PENAMBAHAN PENGAMAN MOTOR LISTRIK DENGAN SENSOR SUHU IC LM 135

ISSN 0854 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 PENAMBAHAN PENGAMAN MOTOR LISTRIK DENGAN SENSOR SUHU IC LM 135 Saud Maruli Tua, Tonny Siahaan, Suhardi, Wagiman ABSTRAK Penambahan Pengaman Motor Listrik Dengan Sensor Suhu IC LM 135. Telah dilakukan penambahan pengaman motor listrik induksi tiga fasa pada motor penggerak pompa sirkulasi pada mesin pendingin (water chiller) di gedung MES-IRM PTBN. Penambahan pengaman ini dilakukan untuk meminimalisasi terjadinya kerusakan / terbakarnya kumparan motor akibat adanya peningkatan suhu yang disebabkan gangguan eksternal maupun internal motor listrik. Gangguan-gangguan tersebut antara lain terjadinya peningkatan suhu sekeliling (ambient), pembebanan berlebihan maupun sistem pengasutan yang tidak baik sehingga untuk menghindari terjadinya peningkatan suhu pada motor listrik maka penempatan, pembebanan dan sistem pengasutan harus disesuaikan dengan spesifikasi kemampuan nominal motor listrik. Pelaksanaan kegiatan dilakukan dengan melakukan survei dan pendataan pada motor listrik yang akan dijadikan kegiatan, melakukan pengukuran arus beban dari motor listrik, melakukan pengukuran besarnya arus pengasutan motor listrik. Selain itu, dilakukan pula pengukuran tahanan kumparan motor listrik dan pengukuran kenaikan suhu pada isolasi kumparan motor listrik. Setelah dilakukan pendataan dan pengukuran awal maka alat sensor suhu dengan menggunakan IC LM 135 dirancang dan dibuat lalu diuji fungsikan dengan alat sumber panas (solder) untuk dilakukan setting suhu. Hasil uji fungsi menunjukkan bahwa alat sensor tersebut di-setting pada daerah kerja antara suhu kamar sampai suhu ± 80 C. Alat sensor tersebu t dipasang pada kumparan motor dan dilakukan uji coba pembebanan hingga 117,6 % dari arus nominal atau sebesar 17 A dari arus nominal 14,45 A hingga terjadi peningkatan suhu pada motor listrik. Pada saat suhu kumparan meningkat hingga 82 C maka rela i pemutus pada alat sensor tersebut akan beroperasi dan mematikan operasi motor listrik. Dengan demikian alat tersebut telah bekerja sesuai dengan yang diharapkan dan dapat dijadikan perlengkapan pengaman untuk setiap motor listrik. PENDAHULUAN Instalasi Radiometalurgi (IRM) yang dikelola Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir (PTBN) BATAN yang berada di kawasan Puspiptek Serpong sebagai sarana penelitian dilengkapi dengan sarana penunjang laboratorium dan sarana keselamatan. Sarana penunjang laboratorium terdiri dari Sistem Tata Udara (VAC) dan Sistem Penyedia Media Energi (PME). Pada Sistem Tata Udara ditemukan sejumlah motor listrik induksi asinkron tiga fasa baik untuk menggerakkan pompa sirkulasi air dingin maupun blower peniup udara. Sementara itu, pada sistem penyedia media energi motor listrik induksi asinkron tiga fasa digunakan untuk menggerakkan pompa sirkulasi air dingin. Pompa sirkulasi berfungsi untuk mensirkulasikan air dingin (chilled water) dari mesin pendingin air ke penukar panas (heat exchanger) serta mensirkulasi air pendingin (cooling water) ke laboratorium untuk mendinginkan peralatan laboratorium. 291

