PENGENDALIAN MOTOR LISTRIK SECARA ELEKTRONIK

PENGENDALIAN MOTOR LISTRIK SECARA ELEKTRONIK

Oleh :

Margiono Abdillah

Penerbit :

YAYASAN KEMAJUAN TEKNIK

Pengendalian Motor Listrik Secara Elektronik

Ditulis dan disusun oleh

: Margiono Abdillah

Desain cover dan tata letak

: Listron Surya Teknik

Dicetak dan diterbitkan oleh

: Yayasan Kemajuan Teknik Website: www.yktpublisher.com Telp. +62857 3782 4004 Email: admincs@yktpublisher.com

Distributor tunggal

: UD. Listron Surya Teknik Jl. Budiutomo (Komp. Surya Kencana II No.D2) Pontianak – 78243 Telp. +62852 4982 4004 Email: listronsuryateknik.ptk@gmail.com

Cetakan I

: Tahun 2016

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara apapun, termasuk fotocopy, copy paste dan scan tanpa seizin tertulis dari Penulis atau Penerbit.

ISBN : 978-602-380-008-7

Š Yayasan Kemajuan Teknik 2016

KATA PENGANTAR

Buku ini ditulis dan disusun sebagai salah satu usaha untuk meningkatkan kualitas proses pembelajaran di Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) kelompok teknologi dan rekayasa, khususnya pada program keahlian Teknik Ketenagalistrikan dan Teknik Elektronika. Usaha tersebut adalah sebagai tindak lanjut dari reformasi sistem pendidikan kejuruan yang diserahi tugas dalam menyiapkan tamatan dengan kompetensi yang sesuai dengan kebutuhan dunia kerja.

Buku ini ditulis dan disusun bukan semata-mata merujuk pada Kurikulum Spektrum 2013 dimana isi maupun teknik pengajarannya mengacu kepada pendekatan pelatihan berbasis kompetensi, tetapi juga mengacu pada perkembangan teknologi elektronika dan otomasi di industri saat ini. Dengan demikian buku ini diharapkan dapat digunakan sebagai pegangan bagi guru dan siswa untuk meningkatkan kelancaran proses pembelajaran baik secara klasikal maupun secara mandiri dalam upaya pencapaian penguasaan kompetensi pengendalian motor listrik secara elektronik yang berkembang pada saat ini. Tetapi tidak menutup kemungkinan dapat juga sebagai referensi bagi pembaca sekalian yang ingin mempelajari atau mendalami tentang pengendalian motor listrik secara elektronik.

Bagaimanapun juga isi dalam buku ini masih belum sempurna. Untuk itu kepada para guru dan siswa dimohon sarannya demi melengkapi, memperkaya dan memperdalam pemahaman dan penguasaan isi materi buku ini dengan membaca referensi lainnya yang terkait dan lebih sempurna, selain itu sangat diharapkan saran dan kritik yang membangun dari seluruh pembaca demi perbaikan dan penyempurnaan buku ini.

Pontianak, 2016 Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR …………………………………………………………………. i DAFTAR ISI ………………………………………………………………………….. ii

BAB I : SISTEM KONTROL ELEKTRONIK ANALOG A. PRINSIP SISTEM KONTROL ELEKTRONIK ANALOG ………...…… 1 B. KOMPONEN SISTEM KONTROL ELEKTRONIK ANALOG 1. Transistor ……………………………………………………………… 2 a. Transistor Sebagai Switch ………………………………………… 4 b. Dasar Latching Transistor …………………………………………. 6

2. Thyristor ………………………………………………………………. 7 a. Rangkaian Picu Sederhana ………………………………...…….. 10 b. Rangkaian Picu Penggeser Fasa …………………………………. 11 c. Rangkaian Picu Menggunakan Komponen Break Over……….…. 12 d. Rangkaian Picu Menggunakan Relaxation Oscilator UJT……….. 13

3. Inverter ………………………………………………………….……. 15 a. Inverter SCR Komutasi Serie ……..………………...…………… 16 b. Inverter SCR Komutasi Paralel ………………………...………... 18

C. APLIKASI KOMPONEN SISTEM KONTROL ELEKTRONIK ANALOG 1. Pengendalian Putaran Motor Listrik Menggunakan Transistor………. 22 2. Pengendalian Level Permuakaan Air Menggunakan Transistor………23 3. Pengendalian DC Setengah Gelombang Menggunakan SCR….…….. 25 4. Pengendalian DC Gelombang Penuh Menggunakan SCR ……………27 5. Pengendalian AC Menggunakan SCR ……………………….………. 28 6. Pengendalian AC Menggunakan Triac ………………………………. 29 7. Pengendalian AC-DC Gelombang Penuh Menggunakan SCR………..30

8. Starting Motor Listrik Menggunakan Static Switch………………… 31 9. Pencegah Bunga Api Pada Titik Kontak Dengan Triac……………….33 10. Pengendalian Level Permukaan Air Menggunakan SCR……….…….36 11. Saklar Pengaman Beban Lebih Menggunakan SCR ………………… 39 12. Pengendalian Motor Pompa Air 1 Fasa Menggunakan Triac………….41

