gambar berikut : [3] Gambar 3. Rotor Sangkar dari Motor Induksi Gambar 1. Motor Induksi 3 Fasa. Sumber:http://syahwilalwi.blogspot.com/201 0/12/sistem-proteksi-motor.html 2.2 Tipe Motor Berdasarkan rotor yang digunakan, motor Sumber : Zuhal 2.3 Prinsip Kerja Motor Induksi Ada beberapa prinsip kerja motor induksi yaitu : [3] 1) Apabila sumber tegangan tiga fasa dipasang pada kumparan stator akan Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 2

timbul medan putar dengan kecepatan n S = 120 f/p 2) Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. 3) Akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induksi (ggl) sebesar E 2S = 4.44 f 2 N 2 m ( untuk satu fasa ) E 2S adalah tegangan induksi pada saat rotor berputar. 4) Karena kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka ggl (E) akan menghasilkan arus ( I ) 5) Adanya arus ( I ) di dalam medan magnet menimbulkan gaya ( F ) pada rotor 6) Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya ( F ) pada rotor yang cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator 7) Seperti telah dijelaskan pada ( 3 ) tegangan induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor ( rotor ) oleh medan putar stator. Artinya agar tegangan terinduksi diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator ( n S ) dengan kecepatan berputar rotor (n) 8) Perbedaan kecepatan antara n r dan n S disebut slip ( S ) dinyatakan dengan S = ( n S n r ) / n S x 100 % 9) Bila nr = n S, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan ditimbulkan apabila n r lebih kecil dari n S 2.4 Torsi Motor Induksi Torsi dihasilkan oleh motor induksi dengan interaksi stator dan flux rotor. Flux yang dihasilkan oleh stator berputar pada kecepatan sinkron. Agar arus rotor menghasilkan suatu torsi, rotor harus berputar pada kecepatan kurang dari kecepatan sinkron. Pada saat tidak ada beban, fluxs rotor tertinggal dari stator hanya pada suatu jumlah yang kecil, karena hanya torsi yang diperlukan adalah untuk menghilangkan rugi-rugi motor, ketika beban mekanis ditambahkan kecepatan rotor berkurang. Suatu pengurangan kecepatan rotor mengijinkan kecepatan konstan mengelilingi medan untuk menyapu ke seberang penghantar rotor dengan laju cepat, dengan demikian mempengaruhi arus rotor yang lebih besar. Ini mengakibatkan suatu keluaran tenaga putaran lebih besar pada saat kecepatan dikurangi. Tenaga putaran (torsi) dari suatu motor induksi berinteraksi pada medan stator dan rotor, yaitu berdasarkan medan dan hubungan fasanya, secara matematis : T = K.ø.Ir.Cos θr Keterangan : T : torsi (tenaga putaran) K : Konsanta Ø : Flux Stator Ir : Arus rotor Cos θr : Faktor daya rotor. [1] Pada saat operasi yang normal Kø dan cos θr pada hakekatnya tetap, torsi meningkat secara langsung dengan arus rotor (I r ). Arus rotor meningkat hingga menyesuaikan dengan motor saat starting. 2.5 Pengasutan Motor Induksi Cara pengasutan motot induksi harus dirancang dengan tepat, ini dikarenakan motor induksi memiliki arus starting yang bisa mencapai 7 kali arus nominal. Motor memerlukan arus untuk membangkitkan medan magnet di kumparan stator yang selanjutnya medan magnet ini akan terinduksikan ke rotor sehingga rotor dapat berputar. Terdapat berbegai cara untuk pengasutan pada motor induksi, yaitu dengan cara : [1] 1) Pengasutan Langsung 2) Pengasutan Star-Delta 3) Pengasutan dengan Auto Transformator 4) Pengasutan Soft Staring Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 3

