PENGANTAR SISTEM KONTROL

1. PENGANTAR SISTEM KONTROL PENGENDALI MOTOR LISTRIK PERTEMUAN 2 @HSirait

2. TujuanPembelajaran: • Memahamiprinsipkerjapengoperasiansistemkendalielektromagnetik • Mengoperasikansistempengendalielektromagnetik • Memahami data operasi sistem kendali elektromagnetik • Mengoperasikanmesinproduksidenganpengendalielektromagnetik • Melakukantindakanpengamananpadaoperasisistemkendalielektromagnetik yang mengalamigangguan.

3. Pengendali motor listrik menurut fungsinya terdiri dari 3 jenis : • pengendali saat mulai berjalan (starting) • pembalikan arah putaran • pengendali pada saat motor berhenti (stopping)

4. Adapun dilihat dari penggunaan alat pengendali, pengendali dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu: • Pengendali manual (manual control) • Pengendali semi otomatis • Pengendali secara otomatis

5. SumberListrik R S T Starter Manual M 3  Motor Listrik PENGERTIAN SISTEM KENDALI MANUAL • Pengendali secara manual adalah jenis pengendali yang menggunakan alat pengendali manual berupa sakelar mekanik. Gambar Skema Pengendali Secara Manual

6. Jenis-jenis Pengendali Secara Manual • Jenis-jenis sakelar manual atau mekanis yang digunakan pada pengendali motor listrik secara manual : • Sakelar single pole single throw switch (SPST) • Sakelar single pole double throw switch (SPDT) • Sakelar double pole single throw switch (DPST) • Sakelar double pole double throw switch (DPDT) • Sakelar three pole single throw switch (TPST) • Sakelar three pole double throw switch (TPDT) • Drum switch • Cam switch (sakelar putar cam)

7. SPST Jenis-jenis Pengendali Secara Manual Sakelar single pole single throw switch (SPST) • Sakelar SPST adalah sakelar yang terdiri dari satu kutub dengan satu arah. Fungsi sakelar ini adalah untuk memutus dan menghubung saja. Gambar Bentuk Kontak Sakelar SPST

8. SPDT Jenis-jenis Pengendali Secara Manual Sakelar single pole double throw switch (SPDT) Sakelar SPDT adalah sakelar yang terdiri dari satu kutub dengan dua arah hubungan. Sakelar ini dapat bekerja sebagai penukar. Pemutusan dan penghubungan hanya bagian kutub positip atau phasanya saja. Gambar Pelaksanaan sakelar SPDT

9. Jenis-jenis Pengendali Secara Manual Sakelar double pole single throw switch(DPST) Sakelar DPST adalah sakelar yang terdiri dari dua kutub dengan satu arah, hanya dapat memutus dan menghubungkan saja Gambar Pelaksanaan Hubungan Sakelar DPST

10. Jenis-jenis Pengendali Secara Manual Sakelar double pole double throw switch (DPDT) Sakelar DPDT adalah sakelar yang terdiri dari dua kutub dengan dua arah. Sakelar dapat bekerja sebagai penukar. Pada instalasi motor listrik, sakelar DPDT dapat digunakan sebagai pembalik arah putaran motor listrik arus searah dan motor listrik arus bolak balik satu phasa.Selain itu juga dapat digunakan sebagai pelayanan dua sumber tegangan pada 1 motor listrik Gambar Pelaksanaan Hubungan Sakelar DPDT

11. TPST Jenis-jenis Pengendali Secara Manual Sakelar three pole single throw switch (TPST) Sakelar DPST adalah sakelar yang terdiri dari dua kutub dengan satu arah, dan hanya dapat memutus dan menghubung saja. Gambar Pelaksanaan Hubungan Sakelar TPST

12. TPDT Jenis-jenis Pengendali Secara Manual Sakelar three pole double throw switch (TPDT) Sakelar TPDT adalah sakelar dengan tiga kutub yang dapat bekerja ke dua arah. Sakelar ini digunakan pada instalasi motor listrik 3 phasa atau sistem 3 phasa lainnya. Juga dapat digunakan sebagai pembalik putaran motor listrik 3 phasa, layanan motor listrik 3 phasa dari dua sumber dan juga sebagai starter bintang segitiga yang sangat sederhana. Gambar Pelaksanaan Hubungan Sakelar TPDST

