Cara Menghitung Inrush Current Motor Induksi

 

Motor Induksi

Inrush current atau starting current adalah arus listrik yang bernilai relative besar dan terjadi sesaat pada pertama kali sebuah motor induksi running dari kondisi diam. Dalam Bahasa Indonesia, inrush current biasa disebut dengan istilah arus asut atau arus mula. Meskipun hanya terjadi dalam waktu sesaat, besarnya arus asut motor induksi kadang menyebabkan penurunan kualitas daya, seperti terjadinya drop voltage, voltage dip, voltage sag, dan lain-lain. Dalam aplikasi penggunaan motor induksi (atau beban induktif lainnya) dalam jumlah banyak, seperti dalam sebuah pabrik, stabilitas kualitas daya listrik menjadi hal yang sangat penting dalam sistem distribusi daya listrik, sehingga umumnya digunakan capasitor bank pada instalasi panel distribusi listrik utama untuk meningkatkan faktor daya listrik dalam pabrik.

 

Pada saat starting sebuah motor induksi, arus asut yang mengalir ke motor akan dapat bernilai 5 hingga 8 kali lebih besar dari arus full load-nya (motor dibebani penuh pada rating-nya). Misalnya, bila pada nameplate sebuah motor induksi tertera arus sebesar 5A, maka inrush current motor induksi tersebut dapat mencapai 25 – 40 A. Dikarenakan besarnya arus asut tersebut, umumnya motor induksi dengan kapasitas di atas 5 kW (atau sekitar 7 HP) tidak digunakan rangkaian starting direct online (DOL), melainkan dapat digunakan rangkaian starting star-delta untuk menurunkan nilai arus asut, atau dapat pula digunakan variable speed drive (inverter) atau softstarter untuk aplikasi khusus yang membutuhkan kontrol kecepatan hingga kebutuhan starting yang lebih smooth.

 

Nilai inrush current tidak pernah tercantum pada nameplate motor induksi. Namun, kita dapat menghitungnya dengan sebuah metoda dan juga dengan memahami data tertentu yang tertulis pada nameplate sebuah motor induksi.

 

Nameplate Motor Induksi

 

Untuk dapat menghitung nilai inrush current motor induksi, kita harus memperhatikan beberapa spesifikasi yang tertera pada nameplate. Beberapa data yang diperlukan untuk menghitung besar arus asut adalah sebagai berikut:

1. Apparent Power (S), yaitu besaran daya dengan satuan kilo-volt-ampere (kVA), merupakan besar suplai daya listrik yang diperlukan untuk menghasilkan daya mekanik sesuai kapasitas. Dalam Bahasa Indonesia, apparent power biasa disebut dengan istilah daya tampak atau daya semu. Misalnya 5 kVA, 10 kVA, dan lain-lain. Umumnya kVA tidak tertera dalam nameplate, namun yang tertera adalah daya aktif (kW) dan power factor (atau biasa disebut juga dengan istilah cos phi). Bila nilai daya aktif (kW) dibagi dengan nilai power factor, maka akan menghasilkan daya semu (kVA).

 

2. Mechanical Power Output (HP), yaitu kapasitas daya mekanik yang dikerjakan oleh sebuah motor induksi, satuannya adalah horse-power (HP). Misalnya 5 HP, 7.5 HP, 10 HP, dan lain-lain. FYI, 1 HP = 746 W.

 

3. Nominal Voltage (V), yaitu besaran dengan satuan volt (V), merupakan besar suplai tegangan listrik yang dibutuhkan motor induksi untuk berputar. Umumnya motor induksi 3 phase memiliki nominal voltage 380/220 Vac, dan motor induksi 1 phase umumnya di Indonesia menggunakan nominal voltage 220 Vac).