2.5.1 Pengasutan Soft Starting Pengasutan soft starting adalah adalah suatu cara penurunan arus starting dari motor induksi AC. Soft starting bertujuan untuk mendapatkan start dan stop yang terkendali dan terproteksi secara sehalus mungkin dan lalu mencapai kecepatan nominal yang konstan pada aplikasi dengan torsi awal / start rendah. Fungsi soft starting adalah sebagai pengatur keseimbanagan antar torsi motor dan torsi hambat. Rangkaian dasar soft starting terdiri dari komponen thyristor untuk mengontrol aliran arus yang masuk ke motor sehingga tegangan akan masuk secara bertahap dan akhirnya penuh. Berikut adalah rangkaian pengasutan dengan metode soft starting : [1] Gambar 4 Pengasutan Soft Starting Sumber : Radita Arindya, S.T., M.T 2.6 Pengereman Motor Induksi Menghentikan motor dilakukan dengan cara menghilangkan tegangan sumber hingga diperoleh kecepatan putaran sama dengan nol. Ada empat buah metoda yang sering dipakai untuk pengereman, metode tersebut adalah : [1] 1) Pengereman mekanik. 2) Pengereman dinamik. 3) Pengereman regeneratif. 4) Pengereman plugging. rangkaian pengereman dinamik yang ditunjukan oleh gambar berikut : [1] Gambar 5 Pengereman Dinamik Sumber : Radita Arindya, S.T., M.T 2.7 Mikrokontroler AVR ATmega 16 ATMega16 menggunakan arsitektur Harvard dengan memisahkan antara memori dan bus untuk program dan data untuk memaksimalkan kemampuan dan kecepatan. ATMega 16 memiliki fitur-fitur sebagai berikut : 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM internal. [2] 2.8 CODEVISION AVR CODEVISION AVR adalah merupakan salah satu software kompiler yang khusus digunakan untuk mikrokontroler keluarga AVR. Meskipun codevision AVR termasuk software komersial, namun kita tetap dapat menggunakannya dengan mudah karena terdapat versi evaluasi yang disediakan secara gratis walaupun dengan kemampuan yang dibatasi.[2] Ketika program CODEVISION AVR dijalankan dengan mengklik icon CODEVISION AVR, maka akan tampil seperi gambar berikut ini : 2.6.1 Pengereman Dinamik Pengereman dinamik merupakan suatu cara pengereman dengan cara memasukan arus searah pada kumparan stator setelah suplai AC diputus, sehingga akan mengembangkan medan stasioner untuk menurunkan tegangan AC menjadi tegangan DC dalam waktu sangat singkat. Berikut adalah Gambar 6 Tampilan Jendela Program CODEVISION AVR Sumber : CodeVision AVR Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 4

2.9 Triac Triac adalah komponen yang disusun sedemikian rupa yang beroperasi sebagai dua buah SCR dalam satu bungkus. Triac memiliki tiga terminal utama yaitu Main Terminal 1 (MT1), Main Terminal 2 (MT2), dan Gerbang (G). Berikut adalah simbol dan bentuk dari triac yang ditunjukan pada gambar berikut : : [4] Gambar 8 Bentuk Fisik Relay Sumber : http://riochandra42.blogspot. com/2011/06/bagian-bagiankontaktor-magnet.html 3. PERANCANGAN ALAT DAN PEMROGRAMAN 3.1 Perancangan Sistem Gambar 7 Simbol dan Bentuk Fisik Triac Sumber : Frank Petruzella 2.10 Relay Elektromekanis Relay elektromekanis berisi kontak diam dan kontak bergerak. Kontak yang bergerak dipasangkan pada plunger. Kontak ditunjuk sebagai Normally Open (NO) dan Normally Close (NC). Apabila kumparan diberi tenaga, terjadi medan elektromagnetis. Aksi dari medan pada gilirannya menyebabkan plunger bergerak pada kumparan menutup kontak NO dan membuka kontak NC. Bentuk fisik relay dapat dilihat pada gambar berikut : : [4] Gambar 8 Bentuk Fisik Relay Sumber : http://www.relays.cc/ Perancangan dynamic braking pada motor induksi tiga fasa berbasis mikrokontroler ATMega16 ini dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu perancangan hadrware, perancangan software, serta perancangan rangkaian daya. Perancangan hardware sendiri terdiri dari beberapa bagian, yaitu perancangan sistem minimum, perancangan rangkaian zero cross detector, perancangan rangkaian push button, perancangan relay driver, perancangan rangkaian penyulut triac, perancangan sistem by pass, perancangan rangkaian dynamic braking, perancangan rangkaian