13. Jenis-jenis Pengendali Secara Manual Drum switch • Sakelar drum switch adalah sakelar yang mempunyai bentuk seperti drum dengan posisi handle (tangkai) penggerak memutus dan menghubung berada di ujung • Drum switch digunakan pada motor listrik kecil sebagai penghubung motor listrik dengan jala-jala (sumber tegangan) Gambar Contoh Drum Switch

14. Jenis-jenis Pengendali Secara Manual Cam switch (sakelar putar cam) Cam switch banyak digunakan dalam rangkaian utama pada rangkaian kendali, misalnya untuk hubungan bintang segitiga, membalik putaran motor listrik 1 phasa atau motor listrik 3 phasa. Gambar Kontak Hubungan Sakelar Cam

15. Jala-jala Panel Tenaga Tombol Tekan Kontaktor Magnet M Pengendali Semi Otomatis • Pengendali semi otomastis adalah jenis pengendali yang menggunakan alat kendali semi otomatis berupa kontaktor magnet dan tombol tekan (push button) dilengkapi dengan pengaman. Gambar Bagan Sistem Pengendali Semi Otomatis

16. Istilah Dalam Pengendali Semi Otomatis • Titik kontak Normally Open (NO) Titik kontak pada keadaan normal atau tidak bekerja dalam keadaan terbuka (Normally Open) dan dalam keadaan bekerja titik kontak akan menutup sesaat sehingga hanya mengalirkan arus listrik sesaat. Gambar Normally Open (NO) Sakelar Push button

17. Istilah Dalam Pengendali Semi Otomatis • Titik kontak Normally Close (NC) Kontak ini dalam keadaan tertutup atau terhubung pada saat normal sehingga mengalirkan arus listrik. Jika kontak ini ditekan atau bekerja, maka titik kontak akan terbuka sehingga arus akan terputus atau terhenti. Gambar Normally Close (NC) Sakelar Push button

18. Kontak NC Kontak NO Kontak NO Kontak NC Istilah Dalam Pengendali Semi Otomatis • Titik kontak Normally Open dan Normally Close (NC) Titik kontak ini bekerja dengan prinsip kontak Normally close dan Normally Open. Kontak ini memiliki tiga buah titik kontak. Jika kontak belum bekerja maka salah satu kontak akan terhubung dengan kontak lain sedangkan kontak yang lain akan terbuka. Gambar KontakGabungan Normally Open dan Normally Close

19. PERTEMUAN 3 Peralatan Utama Pengendalian Semi Otomatis

20. Peralatan Utama Pengendalian Semi Otomatis • Peralatan utama pengendalian semi otomatis • Magnetic contactor (MC) atau kontaktor magnit • Thermal overload relay (TOR) • Push button • Lampu indikator

21. Magnetic contactor (MC) • Kontaktor magnet yaitu suatu alat penghubung listrik yang bekerja atas dasar magnet yang dapat menghubungkan antara sumber arus dengan muatan. Bila inti koil pada kontaktor diberikan arus, maka koil akan menjadi magnet dan menarik kontak sehingga kontaknya menjadi terhubung dan dapat mengalirkan arus listrik. Gambar Contoh Magnetic Contactor

22. Prinsip Kerja Magnetic Contactor Pada gambar di samping, kontak 3 dan 4 adalah NC sedangkan kontak 1 dan 2 adalah NO. Apabila tidak ada arus maka kontak akan tetap diam. Tetapi apabila arus dialirkan dengan menutup switch maka kontak 3 dan 4 akan menjai NO sedangkan kontak 1 dan 2 menjadi NC

23. Macnetic contactor pada umumnya memilikiKontak utama tendiri dari kontak NO dan kontak bantu terdiri dan kontak NO dan NC. Konstruksi dari kontak utama berbeda dengan kontak bantu, yang kontak utamanya mempunyai luas permukaan yang luas dan tebal. Kontak bantu luas permukaannya kecil dan tipis

