Lesita Dewi Rizki Wardani 2211 105 046 Dosen Pembimbing: Dedet C. Riawan, ST., MT., PhD. Dimas Anton Asfani, ST., MT., PhD. Juni, 2013
CONTENT 1. Pendahuluan 2. Dasar Teori 3. Metode Pengambilan Data 4. Perhitungan dan Analisa 5. Kesimpulan
Latar Belakang Selama starting, motor akan menyerap arus sebesar enam sampai tujuh kali besar arus full-load. Fenomena starting tersebut menyebabkan thermal motor yang tinggi*. Dilakukan sebuah penelitian pada metode starting direct on line (DOL) dan soft starter (RVSS). Penelitian difokuskan pada perubahan suhu akibat proses starting. Pada tugas akhir ini akan dilakukan percobaan pada sebuah motor induksi berkapasitas 0.27 KW yang akan distart menggunakan metode DOL maupun RVSS. *Robert Hoerauf, Unexpected Changes To Motor Protection
Rumusan Masalah Setiap metode starting motor memiliki karakteristik arus starting yang berdampak pada perubahan suhu motor.
Batasan Masalah Motor yang digunakan adalah motor induksi tiga fasa tipe 73228 berkapasitas 0.27 KW. Membahas masalah starting motor yang berdampak pada arus dan suhu pada motor. Analisis starting motor yang dibahas adalah metode starting direct on-line, reduced voltage solid state.
Tujuan Mengetahui karakteristik arus start dan suhu motor untuk perencanaan metode proteksi, sehingga dapat menentukan metode yang harus digunakan untuk mengamankan motor pada suatu sistem.
Motor Induksi Motor induksi adalah alat listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Konstruksi motor induksi secara detail terdiri atas dua bagian, yaitu: bagian stator dan bagian rotor Gambar 1. Konstruksi Motor
Pengasutan Motor Induksi Pengasutan motor induksi adalah cara menjalankan pertama kali motor, tujuannya agar arus starting dapat diminimalkan. 1. Hubungan langsung (Direct On Line = DOL) 2. Pengasutan RVSS
Starting Direct On Line(DOL) Tegangan jala-jala melalui kontaktor Q1 langsung terhubung dengan motor induksi. Saat kontaktor di ON kan motor induksi akan menarik arus starting antara 6 sampai 7 kali arus nominal motor. Pengawatan Motor Induksi Metode DOL Karakteristik arus pada metode DOL
Starting RVSS Tujuan pemakaiannya hampir sama dengan soft starter menggunakan thyristor yaitu arus start yang tidak terlalu tinggi. Karakterisitik arus soft starter Prinsip RVSS adalah dengan menurunkan tegangan sistem sehingga arus starting yang dihasilkan tidak terlalu tinggi. arus starting tiga kali arus nominalnya sampai motor mencapai putaran mendekati 85% seperti yang ditunjukan pada gambar. RVSS
Thermal Motor Panas adalah salah satu kendala utama motor. Kapasitas termal motor sangat penting pada saat starting motor. Dimisalkan motor adalah sebuah wadah untuk menyimpan kapasitas thermal, wadah tersebut diisi oleh arus overload yang secara bertahap akan memenuhinya. Metode DOL, karena arus starting yang singkat maka thermal yang dihasilkan juga tidak begitu tinggi Metode RVSS, karena arus starting yang lama maka thermal yang dihasilkan relatif tinggi.
