Rangkaian Star-Delta Otomatis

Rangkaian kontrol Star-Delta otomatis 3 kontaktor

Rangkaian kontrol

Rangkaian Daya

Prinsip kerja rangkaian Star-Delta otomatis 3 kontaktor

Ketika MCB dinaikan maka arus listrik mengalir ke rangkaian control dan lampu hjau akan menyala menandakan rangkaian siap untuk di oprasikan

Pada saat S1 di tekan maka kontaktor  1, TDR (K2T), dan kontaktor 3 akan bekerja yang ditandai dengan lampu warna kuning (star) menyala. Pada keadaan ini hubungan motor dalam keadaan bintang (Y)

TDR akan merubah kontak secara otomatis sesuai waktu yang telah di set, dan akan menghubungkan kontak NO TDR dan kontaktor 3 akan bekerja yang ditandai dengan lampu warna kuning  ke 2 (delta) menyala. Pada keadaan ini hubungan motor dalam keadaan delta (∆).

1.       Fungsi komponen pada rangkaian kontrol Bintang Segitiga otomatis:

-          MCB (Miniature Circuit Breaker), berfungsi sebagai pengaman rangkaian dari gangguan hubung singkat dan beban lebih

-          Push Button, berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan arus listrik dari sumber ke rangkaian kontrol

-          Kontaktor magnet, berfungsi untuk menghubungkan tenaga listrik ke beban/motor dan mengubah terminal motor menjadi hubung Bintang atau hubung Segitiga

-          TOL (Thermal Over Load Relay), berfungsi untuk mengamankan motor listrik atau memberi perlindungan kepada motor listrik dari kerusakan akibat beban lebih.

-          TDR (Time Delay Relay), berfungsi untuk mengatur waktu bagi peralatan yang dikendalikannya. Timer ini dimaksudkan untuk memindahkan kerja rangkaian control ke rangkaian tertentu secara otomatis dalam waktu tertentu (merubah hubung Bintang Ke Segitiga)

2.       Prinsip kerja komponen pada rangkaian kontrol Bintang Segitiga otomatis:

-          MCB (Miniature Circuit Breaker)

Prinsip kerja MCB ialah berdasarkan panas (temperatur) yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal. jika terjadi arus lebih pada rangkaian bimetal akan menjadi panas dan melengkung sehingga MCB akan memutuskan arus listrik

-          Push Button

Push button akan bekerja bila ada tekanan pada tombolnya, push button akan memutus atau menghubung sesuai dengan jenisnya. Bila tekanan dilepas maka kontak akan kembali ke posisi semula

-          Kontaktor magnet

Kontaktor magnet bekerja berdasarkan prinsip kerja kemagnetan.Bila inti koil pada kontaktor diberikan arus, maka koil akan menjadi magnet, magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak

-          TOL (Thermal Over Load Relay)

Prinsip kerja TOL (Thermal Over Load Relay) ialah berdasarkan panas (temperatur) yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal. Dari sifat pelengkungan bimetal akibat panas yang ditimbulkan, bimetal akan menggerakkan kontak-kontak mekanis sehingga kontak 95-96 TOL akan membuka dan arus listrik pada rangkaian kontrol akan terputus

-          TDR (Time Delay Relay)

TDR  bekerja berdasarkan  prinsip induksi motor listrik, dimana TDR akan bekerja bila motor listrik mendapat tegangan AC sehingga motor dapat bekerja dan memutar gigi mekanis dan menarik serta menutup kontak secara mekanis dalam jangka waktu tertentu (sesuai dengan waaktu yang telah di set)

Generator sinkron

Sehubungan dengan penulis yang mempunyai latar belakang anak SMK yang mengambil jurusan teknik instalasi tenaga listrik, disini penulis akan berbagi ilmu kepada junior-junior teknik inst. listrik yang tentunya sudah tidak asing lagi dengan generator sinkron.

             Hampir semua energi listrik dibangkitkan dengan menggunakan mesin sinkron. Generator sinkron (sering disebut alternator) adalah mesin sinkron yangdigunakan untuk mengubah daya mekanik menjadi daya listrik. Generator sinkrondapat berupa generator sinkron tiga fasa atau generator sinkron AC satu fasatergantung dari kebutuhan.

1.1 Konstruksi Generator Sinkron

             Pada generator sinkron, arus DC diterapkan pada lilitan rotor untuk mengahasilkan mdan magnet rotor. Rotor generator diputar oleh prime mover menghasilkan medan magnet berputar pada mesin. Medan magnet putar ini menginduksi tegangan tiga fasa pada kumparan stator generator. Rotor pada generator sinkron pada dasarnya adalah sebuah elektromagnet yang besar. Kutub medan magnet rotor dapat berupa salient (kutub sepatu) dan dan non salient (rotor silinder). Gambaran bentuk kutup sepatu generator sinkron diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

                                      

  

                             Gambar 1.1 Rotor salient (kutub sepatu) pada generator sinkron

             Pada kutub salient, kutub magnet menonjol keluar dari permukaan rotor sedangkan pada kutub non salient, konstruksi kutub magnet rata dengan permukaan rotor.

