DEPARTEMENT LISTRIK & INSTRUMENT

APAKAH LISTRIK ITU?

Setiap zat, di dalamnya ada muatan. Muatan zat ini terdiri atas muatan positif (proton) dan muatan negatif (elektron), serta inti atau neutron. Proton dan elektron menempati posisi mengelilingi neutron. Setiap saat elektron dan proton melakukan pergerakan sedemikian rupa sehingga terjadi perubahan. Pergerakan muatan inilah yang menyebabkan pengaliran muatan yang selanjutnya yang dikenal sebagai aliran listrik.Pengaliran muatan ini sangat memungkinkan adanya perbedaan muatan antara bagian positif dan negatif. Ketika bagian positif benda dihubungkan dengan bagian negatif, maka terjadilah pengaliran muatan. Hal ini terjadi karena bagian yang kelebihan muatan negatif akan memindahkan muatannya ke bagian yang kekurangan muatan negatif, yaitu muatan positif.

Komponen dasar listrikI = Intensity (Arus) Ampere (A)R = Resistance (Tahanan) Ohm ()E = Potential (Tegangan) Volt (V)P = Power (Daya) Watt (W)

P r i n s i p D a s a r L i s t r i k Analogi sistem Listrik dengan sistem hidrolik air

1. A m p e r eAmpere adalah satuan standar SI untuk arus listrik dalam amp / A. Suatu arus listrik 1 ampere dan melewati 2 konduktor paralel yang terpisah sejauh 1 meter di dalam ruang hampa udara, maka akan terdapat gaya sebesar 2 x10-7 neuton per meter panjang konduktor.

Satu ampere adalah 6,28 1018 elektron (atau 1 coulomb) yang mengalir melalui suatu penampang tertentu selama 1 detik. Dalam rumus listrik, arus listrik ini disimbolkan sebagai huruf I.

2. V o l t a s eVoltase/Voltage, yaitu beda potensial yang terdapat di kutub positif dan kutub negatif. Beda potential ini sangat menentukan besar kecilny arus yang mengalir. Dengan adanya voltase inilah maka muatan yang ada dapat berpindah (muatan negatif menuju muatan positif)

Hambatan, yaitu penghambat aliran listrik dari kutub negatif ke kutub positif. Hambatan ini sangat menentukan arus listrik yang mengalir pada media perantara aliran. Setiap bahan mempunyai nilai hambatan yang berbeda-beda. Ada bahan yang hambatannya kecil sehingga aliran listrik dapat mengalir dengan lancar, dan jika besar, maka aliran listrik tidak lancar3. ResistansiDaya Listrik, yaitu kemampuan listrik untuk melakukan kegiatan atau pekerjaan. Daya listrik ini adalah kemampuan yang dimiliki oleh listrik untuk melakukan kegiatan dalam jangka waktu tertentu.4. D a y a

Dua bentuk energi listrik :Arus listrik bolak-balik ( A-C; alternating current), Diproduksi oleh generator A-C Sebagai alternator.

Arus searah (D-C; direct current) Diproduki oleh generator untuk mendapatkan energi yang besar. Kapasitas besar untuk menjalankan motor elevator Kapasitas kecil diproduksi oleh sel baterai atau rectifier untuk mencukupi kebutuhan telpon, alat elektronik, lampu emergency dan kebutuhan khusus lainnya.

AKIBAT LISTRIK 1.Efek panas Suatu kawat bila dilalui arus akan menjadi panas. Pada teknologi kendaran bermotor efek panas ini digunakan misalnya pada busi pijar untuk motor diesel, pemanas listrik jendela belakang kendaran, kumparan pemanas rokok dan di dalam lampu pijar dimana filamen dipanaskan sampai satu temperatur yang tinggi sehingga dapat mengeluarkan cahaya terang. 2.Efek magnet listrik Arus listrik yang mengalir melalui suatu konduktor menimbulkan lapangan magnet di sekeliling konduktor, kejadian ini dimanfatkan pada komponen kendaraan, misalnya : regulator, relai stater, koil penyalaan dan sebaginya. 3.Efek kimia listrik Arus listrik menyebabkan reaksi bila mengalir melalui suatu elektrolit, misalnya cairan zat asam atau garam. Baterai (aki) adalah suatu komponen dikarenakan oleh efek kimia listrik, pada baterai, arus listrik disebabkan oleh reaksi kimia.