Proteksi Motor Induksi Pada tugas akhir ini dibahas proteksi motor dari segi overcurrent dan overheat menggunakan metode Direct On Line dan RVSS. Direct On Line RVSS arus starting sangat tinggi Waktu start sangat cepat arus starting kecil Waktu start lama rele arus lebih bekerja proteksi thermal tidak bekerja rele arus lebih tidak bekerja proteksi thermal bekerja
Kurva Karakteristik Pada RVSS Thermal Motor Rele Thermal Kurva Motor Starting, Kurva Motor Termal Limit, dan Rele Proteksi
Metode Pengambilan Data Peralatan yang dibutuhkan untuk pengambilan data, diantaranya: 1. Motor induksi 3 phasa 2. Papan trainer percobaan di laboratorium 3. Tachometer 4. Motor braking 5. Oscilloscope digital 6. Rangkaian sensor suhu Dilakukan enam kali pengujian dalam pengambilan data: 1. Direct On Line tanpa beban 2. Direct On Line berbeban 3. Soft Starter tanpa beban 4. Soft Starter berbeban (penurunan tegangan 25%) 5. Soft Starter berbeban (penurunan tegangan 30%) 6. Soft Starter berbeban (penurunan tegangan 35%)
Peralatan yang Digunakan Papan Trainer Oscilloscope Sumber Beban Motor Sensor suhu RVSS Tachometer
Direct On Line Tanpa Beban 1 Sumber 1 L1 L2 L3 L1 L2 L3 Kontaktor Tachometer W1 V1 U1 Motor PROBE OSCILLOSCOPE + Penampang motor Sensor Suhu NTC 1K 220 Ohm 1K 1K 1K PROBE OSCILLOSCOPE - Save Run/Stop Oscilloscope Instalasi metode DOL Kontaktor
Sensor Suhu Tang Ampere Tachometer Peletakan sensor pada motor
Direct On Line Berbeban Secara instalasi untuk sama dengan moetode DOL tanpa beban, hanya saja diberi beban yang dikopel dengan motor K L Kabel masukan dari panel torsi Pengaturan torsi
RVSS Tanpa Beban RVSS RVSS L1 L2 L3 0 0 1 Pengontrol 1 L1 L2 L3 L-N L1 L2 L3 3A 3A 3A kontaktor Instalasi RVSS tidak memerlukan sumber dari panel karena keluaran motor ke kontaktor disambungkan langsung ke sumber yang terdapat pada RVSS. Pemutar Untuk Mengatur Nilai Tegangan Sumber Tacho PROBE OSCILLOSCOPE + NTC 1K 220 Ohm 1K Save Run/Stop CH1 CH2 CH3 1K 1K PROBE OSCILLOSCOPE - Instalasi metode RVSS RVSS
RVSS Berbeban Metode RVSS berbeban secara instalasi sama dengan soft start tanpa beban, hanya berbeda pada penambahan beban yang dikopel dengan motor. Beban diatur torsi sesuai dengan torsi nominal motor.
Perhitungan dan Analisa Data Pada bab ini dilakukan pengujian, pengujian tersebut meliputi: Pengujian rangkaian sensor suhu. Pengujian kinerja motor induksi.
Pengujian Sensor Suhu Sensor suhu dibuat menggunakan teori pembagi tegangan jembatan wheatstone agar tegangan keluaran menjadi lebih stabil. NTC 1K 220 Ohm 1K PROBE OSCILLOSCOPE + 1K 1K Pengujian dilakukan menggunakan media air mendidih yang dilihat dari penurunan suhu. Dari penurunan suhu ini bisa dilihat perubahan tegangan yang dihasilkan dari rangkaian sensor suhu. Pada Tabel 1 didapatkan data sebagai berikut: PROBE OSCILLOSCOPE - Tabel 1 Rangkaian sensor suhu Suhu ( 0 Celcius) Tegangan (Volt) 40 0.607 39 0.617 38 0.638 37 0.656 36 0.677 35 0.717 34 0.733 33 0.753 32 0.776