            Rotor silinder umumnya digunakan untuk rotor dua kutub dan empat kutub, sedangkan rotor kutub sepatu digunakan untuk rotor dengan empat atau lebih kutub. Pemilihan konstruksi rotor tergantung dari kecepatan putar prime mover, frekuensi dan rating daya generator. Generator dengan kecepatan 1500 rpm ke atas pada frekuensi 50 Hz dan rating daya sekitar 10MVA menggunakan rotor silinder. Sementara untuk daya dibawah 10 MVA dan kecepatan rendah maka digunakan rotor kutub sepatu. Gambaran bentuk kutup silinder generator sinkron diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

                                   

                                     (a)                                                                  (b)

Gambar 1.2 Gambaran bentuk (a) rotor Non-salient (rotor silinder), (b) penampang rotor pada generator sinkron

1.2 Prinsip Kerja Generator Sinkron
                Jika sebuah kumparan diputar pada kecepatan konstan pada medan magnethomogen, maka akan terinduksi tegangan sinusoidal pada kumparan tersebut. Medan magnet bisa dihasilkan oleh kumparan yang dialiri arus DC atau oleh magnet tetap.
 

           Pada mesin tipe ini medan magnet diletakkan pada stator (disebut generator kutub eksternal / external pole generator) yang mana energi listrik dibangkitkan pada kumparan rotor. Hal ini dapat menimbulkan kerusakan pada slip ring dan karbon sikat, sehingga menimbulkan permasalahan pada pembangkitan daya tinggi. Untuk mengatasi permasalahan ini, digunakan tipe generator dengan kutub internal (internal pole generator), yang mana medan magnet dibangkitkan oleh kutub rotor dan tegangan AC dibangkitkan pada rangkaian stator. Tegangan yang dihasilkan akan sinusoidal jika rapat fluks magnet pada celah udara terdistribusi sinusoidal dan rotor diputar pada kecepatan konstan. Tegangan AC tiga fasa dibangkitan pada mesin sinkron kutub internal pada tiga kumparan stator yang diset sedemikian rupa sehingga membentuk beda fasa dengan sudut 120°. Bentuk gambaran sederhana hubungan kumparan 3-fasa dengan tegangan yang dibangkitkan diperlilhatkan pada gambar di bawah ini.

                  

                 Gambar 1.3 Gambaran sederhana kumparan 3-fasa dan tegangan yang dibangkitkan.

             Pada rotor kutub sepatu, fluks terdistribusi sinusoidal didapatkan dengan mendesain bentuk sepatu kutub. Sedangkan pada rotor silinder, kumparan rotor disusun secara khusus untuk mendapatkan fluks terdistribusi secara sinusoidal. Untuk tipe generator dengan kutub internal (internal pole generator), suplai DC yang dihubungkan ke kumparan rotor melalui slip ring dan sikat untuk menghasilkan medan magnet merupakan eksitasi daya rendah.

 Dalam hal ini arus DC digunakan unutuk memagnetkan rotor karena arus DC stabil dan tidak memiliki frekuensi, sehingga manget rotor dapat berfungsi secara maksimal dan tidak akan terpengaruh oleh frekuensi listrik.. Jika rotor menggunakan magnet permanen, maka tidak slip ring dan sikat karbon tidak begitu diperlukan.

 1.3 Kecepatan Putar Generator Sinkron
          Frekuensi elektris yang dihasilkan generator sinkron adalah sinkron dengan kecepatan putar generator. Rotor generator sinkron terdiri atas rangkaian elektromagnet dengan suplai arus DC. Medan magnet rotor bergerak pada arah putaran rotor. Hubungan antara kecepatan putar medan magnet pada mesin dengan frekuensi elektrik pada stator adalah:

            

          Oleh karena rotor berputar pada kecepatan yang sama dengan medan magnet, persamaan diatas juga menunjukkan hubungan antara kecepatan putar rotor dengan frekuensi listrik yang dihasilkan. Agar daya listrik dibangkitkan tetap pada frekuensi 50Hz atau 60 Hz, maka generator harus berputar pada kecepatan tetapdengan jumlah kutub mesin yang telah ditentukan. Sebagai contoh untuk membangkitkan 60 Hz pada mesin dua kutub, rotor arus berputar dengan kecepatan 3600 rpm. Untuk membangkitkan daya 50 Hz pada mesin empat kutub, rotor harus berputar pada 1500 rpm.