Komponen sistem ListrikKomponen utama perlistrikan dapat digolongkan menjadi kategori :

Pembangkit listrik (Generator) ,seperti PLTA, PLTU, PLTN, PLTG dsb, pada umumnya mempunyai keluaran (Output) 3 phase, dan biasa dinamakan phase R ; phase S; phase T. (R-S-T) Kemudian, akan dimasukan ke Transformator,

Piranti penerima masukan listrik (service entrance equipment); berupa trafo (transformer), pengamanpengaman seperti sikring (fuse), saklar(switch) dan pemutus sirkuit (circuits breakers) serta meter pengukur konsumsi listrik.

Piranti distribusi listrik meliputi : konduktor / penghantar beserta jalur penghantarnya (raceway).

Beban (load), berupa beban untuk penerangan, motor-motor listrik dan berbagai peralatan listrik lain yang dipasangkan melalui stop kontak atau alat keluaran (outlet) listrik lainnya.

FASE LISTRIKPembangkit listrik (Generator) yang besar2 (PLTA, PLTU, PLTN, PLTG dsb, pada umumnya mempunyai keluaran (Output) 3 phase, dan biasa dinamakan phase R ; phase S; phase T. (R-S-T) Kemudian, akan dimasukan ke Transformator, yang keluarannya menjadi R-S-T-N Antara R&N ; S&N : T&N dan dinamakan 1(satu) phase, antara R&S ; R&T ; S&T dan dinamakan 2(dua) phase, dan ini tidak umum digunakan. Yang umum digunakan adalah R-S-T dan dinamakan 3(tiga)phase

MOTOR LISTRIK

PENDAHULUAN

TIPE-TIPE MOTOR LISTRIK

TIPE-TIPE MOTOR LISTRIK

MOTOR DC

MOTOR AC

Mesin InduksiMesin Induksi adalah mesin yang beroperasi berdasarkan adanya induksi elektromagnetikMesin ini dapat berfungsi sebagai Motor Listrik maupun sebagai GeneratorSebagai Motor mesin ini banyak digunakan di Industri karena perawatan lebih mudah dibanding Motor DCSebagai Generator mesin ini banyak digunakan pada pembangkit Listrik Mikrohidro

Secara umum mesin induksi terdiri dari rotor, stator dan badan penutup

Stator adalah bagian yang tetap yang digunakan untuk menempatkan jangkar, kumparanRotor adalah bagian yang berputar yang terdiri dari batang-batang konduktor

Penutup berfungsi sebagai rumah stator dan digunakan untuk menempatkan terminal-terminal serta name-plate

Stator Mesin InduksiStator mesin induksi terdiri dari Inti stator yang tersusun dari tumpukan lempengan baja tipis yang dilaminasi dan disatukan

Permukaan bagian dalam berupa alur-alur untuk menempatkan belitan stator.

Inti berfungsi sebagai dukungan mekanis sekalikus kanalisasi fluks magnet yang dihasilkan.

RotorRotor adalah bagian yang berputar dari motor

Tipe rotor yang paling umum dipakai adalah rotor squirrel cage atau rotor sangkar tupai

Rotor ini berbentuk silinder yang dipasang pada poros berisi batang konduktor dari aluminium atau tembaga dan

Kedua ujungnya dihubung singkatkan oleh cincin yang membentuk menyerupai sangkar tupai.

Konstruksi RotorBentuk lain dari rotor ini terdiri dari Tumpukan besi yang dilaminasi disatukan untuk membentuk inti rotor

Batang konduktor terbuat dari Alumunium dimasukkan ke dalam slot untuk membentuk serangkaian konduktor yang mengelilingi inti rotor.

Secara mekanik dan elektrik batang-batang konduktor disambungkan ke ujung cincin. Inti rotor diletakkan menempel ke as dari besi yang membentuk konstruksi rotor secara penuh.

Bentuk lainnya adalah rotor lilit

Belitan rotor lilit memiliki bentuk yang sama dengan belitan stator

Perbedaan utama diantara motor rotor lilit dan rotor sangkar tupai adalah konduktor dari rotor lilit terdiri dari kumparan sebagai pengganti batang.