Pengujian Keseluruhan Peralatan Direct On Line Tanpa Beban CH1 : Gelombang keluaran temperatur CH2 : Gelombang keluaran arus CH3 : Gelombang keluaran kecepatan Dalam waktu t=1.5sekon, dari gelombang tersebut didapat data : Arus starting 3.62 A Perubahan temperatur 0.3 0 C Arus Suhu Kecepatan Gelombang Arus, Temperatur, dan Kecepatan Metode Dol Tanpa Beban
Direct On Line Berbeban CH1 : Gelombang keluaran temperatur CH2 : Gelombang keluaran arus CH3 : Gelombang keluaran kecepatan Dalam waktu t=8sekon, dari gelombang tersebut didapat data : Arus starting 3.62 A Perubahan temperatur 1 0 C Arus Suhu Kecepatan Gelombang Arus, Temperatur, dan Kecepatan Metode DOL Berbeban
RVSS Tanpa Beban CH1 : Gelombang keluaran temperatur CH2 : Gelombang keluaran arus CH3 : Gelombang keluaran kecepatan Dalam waktu t=8sekon, dari gelombang tersebut didapat data : Arus starting 3.62 A Perubahan temperatur 0.5 0 C Metode soft start menggunakan RVSS menurunkan tegangan 25% dari tegangan nominal, yaitu: Gelombang Arus, Temperatur, dan Kecepatan Metode RVSS 25 100 x220 55Volt 220 55 165 Arus Suhu Kecepatan Tanpa beban
RVSS Berbeban (Penurunan Tegangan 25%) CH1 : Gelombang keluaran temperatur CH2 : Gelombang keluaran arus CH3 : Gelombang keluaran kecepatan Dalam waktu t=8.3sekon, dari gelombang tersebut didapat data : Arus starting 3 A Perubahan temperatur 1.2 0 C Arus Suhu Kecepatan
RVSS Berbeban (Penurunan Tegangan 30%) Metode RVSS menurunkan tegangan 30% dari tegangan nominal, yaitu: 30 100 x220 66Volt 220 66 154Volt waktu steady state menjadi lebih lama dan tidak terbaca di oscilloscope. Keadaan Start Dalam waktu t=64sekon, dari gelombang tersebut didapat data : Arus starting 1 A Perubahan temperatur 1.5 0 C Arus Suhu Kecepatan Keadaan Steady State
RVSS Berbeban (Penurunan Tegangan 35%) Metode menggunakan RVSS menurunkan tegangan 35% dari tegangan nominal, yaitu: 35 100 x220 77Volt 220 77 143Volt waktu steady state menjadi jauh lebih lama dan tidak terbaca di oscilloscope. Keadaan Awal Dalam waktu t=91sekon, dari gelombang tersebut didapat data : Arus starting 1 A Perubahan temperatur 2.2 0 C Arus Suhu Kecepatan Keadaan Steady State
Tabel Hasil Percobaan DOL Tanpa Beban DOL Berbeban RVSS Tanpa Beban (V=25%) RVSS Berbeban (V=25%) RVSS Berbeban (V=30%) RVSS Berbeban (V=35%) Waktu(s) 1.5 8 8 8.3 64 91 Arus Starting(A) 3.62 3.62 3.62 3 1 1 Perubahan Temperatur( 0 C) 0.3 1 0.5 1.2 1.5 2.2 DOL TANPA BEBAN = 1.1% RVSS TANPA BEBAN= 1.85% DOL BERBEBAN = 3.7% RVSS BERBEBAN= 4.44%
1.4 SUHU 4 ARUS 1.2 3.5 1 3 0.8 0.6 0.4 0.2 TIDAK BERBEBAN BERBEBAN 2.5 2 1.5 1 0.5 TIDAK BERBEBAN BERBEBAN 0 DOL RVSS 0 DOL RVSS WAKTU 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 DOL RVSS TIDAK BERBEBAN BERBEBAN
Kesimpulan Dari hasil percobaan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: Kenaikan temperatur motor saat starting dipengaruhi oleh metode starting Metode starting RVSS menghasilkan temperatur lebih tinggi pada belitan stator. Hal ini diakibatkan waktu start lebih lama meskipun arus starting lebih kecil daripada metode DOL. Kenaikan temperatur yang lebih tinggi pada RVSS dapat dijadikan pertimbangan dalam penentuan setting rele thermal.
SEKIAN DAN TERIMAKASIH