BAB I PRINSIP KERJA SISTEM KENDALI ELEKTROMAGNETIK Pada bab ini akan membahas

50 Pages·2015·3.84 MB·Indonesian

BAB I
PRINSIP KERJA SISTEM KENDALI ELEKTROMAGNETIK
Pada bab ini akan membahas prinsip kerja sistem pengendali
elektromagnetik yang meliputi :
A. Tahapan pengendalian motor listrik pada sistem kendali
elektromagnetik
B. Jenis-jenissistemkendalielektromagnetik
C. Komponen-komponensistemkendalielektromagnetik
D. Gambar rangkaian pada sistem kendali elektromagnetik
Setelah mempelajari bab ini peserta didik diharapkan dapat :
A. Menyebutkan tahapan pengendalian motor listrik pada sistem
kendali elektromagnetik
B. Menyebutkan jenis-jenis sistem kendali elektromagnetik
berdasarkan cara pengoperasiannya
E. Mengidentifikasi komponen-komponen sistem kendali
elektromagnetik
berdasarkan fungsi, simbol dan prinsip kerjanya C.
Membuatgambarrangkaianpadasistemkendalielektromagnetikbaikrangk
aian
utama maupun rangkaian kontrol.
A. Tahapan pengendalian motor listrik pada sistem kendali
elektromagnetik
Yang dimaksud dengan pengendali adalah segala usaha yang dilakukan
untuk membimbing suatu proses dalam mencapai suatu tujuan. Jadi
yang tergolong atau yang dimaksud dengan pengendalian motor adalah
meliputi pengaturan dan pengendalian motor dari saat start sampai
motor itu berhenti, agar operasi atau kerja dari motor tersebut sesuai
dengan ketentuan atau kebutuhan. Tahapan mengoperasikan motor
pada dasarnya dibagi menjadi 3 tahap, yaitu : 1. Mulai Jalan (starting)
Untuk motor yang dayanya kurang dari 4 KW, pengoperasian motor
dapat disambung secara langsung (direct on line). Sedangkan untuk
daya yang besar pengasutannya dengan pengendali awal motor (motor
starter) yang bertujuan untuk meredam arus awal yang besarnya 5
sampai 7 kali arus nominal.
1
2. Berputar (running)
Beberapa saat setelah motor mulai jalan, arus yang mengalir secara
bertahap segera menurun ke posisi arus nominal. Selanjutnya motor
dapat dikendalikan sesuai kebutuhan, misalnya dengan pengaturan
kecepatan, pembalikan arah perputaran, dan sebagainya.
3. Berhenti (stopping)
Tahap ini merupakan tahap akhir dari pengoperasian motor dengan cara
memutuskan aliran arus listrik dari sumber tenaga listrik, yang
prosesnya bisa dikendalikan sedemikian rupa (misalnya dengan
pengereman / break), sehingga motor dapat berhenti sesuai dengan
kebutuhan.
B. Jenis-jenissistemkendalielektromagnetik
Cara atau sistem pengendalian terdiri dari 3 jenis yaitu : 1. Kendali
Manual
Instalasi listrik tenaga pada awalnya menggunakan kendali motor
konvensional secara manual. Untuk menghubungkan atau memutuskan
aliran arus listrik digunakan saklar manual mekanis, diantaranya adalah
saklar togel (Toggle Switch). Saklar ini merupakan tipe saklar yang
sangat sederhana yang banyak digunakan pada motor-motor berdaya
kecil. Operator yang mengoperasikannya harus mengeluarkan tenaga
otot yang kuat.
2. Kendali Semi Otomatis�Pada kendali semi otomatis, kerja operator
sedikit ringan (tidak mengeluarkan
tenaga besar), cukup dengan jari menekan tombol tekan start saat awal
menggerakkan motor dan menekan tombol stop saat menghentikan
putaran motor. Untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus
listrik menggunakan
2
3. Kendali Otomatis
konduktor magnit, yang bisa dilengkapi rele pengaman arus lebih
(Thermal Overload Relay) sebagai pengaman motor.
Dengan kendali otomatis, kerja operator semakin ringan, yaitu cukup
memonitor kerja dari sistem, sehingga dapat menghemat energi
fisiknya. Deskripsi kerja dari sistem kendali otomatis dibuat dengan
suatu program dalam bentuk rangkaian konduktor magnit yang
dikendalikan oleh sensor-sensor, sehingga motor dapat bekerja maupun
berhenti secara otomatis.
C. Komponen-komponen sistem kendali elektromagnetik 1. Saklar
Manual
Saklar manual ialah saklar yang berfungsi menghubung dan
memutuskan arus listrik yang dilakukan secara langsung oleh orang
yang mengoperasikannya. Dengan kata lain pengoperasian saklar ini
langsung oleh manusia tidak menggunakan alat bantu. Sehingga dapat
juga disebut saklar mekanis. Pada saat saklar memutus dan
menghubung, pada kontak saklar akan terjadi percikan bunga api
terutama pada beban yang besar dan tegangan yang tinggi. Karena itu
gerakan memutus dan menghubung saklar harus dilakukan
3
secara cepat sehingga percikan bunga api yang terjadi kecil. Dengan
saklar ini motor listrik dapat dihubungkan langsung dengan jala-jala
(direct on line), atau dapat pula saklar ini digunakan sebagai starter
(alat asut) pada motor-motor listrik 3 fasa daya kecil.
a) Saklar SPST (Single Pole Single Throw Switch)�Saklar SPST
adalah saklar yang terdiri
dari satu kutub dengan satu arah, Fungsinya untuk memutus dan
menghubung saja. Saklar jenis SPST ini
hanya digunakan pada motor listrik dengan daya kurang dari 1 PK.
b) SakelarSPDT(SinglePoleDoubleThrowSwitch)�Saklar SPDT adalah
saklar yang terdiri dari
satu kutub dengan dua arah hubungan. Saklar
ini dapat bekerja sebagai penukar. Pemutusan dan penghubungan hanya
bagian kutub positif atau fasanya saja.
c) Saklar DPST (Double Pole Single Throw Switch)�Saklar DPST
adalah saklar yang terdiri dari dua
kutub dengan satu arah. Jadi hanya dapat memutus dan menghubung
saja.
d) SaklarDPDT(DoublePoleDoubleThrowSwitch)�Saklar DPDT
adalah saklar yang terdiri dari
dua kutub dengan dua arah. Sakelar jenis ini
dapat bekerja sebagai penukar. Pada instalasi motor listrik dapat
digunakan sebagai pembalik putaran motor listrik arus searah dan
motor listrik satu fasa. Juga dapat digunakan sebagai pelayanan
dua sumber tegangan pada satu motor listrik.

