3.4 Starting Dengan Tahanan Stator
Pada metode ini, tahanan luar dihubungserikan dengan masing-masing fasa dari kumparan stator pada saat motor distart. Hal ini bertujuan untuk
menurunkan tegangan di dalam tahanan sehingga terminal motor dapat beroperasi karena arus yang masuk juga berkurang. Starting dengan penambahan tahanan
stator memiliki dua kekurangan. Pertama, tegangan berkurang pada saat motor distart sehingga torsi start juga berkurang dan karena itu waktu akselarasi
meningkat. Kedua, banyaknya daya yang dibutuhkan akan menghasilkan pemborosan pada saat starting.
Hubungan antara torsi start dan torsi beban penuh pada saat starting dapat ditulis dengan persamaan:
sc st
xI I
= 3.5
f f
sc f
st
xs I
I T
T
2
=
f f
sc f
st
xs I
I X
T T
2 2
=
3.6
Jadi, ketika arus pada saat starting berkurang sebesar faktor x dari arus dasar pada tegangan starting I
sc
, torsi start pada saat motor distart juga berkurang sebesar factor x
2
. Oleh karena itu, metode starting ini hanya digunakan pada starting motor-motor berdaya kecil. Untuk rangkaian starting dengan
tahanan stator dan diagram skematiknya dapat dilihat pada Gambar 3.3.
MCCB
S OFF
ON
R T
S T
T S
R MC-S
MC-R
80 50
OLR
M ~
65 REAKTOR
N OLR
Gambar 3.3 a Rangkaian Starting dengan tahanan stator b Diagram skematik
starting dengan tahanan stator
Legenda: Q1 = Main Braker
KM1 = Star Contactor F1 = Thermal Overload Relay
U,V,W = Motor Winding RU = Tahanan Fasa U
RV = Tahanan Fasa V RW = Tahanan Fasa W
M = Motor
3.5 Starting Dengan Autotransformator
3.5.1 Pendahuluan
Metode starting dengan autotransformator adalah suatu metode starting yang digunakan untuk mengurangi tegangan pada stator pada saat start, yang akan
membatasi arus start. Metode starting dengan autotransformator dapat dijalankan dengan cara open-atau-cloce-transition.
Starting dengan autotransformator digunakan untuk mengurangi tegangan pada saat start. Dengan berkurangnya tegangan pada saat start, maka arus start
yang dihasilkan akan rendah juga. Setelah waktu tunda ditetapkan, autotransformator dilepas dari rangkaian dan selanjutnya motor induksi rotor
sangkar akan beroperasi pada tegangan penuh. Autotransformator dilengkapi dengan tap yang terdiri dari 50, 65 atau
80 dari tegangan saluran sebagai tegangan start dengan pengurangan arus saluran sebagai tegangan start dengan pengurangan arus yang sesuai. Tap dapat
dipilih agar sesuai dengan kopel start yang diperlukan oleh motor untuk dapat mengatasi beban yang dikemudikan. Penstart autotransformator dapat
dioperasikan secara manual maupun otomatis magnetik.
3.5.2 Autotransformator
Autotransformator adalah salah satu jenis dari transformator yang memiliki satu belitan dan dapat diatur tegangan outputnya. Pada transformator
yang memiliki satu belitan, antara belitan primer dan sekunder tidak dilakukan isolasi elektrik seperti pada transformator biasa dengan dua belitan. Namun,
secara teori dan operasi memiliki kesamaan. Seperti pada Gambar 3.4, sebuah
autotransformator yang terdiri dari belitan tunggal dimana L1 dan L2 membentuk belitan primer dan bagian tap dan T2 membentuk belitan sekunder.
Gambar 3.4 Belitan autotransformator
Starting dengan autotransformator mempunyai dua atau tiga
autotransformator untuk mengurangi tegangan start. Jika digunakan dua autotransformator, maka akan dilakukan hubungan open delta, sedangkan jika
digunakan tiga autotransformator akan dilakukan hubungan bintang wye. Starting dengan metode ini sering digunakan pada motor induksi yang memiliki
daya keluaran lebih dari 25HP. Untuk rangkaian starting motor induksi dengan autotransformator dapat
dilihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 a Rangkaian Starting dengan autotransformator b Rangkaian
kontrol starting dengan autotransformator
Tap T2
Supply voltage L1
L2
3.5.3 Analisis Rangkaian Starting Dengan Autotransformator
Starting dengan autotransformator dapat dilakukan dengan dua cara yaitu: 1.
Closed-circuit transition 2. Open-circuit transition.
