Macam-Macam Metoda Starting Motor Induksi

 

Metoda Starting Motor Induksi

Motor induksi merupakan jenis motor listrik yang paling banyak digunakan dalam teknologi industri sebagai mesin penggerak, seperti penggerak pada pompa, blower, kipas, mesin vacuum, conveyor, elevator, lifter, vibrator, compressor, dan lain-lain.

 

Dalam klasifikasi mesin-mesin listrik, motor listrik ac (alternating current) dibagi menjadi dua jenis, yaitu motor sinkron dan motor induksi (asinkron). Sebelumnya, kami menulis artikel tentang “Metoda Starting Motor Sinkron (SynchronousMotor)”, bila kalian tertarik, kalian dapat membacanya. Dalam hal starting, berbeda dengan motor sinkron yang tidak memiliki kemampuan self starting, motor induksi memiliki kemampuan self starting sehingga metoda yang digunakan untuk melakukan running menjadi lebih mudah.

 

Untuk melakukan running sebuah motor induksi, terdapat beberapa metoda untuk menyuplai daya listrik terhadap belitan statornya. Setiap metoda akan memiliki rangkaian starting yang berbeda, dan tentunya juga memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing.

 

Beberapa metoda starting motor induksi tersebut adalah menggunakan rangkaian DOL starting, rangkaian star-delta starting, menggunakan autotransformer starter, menggunakan resistive starter, dan menggunakan VSD/VFD. Untuk penjelasan lebih detail mengenai tiap-tiap metoda, berikut kami sajikan pembahasannya.

 

1. Direct On The Line (DOL) Starting

 

Berikut ini adalah skema rangkaian daya dan rangkaian kontrol DOL starting motor induksi.

 

Rangkaian DOL Starting Motor Induksi

Pada rangkaian daya, CB adalah circuit breaker. Komponen ini pada aplikasinya dapat berupa sebuah MCCB atau MCB 3 pole. Fungsinya adalah sebagai alat proteksi terhadapa gangguan hubung singkat (short circuit). Kemudian M adalah magnetic contactor, berfungsi sebagai pemutus dan penghubung rangkaian suplai daya terhadap motor. Perhatikan bahwa ketika M open, maka rangkaian terputus dan motor berhenti, sebaliknya, ketika M close, rangkaian terhubung dan motor akan tersuplai daya dan running. Status open dan close dari komponen M ini di kontrol melalui rangkaian kontrol. Untuk penjelasan lebih detail mengenai logic control rangkaian ini, kalian dapat membaca tulisan kami sebelumnya yang berjudul “Rangkaian DOL Starting Motor Induksi”.

 

Komponen selanjutnya adalah TOR, yaitu thermal overload relay, dimana alat ini berfungsi sebagai proteksi terhadap kondisi overload/over current. Komponen ini memiliki set point berupa limit arus listrik (ampere) yang dapat melaluinya. Ketika arus yang mengalir melebihi limit tersebut, maka TOR akan trip dan memutus contact relay TOR pada rangkaian kontrol, sehingga komponen M akan open dan motor akan berhenti beroperasi.

 

Kelebihan metoda starting DOL ini adalah low cost. Sedangkan kekurangannya adalah tidak memiliki fungsi mengurangi inrush current atau starting current (arus mula). Mengacu pada kelebihan dan kekurangan tersebut, maka DOL starting cocok digunakan untuk motor induksi berkapasitas kecil, yaitu 5 kW atau kurang, karena dianggap inrush currentnya tidak signifikan mengganggu jaringan listrik.

 

2. Star-Delta Starting

 

Berikut adalah skema rangkaian star-delta starting untuk sebuah motor induksi. Untuk memahami konsep rangkaian ini, kami merekomendasikan kalian membaca artikel kami yang berjudul “Wiring Motor Induksi, Star Atau Delta?”.

 

Rangkaian Star-Delta Starting Motor Induksi

Komponen CB dan TOR memiliki peranan seperti yang kami jelaskan pada pembahasan di atas. Yang berbeda dari start-delta starting ini dibandingkan dengan DOL starting adalah ia menggunakan 3 unit magnetic contactor tiga pole (M1, M2, dan M3).

 

Mula-mula pada proses starting, M1 dan M2 close secara bersamaan, sedangkan M3 open. Perhatikan bahwa kondisi ini menyebabkan motor induksi memiliki konfigurasi wiring star atau Y (bintang). Kemudian, selang beberapa detik, status kontaktor berubah. M2 open, sedangkan M1 dan M3 akan close secara bersamaan. Kondisi ini menyebabkan motor memiliki konfigurasi wiring delta (segitiga). Untuk penjelasan lebih detail mengenai logic control rangkaian ini, kalian dapat membaca tulisan kami sebelumnya yang berjudul “RangkaianStar-Delta Starting Motor Induksi”.

 

Perubahan konfigurasi wiring dari star ke delta ini memiliki keuntungan meredam inrush current motor induksi pada saat proses starting, sebesar 1/√3 dari inrush current menggunakan DOL starting. Interval waktu dari kondisi star berubah menjadi delta umumnya berkisar antara 3 hingga 8 detik. Metoda starting ini cocok digunakan untuk motor dengan kapasitas 5 kW hingga 100 kW secara ekonomis. Namun, peredaman arus menggunakan rangkaian ini tidak soft, sehingga tidak cocok digunakan pada motor diatas 30 kW yang terhubung dengan sistem gearbox atau pada aplikasi yang membutuhkan soft starter.