Belitan rotor terhubung bintang dengan ujung-ujung belitan lainnya dihubungkan ke tiga buah cincin geser (slip ring) yang ditempatkan pada poros

Kumparan ini dapat pula dihubungkan ke variabel eksternal resistor melalui cincin dan sikat untuk kebutuhan starting. Konstruksi Rotor

Penutup (Enclosure)Penutup terdiri dari suatu rangka (frame/Yoke) dan dua ujung brackets (bearing housing)

Stator ditempatkan di dalam rangka. Rotor diletakkan di sisi dalam stator dan dipisahkan oleh rongga udara

Penutup juga melindungi dari bahaya listrik dan bagian motor yang bertegangan maupun berputar dari efek yang membahayakan lingkungan selama motor beroperasi.

Name PlateRating dari motor ditunjukkan pada name plate yang terdapat pada bodi motor.

Name Plate dari sebuah motor menyediakan informasi penting yang dibutuhkan untuk memilih dan menggunakannya.

Tegangan dan Arus : Motor AC didesain untuk beroperasi pada tegangan dan frekuensi standar. Motor ini didesain untuk digunakan pada sistem 460 VAC. Arus beban penuh untuk motor ini adalah 34,9 ampere

RPM : Kecepatan dasar motor yang tertera pada name plate, ditunjukkan dalam RPM

Kecepatan dasar motor ini adalah 1765 RPM pada 60 Hz (motor dengan 4 kutub dan slip 1,9%)

Service Factor : motor didesain untuk beroperasi pada rata-rata Hp yang tertera pada papan nama. Maksud dari service factor 1,0 adalah motor beroperasi 100% dari rata-rata Hpnya

Name Plate

Beberapa aplikasi mungkin membutuhkan motor untuk beroperasi di atas Hpnya. Motor dengan service factor 1,15 dapat beroperasi 15% lebih tinggi dari Hpnya yang tertera pada papan nama

Motor 30 Hp ; service faktor 1,15 dapat beroperasi pada 34,5 Hp

Motor beroperasi secara kontinyu pada service factor > 1 akan mempunyai sebuah harapan hidup yang kurang dekian pula, karakteristik performansi seperti RPM dan arus beban penuh

Isolasi : sistim isolasi distandarisasi oleh NEMA (National Electrical Manufacturers Association) yang mengacu pada temperatur operasi maksimum yang diijinkan seperti pada table di bawah.

Name Plate

Isolasi : sistim isolasi distandarisasi oleh NEMA (National Electrical Manufacturers Association) yang mengacu pada temperatur operasi maksimum yang diijinkan seperti pada table di bawah

Name Plate

Name PlateKenaikan temperature yang diijinkan didasarkan pada temperature lingkungan 40oC.

Temperatur operasi = temperature referensi + kenaikan temperature yang diijinkan + "hot spot" winding yang diijinkan

Temperatur Operasi Class F: 40oC + 105oC + 10oC = 155oC

Desain Motor (Karakteristik) :NEMA Standarisasi untuk konstruksi dan performansi motorDesain motor B adalah yang paling umum digunakanEmpat design NEMA (National Electrical Manufacturers Association) menggambarkan kecepatan-torka-slip yang berbeda-beda

NEMA design A : -The old Standard ; maximum 5% slip ; Starting current (5-8 x FLA) ; normal locked rotor torque ; normal BDT; Cocok untuk pemakaian yang luas : fans dan pompa

NEMA design B ;Todays Standard ; maximum 5% slip; low starting current (4-6 xFLA) ; high locked rotor torque; normal BDT; Cocok untuk pemakaian dengan normal starting torque - HVAC application with fans, blowers and pumps

NEMA design C : maximum 5% slip; Moderate starting current (5-8x FLA); high locked rotor torque ; normal BDT ; Cocok untuk pemakaian pada beban dengan inersia starting yang tinggi, seperti positive displacement pumps

NEMA design D : maximum 5-13% slip; low starting current; very high locked rotor torque; cocok untuk cranes, Alat pengangkat

NEMA design E : Newest NEMA Category; Newer ultra-high efficiency motors; Higher Starting Torque; Higher Starting Current (8-12 times Running) Ultra Low Slip (Higher Rated Speed)NEMA Design

Power TrianglePF = Cos =

KVA =

Cos =

P = E x I x Cos x KVAKVARKWCos

ClassAmb. TemperaturA50 C B70 C E85 C F90 C H120 C

ClassInsl. TemperaturA105 C B130 C E220 C F155 C H180 C O90 C

**