Jobsheet Ke 1 Teori Dasar Sistem Kontrol

I. TUJUAN :

Setelah selesai melaksanakan proses pembelajaran dasar sistem kontrol siswa diharapkan dapat :

a. Mengetahui sistem pengontrolan motor 3 fasa

b.Mengetahui komponen-komponen yang digunakan dalam pengontrolan motor 3 fasa

c. Memahami prinsip kerja komponen pengontolan motor 3 fasa

d. Mengetahui simbol-simbol komponen pengontrolan motor 3 fasa

II. TEORI DASAR

A. Prinsip Pengontrolan Motor Listrik

Kata kontrol berarti mengatur atau mengendalikan, jadi yang dimaksud dengan pengontrolan

motor adalah pengaturan atau pengendalian motor mulai dari pengasutan, pengoperasian

hingga motor itu berhenti. Maka pengontrolan motor dapat dikategorikan menjadi tiga

bagian menurut fungsinya, yaitu:

1. Pengontrolan pada saat pengasutan (starting)

2. Pengontrolan pada saat motor dalam keadaan beroperasi (pengaturan kecepatan,

pembalikan arah putaran dan lain-lain)

3. Pengontrolan pada saat motor berhenti beroperasi (pengereman).

Sesuai dengan perkembangan teknologi yang memicu perkembangan industri, cara atau

sistem pengontrolan itu terus berkembang, maka dapat diklasifikasikan menjadi :

1. Pengontrolan cara manual (manual control)

2. Pengontrolan semi-otomatis (semi-automatic control)

3. Pengontrolan otomatis (automatic control)

4. Pengontrolan terprogram (programable controller)

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANSMK N 1 PANGKALAN KERINCI

PRAKTIKUM KONTROL MOTOR KONVENSIONAL TEKNIK INSTALASI PEMANFAATAN TENAGA LISTRIK

FORMULIR No. Formulir

JOB 1 : DASAR SISTEM KONTROLEdisi 01Revisi 0Berlaku EfektifHalaman 1 dari Halaman

Dalam mengoperasikan motor listrik, agar dapat berfungsi andal dan terhindar dari gangguan

dan kerusakan, dan terjamin keselamatan terhadap bahaya sengatan listrik, maka setiap instalasi

motor-motor listrik dilengkapi dengan peralatan proteksi. Yaitu proteksi beban lebih, pentanahan,

dan hubung singkat

1. Pengontrolan cara manual (manual control)

Dalam pengontrolan ini umumnya menggunakan saklar yang memiliki tipe saklar sangat

sederhana dan banyak digunakan pada motor-motor berdaya kecil. Operator yang

mengoperasikannya harus mengeluarkan tenaga dari otot yang kuat.

Penggunaan kontrol manual banyak dipakai pada motor-motor dengan daya kecil,

misalnya: mesin kerja plat, pompa air, mesin bubut, motor bor listrik, kipas angin, motor

gerinda, dll.

gambar 1. kontrol motor secara manual

2. Pengontrolan semi-otomatis (semi-automatic control)

Pengontrolan ini menggunakan kontaktor magnet dan tombol tekan serta dilengkapi

dengan protection. Dalam penyalaannya menggunakan tangan dengan menekan tombol





start/stop dan penyuplaian tenaga ke motor dilayani oleh kontaktor magnet, sehingga

operator dapat berada dari tempat yang aman dan terpisah dari mesinnya.

gambar 2. kontrol motor secara semi - automatis

3. Pengontrolan otomatis (automatic control)

Pada pengontrolan ini masih menggunakan kontaktor magnet

dan tombol tekan serta dilengkapi dengan protection. Dalam

penyalaannya menggunakan tangan dengan menekan tombol

start/stop dan dilengkapi dengan berbagai sensor-sensor yang

yang diperlukan, sehingga motor dapat bekerja maupun

berhenti secara otomatis.





gambar 3. kontrol motor secara semi - automatis

4. Pengontrolan terprogram (programable controller)

gambar 4. kontrol motor terprogram

B. Komponen yang Dipergunakan Dalam Pengendali Elektromagnetik.

Dalam sistem pengendalian kotrol konvensional komponen yang digunakan terdiri dari :