3.5.3.1 Rangkaian Transisi Tertutup Close-circuit Transition
Jika tombol start ditekan Gambar 3.6, maka arus akan mengalir melalui coil TR, 2S dan 1S. Sesaat setelah coil 2R dan 1S dialiri arus maka coil-coil
tersebut akan terisi daya energize sehingga kontak 2S dan 1S yang terbuka normally open akan menutup dan kontak yang tertutup normally closed akan
membuka, sehingga pada rangkaian autotransformator akan dialiri arus dan beroperasi.
Coil TR juga dialiri arus sehingga kontak tundaan waktu TR-TO akan membuka dan sesaat itu juga kontak TR-TC akan menutup sehingga coil 1S tidak
lagi terisi daya deenergize sehingga semua kontak 1S yang tadinya telah menutup akan membuka dan sebaliknya. Sesaat setelah kontak TR-TC menutup
maka coil R juga akan dialiri arus sehingga energize dan mengakibatkan semua kontak R akan menutup. Karena setelah kontak 1S membuka pada
autotransformator sehingga arus mengalir dari L1-R-T1, L2-R-T2 dan L3-R-T3. Pada saat perpindahan dari autotransformator, motor tidak mengalami kehilangan
daya maka metode starting ini disebut rangkaian transisi tertutup close- circuit transition
Gambar 3.6 Rangkaian starting dengan autotransformator-closed transition
3.5.3.2 Rangkaian Transisi Terbuka Open-circuit Transition
Jika tombol start ditekan Gambar 3.7, maka rangkaian akan dialiri arus melalui kontak yang menutup yaitu TR-TO dan R. Coil S akan terisi daya
energize sehingga sesaat setelah coil S energize maka semua kontak S yang membuka normally open akan menutup dan yang menutup normally closed
akan membuka. Kontak S menutup maka coil TR akan energize karena telah dialiri arus dan autotransformator akan beroperasi. Sesaat setelah coil TR energize
maka kontak tundaan waktu yang menutup akan membuka dan sebaliknya yaitu TR-TO akan membuka dan TR-TC akan menutup sehingga pada coil S akan
deenergize sehingga kontak-kontak S yang tadinya telah menutup akan membuka
Legenda: R = RUN
S = Start TR = Time Relay
dan yang telah membuka akan menutup kembali mengakibatkan autotransformator juga tidak beroperasi lagi.
Dengan adanya energize pada coil TR maka coil R akan energize mengakibatkan semua kontak R yang membuka akan menutup dan sebaliknya
sehingga arus langsung mengalir melalui L1-R-T1, L2-R-T2 dan L3-R-T3. Karena pada saat start motor kehilangan daya selama perpindahan dari
autotransformator, maka start ini disebut rangkaian transisi terbuka open-circuit transition.
Gambar 3.7 Rangkaian starting dengan autotransformator-open transition
Legenda: R = RUN
S = Start TR = Time Relay
3.5.4 Arus Dan Torsi Starting Motor Induksi
Hubungan antara arus dan torsi pada starting motor induksi dengan autotransformator, apabila motor induksi mendapat tegangan langsung sebesar V
dari sistem maka tegangan yang melalui motor per fasa adalah 3
V dan arus
startnya
sc st
I I
= . Pada metode starting motor induksi dengan autotransformator,
jika rasio dari tap pada autotransformator sebesar K, maka tegangan per fasa yang melalui motor adalah
3 KV
dan persamaan arusnya adalah:
sc st
KI I
= 3.7
dimana : K = tapping transformator I
sc
= arus start langsung
Untuk menentukan torsi start dapat dinyatakan dengan persamaan:
[ ]
2 2
2
3
r s
r s
s s
r
X X
R R
V R
Ts +
+ +
= ω
3.8
Dimana :
s
T
= Torsi start
s
V
= Tegangan perfasa
r
R = Tahanan Rotor
s
R
= Tahanan Stator
s
ω = Kecepatan angular stator
s
X
= Reaktansi Stator
r
X = Reaktansi Rotor
Torsi start dengan autotransformator dapat juga dinyatakan dengan persamaan:
fl fl
st fl
st
S I
I T
T ×
=
2
fl fl
sc fl
st
S I
KI T
T ×
=
2
fl fl
sc fl
st
S I
I K
T T
×
=
2 2
3.9
Dimana:
fl
T
= Torsi beban penuh
fl
S
= Slip beban penuh
Sedangkan torsi beban penuh dan slip beban penuh dapat ditentukan dari persamaan:
ω
in fl
P T
=
60 2 N
P T
in fl
π
=
N P
T
in fl
554 ,
9 =
N-m 3.10
BAB IV ANALISIS SIMULASI
Kategori