LCD dan perancangan power supplay. Sedangkan perancangan software sendiri terdiri dari perancangan program mikrokontroler menggunakan bahasa C dengan menggunakan CodeVision AVR sebagai software compiler. Berikut adalah blok diagram dari perancangan alat dynamic braking berbasis mikrokontroler ATmega16 yang ditunjukan pada gambar berikut ini: 2.11 Kontaktor Magnet Kontaktor adalah jenis saklar yang bekerja secara magnetik yaitu kontak bekerja apabila kumparan diberi energi. Tidak seperti relay, kontaktor dirancang untuk menyambung dan membuka rangkaian daya listrik tanpa merusak. Kontaktor magnet dapat dilihat pada gambar berikut : [4] Gambar 1 Blok Diagram Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 5

3.2 Kerja Sistem Berikut adalah flowchart dari keseluruhan sistem soft starting serta dynamic braking. Gambar 3 Sistem Minimum ATMega16 3.3.2 Rangkaian Zero Crossing Detector Gambar 2 Flowchart Soft Starting Serta Dynamic Braking 3.3 Perancangan Hardware Dalam perancangan hardware ini jenis mikrokontroler yang digunakan pada sistem ini adalah AVR ATmega16, yang memiliki empat port I/O yaitu, Port A, Port B, Port C, dan Port D yang masing-masing port memiliki 8 buah pin I/O, rancangan mikrokontroler di sini sekaligus merupakan rancangan dari sistem minimum ATmega16, perancangan rangkaian zero cross detector, perancangan rangkaian push button, perancangan relay driver, perancangan rangkaian soft starting, perancangan sistem by pass kontaktor, perancangan rangkaian dynamic braking, perancangan rangkaian LCD dan perancangan power supply 3.3.1 Sistem Minimum ATMega 16 Pada umumnya, suatu mikrokontoler tidak dapat berdiri sendiri mikrokontroler membutuhkan elemen pendukung (selain power supply) untuk berfungsi: Kristal Oscillator (XTAL), dan Rangkaian RESET, 2 elemen tersebut merupakan syarat utama terbentuknya sistem minimum. Berikut gambar sistem mininum dari mikrokontroler ATMEGA16 dapat dilihat pada gambar berikut : Rangkaian zero crossing detector berfungsi untuk mengetahui titik nol pada tegangan jala-jala listrik. Zero Crossing adalah rangkaian yang digunakan untuk mendeteksi gelombang sinus AC 220 volt saat meliwati titik tegangan nol. Seberangan titik nol yang dideteksi adalah peralihan dari positif menuju negatif dan peralihan dari negatif menuju positif. Seberangan tersebut yang menjadi acuan yang digunakan untuk pemberian waktu tunda untuk pemicuan dari triac. Berikut adalah gambar rangkaian zero crossing detector yang ditunjukan oleh gambar dibawah ini : Gambar 4 Zero Crossing Detector 3.3.3 Rangkaian Soft Starting Soft Starting adalah salah satu metode pengasutan motor induksi yang dapat memperkecil arus pada saat awal starting. Soft Starting merupakan metode pengasutan motor induksi dengan mengatur tegangan pengasutan. Berikut adalah rangkaian Soft Starting : Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 6

3.3.5 Rangkaian Dynamic Braking Gambar 5 Rangkaian Soft Starting 3.3.4 Rangkaian Relay Driver Rangkaian driver, dalam hal ini adalah rangkaian yang berhubungan dengan output atau keluaran yang merupakan hasil dari pengolahan data yang telah dilakukan di mikrokontroler, dan ini juga berdasarkan input yang masuk ke mikrokontroler. Dalam perancangan rangkaian driver relay ini terdapat 7 buah relay yang masing-masing memiliki fungsi tersendiri. Empat relay digunakan sebagai pengatur tegangan injeksi untuk pengereman, sedangkan tiga buah relay lainnya berfungsi sebagai penggerak dari kontaktor yang berjumlah tiga buah. Masing-masing relay tersebut menggerakan masing-masing kontaktor yang berfungsi sebagai rangkaian by pass, dan rangkaian pengereman. Berikut adalah rangkaian relay driver yang ditunjukan oleh gambar dibawah ini : Perancangan