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 ISSN 0854-5561 Sesuai dengan fungsi, umumnya motor listrik tersebut dioperasikan secara sinambung. Didalam pengoperasian dan perawatan peralatan, seringkali motor listrik tersebut mengalami kerusakan baik mekanik maupun elektrik dan yang lebih buruk lagi adalah jika kumparan motor listrik tersebut terbakar. Kerusakan ini selain membutuhkan biaya perbaikan juga menghambat operasi peralatan lainnya seperti peralatan laboratorium sehingga program penelitian menjadi terhambat. Meskipun motor listrik telah dilengkapi oleh sistem pengamanan yang standar (menurut PUIL 1977), baik pengamanan termis maupun magnetis, tetapi tetap saja adakalanya motor listrik tersebut tetap terbakar. Untuk mencegah motor tersebut terbakar, alangkah baiknya jika pengamanan motor listrik ditambah lagi, yaitu dengan mendeteksi sedini mungkin panas yang diderita oleh bahan isolator kumparan motor. Pengamanan ini disebut dengan pengamanan beban lebih internal, dimana perlindungan internal ini dipasang pada isolasi kumparan motor listrik. Pendeteksian ini bisa menggunakan suatu sensor suhu rangkaian terpadu (IC) yaitu LM-135. Suhu yang dideteksi haruslah dibawah suhu maksimal kelas bahan isolator kumparan motor agar dapat mengamankan motor listrik dari panas berlebih yang diderita oleh motor listrik tersebut. Penelitian alat sensor suhu dengan menggunakan IC LM-135 dilakukan pada motor listrik penggerak pompa sirkulasi air pendingin di IRM-PTBN. Alat sensor tersebut diletakkan pada isolasi kumparan motor dan dihubungkan dengan sistem pengendali motor listrik dengan perantara relai sebagai saklar pemutus pengendali motor listrik. DASAR TEORI Motor listrik arus bolak-balik diklasifikasikan dengan dasar prinsip pengoperasian sebagai motor asinkron (induksi) atau motor sinkron. Motor induksi adalah jenis motor dimana tidak ada tegangan eksternal yang diberikan pada rotornya, tetapi arus pada stator menginduksikan tegangan pada celah udara dan pada lilitan rotor untuk menghasilkan arus rotor dan medan magnet. Medan magnet stator dan rotor kemudian berinteraksi dan menyebabkan rotor motor berputar. [1] a. Kerugian panas internal motor listrik Pada dasarnya setiap motor listrik yang beroperasi cenderung mengeluarkan panas. Panas ini timbul oleh karena adanya kerugian-kerugian daya yang dihasilkan motor listrik. Kerugian ini antara lain : [1] 1. Rugi-rugi inti yaitu energi yang diperlukan untuk memagnetisasikan beban inti (histerisis) dan kerugian-kerugian karena timbulnya arus listrik yang kecil yang mengalir pada inti. 2. Rugi-rugi tembaga yaitu rugi-rugi pemanasan (I²R) pada lilitan stator karena arus listrik mengalir melalui penghantar kumparan dengan tahanan. 3. Kerugian beban liar yaitu akibat dari fluks bocor yang diinduksikan oleh arus beban bervariasi sebagai kuadrat arus beban. 4. Kerugian angin dan gesekan, kerugian ini diakibat oleh gesekan angin dan bantalan terhadap putaran motor. b. Panas eksternal motor listrik Dalam melakukan tugas operasinya motor listrik sebagai sumber tenaga mekanik untuk penggerak, haruslah dilindungi terhadap gangguan-gangguan eksternal yang dapat menimbulkan panas pada motor listrik saat beroperasi. 292

ISSN 0854-5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 Gangguan-gangguan eksternal itu antara lain : [1] 1. Gangguan mekanik, meliputi: a. Bantalan (bearing) yang sudah aus. b. Salah satu tegangan fasa terbuka akibat kontaktor yang rusak. c. Kumparan stator yang terhubung singkat. 2. Gangguan fisik sekeliling, meliputi: a. Terjadi kerusakan akibat terbentur sesuatu sehingga terjadi perubahan fisik pada motor listrik. b. Suhu kamar dimana motor listrik tersebut dioperasikan. c. Pendinginan (kipas) motor yang tidak baik. 3. Gangguan dalam operasi dari sistem keseluruhan a. Akibat pembebanan lebih b. Akibat pengasutan motor listrik. c. Kelas isolasi dan batas kenaikan suhu pada kumparan Bila arus listrik (I) mengalir dalam rangkaian dengan tahanan (R) selama t detik, nilai kalorifik J (Joule) adalah : [2] J= I². R. t ( Joule )...(2.1) Oleh karena itu, bila motor listrik dijalankan, suhu motor akan naik sebanding dengan waktu kerjanya sehingga jika motor beroperasi kenaikan suhunya dapat diketahui dengan mengukur tahanan kumparan sebelum dan sesudah dioperasikan selama beberapa jam dengan menggunakan persamaan : [3] dimana: Rc Rh 1+ α( t1) 1+ α( t2) =..(2.2) Rc = Tahanan kumparan sebelum dioperasikan (Ohm). Rh = Tahanan kumparan sesudah dioperasikan (Ohm). α = Koefisien temperatur tahanan dari tembaga ( 0,00428 Ohm / Ohm / C) t1 t2 = Temperatur ruang awal ( C). = Temperatur setelah beroperasi ( C). METODOLOGI PENELITIAN a. Pemahaman rangkaian alat sensor suhu Pemahaman tentang pembuatan rangkaian penelitian ini dapat dilihat dari gambar 1 blok diagram sebagai berikut: 293

