Instalasi Kontrol Motor Bekerja Bergantian Menggunakan TDR (Time Delay Relay)

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
Laboratorium Elektro	Pengendali Motor Kerja Bergantian Dengan Menggunakan TDR	Smtr / SKS : 3
Jurusan : Teknik Elektro		Praktik ke  : 9

A.    TUJUAN

Setelah selesai melaksanakan kegiatan praktikum, diharapkan saya dapat:

1.      Memahami  rangkaian kontrol motor bergantian dengan menggunakan TDR

2.      Memasang rangkaian kontrol motor bergantian dengan menggunakan  TDR

3.      Memahami cara kerja kontaktor dan TDR

4.      Melaksanakan istalasi sesuai dengan ketentuan PUIL 2000

B.     LANDASAN TEORI

Pengendalian beberapa motor induksi 3 fasa yang dapat bekerja secara bergantian berbeda dengan pengendalian beberapa motor induksi 3 fasa yang dapat bekerja secara berurutan. Jika pada pengendalian motor yang bekerja secara berurutan, bekerjanya motor 2 menunggu motor 1 bekerja lebih dahulu, bekerjanya motor 3 menunggu motor 2 bekerja lebih dahulu dan seterusnya. Tapi untuk pengendalian motor yang bekerja secara bergantian adalah sebagai berikut, jika motor 1 bekerja, motor 2 akan berhenti, jika motor 2 bekerja, maka motor 1 akan berhenti.

Pengendalian motor induksi 3 fasa yang dapat bekerja secara bergantian pada pembahsana kali ini dapat dioperasikan secara manual menggunakan kontaktor magnet tanpa time delay relay (TDR), juga dapat dioperasikan secara otomatis menggunakan kontaktor magnet dengan time delay relay (TDR).

Dalam kontrol motor yang dioperasikan secara otomatis rangkaiannya terdiri dari beberapa komponen seperti magnetic contactor, MCB, overload relay, terminal block, push button, TDR, kabel, dll. Berikut penjelasan mengenai komponen-komponen tersebut:

1.      Magnetic Contactor

Magnetik kontaktor adalah sakelar listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Prinsip kerjanya didalam magnetik kontaktor terdapat lilitan yang akan menjadi magnet bila di aliri listrik, magnet tersebut akan menarik kontak yang berada di dekatnya sehingga kontan yang semula terbuka (NO) akan menjadi tertutup sedangkan kontak yang awalnya tertutup (NC) akan menjadi terbuka. Magnetik kontaktor terdiri dari kontak utama dan kotak bantu. Kontak utama digunakan untuk sumber arus listrik sedangkan kontak bantu digunakan untuk rangkaian pengendali. Seandainya anda terbalik dalam memasang kedua kontak ini magnetik kontaktor tetap akan masih bisa bekerja namun akan ada masalah yang timbul karena kontak bantu hanya didesain untuk dilewati arus yang kecil sedangkan kontak utama didesain untuk dilewati arus besar.           

 Apabila anda terbalik dalam pemasangan akan menyebabkan panas karena penghantar yang tidak mampu menghantarkan arus listrik yang besar. Penggunaan magnetik kontaktor biasanya digunakan untuk mengendalikan kerja motor 3 fasa, dengan magnetik kontaktor kita dapat memotong 3 sumber listrik R,S dan T sekaligus pada motor 3 fasa. Untuk melengkapi biasanya magnetik kontaktor akan dilengkapi dengan TOR (thermal overload relay) yang berfungsi mengamankan motor apa bila terjadi arus yang berlebihan. Sedangkan untuk mengamankan rangkaian magnetik kontaktor akan dilengkapi dengan MCB supaya lebih aman dari hubung singkat.

 Magnetic kontactor merupakan alat listrik berupa sakelar listrik yang berfungsi sebagai pengendali motor maupun komponen listrik lainnya. Dengan magnetik kontaktor komponen yang terpasang akan lebih mudah untuk dikendalikan dibanding menggunakan sakelar biasa.