4
e) Saklar TPST (Three Pole Single Throw Switch)�Saklar TPST
adalah sakelar dengan satu
arah pelayanan. Digunakan untuk melayani motor listrik 3 fasa atau
sistem 3 fasa lainnya.
. f) Saklar TPDT (Three Pole Double Throw Switch)�Saklar TPDT
adalah saklar dengan tiga �kutub yang dapat bekerja ke dua
arah. �Saklar ini digunakan pada instalasi motor listrik 3 fasa atau
sistem 3 fasa lainnya. Juga dapat digunakan sebagai pembalik
putaran motor listrik 3 fasa, layanan motor listrik 3 fasa dari
dua �sumber dan juga sebagai starter bintang segitiga yang sangat
sederhana. �
. g) Drum Switch �Saklar Drum Switch adalah saklar yang mempunyai
bentuk seperti drum dengan �
posisi handle (tangkai) penggerak memutus dan
menghubung berada di ujungnya. Drum switch digunakan pada motor-
motor listrik kecil sebagai penghubung motor listrik dengan jala-jala
(sumber tegangan). Jenis saklar ini banyak dipakai pada industri dan
perbengkelan. Drum switch biasanya dipasang pada dinding mesinnya.
Pada bagian bawah sakelar terdapat lubang untuk pemasangan pipa.

h) Camswitch(saklarputarcam)
Saklar ini adalah salah satu jenis dari sakelar manual. Cam switch
banyak digunakan dalam rangkaian