1. push button

-. push button ON,

-. push button OFF,

-. push button ON/OFF,

Dalam pengontrolan ini terdapat tambahan berupa sebuah perangkat

yang bisa di program, tetapi tetap menggunakan kontaktor sebagai

penghubung ke motor dan tombol push button untuk

mengoperasikannya





2. kontaktor

3. relay

4. time delay relay ( timer)

5. Thermal overload relay (relay overload)

6. MCB

1. Push button

Push bottom (tombol tekan) ini hampir selalu digunakan dalam setiap pembuatan panel kontrol, baik

secara konvensional maupun secara modern. Dari jenis warna push bottom (tombol tekan) yang sering

digunakan adalah yang berwarna hijau sebagai push untuk posisi ON, dan yang berwarna merah

sebagai push untuk posisi OFF. Sedangkan ada warna – warna lain yang penggunaannya dapat

disesuaikan dengan kebutuhan yang diinginkan.

a. push button ON

Push button ON memiliki 2 buah kontak yang tidak terhubung (terputus) jika dalam keadaan

normal (tidak ditekan). kontak push button ON akan terhubung jika tombolnya ditekan, dan, dan

jika tombolnya dilepas pada posisi semula, maka kotaknya kembali tidak terhubung (terputus)

gambar 5. kontruksi push button ON gambar 6. simbol push button ON

b. push button OFF

Push button OFF memiliki 2 buah kontak yang terhubung jika dalam keadaan normal (tidak

ditekan). kontak push button OFF akan terputus jika tombolnya ditekan, dan, dan jika tombolnya

dilepas pada posisi semula, maka kotaknya kembali terhubung.





gambar 7. kontruksi push button ON gambar 8. simbol push button OFF

c. push button ON/ OFF

push button ON/ OFF merupakan gabungan dari push button ON dan push button OFF yang

memiliki 4 buah kontak, 2 buah kontak untuk push button ON dan 2 buah kontak untuk push

button OFF





gambar 9. kontruksi push button ON/ OFF gambar 10. simbol push button ON/ OFF

2. Kontaktor

gambar 11. bagian-bagian kontaktor

Kontaktor akan bekerja dengan normal bila diberikan tegangan 85 % sampai 110 % dari

tegangan permukaannya. Sedangkan bila lebih kecil dari 85 % kontaktor akan bergetar

atau bunyi. Jika lebih besar dari 110 % kontaktor akan panas dan terbakar.

Kontaktor merupakan saklar daya yang bekerja

berdasarkan prinsip elektromagnetik seperti

ditunjukkan pada Gambar 11.

pada sebuah kontaktor terdapat koil dengan inti

berbentuk huruf E yang diam, jika koil

dialirkan arus listrik maka coil itu akan

menjadi magnet dan menarik inti magnet yang

bergerak sekaligus dengan batang inti yang

bergerak menarik paling sedikit 3 kontak utama

danbeberapa kontak bantu bisa kontak NC atau

NO. Kerusakan yang terjadi pada kontaktor,

karena belitan koil terbakar atau kontak nya

saling lengket atau ujung 2 kontaknya terbakar.





Susunan kontak dalam Kontaktor Gambar 6 secara skematik terdiri atas :

1. koil dengan notasi A2-A1.

2. kontak utama

Terminal kontak utama yang dihubungkan ke sisi sumber listrik adalah terminal 1/L1,

3/L2, 5/L3, terminal ke sisi beban motor atau beban listrik lainnya adalah 2/T1, 4/T2

dan 6/T3.

3. kontak bantu

terdiri dari dua buah kontak bantu NO Normally Open 13-14 dan 43- 44, dan dua buah

kontak bantu NC Normally Close 21-22 dan 31-32.