2.      MCB (Miniature Circuit Breaker)

MCB (Miniature Circuit Breaker) adalah saklar atau perangkat elektromekanis yang berfungsi sebagai pelindung rangkaian instalasi listrik dari arus lebih (over current). Terjadinya arus lebih ini, mungkin disebabkan oleh beberapa gejala, seperti: hubung singkat (short circuit) dan beban lebih (overload). MCB sebenarnya memiliki fungsi yang sama dengan sekring (fuse), yaitu akan memutus aliran arus listrik circuit ketika terjadi gangguan arus lebih. Yang membedakan keduanya adalah saat terjadi gangguan, MCB akan trip dan ketika rangkaian sudah normal, MCB bisa di ON-kan lagi (reset) secara manual, sedangkan fuse akan terputus dan tidak bisa digunakan lagi.

Prinsip kerja MCB sangat sederhana, ketika ada arus lebih maka arus lebih tersebut akan menghasilkan panas pada bimetal, saat terkena panas bimetal akan melengkung sehingga memutuskan kontak MCB (Trip). Selain bimetal, pada MCB biasanya juga terdapat solenoid yang akan mengtripkan MCB ketika terjadi grounding (ground fault) atau hubung singkat (short circuit).

3.      Overload Relay

Fungsi dari Overload relays adalah untuk proteksi motor listrik dari beban lebih. Seperti halnya sekring (fuse) pengaman beban lebih ada yang bekerja cepat dan ada yang lambat. Sebab waktu motor start arus dapat mencapai 6 kali nominal, sehingga apabila digunakan pengaman yang bekerja cepat, maka pengamannya akan putus setiap motor dijalankan.

Overload relay yang berdasarkan pemutus bimetal akan bekerja sesuai dengan arus yang mengalir, semakin tinggi kenaikan temperatur yang menyebabkan terjadinya pembengkokan , maka akan terjadi pemutusan arus, sehingga motor akan berhenti. Jenis pemutus bimetal ada jenis satu phasa dan ada jenis tiga phasa, tiap phasa terdiri atas bimetal yang terpisah tetapi saling terhubung, berguna untuk memutuskan semua phasa apabila terjadi kelebihan beban. Pemutus bimetal satu phasa biasa digunakan untuk pengaman beban lebih pada motor berdaya kecil.

4.      Terminal Block

Terminal Block adalah Suatu tempat berhentinya arus listrik sementara,yang akan dihubungkan ke komponen yang lain/Komponen Outgoing.

Terminal and Jumper

Dalam Pembuatan panel listrik, Terminal Block termasuk salah satu komponen utama.Sebab memiliki manfaat yang besar .Didalam terminal ada incoming dan Outgoing yang fungsinya :Incoming Adalah Konektor Arus Masuk dan Outgoing adalah Konektor Arus Keluar.

Manfaat Terminal Block:
1. Sebagai penghubung/Jumper jika ada penambahan komponen .
2. Pemakaian Kabel tidak boros.
3. Pengaman jika ada troubleshort.
4. Jika ada Konsleting arus lang sung putus di terminal sebelum sampai ke komponen utama

5.      Push Button

Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik.
Suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start, stop reset dan saklar tekan untuk emergency.

Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open). Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop (memberhentikan) dan kontak NO akan berfungsi sebagai start (menjalankan) biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor – motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri – industri. Push button dibedakan menjadi beberapa tipe, yaitu:

a. Tipe Normally Open (NO)

Tombol ini disebut juga dengan tombol start karena kontak akan menutup bila ditekan dan kembali terbuka bila dilepaskan. Bila tombol ditekan maka kontak bergerak akan menyentuh kontak tetap sehingga arus listrik akan mengalir.

b. Tipe Normally Close (NC)

Tombol ini disebut juga dengan tombol stop karena kontak akan membuka bila ditekan dan kembali tertutup bila dilepaskan. Kontak bergerak akan lepas dari kontak tetap sehingga arus listrik akan terputus.

c. Tipe NC dan NO

Tipe ini kontak memiliki 4 buah terminal baut, sehingga bila tombol tidak ditekan maka sepasang kontak akan NC dan kontak lain akan NO, bila tombol ditekan maka kontak tertutup akan membuka dan kontak yang membuka akan tertutup.

6.      TDR (Time Delay Relay)

TDR (Time Delay Relay) sering disebut juga relay timer atau relay penunda batas waktu banyak digunakan dalam instalasi motor terutama instalasi yang membutuhkan pengaturan waktu secara otomatis. Peralatan kontrol ini dapat dikombinasikan dengan peralatan kontrol lain, contohnya dengan MC (Magnetic Contactor), Thermal Overload Relay dan lain-lain.