 

4. Nominal Code Letter (NCL), berupa kode alfabetik, seperti A, B, C, dan lain-lain. Kode ini menunjukan  nilai daya input (kVA) yang diperlukan per daya output (HP) yang dihasilkan dari sebuah motor induksi. Kode tersebut dapat dikonversikan menjadi nilai kVA/HP sesuai table di bawah ini. Table yang kami cantumkan di bawah ini adalah NCL berdasarkan standard NEMA (National Electrical Manufacturers Association), alias standard motor induksi Eropa.

 

NCL - NEMA Standard

Cara Menghitung Inrush Current Motor Induksi

 

Setelah memperhatikan dan mencatat beberapa spesifikasi motor induksi yang tertera pada nameplatenya sesuai penjelasan diatas, maka inrush current atau arus asut dapat dihitung dengan dua langkah.

 

Langkah 1 : Menghitung Daya Input (kVA) Starting

 

Rumusnya adalah sebagai berikut,

 

S_start     = HP x Code Letter Factor (kVA/HP)

 

Contoh:

Sebuah motor induksi memiliki spek yang tertera pada nameplate-nya, yaitu 15 HP dan memiliki nominal code letter F. Lihat pada table di atas, Kode F berarti 5.00-5.60 kVA/HP. Kita dapat menghitung nilai minimum dengan mengkonversi F menjadi 5 kVA/HP dan menghitung nilai maksimum dengan mengkonversi F menjadi 5.6 Kva/HP.  Kami akan memberikan contoh menghitung nilai maksimumnya. Kalian bisa coba menghitung sendiri untuk nilai minimumnya.

 

S_start     = 15 HP x 5.6 kVA/HP

S_start     = 84 kVA

 

Catatan Penting!

Terkadang, pada motor induksi tidak tertera spesifikasi HP-nya. Bila demikian, maka dapat dilihat data berupa daya listrik aktif dengan satuan kW, dan data efisiensi dengan satuan %. kW adalah daya input (daya listrik), sedangkan HP adalah daya output (daya mekanik). Kita dapat menghitung daya output dengan mengalikan daya input (kW) dengan efisiensi (%), menghasilkan daya output dalam satuan kW juga. Nilai yang didapat tersebut perlu dikonversi ke satuan HP (1 HP = 746 W).

 

Langkah 2 : Menghitung Inrush Current/Arus Asut (A)

 

Kasus Motor Induksi 3 Phase

Rumus Daya Listrik 3 Phase:

 

S          = 1.732 x V_T x I_L

 

S          = Daya Tampak (VA)

V_T        = Tegangan Terminal (V), tegangan suplai motor

I_L         = Arus Line (A), arus yang mengalir ke motor

 

Maka Rumus Arus Asut (I_start) Adalah:

 

I_start      = S_Start/(1.732 x V_T)

 

Contoh:

Pada contoh sebelumnya, bila tegangan suplai motor induksi 3 phase nya adalah 380V, maka nilai arus asut atau arus starting adalah sebagai berikut.

 

I_start      = 84,000 VA/(1.732 x 380 V)

I_start       = 127.6 Ampere

 

Kasus Motor Induksi 1 Phase

Rumus Daya Listrik 1 Phase:

 

S          = V_T x I_L

 

S          = Daya Tampak (VA)

V_T        = Tegangan Terminal (V), tegangan suplai motor

I_L         = Arus Line (A), arus yang mengalir ke motor

 

Maka Rumus Arus Asut (I_start) Adalah:

 

I_start      = S_Start/V_T

 

Contoh:

Pada contoh sebelumnya, bila tegangan suplai motor induksi 1 phase nya adalah 220V, maka nilai arus asut atau arus starting adalah sebagai berikut.

 

I_start      = 84.000 VA/220 V

I_start      = 381,8 Ampere

 

Demikian cara menghitung inrush current pada sebuah motor induksi yang dapat kami jelaskan. Semoga bermanfaat untuk menyelesaikan persoalan sobat semua, baik itu dalam menyelesaikan tugas kuliah, praktikum, penelitian, pekerjaan atau hanya sekedar mencari referensi mengenai topik ini.

 

Penulis : ER

Share this post