Penomoran untuk kontak bantu NO biasanya di akhir dengan angka 3 dan 4, seperti :

13 & 14 Terminal penghubung untuk pasangan 23 & 24 kontak – kontak bantu pada kondisi 33 & 34 NORMALLY OPEN (NO) 53 & 54 63 & 64 73 & 74

Sedangkan untuk penomoran kantak bantu NC biasanya di akhiri dengan angka 1 dan 2

seperti :

11 & 12 Terminal penghubung untuk pasangan 21 & 22 kontak – kontak bantu pada kondisi 31 & 32 NORMALLY CLOSE (NC) 51 & 52 61 & 62 71 & 72





Kontak utama harus digunakan dengan sistem daya saja, dan kontak bantu difungsikan

untuk kebutuhan rangkaian kontrol tidak boleh dipertukar kan. Kontak bantu sebuah

kontaktor bisa dilepaskan atau ditambahkan secara modular.

gambar 13. simbol kontak utama dan kontak bantu kontaktor

gambar 15. kontak bantuGambar 14. Bentuk fisik kontaktor. yang ditambah dalam bentuk modular

gambar 12. kontaktor tampak atas





2 1

4

Kontaktor memiliki beberapa merek dan type yang dapat disesuaikan dengan fungsi serta

kegunaannya. Adapun beberapa merek yang umum digunakan adalah sebagai berikut :

tabel 1. berbagai merk kontaktor

3. Relay

Komponen relay bekerja secara elektromagnetis,

sama halnya dengan kontaktor, ketika koil relay

diberikan arus listrik, maka coil akan menjadi

magnet dan menarik lidah kontak yang ditahan

oleh pegas, kontak utama 1 terhubung dengan

kontak cabang 4 seperti terlihat pada Gambar 1.

Ketika arus listrik putus, elektromagnetiknya

hilang dan kontak akan kembali posisi awal

karena ditarik oleh tekanan pegas, kontak utama 1

terhubung kembali dengan kontak cabang 2.

Relay menggunakan tegangan DC 12V, 24V, 48V

dan AC 220V





gambar 16. konstruksi sederhana sebuah relay

Bentuk fisik relay dikemas dengan wadah plastik transparan, memiliki duakontak SPDT

(Single Pole Double Throgh seperti ditunjukkan pada Gambar 2,satu kontak utama dan dua

kontak cabang).Relay jenis ini menggunakan tegangan DC 6V, 12V, 24V dan 48V. Juga

tersedia dengan tegangan AC 220V. Kemampuan kontak mengalirkan arus listrik sangat

terbatas kurang dari 5 Amper. Untuk dapat mengalirkan arus daya yang besar untuk

mengendalikan motor induksi, relay dihubungkan dengan kontaktor yang memiliki

kemampuan hantar arus dari 10–100 Amper.





gambar 17. Relay gambar 18. skema kontak sebuah relay

Susunan penomoran terminal untuk masing-masing relay tidak selalu sama, ada yang

penomoran untuk coilnya dengan angka 13 dan 14, dan ada juga dengan angka 2 dan 7,

jadi disarankan sebelum menggunakan relay agar terlebih dahulu membaca skema relay

yang digunakan, dan biasanya terdapat pada body relay tersebut

4. Time Delay Relay (timer)

Time Delay Relay ini juga disebut sebagai relay penunda waktu yang sering disebut juga

dengan TIMER. Adapun prinsip kerja dari Time Delay Relay ini adalah sebagai pewaktu

atau memperlambat kerja (menunda) yang diperlukan untuk kontak – kontak NO atau NC

agar beroperasi secara normal. Sehingga dapat disimpulkan apabila coil sudah diberikan

sumber tegangan maka setelah tertunda seduai dengan waktu yang ditentukan(

detik/menit,/jam) kemudian kontak – kontak NO atau NC akan bekerja

Time Delay adalah saklar penunda waktu yang digunakan sebagai alat bantu sistim

pengendali. Terminal sumber tegangan terdapat pada nomor 2-7, Kontak NO pada

terminal 1-3 dan 6-8 dan kontak NC terdapat pada terminal 1-4 dan 5-8.

Gambar 19. Hubungan terminal relay penunda waktu (TDR), simbol coil TDR dan kontak

NO dan NC





TDR merupakan gabungan antara sebuah relay dengan pewaktu yang menggunakan

rangkaian elektronika untuk menghitung waktu tunda yang di inginkan

Gambar 20. tampak bagian atas relay penunda waktu (TDR).

Kebanyakan dari relay penunda waktu yang mempunyai batas pengesetan waktu

bervariasi. Contoh, relay penunda waktu memiliki pengesetan waktu dari 0,05 sampai

100 jam. Relay penunda waktu jenisnya ada dua on-delay atau off-delay yang dapat

dihubungkan dengan beban, tergantung bagaimana keluaran dari pengawatan rangkaian.