24. Gambar Contoh Notasi pada MacneticContactor

25. Tabel Notasi Dan Penomoran Kontak-Kontak pada Magnetic Contactor

26. Gambar Contoh Notasi, Tempat Sambungan dan Skema Kontak-Kontak Open

27. Gambar Konstruksi Umum Magnetic Contactor

28. Thermal Overload Relay (TOR) • Pengaman beban lebih atau over load yang digunakan pada instalasi motor listrik adalah Thermal Overload Relay (TOR). Jika arus yang melalui penghantar yang menuju motor listrik melebihi kapasitas atau seting TOR, maka TOR drop atau terputus sehingga rangkaian yang menuju motor listrik terputus. • Thermal Overload Relay tersebut dihubungkan dengan magnetic contactor pada kontak utama (untuk seri macnetic contactor tertentu notasi kontak utamanya adalah 2, 4, 6 sebelum menuju beban (motor listrik).

29. Beberapa penyebab terjadinya beban lebih: • Beban mekanik pada motor listrik terlalu besar; • Arus start terlalu besar dan terlalu lama putaran nominal tercapai atau motor listrik berhenti secara mendadak; • Terjadi hubung singkat pada motor listrik antara phasa dengan phasa atau antara phasa dengan body; • Motor listrik bekerja hanya dengan 2 phasa atau terbukanya salah satu phasa dari motor listrik 3 phasa.

30. Prinsip kerja termal beban berdasarkan panas atau temperatur yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal. Jika panas berlebihan maka salah satu logam pada bimetal melengkung dan menggerakkan kontak-kontak mekanis pemutus rangkaian listrik (untuk bimetal seri tertentu notasinya 95-96) akan terbuka. Gambar Contoh TOR

31. Logam tahan panas Terkena panas • Jika terjadi beban lebih maka arus menjadi besar dan menyebabkan penghantar panas. Panas pada penghantar melewati bimetal sehingga bimetal melengkung dan selanjutnya aliran listrik yang menuju motor listrik terputus dan motor listrik belitannya tidak sampai terbakar Gambar Prinsip Kerja dari Bimetal

32. 1 3 5 97 95 95 A1 97 95 A2 98 98 96 96 98 96 2 4 6 Gambar Diagram Penyambungan TOR pada Magnetic Contactor Gambar Diagram Kontak-Kontak pada TOR

33. Gambar Cara Mengatur TOR

34. PUSH BUTTON Push Button merupakan suatu jenis sakelar yang banyak dipergunakan dalam rangkaian pengendali dan pengaturan. Sakelar ini bekerja dengan prinsip titik kontak NC atau NO saja, kontak ini memiliki 2 buah terminal baut sebagai kontak sambungan. Sedangkan yang memiliki kontak NC dan NO kontaknya memiliki 4 buah terminal baut Gambar Contoh Push Button

35. Dari konstruksinya, maka push button dibedakan menjadi beberapa tipe yaitu: • Tipe normally open (NO) • Tipe normally close • Tipe NC dan NO

36. 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 Gambar Push Button Tipe NO

37. Tipe normally close 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 Gambar Contoh Push Button Tipe NC

38. Tipe NC dan NO Pada tipe ini, kontak memiliki 4 buah terminal baut, sehingga jika tombol tidak ditekan maka sepasang kontak akan NC dan kontak lain akan NO, jika tombol ditekan maka kontak tertutup akan membuka dan kontak yang membuka akan tertutup. Gambar Push Button Tipe NC dan NO

39. Lampu Indikator • Lampu indikator digunakan sebagai indikator sebuah rangkaian bekerja, berhenti, atau mengalami gangguan sehingga operator segera dapat mengetahui keadaan rangkaian dan tindakan yang harus dilakukan. Gambar Contoh Lampu Indikator dan Simbolnya.