BAB II : SISTEM KONTROL VARIABLE SPEED DRIVE (VSD) A. PENGGUNAAN SISTEM KONTROL VSD ……………...….……….. 44 B. SISTEM KONTROL VSD DASAR ………...………………………… 45 1. Konverter ………………………………………………………….... 46 2. Kelistrikan VSD ……………………………………………………. 50 3. Penyearah Elektronika Daya ……………………………………….. 54 a. Pengandaian (Asumsi) ………………………………….………. 54 b. Jembatan Penyearah 6 Dioda Komutasi 3 Fasa ………………… 58 c. Jembatan Penyearah Komutasi Line 3 Fasa ……………………. 59 d. Jembatan Penyearah Thyristor Komutasi Line …………..…….. 64 e. Penyearah Kuadran Thyristor Terkontrol ………………….…… 71

4. Inverter Komutasi Gate …………………………………………….. 73 a. Inverter Gelombang Kotak 1 Fasa ……………………………… 74 b. Inverter PWM 1 Fasa ………………………………………...… 77 c. Inverter 3 Fasa ………………………………………………….. 82

C. APLIKASI KONVERTER (RECTIFIER DAN INVERTER) 1. Pengendalian Tegangan Motor DC Menggunakan Konverter Komutasi Line………...…………………………………. 84 2. Pengendalian Putaran Motor DC Menggunakan Jembatan Penyearah Thyristor (Thyristor Rectifier Bridge) ………….....……. 86 3. Pengendalian Kecepatan Motor 3 Fasa Menggunakan Konverter Cyclo (Cycloconverter) IGBT ………..…………………. 87 4. Pengendalian Motor DC Menggunakan Inverter PWM ……………..87

BAB III : SISTEM KONTROL VARIABLE FREQUENCY DRIVE (VFD) A. PENGGUNAAN SISTEM KONTROL VFD ……………….….…….. 91 B. KARAKTERISTIK BEBAN DAN KEBUTUHAN DAYA 1. Torsi Beban Tetap ……………………………..…………….……. 94 2. Daya (HP) Beban Tetap …………...……….……..………………. 94 3. Beban Torsi Bervariasi …………………………………………..... 95 4. Efisiensi Motor Listrik dan Drive ……….……………..…………. 96

C. PEMILIHAN DAN KOMISIONING SISTEM KONTROL VFD 1. Pemilihan Unit VFD …………………………………………...…. 98 2. Komisioning Unit VFD…………………………………….……… 99

D. INSTALASI DAN PENGAWATAN SISTEM KONTROL VFD 1. Instalasi Unit VFD ………………………………………….….... 101 2. Pengawatan Unit VFD …………………………………….…….. 102

E. APLIKASI SISTEM KOTROL VFD 1. Pengendalian Motor 3 Fasa Dengan VFD LS SV-IG5A………….106 2. Pengendalian Motor 3 Fasa DenganVFD Altivar-18 ……………..107 3. Pengendalian Motor 3 Fasa Tanpa Beban Dengan VFD Altivar-18 …………………………………………….……..109 4. Pengendalian Motor Lift (Elevator) Pengangkat Barang …………111 5. Pengendalian Kecepatan Motor Konveyor ……………………… 116 6. Penegndalian Kecepatan Motor Mesin Bubut …………………....117

BAB IV : SISTEM KONTROL BERBASIS RELAY ELEKTRONIK A. JENIS-JENIS RELAY ELEKTRONIK ………………………………121 B. PRINSIP KERJA SOLID STATE RELAY (SSR) ………………...…124 C. APLIASI SOLID STATE RELAY (SSR) ……………………………127 D. KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN SSR 1. Keuntungan SSR ………………………………………………….128 2. Kerugian SSR ……………………………………………………..129

BAB V : TROUBLESHOOTING DAN PENGUJIAN SISTEM KONTROL A. PRINSIP DASAR TROUBLESHOOTING RANGKAIAN…….……..130 B. PENGUJIAN KONTINUITAS RANGKAIAN 1. Pengujian Kontinuitas Rangkaian Tak Bertegangan …………........ 131 a. Pengujian Kontinuitas ………………………………………… 131 b. Pengujian Isolasi ………………………………………………. 132 2. Pengujian Kontinuitas Rangkaian Bertegangan ….……………….. 133

C. PERALATAN UJI (TESTING DEVICE) 1. Lampu Indikator ……………………………………………………134 2. Voltmeter dan Amperemeter ……………………………………….135 3. Multimeter atau Ohmmeter …………………………………...……137 4. Insulation Tester atau Megger ………………………………….…..138

D. IDENTIFIKASI DAN DIAGNOSA KESALAHAN 1. Identifikasi Terminal dan Diagram Koneksi Motor Listrik………...140 2. Identifikasi Plat Nama (Name Plate) Motor Listrik………….……..141 3. Diagnosa Kesalahan ………………………………………………. 142

E. PROTEKSI SISTEM KONTROL 1. Proteksi Pada Unit VFD ……………………………………………145 2. Proteksi Beban Lebih Pada Motor Listrik ………………………… 146

F. SETTING DAN STARTEGI TROUBLESHOOTING 1. Setting Unit VFD ………………………………………………….. 147 2. Strategi Troubleshooting ………………………………………….. 161

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………..………………… 165