Pada ilustrasi yang ditunjukan pada gambar dibawah ini, sebagai contoh on-delay atau

closed timer, juga disebut relay penunda waktu normally open, time closed (NOTC).

Pada contoh ini relay penunda waktu diset untuk menunda waktu 5 detik.





Gambar 21. Relay penunda waktu on-delay.

Jika S1 tertutup, relay penunda waktu mulai bekerja atau energizes (menghitung waktu).

Setelah 5 detik, kotak dari relay tersebut tertutup, dan lampu indikator menyala. Jika S1

terbuka, relay penunda waktu tidak bekerja atau de-energizes, kotak dari relay tersebut

secara bersamaan terbuka, sehingga lampu indikator padam.

Gambar 22. Relay penunda waktu on-delay setelah 5 detik

Ada juga timer yang langsung dipakai pada kontaktor yaitu :

On Delay adalah suatu Timer yang harus dihubungkan secara langsung ke kontaktor

(menjadi satu dengan Kontaktor) dan memiliki prinsip kerja yang akan berfungsi jika coil

kontaktor bekerja ( ON ) maka Timer juga bekerja ( ON ).





Adapun simbol dari ON DELAY adalah sebagai berikut :

gambar 23. simbol ON Delay

Penandaan Nomor Kontak

KONTAK NO 45 & 46 Terminal penghubung untuk pasangan 55 & 56 kontak – kontak ON DELAY pada kondisi 65 & 66 NORMALLY OPEN (NO) 75 & 76

KONTAK NC 47 & 48 Terminal penghubung untuk pasangan 57 & 58 kontak – kontak ON DELAY pada kondisi 67 & 68 NORMALLY CLOSE (NC) 77 & 78

Adapun bentuk ON Delay sebagai berikut :

gambar 24. ON Delay





Off Delay adalah suatu Timer yang harus dihubungkan secara langsung ke kontaktor

(menjadi satu dengan Kontaktor) dan memiliki prinsip kerja yang berfungsi jika coil

kontaktor bekerja (ON) maka Timer belum bekerja (OFF), ketika coil kontaktor tidak

bekerja (OFF), maka Off Delay akan bekerja (ON)

Adapun simbol dari OFF DELAY adalah sebagai berikut :

gambar 25. simbol OFF Delay

KONTAK NO 45 & 46 Terminal penghubung untuk pasangan 55 & 56 kontak – kontak OFF DELAY pada kondisi 65 & 66 NORMALLY OPEN (NO) 75 & 76

KONTAK NC 47 & 48 Terminal penghubung untuk pasangan 57 & 58 kontak – kontak OFF DELAY pada kondisi 67 & 68 NORMALLY CLOSE (NC) 77 & 78

Adapun bentuk OFF Delay sebagai berikut :





gambar 26. simbol OFF Delay

5. Thermal overload relay (relay overload)/TOR

Alat pengaman yang digunakan bila pada motor terjadi beban lebih disebut

Thermal Over Load Relay (TOR/TOL) biasanya digandengkan dengan kontaktor,

dipasaran ada juga pengaman beban lebih yang terintegrasi pada Motor Circuit

Breaker. Relay ini biasanya dihubungkan pada kontaktor ke kontak utama 2, 4,

dan 6 sebelum dihubungkan ke beban (motor). Gunanya untuk memberikan

perlindungan terhadap motor dari kerusakan akibat beban lebih. Beberapa

penyebab terjadinya beban lebih adalah :

Terlalu besarnya beban mekanik pada motor.

Arus start yang terlalu besar atau motor berhenti secara mendadak.

Terbukanya salah satu fasa dari motor 3 fasa.

Hubung singkat

Arus yang terlalu besar timbul pada beban motor akan mengalir pada belitan

motor yang dapat menyebabkan kerusakan dan terbakarnya belitan motor. Untuk

menghindari hal tersebut terjadi dipasang ThermalOver Load Relay (TOR/TOL)

pada rangkaian pengendali. Prinsip kerja Thermal Over Load Relay (TOR/TOL)

berdasarkan panas (temperatur) yang ditimbulkan oleh arus yeng mengalir

melalui elemen-elemen pemanas bimetal, yang menakibatkan bimetal

melengkung selanjutnya akan menggerakan kontak-kontak mekanik pemutus

rangkaian listrik kontak 95 – 96 membuka dan kontak 97 – 98 menutup.