dynamic braking ini terdiri dari beberapa komponen, yaitu Transformator yang berguna untuk menurunkan tegangan dari tegangan jala-jala, Diode Brige yang digunakan sebagai penyearah untuk mendapatkan tegangan DC, Kontaktor yang berfungsi sebagai pelepasan suplay AC tiga phase, Relay yang digunakan sebagai penggerak kontaktor setelah mendapatkan input sinyal dari mikrokontroler. Berikut adalah rangkaian Dynamic Braking yang ditunjukan pada gambar dibawah ini : Gambar 7 Rangkaian Dynamic Braking Sumber : Radita Arindya, S.T., M.T 3.3.6 Perancangan Rangkaian Daya Rangkaian daya ini terdiri dari tiga buah kontaktor magnit yang saling terhubung dengan relay. Masing-masing kontaktor memiliki fungsi tersendiri. Kontaktor pertama berfungsi sebagai rangkaian daya untuk rangkaian soft start, sedangkan kontaktor kedua berfungsi sebagai rangkaian daya by pass, dan kontaktor ketiga berfungsi sebagai dynamic braking. Supaya tidak terjadi hubung singkat akibat tiga kontaktor bekerja maka perlu ditambahkan proteksi berupa rangkaian interlock. Rangkaian interlock dikendalikan oleh tiga buah relay yang bekerja setelah mendapat inputan sinyal yang diatur oleh mikrokontroler. Berikut adalah rangkain daya yang ditunjukan oleh gambar dibawah ini : Gambar 6 Rangkaian Relay Driver Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 7

pass, dan kontaktor ketiga digunakan untuk kontak pengereman. Gambar 8 Rangkaian Daya 3.4 Perancangan Software Perancangan software (perangkat lunak) mikokontroler menggunakan CodeVision AVR merupakan salah satu software kompiler yang khusus digunakan untuk mikrokontroler keluarga AVR. mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah program, pengisian program ini dapat dilakukan menggunakan compiler yang selanjutnya didownload ke dalam mikrokontroler menggunakan downloader melalui pin Miso, Mosi, Sck, Reset, dan Gnd. Dibantu dengan menggunakan software AVR studio 4. 4. HASIL DAN BAHASAN 4.1 Hasil Rancangan Berikut adalah rangkaian keseluruhan dari perancangan alat dynamic braking yang ditunjukan oleh gambar berikut yang ditunjukan pada gambar di bawah ini : Gambar 1 Rangkaian Keseluruhan Sedangkan gambar rangkaian daya untuk soft starting dan pengereman, seperti yang telah diuraikan pada bab tiga kontaktor pertama digunakan untuk kontak soft start, kontaktor kedua digunakan untuk kontak by Gambar 2 Rangkaiann Daya Motor Induksi Tiga Fasa 4.2 Pengukuran Pengukuran dilakukan untuk dapat mengetahui kinerja dari rangkaian yang telah dibuat. Selain untuk mengetahui kinerja dari rangkaian, pengukuran dilakukan juga untuk mengecek sistem apakah sudah sesuai dengan spesifikasi alat yang akan dibuat. Dalam pengukuran, alat yang digunakan untuk mengukur adalah Voltmeter, Amperemeter, Osiloscope, dan Stopwatch. Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan pada rangkaian. Rangkaian yang diukur tegangannya adalah rangkaian power suplay, dan output keluaran dari mikrokontroler. Amperemeter digunakan untuk mengukur arus start motor induksi menggunakan soft starting serta DOL. Osiloscope digunakan untuk mengukur gelombang keluaran dari rangkaian zero cross detector serta soft starting. Sedangkan stopwatch digunakan untuk mengukur waktu berhenti dari motor ketika dilakukan pengereman. 4.2.1 Pengukuran Power Supply Perancangan power supply menggunakan trafo step down untuk menurunkan tegangan AC 220 V AC menjadi 9 V AC. Setelah diturunkan tegangannya lalu selanjutnya disearahkan menggunakan dioda bridge. Karena tegangan yang dibutuhkan sebesar 5 V DC maka tegangan 9 V DC dipotong Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 8