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 ISSN 0854-5561 IC LM 135 voltage reference Penguat / op-amp Indikator LED Relay Penghubung Pengendali motor Gambar 1. Blok diagram rangkaian sensor suhu isolasi kumparan motor Fungsi serta cara kerja masing-masing blok diagram dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Sensor suhu IC LM-135 Sensor suhu IC LM-135 berfungsi sebagai pengindera panas pada isolator kumparan motor listrik, yang memberikan tegangan keluar yang berbanding langsung dengan suhu yang ditera dalam satuan Kelvin (K), besarnya keluaran tegangan ini adalah:10 mv/ K. cara kerja dari sensor ini adalah jika sensor suhu ini mendeteksi panas, maka sensor akan mengkonversi panas tersebut menjadi tegangan. 2. Voltage reference Sensor suhu IC LM-135 berfungsi sebagai pengatur tegangan keluar dari sensor suhu LM-135, sehingga tegangan keluaran ini dapat mengatur kerja dari op-amp. Voltage reference terdiri dari beberapa resistor dan potensio. Cara kerjanya tergantung dari tegangan keluaran dari sensor LM-135 dan mengatur potensio (P1) pada kedudukan minimum dan mengatur potensio (P2) pada kedudukan maksimum. 3. Penguat tegangan Penguat tegangan berfungsi memperbesar tegangan keluaran dari voltage reference, selain itu juga berfungsi sebagai pembanding dua level tegangan yang berbeda dan menentukan level yang lebih besar. Beda pada satu masukan terhadap yang lain akan menghasilkan perubahan yang besar pada tegangan keluaran. Cara kerjanya adalah tergantung dari tegangan keluaran voltage reference yang dipengaruhi oleh tegangan keluaran dari sensor LM-135. 4. Indikator Indikator berfungsi sebagai indikasi bahwa alat sensor suhu tersebut telah bekerja sebagaimana mestinya. Cara kerjanya adalah indikator akan menyala jika ada tegangan input dari op-amp. Indikator ini terdiri dari 3 macam warna yang berbeda yang masing-masing warna mewakili daerah kerja suhu yang ditera dari sensor suhu LM-135. Warna dan daerah kerja suhu tersebut antara lain : 1. Daerah I, suhu antara < 60 º C (indikator hijau). 2. Daerah II, suhu antara 60 º C s/d 80 º C (indikatior kuning). 294

ISSN 0854-5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 3. Daerah III, suhu antara > 80 º C (indikator merah). 5. Relai Relai berfungsi sebagai saklar penghubung antara alat sensor suhu dengan rangkaian pengendali motor listrik. Cara kerjanya adalah jika suhu pada kumparan telah melebihi 80 C maka indikator merah akan menyala dan bersamaan dengan itu relai akan beroperasi, karena relai ini dihubungkan dengan sistim pengendali motor maka motor dengan sendirinya akan berhenti beroperasi. b. Langkah-langkah penelitian Langkah langkah dari penelitian dilakukan sebagai berikut : 1. Melakukan survei dan pendataan pada motor yang akan dijadikan penelitian. 2. Melakukan pengukuran arus beban dari motor. 3. Melakukan pengukuran besarnya arus pengasutan. 4. Melakukan pengukuran tahanan kumparan motor. 5. Melakukan pengukuran kenaikan suhu pada isolasi kumparan motor. 6. Membuat alat sensor suhu isolasi kumparan motor listrik (merakit komponen). 7. Melakukan pengujian alat sensor suhu ini pada isolasi kumparan motor. 8. Melakukan pencatatan data kenaikan suhu dan tegangan keluaran pada alat sensor dengan menggunakan multimeter digital. 9. Membuat laporan akhir c. Cara Kerja Alat Sensor Suhu Cara kerja dari alat sensor suhu isolator kumparan motor dengan menggunakan IC LM-135 dapat dijelaskan dengan menggunakan diagram alir 1 (flowchart). Cara kerja rangkaian sensor suhu isolasi kumparan motor adalah sebagai berikut : 295