Gambar 27. TOR dalam keadaan normal

Gambar 28. TOR dalam keadaan beban lebih





Gambar 28. Kontruksi Thermal Over Load Relay (TOR/TOL).

Perlengkapan lain dari thermal beban lebih adalah reset mekanik yang

fungsinya untuk mengembalikan kedudukan kontak 95 – 96 pada posisi semula

(menghubung dalam keadaan normal) dan kontak 97– 98 ( membuka dalam

keadaan normal). Setelah tombol reset ditekan maka kontak 95 – 96 yang

semula membuka akibat beban lebih akan kembali menutup dan kontak 97 – 98

akan kembali membuka. Bagian lain dari thermal beban lebih adalah pengatur

batas arus.

Simbol TOR dalam rangkaian





Gambar 29. simbol Thermal Over Load Relay (TOR/TOL).

Pada TOR tersebut memiliki perangkat yaitu, :

a) Reset Mekanik

Fungsinya yaitu : untuk mengembalikan kedudukan kontak pada posisi semula, pengaturan

batas arus trip bila terjadi beban lebih.

b) Arus Setting ( batas arus )

Fungsinya yaitu : sebagai harga arus atau batas arus pada pemanasnya atau arus yang

mengalir pada kontaktor.

Untuk merangkai TOL ini dilakukan pemasangan dengan cara menghubungkan seri terminal –

terminal elemen pemanas ke rangkaian belitan motor dengan kontak kontaktor di rangkaian control.

6. Mini Circuit Breaker (MCB)

MCB merupakan salah satu pengaman pada suatu rangkaian control. Pada sebuah MCB

memiliki fungsi sebagai pengaman beban/daya lebih dari daya yang dipakainya, sehingga

apabila daya yang digunakan pada system tersebut melebihinya (P = V.I Cos Φ) maka akan

terjadi menurunnya tuas pada MCB yang posisi semula pada angka 1 menuju ke angka 0, atau

dari posisi naik menjadi turun, sehingga sering disebut dengan istilah trip (jawa “njeglek”)

pada MCB.

MCB juga berfungsi sebagai pengaman kesalahan rangkaian, sehingga apabila terjadi short

circuit (hubung singkat) atau konsleting maka MCB juga akan menjadi trip.





Hubungan singkat tersebut terjadi apabila antara penghantar/kabel fasa/line terhubung

langsung dengan penghantar/kabel netral/nol dan atau juga dengan ground/pentanahan.

Dalam melakukan pendesainan control selalu dibutuhkan adanya pengaman rangkaian control

dengan menggunakan MCB jenis 1 fasa. Tetapi pengaman untuk beban yang digerakkan oleh

rangkaian control tersebut dapat menggunakan MCB jenis 3 fasa, sehingga dalam suatu panel

yang digunakan untuk mengontrol suatu system minimal terdapat 2 MCB yaitu 1 buah MCB

jenis 1 fasa sebagai pengaman rangkaian kontrol dan 1 buah MCB 3 fasa atau 1 fasa sebagai

pengaman rangkaian beban (motor).

Simbol MCB

Gambar MCB

Gambar 30. mini circuit breaker

III. PERALATAN DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

1. Modul ajar

2. proyektor ( merk infocus)

3. laptop





4. mcb, kontaktor, push button, tor, tdr dan relay

IV. LANGKAH KERJA

1. Tuliskan komponen-komponen yang digunakan dalam pengontrolan motor 3 fasa.

2. Jelaskan cara kerja Time Delay Relay

3. Gambarkanlah simbol kontak utama dan kontak bantu sebuah kontaktor

4. Tuliskan perbedaan antara relay dan time delay relay

5. Tuliskan fungsi Thermal Overload Relay dan gambarkan simbolnya

V. ANALISA

VI. PENUTUP

1. KESIMPULAN

2. SARAN

DAFTAR PUSTAKA





Documents

Jobsheet Ke 1 Teori Dasar Sistem Kontrol