menggunakan IC regulator LM 7805. Tegangan tersebut digunakan untuk supply mikrokontroler serta relay. Berikut adalah hasil pengukuran power supply yang ditunjukan pada tabel dibawah ini : Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Power Supply Objek yang diukur Hasil Pengukuran Output (V) Input (V) Trafo 9 V 220 v AC 8,9 v AC Dioda Brige 8,9 v AC 10,2 v DC IC LM 7805 10,2 v DC 5,01 v DC Dari hasil pengukuran power supply di atas menunjukan bahwa power supply berfungsi dan sesuai apa yang diinginkan. Power supply ini digunakan untuk supply daya mikrokontroler yang membutuhkan tegangan 4,5 5,5 V DC dan relay driver yang membutuhkan tegangan supply 5 V DC. kotak maka didapatkan frekuensi sebesar 100 Hz. 4.2.3 Pengukuran Sinyal Kontrol Soft Starting Proses pemicuan pada soft starting mempunyai 16 tahap sudut picu dari proses 0 % hingga 100% dengan nilai TCNT 8 bit dan 16 bit setiap sudut picu. Semakin besar nilai TCNT maka semakin sinus tegangan yang dihasilkan, dan semakin besar pula tegangan yang yang masuk ke motor induksi. Berikut adalah tabel tahapan pemicuan dan sinyal kontrol : Tabel 4.2 Tahapan Pemicuan Timer Untuk Soft Starting 4.2.2 Pengukuran Zerro Crossing Detector Rangkaian zero cros detector berfungsi untuk mengetahui titik nol dari fasa, yang digunakan untuk acuan sinyal pemicuan dari triac. Karena motor induksi yang digunakan tiga fasa maka rangkaian zero cros detector juga berjumlah untuk tiga buah untuk masing-masing fasa. Rangkaian zero cros detector dihubungkan pada PORTD 1, PORTD 0, dan PORTD 4. Pengukuran rangkaian ini menggunakan osiloscope sebagai alat ukur untuk mendapatkan sinyal keluaran dari rangkaian zero cros detector. Berikut adalah sinyal keluaran dari rangkaian zero cros detector : Gambar 4 Sinyal keluaran zero cros detector Dari hasil pengujian zero crossing detector, time/div 0.5 ms dan satu periode sebanyak 4 4.2.4 Pengukuran Pengasutan Soft Starting Pengukuran pengasutan soft starting dilakukan dengan cara memasang suplai tegangan tiga fasa pada alat soft starting, dan motor induksi tiga fasa yang berkapasitas 3 HP, 50 Hz, 380 V dihubungkan secara delta. Pengukuran pengasutan soft starting dilakukan dengan menggunakan amperemeter yang digunakan sebagai alat ukur untuk mendapatkan arus dari pengasutan soft starting. Pengukuran pengasutan soft starting dilakukan tanpa beban. Berikut adalah hasil dari pengukuran pengasutan soft starting yang ditunjukan pada tabel dibawah ini : Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 9

Arus Arus Tabel 4.3 Hasil Pengasutan Soft Starting No Load Waktu (detik) Arus Soft Start (A) 0 0 1 0.812 2 0.163 3 0.162 4 0.162 5 0.162 Dari tabel 4.4 diatas maka diperoleh grafik seperti dibawah ini : 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 soft start 0 1 2 3 4 5 Waktu (detik) Gambar 5 Grafik Arus Starting Pada Soft Starting Dari hasil pengukuran arus start dengan metode soft starting yang tercantum pada tabel 4.4 dan gambar grafik arus starting soft starting diatas dapat diketahui bahwa arus pengasutan awal sebesar 0,8 ampere. Kemudian dengan bertambahnya waktu, arus yang masuk ke dalam belitan stator yang dihubung delta bertambah secara bertahap hingga mencapai arus nominalnya. Pada pengasutan motor induksi tiga fasa yang berkapsitas 3 HP, 50 Hz, 380 V metode DOL yang dihubungkan delta pada belitan statornya, didapatkan data tabel sebagai berikut : Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Pengasutan DOL No Load Waktu (detik) I start (A) 0 0 1 2.305 2 0.166 3 0.165 4 0.162 5 0.165 soft start Dari tabel 4.3 dan tabel 4.4 diatas didapatkan perbandingan arus pengasutan antara metode soft starting dan DOL seperti yang ditunjukan pada grafik dibawah ini 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1 2 3 4 5 6 Waktu (detik) Gambar 6 Grafik Perbandingan Arus Soft Starting dan DOL Dari perbandingan grafik diatas, terlihat bahwa lonjakan arus yang terjadi pada metode DOL mencapai 2,3 ampere dari arus nominal yang hanya sebesar 0,16 ampere. Sedangkan dengan menggunakan metode pengasutan soft starting, lonjakan arus yang terjadi relatif lebih kecil dibandingkan dengan metode DOL yaitu sebesar 0,8 ampere. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa metode soft starting lebih baik dibandingkan dengan metode DOL. 4.2.5 Pengukuran dan Pengujian Dynamic Braking Arus Δ soft start Pengukuran dan pengujian pengereman secara dynamic dilakukan dengan cara memilih tegangan pengereman yang dapat dipilih sesuai dengan pilihan yang tersedia, yaitu 12 Volt, 25 Volt, 32 Volt, dan 45 Volt. Tegangan tesebut nantinya akan disearahkan lalu diinjeksikan pada belitan stator motor induksi tiga fasa setelah sumber tegangan AC tiga fasa dilepaskan dan rotor telah mencapai putaran nominal motor. Berikut data yang diperoleh dari proses pengereman dynamic braking yang ditunjukan oleh tabel berikut : Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 10

Tabel 4.5 Pengukuran Pengereman No Load Tegangan Pengereman (DC) Waktu Berhenti Rotor Motor 12 Volt 40 Detik 25 Volt 16 Detik 32 Volt 4 Detik 45 Volt 1,2 Detik Dari hasil tabel 4.5 diatas pada tegangan 12 volt waktu yang diperoleh untuk menghentikan motor didapat selama 40 detik. Sedangkan tegangan 25 volt diperoleh 16 detik, 32 volt diperoleh 4 detik, dan 45 volt sebesar 1,2 detik dengan arus 10 ampere setiap pilihan tegangannya sesuai dengan name plate pada transformator, maka diperoleh kesimpulan bahwa semakin besar tegangan serta arus yang diinjeksikan untuk pengereman, semakin cepat pula waktu berhenti pada rotor motor induksi tiga fasa. 5. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengujian dan analisa pada alat dynamic braking dan soft starting dapat diambil kesimpulan : 1) Dynamic Braking dapat menghentikan putaran rotor motor induksi 3 phase yang berkapasitas 3 HP, 380 V, 50 Hz dengan cepat, semakin besar tegangan pengereman yang diberikan dengan arus yang konstan sebesar 10 ampere, semakin cepat motor berhenti. 2) Dari hasil pengujian soft starting, di dapatkan arus asut sebesar 0,8 A, lebih kecil di bandingkan asut langsung sebesar 2,35 A dengan arus nominal 0,162 A, pengujian tidak sesuai dengan yang diharapkan karena tetap terjadi lonjakan arus, ini dikarenakan kondisi motor yang sudah tua dan motor yang tidak berbeban. 3) Alat ini dapat bekerja berdasarkan dengan program yang telah dibuat. DAFTAR PUSTAKA [1] Arindya, Radita. Penggunaan dan Pengaturan Motor Listrik. Graha Ilmu. Yogyakarta. 2013 [2] Bejo, Agus. C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler ATMega8535. Graha Ilmu. Yogyakarta. 2008 [3] Zuhal. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. 1988 [4] Petruzella, Frank. Elektronik Industri. Andi. Yogyakarta. 1996. [5] Setiawan, Afrie. 20 Aplikasi Mikrokontroler ATMega16 Menggunakan BASCOM-AVR. Andi Offset. Yogyakarta. 2011. [6] Bishop, Owen. Dasar-dasar Elektronika. Erlangga. Jakarta. 2002. [7] Chapman, Stephen. Electric Machinery Fundamental -3 rd, MC Graw-Hill. Singapore. 1999. [8] Data Sheet IC ULN 2803. [9]http://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/ sistem-proteksi-motor.html [10] http://www.relays.cc [11].http://riochandra42.blogspot.com/2011/ 06/bagian-bagian-kontaktormagnet.html [12] http://www.ustudy.in/node/3041 Riwayat Penulis 1) Andreas Prabowo, ST. Mahasiswa Teknik Tenaga Listrik Lulusan Tahun 2013 Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. 2) Dede Suhendi, Ir., MT. Staf Dosen Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. 3) M. Hariansyah, Ir., MT. Staf Dosen Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor Page 11