5
utama pada rangkaian kontrol. Misalnya untuk hubungan bintang
segitiga, membalik putaran motor listrik 1 fasa atau motor listrik 3
fasa. Alat ini terdiri dari beberapa kontak, arah pemutaran dan sakelar
akan mengubah kontak-kontak menutup atau membuka dan beroperasi
dalam satu putaran.
i) Push Button
Push Button merupakan suatu jenis saklar yang banyak dipergunakan
dalam rangkaian pengendali dan pengaturan. Saklar 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. Push button akan bekerja bila ada
tekanan pada tombol dan saklar ini akan memutus atau menghubung
sesuai dengan jenisnya. Bila tekanan dilepas maka kontak akan kembali
ke posisi semula karena ada tekanan pegas.
Push Button pada umumnya memiliki konstruksi yang terdiri dari
kontak bergerak dan kontak tetap. Dari konstruksinya, maka push
button dibedakan menjadi beberapa tipe yaitu: 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.

6
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.
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.
Pada gambar disamping, posisi push button pada kondisi normal
(belum ditekan) maka lampu 1 (hijau) yang akan hidup (on) dan lampu
2 (merah) akan mati (off)
Setelah ditekan, posisi push button akan berubah, sehingga lampu 1
(hijau) akan mati (off) sedangkan lampu 2 (merah) akan hidup (on)
lihat gambar disamping.

7
j). Limmit Switch
Saklar tekan batas (limit switch) pada dasarnya adalah juga merupakan
saklar yang bekerja berdasarkan tekanan. Bedanya dengan tombol
tekan hanya pada pelayanan dari saklar tesebut. Pemakaiannya adalah
sebagai alat bantu control dari pengontrolan mesin-mesin yang
memerlukan penggunaan saklar yang aktif dengan mesin tersebut.
Sebagai contoh untuk pengontrolan membalik arah putaran motor
secara otomatis, menjalankan motor secara berurutan pada sistem ban
transport, pemilihan berat suatu benda, control pneumatic dan lain
sebagainya yang semuanya bekerja secara otomatis.
Limit switch mempunyai kontak Normally Open (NO) dan kontak
Normally Close (NC).
a. Saklar Elektro Mekanik (KONTAKTOR MAGNET)�Motor-
motor listrik yang mempunyai daya besar harus dapat
dioperasikan dengan momen kontak yang cepat agar tidak
menimbulkan loncatan bunga api pada alat penghubungnya. Selain itu,
dalam pengoperasian yang dapat dilengkapi dengan beberapa alat
otomatis dan alat penghubung yang paling mudah adalah dengan
menggunakan sakelar magnet yang biasa dikenal dengan kontaktor
magnet. 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.
Kontaktor magnet atau saklar magnet merupakan saklar yang bekerja
berdasarkan prinsip kemagnetan. Artinya sakelar ini bekerja jika ada
gaya kemagnetan pada penarik kontaknya. Magnet berfungsi sebagai
penarik dan dan sebagai pelepas kontak-kontaknya dengan bantuan
pegas pendorong. Sebuah kontaktor harus mampu mengalirkan dan
memutuskan arus dalam keadaan kerja normal. Arus kerja normal ialah
arus yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Sebuah kontaktor
dapat memiliki koil yang bekerja pada tengangan DC atau AC. Pada
tengangan AC, tegangan minimal adalah 85% tegangan kerja, apabila
kurang maka kontaktor akan bergetar.
Ukuran dari kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan arusnya.
Biasanya pada kontaktor terdapat beberapa kontak, yaitu kontak normal
8
membuka (Normally Open = NO) dan kontak normal menutup
(Normally Close = NC). Kontak NO berarti saat kontaktor magnet
belum bekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktor bekerja
kontak itu menutup/menghubung. Sedangkan kontak NC berarti saat
kontaktor belum bekerja kedudukan kontaknya menutup dan bila
kontaktor bekerja kontak itu membuka. Jadi fungsi kerja kontak NO
dan NC berlawanan. Kontak NO dan NC bekerja membuka sesaat lebih
cepat sebelum kontak NO menutup.