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 ISSN 0854-5561 Fuse F + 12 V OL R1 6k8 R3 8k2 R3 8k2 R8 680 C1 D6 10 u/16v IN 4001 Re D2 Hijau Off VR 1 500 Ω D1 VR 2 Ω 500 R4 2k7 R5 2k7 + A1 - - A2 + D3 Kuning R7 680 D4 1V2-3V3 400mW R9 10 K D5 Merah R8 680 K1` 15 14 K1 On 0 Gambar 2. Rangkaian sensor suhu IC LM 135 Setelah rangkaian sensor mendapat tegangan DC 12 volt dari sumber daya, maka dengan sendirinya sensor telah mendeteksi suhu sekitar (ambient) dari motor. Setelah motor dioperasikan maka suhu di dalam motor akan meningkat dan tegangan keluaran dari LM-135 (D1) juga akan naik. Jika kenaikan tegangan keluaran dari D1 lebih rendah dari tegangan potensio P1 dan P2, maka keluaran pada op-amp A1 dan A2 menjadi rendah sehingga hanya dioda LED D2 yang menyala. Jika kenaikan suhu pada motor meningkat sehingga keluaran tegangan dari D1 lebih besar dari tegangan pada potensio P1 tapi lebih kecil dari tegangan pada potensio P2, maka tegangan keluaran dari op-amp A2 menjadi tinggi, sehingga dioda LED D3 akan menyala tetapi dioda LED D2 akan padam. Lalu jika kenaikan suhu pada motor semakin meningkat sehingga keluaran tegangan dari D1 menjadi lebih besar dari tegangan pada potensio P1 dan P2 lalu keluaran tegangan pada kedua op -amp A1 dan A2 menjadi tinggi dan dioda zener D4 akan menghantar sehingga diode LED D5 akan menyala tetapi dioda LED D3 akan padam. Bersamaan dengan menyalanya dioda LED D5, maka transistor T1 akan membuka penuh sehingga relai (Re) akan beroperasi, lalu menghentikan operasi motor. 296

ISSN 0854-5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 mulai Operasikan alat sensor IC LM 135 mendeteksi Tegangan keluaran D1< P1? tidakk Tegangan keluaran P2 < D1< P1? tidak Tegangan keluaran D1> P2? tidak Keluaran op-amp A1 & A2 rendah Ya Ya Ya Keluaran op-amp A2 tinggi Keluaran op amp A1 & A2 tinggi LED hijau D2 menyala selesai LED hijau D2 Padam, LED kuning D3 menyala selesai Diode zener D4 menghantar LED kuning D3 padam LED merah D5 menyala Transistor T1 membuka & relay bekerja Diagram alir 1. Cara kerja alat sensor suhu isolasi kumparan motor selesai HASIL DAN DATA PENGUKURAN Setelah melakukan penelitian dan pengujian dengan alat sensor suhu IC LM-335 pada isolasi kumparan motor listrik maupun dengan menggunakan sumber panas lain, maka hasil dan data pengukuran penelitian keseluruhan dapat diketahui sebagai berikut : 1. Spesifikasi dari motor yang dijadikan penelitian. Penelitian pembuatan alat sensor suhu IC LM-135 sebagai perlengkapan pengamanan menggunakan motor listrik induksi asinkron tiga fasa sebagai bahan yang dijadikan penelitian dengan spesifikasi sebagai berikut : 297