 

3. Autotransformer Starter

 

Pada dasarnya, penggunaan autotransformer berfungsi untuk menurunkan tegangan suplai pada saat starting, dan memberikan tegangan nominal yang sesuai saat motor running dalam kondisi steady. Hal ini bertujuan untuk meredam inrush current. Berikut adalah skema rangkaian penggunaan autotransformer starter untuk proses starting motor induksi.

 

Rangkaian Autotransformer Starter Motor Induksi

Gambar belitan berwarna merah muda adalah sebuah autotransformer 3 phase. Rangkaian ini menggunakan 3 buah kontaktor tiga pole, yaitu M1, M2 dan M3. Perhatikan bahwa pada saat starting, M1 dan M3 close bersamaan, sedangkan M2 open. Kondisi ini menyebabkan suplai tegangan pada motor induksi semisal melalui sebuah trafo step-down dengan konfigurasi trafo hubung bintang (star atau Y). maka tegangan yang masuk ke terminal motor bernilai lebih kecil dari tegangan suplai R, S dan T.

 

Kemudian selang beberapa detik, status kontaktor berubah, M1 dan M3 open, dan M2 close, sehingga menyebabkan rangkaian seolah menjadi DOL starting, dan motor mendapatkan tegangan suplai sesuai tegangan nominalnya.

 

Dalam hal fungsi kerja, rangkaian ini mirip dengan rangkaian star-delta starting, namun keunggulannya adalah tegangan start dapat lebih disesuaikan nilainya pada tapping autotransformer. Tentu dengan adanya komponen autotransformer, rangkaian ini menjadi lebih mahal dibandingkan dengan rangkaian star-delta starting.

 

4. Resistive Starter

 

Dalam hal fungsi, penggunaan resistive starter memiliki prinsip yang sama dengan penggunaan autotransformer. Berikut adalah rangkaian starting motor induksi menggunakan 3 step resistive starter.

 

Rangkaian Resistive Starter Motor Induksi

 Mula-mula M1 close, kontaktor lain open. Menyebabkan sistem suplai melalui sebuah resistor dengan nilai hambatan atau resistansi maksimal, sehingga tegangan suplai bernilai rendah dan arus starting lebih rendah pula. Tahap kedua adalah M1 dan M2 close, kontaktor lain open. Menyebabkan nilai resistansi berkurang, sehingga tegangan suplai meningkat. Tahap ketiga adalah M1 dan M3 close, kontaktor lain open, nilai resistansi semakin berkurang. Tahap terakhir dalah M1 dan M4 close, kontaktor lain open, sehingga sistem suplai tidak lagi melalui resistor, dan rangkaian menjadi seperti DOL starting, motor mendapatkan tegangan nominal yang sesuai.

 

Keunggulan dari penggunaan resistive starter ini adalah proses starting yang lebih halus dari segi peredaman arus dan torsi motor. Semakin banyak step resistor, semakin smooth proses starting, namun semakin banyak pula komponen kontaktor yang diperlukan sehingga akan semakin mahal dari segi biaya. Penggunaan prinsip rangkaian ini digunakan pula pada alat bernama soft starter.

 

5. Variable Speed/Frequency Drive (VSD/VFD)

 

VSD atau VFD kerap digunakan untuk kontrol kecepatan motor induksi dengan mengontrol frekuensi suplai daya listrik. perubahan frekuensi daya listrik (Hz) suplai akan berbanding lurus dengan perubahan kecepatan (rpm) motor induksi. Selain berfunsi sebagai pengatur kecepatan, penggunaan VFD ini juga memiliki kelebihan peredaman arus starting yang baik.

 

Berikut adalah skema rangkaian penggunaan VSD atau VFD untuk starting sebuah motor induksi.

 

Rangkaian VFD atau VSD Untuk Suplai Motor Induksi

Perhatikan bahwa wiring suplai dapat berupa sistem 3 phase maupun sistem 1 phase, namun output dari komponen VFD ini akan berupa 3 phase. Pemilihan kedua rangkaian ini ditentukan oleh kebutuhan tegangan nominal dari pada motor induksinya.

 

Bila kalian memiliki sistem suplai 220/380V, penerapan suplai 3 phase pada terminal input VFD (L1, L2, L3) seperti gambar pertama, menghasilkan tegangan output pada terminal output VFD (U,V,W) bernilai 380V. hal ini berarti, bila motor kalian memiliki tegangan nominal 380V, maka wiring pada terminal motor tersebut haruslah menggunakan konfigurasi delta (segitiga), namun, jika motor tersebut memiliki tegangan nominal 220V, maka wiring pada motor harus menggunakan konfigurasi star (Y atau bintang).

 

Bila kalian memiliki sistem suplai 220/380V, penerapan suplai 1 phase pada terminal input VFD (L dan N) seperti gambar kedua, menghasilkan tegangan output pada terminal output VFD (U,V,W) bernilai 220V. hal ini berarti, kalian tidak bisa menggunakan rangkaian kedua ini untuk motor yang memiliki tegangan nominal 380V. Namun, jika motor tersebut memiliki tegangan nominal 220V, maka wiring pada motor harus menggunakan konfigurasi delta (segitiga).

 

Penggunaan VFD atau VSD memiliki banyak kelebihan dari sisi teknis dibandingkan rangkaian metoda starting lainnya. Selain itu, VFD dilengkapi sistem proteksi yang lengkap, dan kita dapat mengaturnya melalui pengaturan parameter di dalam komponen VFD, seperti proteksi terhadap overload, over torque, over voltage, undervoltage, phase failure, dan lain-lain. Namun, dari sisi ekonomi, penggunaan VFD lebih mahal, sehingga, umumnya, apabila tidak membutuhkan kontrol kecepatan motor, starting motor induksi lebih optimum menggunakan metoda lainnya yang lebih low cost.

 

Penulis : ER

 

Share this post