40. Pengendali Otomatis • Pengendali otomatis adalah jenis pengendali yang menggunakan alat kendali semi otomatis dikombinasikan dengan peralatan kendali otomatis, seperti time delay relay (TDR), float switch, limit switch, dengan dilengkapi pengaman . Gambar Bagan Sistem Pengendali Secara Otomatis

41. Time Delay Relay Fungsi dari timer delay relay adalah sebagai pengatur waktu bagi peralatan yang dikendalikan. Pemakaian timer untuk mangatur waktu bekerja dan tidaknya magnetic contactor, misalkan untuk mengatur waktu motor istrik putar kanan-kiri, mengubah hubungan bintang segitiga, dan mengatur waktu bekerjanya motor listrik secara bergantian dalam waktu tertentu dan lainnya. Gambar Contoh Timer Delay Relay

42. Prinsip kerja timer menggunakan induksi magnit dan menggunakan rangkaian elektronika.Timer dengan prinsip induksi magnet bekerja seperti prinsip motor induksi, yaitu akan bekerja jika motor listrik mendapat tegangan AC dan memutar gigi mekanis dan menarik serta menutup kontak secara mekanik dalam jangka waktu tertentu. Timer yang menggunakan prinsip elektronika memiliki rangkaian R dan C yang dihubungkan secara seri atau paralel. Jika tegangan sinyal telah mengisi penuh kapasitor, maka relay timer terhubung dan lama waktu tunda berdasarkan besar kecilnya pengisisan kapasitor.

43. Bagian input timer diberi simbol kumparanan keluarannya dalam bentuk kontak-kontak normally open dan normally close. Gambar Simbol Coil Dan Kontak Pada Timer

44. Sebagian besar timer memiliki 8 buah kaki, 2 diantaranya merupakan kaki coil (timer pada contoh untuk kaki 2 dan 7). 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 akan berbeda fungsi, tergantung dari jenis relay timernya Soket Timer

45. 4 5 3 6 222 7 1 8 INPUT 4 3 6 5 3 4 2 5 1 6 8 7 1 2 7 8 Gambar Kaki-Kaki Timer

46. Motor listrik 3 phasa Motor listrik 3 phasa memiliki 3 buah kumparan stator yang terpisah satu dengan lainnya. Masing-masing kumparan stator terdiri dari satu ujung masuk dan satu ujung keluar, sehingga jumlah ujung kumparan yang dihubungka ke terminal motor listrik ada 6 buah. • Kumparan Z1 mempunyai ujung masuk U1 dan ujung keluar U2 • Kumparan Z2 mempunyai ujung masuk V1 dan ujung keluar V2 • Kumparan Z3 mempunyai ujung masuk W1 dan ujung keluar W2

47. U1 V1 W1 S R T Z1 Z2 Z3 U2 V2 W2 M 3~ a) b) • Gambar ujung-ujung kumparan dan terminal motor listrik 3 phasa ditunjukkan pada Gambar di bawah ini Gambar Ujung Belitan dan Terminal Motor Listrik 3 Phasa

48. L1 L2 L3 UZ1 a) b) L1 N U1 V1 W1 W2 U2 V2 L2 L3 I1 U1 =W2 IZ1 U1 Z1 Z3 W1=V2 Z2 V1=U2 Keterangan gambar • U1 dihubungkan dengan W2 dan dihubungkan dengan phasa L1 • V1 dihubungkan dengan U2 dan dihubungkan dengan phasa L2 • W1 dihubungkan dengan V2 dan dihubungkan dengan phasa L3 Gambar Hubungan Segitiga Motor Listrik 3 Phasa

49. Hubungan Segitiga Hubungan segitiga terbentuk bila dilakukan penyatuan masing-masing ujung kumparan stator berbeda jenis dari 2 (dua) buah kumparan stator yang berlainan sedangkan masing-masing titik simpul dihubungkan dengan masing-masing phasa dari sumber tenaga listrik tiga phasa. Karakteristik tegangan dan kuat arus listrik pada hubungan segitiga adalah: Besar tegangan terbentuk pada kumparan sama dengan besar tegangan sumber . UZ1 = U1 Besar kuat arus pada kumparan = besar kuat arus sumber/

50. Hubungan Bintang Karakteristik tegangan dan kuat arus listrik pada hubungan bintang: Besar tegangan pada kumparan Besar arus pada kumparan = besar arus sumber