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 ISSN 0854-5561 Merk : GAE Kuat arus : / Υ 21 / 12 A Type : K 11 R 160 M2 Putaran : 2910 RPM Daya : 15 HP / 11 kw Frekwensi : 50 Hz Cos φ : 0,90 Kelas isolasi : F Tegangan : / Υ 380 / 660 V Rendamen : 0,96 2. Data dan hasil pengukuran arus beban motor Dengan terlebih dahulu mengetahui besarnya arus nominal motor, maka pengambilan data arus beban dapat dilakukan. Besarnya arus nominal motor dapat dicari dengan menggunakan persamaan (4.1): [1] 746. P In = η. V. 3.cosϕ 746(15) In = 0,96(380)(1,73)(0,9) In = 14,45A. (4.1) dimana : In = Arus nominal motor (A) P = Daya motor ( HP), besarnya: 15 HP η = Rendamen motor, besarnya: 0,96 Cos φ = Faktor daya, besarnya: 0,9 Pengambilan data besar arus beban motor saat beroperasi, diambil secara bertahap : a. Tahap pertama : Motor diukur dan diambil datanya setelah motor diberi beban nominal (sesuai pemakaian), besarnya arus beban nominal: R = 15,5 A; S = 15,5 A; T = 15 A. Sehingga besarnya beban motor terhadap arus nominal motor adalah sebesar : 107,3 % In. b. Tahap kedua : Motor diukur dan diambil datanya setelah motor diberi beban maksimal, hingga suhu yang diderita motor adalah sebesar 80 C, besarnya arus pada suhu ini adalah sebesar 17 A sehingga besar beban maksimal motor terhadap arus nominal adalah sebesar : 117,6 % In. 3. Hasil pengukuran arus pengasutan Sistim pengasutan yang digunakan pada motor ini adalah alat pengasut star-delta otomatis dengan menggunakan kontaktor. Besar arus pengasutan dengan waktu selama 5 detik adalah 40 A. 298

ISSN 0854-5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 4. Data dan hasil pengukuran tahanan kumparan motor a. Besar tahanan kumparan motor sebelum dioperasikan adalah sebesar: 0,8 Ohm. b. Besar tahanan kumparan motor setelah dioperasikan adalah sebesar: 0,9 Ohm. Jika digunakan persamaan 2.2 maka besarnya kenaikan suhu dengan suhu keliling sebesar 31 C adalah: Rc Rh 1+ αt1 = 1+ αt2 0,8 1+ 0,00428(31) = 0,9 1+ 0,00428( t2) 1,13268 0,888 = 1+ 0,00428( t2) 0,888(1 + 0,00428( t 2)) = 1,13268 t 2 = 64,378 Maka besarnya kenaikan suhu adalah : 64,378 31 = 33,378 C 5. Data dan hasil pengukuran suhu isolasi kumparan motor Pengujian dilakukan dengan menggunakan termometer saku dan pengukur temperatur (termokopel) sebagai pendeteksi panas pada isolasi kumparan motor listrik. Pengambilan data dilakukan saat motor diberi beban 107,3 % dari arus nominalnya, selama 1 jam. Data ini dilakukan untuk mengetahui besarnya batasan minimal dan batasan maksimal pada motor listrik. ( Lihat grafik 1 ) Grafik 1. Kenaikan suhu kumparan motor saat 1 jam beroperasi 8 0 7 0 kenaikan suhu ( derajat celsius ) 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 9,30 9,35 9,40 9,45 9,50 9,55 10,00 10,05 10,10 10,15 10,20 10,25 10,30 w a k t u p e n g u k u r a n 6. Data dan hasil pengukuran alat sensor suhu yang diletakkan pada kumparan motor. a. Data hasil pengukuran langsung pada motor pada beban nominal. ( Lihat Tabel 1). 1. Pengujian dimulai saat suhu kamar 28 C. 2. Arus beban motor : 15,5 A ( rata-rata). 3. Pembebanan motor : 107,3 % dari arus nominal 4. Durasi pengambilan data : 0,5 jam. 299

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 ISSN 0854-5561 Tabel 1. Data hasil pengukuran suhu kumparan motor pada beban nominal 107,3 % In Suhu isolasi Teg.kel. LM 135 Arus motor Status motor Status alat sensor ( o C) (K) (V) (A) 26 299 3,07 0 Tidak operasi LED hijau ON 61 331 3,38 15,5 Beroperasi LED hijau ON 69 342 3,48 15,5 Beroperasi LED kuning ON 72 345 3,52 15,5 Beroperasi LED kuning ON 74 347 3,55 15,5 Beroperasi LED kuning ON 74 347 3,55 15,5 Beroperasi LED kuning ON 74 347 3,55 15,5 Beroperasi LED kuning ON 75 348 3,56 15,5 Beroperasi LED kuning ON 76 349 3,57 15,5 Beroperasi LED kuning ON 75 348 3,57 15,5 Beroperasi LED kuning ON 75 348 3,56 15,5 Beroperasi LED kuning ON 75 348 3,56 15,5 Beroperasi LED kuning ON b. Data hasil pengukuran langsung pada motor pada beban maksimal, hingga kenaikan suhu pada motor mencapai > 80 C. ( Lihat Tabel 2 ) 1. Pengujian dimulai saat suhu kamar 30 C. 2. Arus beban maksimal motor : 17 A ( rata-rata). 3. Pembebanan motor : 117,6% dari arus nominal 4. Durasi pengambilan data : tergantung pemberian beban 300