Fungsi dari peralatan kontrol ini adalah sebagai pengatur waktu bagi peralatan yang dikendalikannya. Timer ini dimaksudkan untuk mengatur waktu hidup atau mati dari kontaktor atau untuk merubah sistem bintang ke segitiga dalam delay waktu tertentu.

Timer dapat dibedakan dari cara kerjanya yaitu timer yang bekerja menggunakan induksi motor dan menggunakan rangkaian elektronik.
Timer yang bekerja dengan prinsip induksi motor akan bekerja bila motor mendapat tegangan AC sehingga memutar gigi mekanis dan menarik serta menutup kontak secara mekanis dalam jangka waktu tertentu.

Sedangkan relay yang menggunakan prinsip elektronik, terdiri dari rangkaian R dan C yang dihubungkan seri atau paralel. Bila tegangan sinyal telah mengisi penuh kapasitor, maka relay akan terhubung. Lamanya waktu tunda diatur berdasarkan besarnya pengisian kapasitor.

Bagian input timer biasanya dinyatakan sebagai kumparan (Coil) dan bagian outputnya sebagai kontak NO atau NC.

Kumparan pada timer akan bekerja selama mendapat sumber arus. Apabila telah mencapai batas waktu yang diinginkan maka secara otomatis timer akan mengunci dan membuat kontak NO menjadi NC dan NC menjadi NO.

 

Pada umumnya timer memiliki 8 buah kaki yang 2 diantaranya merupakan kaki coil sebagai contoh pada gambar di atas adalah TDR type H3BA dengan 8 kaki yaitu kaki 2 dan 7 adalah kaki coil, sedangkan kaki yang lain akan berpasangan NO dan NC, kaki 1 akan NC dengan kaki 4 dan NO dengan kaki 3. Sedangkan kaki 8 akan NC dengan kaki 5 dan NO dengan kaki 6. Kaki kaki tersebut akan berbeda tergantung dari jenis relay timernya.

7.      Kabel

Kabel yang umum dipakai pada instalasi listrik biasanya menggunakan kabel dengan jenis NYM dan NYA dengan ukuran yang disesuaikan dengan keadaan beban yang terpasang. Biasanya untuk instalasi penerangan digunakan kabel dengan ukuran 1.5 mm, untuk instalasi stop kontak digunakan kabel dengan ukuran 2.5 mm dan untuk pemasangan dari KWH menuju MCB digunakan kabel dengan ukuran 4 mm.

C.    ALAT DAN BAHAN

      Alat:

1.      Obeng +                                        1 buah

2.      Obeng –                                        1 buah

3.      Tang potong                                  1 buah

4.      Tang kupas                                    1 buah

5.      Tang jepit                                      1 buah

6.      Tang kombinasi                             1 buah

7.      Tespen                                           1 buah

      Bahan:

1.      MCB 1 phasa                                1 buah

2.      MCB 3 phasa                                1 buah

3.      Thermal Overload Relay               3 buah

4.      Magnetic Contactor 1 phasa         3 buah

5.      Time Delay Relay                         2 buah

6.      Push button ON                            2 buah

7.      Push button OFF                          1 buah

8.      Kabel Penghubung                        secukupnya

D.    GAMBAR RANGKAIAN

       
               1. Gambar Rangkaian Kontrol

               2. Gambar Rangkaian Daya

 

 

E.     LANGKAH KERJA

1.      Menyiapkan semua alat dan bahan yang dibutuhkan

2.      Membuat rangkaian kontrol sesuai dengan gambar

3.      Membuat rangkaian daya sesuai dengan gambar

4.      Menghubungkan rangkaian kontrol dengan rangkaian daya.

5.      Seletah semua komponen selesai dirangkai, hasil rangkaian dilaporkan kepada dosen pengampu untuk diperiksa.

6.      Jika rangkaian dinyatakan sudah benar,  rangkaian diuji dengan menghubungkannya ke sumber tegangan.

7.      Langkah yang terakhir adalah membersihkan dan merapikan tempat praktikum serta mengembalikan alat dan bahan yang digunakan ke tempat semula.