ISSN 0854-5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 Tabel 2. Data hasil pengukuran suhu kumparan motor pada beban motor 117,6 % In Suhu Isolasi ( C) (K) Teg.Kel. LM 335 (V) Arus Motor (A) Status Motor Status Alat Sensor 28 301 3,08 0 Tidak beroperasi LED hijau ON 38 311 3,17 15 Dioperasikan setelah pengasutan selesai 55 328 3,35 15 Setelah beroperasi 10 menit LED hijau ON LED hijau ON 64 337 3,44 15,8 Diberi beban LED kuning ON 76 349 3,57 16,5 Diberi beban LED kuning ON 82 355 3,62 17 Motor mati / relai sensor bekerja LED merah ON PEMBAHASAN Telah dilakukan pengujian dan penelitian alat sensor suhu pada kumparan motor dengan menggunakan IC LM-135 sebagai detektor panas dan dapat diketahui bahwa alat tersebut telah bekerja sebagaimana mestinya, ditandai dengan indikator yang bekerja pada tiap daerah kerja suhu yang ditera. Daerah kerja suhu alat sensor suhu tersebut adalah sebagai berikut : 1. Daerah I, suhu antara < 60 º C ( indikator hijau ) 2. Daerah II, suhu antara 60 º C 80 º C ( indikatior kuning ) 3. Daerah III, suhu antara > 80 º C ( indikator merah) suhu. Pengaturan daerah kerja tersebut, dapat diatur dengan voltage reference pada alat sensor Dari hasil dan data pengukuran arus beban motor listrik, diketahui bahwa besar arus nominal motor listrik yang dijadikan penelitian adalah sebesar 14,45 Amper. Ini diperoleh dari hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan 4.1. Tahapan ini dilakukan untuk mengetahui dampak yang ditimbulkan oleh pembebanan pada motor. Pengujian ini juga dilakukan untuk mengetahui batasan suhu minimal dan batasan suhu maksimal, agar dapat dilakukan pengaturan/pengesetan pada alat sensor suhu IC LM-135 tersebut sesuai dengan daerah kerja suhu sehingga tidak melebihi batas maksimum kemampuan dari LM-135. Pada pengujian dan pengukuran besar arus pengasutan motor, diketahui bahwa besar arus yang ditimbulkan oleh alat asut adalah 40 Amper, dengan waktu pengasutan 5 detik. Menurut PUIL 1977 mengenai pembatasan arus asut, pada ayat 520 G4 dikatakan [1] : jika digunakan alat asut, arus asut yang ditimbulkan oleh alat asut tidak boleh melebihi 2,5 In untuk motor induksi. Dari hasil pengukuran, alat asut tersebut menimbulkan 2,76 kali dari arus nominal sehingga terjadi peningkatan 301

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 ISSN 0854-5561 arus sebesar 0,26 kali arus nominal, ini berarti alat asut yang digunakan belum memenuhi persyaratan yang telah diatur oleh PUIL. Hal ini besar kemungkinan akan terjadi peningkatan panas yang ditimbulkan saat pengasutan berlangsung. Pada pengujian dan pengukuran besar tahanan kumparan motor listrik, diketahui bahwa besarnya tahanan sebelum motor beroperasi adalah 0,8 Ohm dan besar tahanan setelah motor beroperasi satu jam adalah 0,9 Ohm. Dengan menggunakan persamaan 2.2, diketahui bahwa besarnya kenaikan suhu motor setelah beroperasi 1 jam adalah 33,378º C ( pada suhu kamar 31º C). Pada pengujian dan pengukuran besar suhu yang diderita oleh motor setelah beroperasi dengan menggunakan alat pengukur temperatur (termokopel) dan termometer saku dengan motor diberi beban 107,3% dari arus nominalnya selama 1 jam penuh, durasi pengambilan data selama 5 menit. Hal ini dilakukan untuk mengetahui dampak yang ditimbulkan oleh pengasutan motor serta beban nominal Dari data (grafik 1) diketahui bahwa saat motor telah dioperasikan selama 5 menit terjadi peningkatan suhu sebesar 11º C, tetapi setelah beberapa waktu kemudian kenaikan suhu tidak terlalu besar dan cendrung konstan. Jadi dapat diketahui bahwa saat pengasutan dan pembebanan dapat mempengaruhi peningkatan suhu pada motor. Pada pengujian dan pengukuran alat sensor suhu IC LM 135 dengan meletakkannya pada kumparan diketahui bahwa alat tersebut telah bekerja sesuai dengan daerah kerja suhu yang telah diatur. Pengujian dilakukan dalam dua tahap, tahap pertama pengujian dilakukan saat motor diberi beban nominal yaitu 107,3% dari In, dengan suhu kamar 28º C dan arus beban nominal 15,5 Amper. Sebelum motor dioperasikan alat sensor telah mengeluarkan tegangan sebesar 3,07 Volt dan indikator hijau menyala, hal ini dikarenakan alat tersebut telah mendeteksi suhu kamar motor. Lalu setelah motor dioperasikan terjadi peningkatan suhu pada motor sehingga alat sensor suhu juga mengeluarkan tegangan sesuai dengan besarnya suhu motor, saat suhu motor meningkat hingga 61º C maka indikator LED kuning menyala dan indikator hijau padam. Oleh karena beban motor hanya 107,3% dari In, maka suhu maksimal yang dideteksi sensor hanya sebesar 75º C. Tidak terjadinya peningkatan panas ini menyebabkan indikator merah dan relai tidak beroperasi dan hal ini sesuai dengan prinsip kerja alat sensor tersebut. Jadi dapat diketahui bahwa alat tersebut telah bekerja dengan baik sesuai dengan daerah kerja suhu. (lihat Tabel 1 ) Tahap kedua pengujian dilakukan saat motor diberi beban maksimal yaitu 117,6% dari In, dengan suhu kamar 30º C dan arus beban maksimal 17 Amper. Pada pegujian ini motor terlebih dahulu dioperasikan dan diberi beban nominal, lalu setelah beberapa saat motor diberi beban secara bertahap sehingga terjadi peningkatan arus pada kumparan motor dan terjadi peningkatan suhu pada kumparannya. Setelah suhu motor telah mencapai diatas 80º C, maka pemberian beban dihentikan (lihat Tabel 2). Oleh karena panel alat pengendali motor tersebut jauh dari motor maka penyambungan relai pada pengendali motor tidak dilakukan, jadi dengan mengetahui bahwa relai telah bekerja maka dapat diumpamakan bahwa motor telah mati. 302

ISSN 0854-5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 KESIMPULAN dan SARAN KESIMPULAN a. Alat sensor suhu IC LM 135 ini telah bekerja dengan baik, walaupun hanya bersifat ON / OFF dan dengan rentang suhu yang terbatas tapi dapat dijadikan alternatif kelengkapan pengamanan motor listrik. b. Kenaikan suhu pada motor bukan hanya disebabkan oleh karena besarnya arus listrik yang mengalir pada kumparan akibat pembebanan dan pengasutan tetapi juga dapat disebabkan oleh suhu keliling dan sirkulasi pendinginan yang tidak sempurna. c. Cara kerja alat sensor ini berbeda dengan cara kerja bimetal (overload), jika bimetal hanya mendeteksi panas akibat arus yang melewatinya sedangkan alat sensor ini mendeteksi suhu pada isolator kumparan motor. SARAN a. Perlu adanya peralatan yang mendukung penelitian yang lebih baik agar didapatkan hasil yang maksimal. b. Sebagai pengembangan penelitian alangkah baiknya jika tiap kumparan pada tiap fasanya diletakkan alat sensor LM-135 atau LM sejenis yang memiliki rentang suhu yang mendekati suhu maksimal dari kelas isolasi. DAFTAR PUSTAKA [ 1 ] FRANK D. PETRUZELLA, 2001, Elektronik Industri, penerbit ANDI, Yogyakarta [ 2 ] SOELAIMAN, MABUCHI. M, 1995, Mesin Tak Serempak Dalam Praktek,penerbit Pradnya Paramita, Jakarta [ 3 ] MICHAEL NEIDLE, 1991, Teknologi Instalasi Listrik, edisi ketiga, penerbit Erlangga, Jakarta 303

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 ISSN 0854-5561 llampiran 1 : Gambar 1. Alat sensor suhu LM 135 dan pendukungnya. Gambar 3. Pengujian alat sensor suhu LM 135 pada motor listrik. 304