F.     GAMBAR KERJA

   

G.    ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Pada rangkaian kontrol  motor bergantian menggunakan TDR, prinsip kerjanya sama dengan kontrol motor bergantian manual. Yaitu motor yang bekerja secara bergantian, dapat diterangkan sebagai berikut : jika motor 1 bekerja, motor 2 akan berhenti, jika motor 2 bekerja, maka motor 1 akan berhenti. Yang menjadi pembeda adalah pada kontrol motor kerja begantian manual untuk mengganti motor yang bekerja harus menekan push button, sedangkan untuk kontrol motor kerja bergantian otomatis pergantian motor yang bekerja tidak perlu menekan push button karena motor akan bekerja bergantian dengan sendirinya pada interval waktu tertentu yang sudah disetting pada TDR.

Pada rangkaian yang kami buat sistematika cara kerja rangkaian adalah sebagai berikut:

1.      Ketika tombol START ditekan MC 1 akan aktif dan dikunci oleh K1 (13,14) TDR 1 aktif dan motor 1 aktif.

2.       Ketika TDR 1 non aktif MC 2 aktif TDR 1 dikunci oleh K2 (13,14), TDR 2 aktif dan motor 2 bekerja.

3.      Ketika TDR 2 non aktif MC 3 akan aktif dan motor 3 akan bekerja.

            Saat pengujian rangkaian yang kami buat dapat bekerja dengan baik, motor dapat bekerja secara begantian dengan interval waktu 5 detik.

H.    KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah kami lakukan dapat disimpulkan sebagai berikut:

1.      Pada kontrol motor bergantian, apabila ingin menyalakan salah satu motor, maka motor yang lain akan mati (hanya satu motor yang menyala karena prinsip kerjanya bergantian, bukan berurutan).

2.      Ketika tombol START ditekan MC 1 akan aktif dan dikunci oleh K1 (13,14) TDR 1 aktif dan motor 1 aktif.

3.       Ketika TDR 1 non aktif MC 2 aktif TDR 1 dikunci oleh K2 (13,14), TDR 2 aktif dan motor 2 bekerja.

4.      Ketika TDR 2 non aktif MC 3 akan aktif dan motor 3 akan bekerja.

5.      Ketelitian saat pemilihan bahan dan pemasangan harus diperhatikan agar tidak terjadi kesalahan pada rangkaian dan cara kerja rangkaian tersebut.

6.      Pemasangan instalasi harus sesuai dengan ketentuan PUIL 2000.

7.      Rangkaian yang kami buat dapat bekerja dengan baik.

I.       PERTANYAAN DAN JAWABAN

1.      1. Mengapa operasi motor kerja bergantian diperlukan?

Jawab : operasi motor kerja bergantian diperlukan menyesuaikan kebutuhan penggunanya.

2.      Apa syarat kerja bergantian?

Jawab :

ü  Jumlah motor lebih dari 1

ü  Jumlah control (Magnetic Contaktor) lebih dari 1

ü  Terdapat Overload Relay dan MCB atau fuse sebagai pengaman bila terjadi hubung singkat.

ü  Terdapat interval waktu tertentu baik untuk yang otomatis (menggunakan timer) maupun yang manual (tanpa menggunakan timer).

ü  Pemasangan rangkaian harus benar (memperhatikan susunan rangkaian dengan benar).

ü  Spesifikasi alat harus disesuaikan dengan kebutuhan.

3.      2. Bagaimana bila hal tersebut dilanggar?

Jawab : apabila persyaratan tersebut dilanggar, memungkinkan terjadi kesalahan dalam rangkaian sehingga rangkaian tidak berfungsi sebagaimana mestinya. Dan apabila ada beberapa komponen tidak lengkap, keamanan rangkaian tersebut kurang terjamin apabila terjadi hubung singkat.

4.      3. Mengapa operasi motor boleh dikerjakan secara bergantian?

Jawab : operasi motor kerja bergantian diperbolehkan dengan tujuan agar meringankan kerja motor. Maksudnya motor tidak harus selalu bekerja, melainkan bergantian dengan motor yang lain dengan interval waktu tertentu. Sehingga saat motor yang satu sedang dioperasikan (bekerja), motor yang lain dapat beristirahat (meringankan kinerja motor).