Perlengkapan pada pusat pembangkit listrik

Cara menyusutkan arus starting agar tidak over current


Starting Motor dengan mode Star Delta 

Secara umum , mode ini terdiri dari dua tahapan starting, tahap pertama starting motor pada rangkaian bintang (Start-Y) dan setelah beberapa detik berpindah kerangkaian segitiga (Delta-Δ). Mode ini hanya mengubah hubungan dikedua ujung terminal stator dari posisi awalnya bintang (Star-Y) dan kemudian setelah motor beroperasi normal hubungan tersebut menjadi segitiga (Delta-Δ). Sistim ini (seperti gambar dibawah), hanya dapat digunakan pada motor yang kedua ujung stator tiga phasa-nya (U,V,W dan X,Y,Z) tersedia pada terminal keluaran sehingga bisa digunakan untuk membentuk rangkaian seperti pada gambar. Selain itu, perlu diperhatikan name plate motor yang akan digunakan, name plate motor harus menyatakan hubungan delta pada tegangan suplay yang kita gunakan. Sederhananya seperti gambar berikut ini :

Dari dua gambar name plate diatas, terlihat sistim koneksi motor Δ/Y : 400/690V dan Δ/Y : 230/400V. Hal ini berarti , motor yang pertama bila terminalnya dirangkai delta (Δ), maka tegangan suplai haruslah 400 V dan  bila dirangkai star (Y) tegangan suplay mesti 690 V. Sedangkan pada motor kedua, bila terminalnya dirangkai delta (Δ), maka tegangan suplai haruslah 230 V dan  bila dirangkai star (Y) tegangan suplay mesti 400 V.

Terlepas dari berapa daya yang diperlukan, rpm dan IP motor, sehingga kita asumsikan kedua motor tersebut memiliki name plate yang sama kecuali untuk rating tegangannya (Δ/Y),  jika tegangan disistim jala-jala kita adalah 400 V (380 V s/d 420V), yang berarti tegangan suplay untuk operasional normal motor adalah 400 V, dan  kita ingin menggunakan sistim starting dengan mode star-delta , maka motor yang dapat digunakan adalah motor yang pertama yaitu : Δ/Y : 400/690 V.

Starting dengan mode star / delta memberikan arus awal yang lebih rendah , lebih kurang sekitar sepertiga dari arus starting dengan mode direct-on-line, meskipun hal ini juga mengurangi torsi awal sekitar 25%.

Starting dengan mode star- delta cocok untuk mesin dengan torsi resistif rendah atau yang dimulai dengan tanpa beban ( misalnya mesin pemotong kayu ) . Yang perlu diperhatikan pada mode ini adalah transisi dari koneksi bintang ke delta karena ada delay  delay 1-2 detik dalam perpindahan tersebut. Penundaan tersebut melemahkan kekuatan medan magnit sehingga mode ini hanya dapat digunakan jika mesin memiliki cukup inersia untuk mencegah terlalu banyak pengurangan kecepatan selama waktu tunda .

Spesifikasi Motor yang digunakan pada palang parkir

Spesifikasi :

• Built-in gearbox
• Vsuplai : AC 220V
• Daya : 60 W
• Speed : 1200 rpm
• Torsi : 125 Kg.cm
• Gear ratio : 1:21
• Dimensi body : panjang  17 cm x diameter 9 cm
• Dimensi shaft : panjang  3 cm x diameter  1,5 cm
• Berat : 4 Kg

Aplikasi :

Penggerak pagar, motor palang parkir, motor konveyor, motor pengaduk adonan kue, motor mesin pembuat kerupuk, motor mesin cup sealer

Mengapa pada trafo inti besinya 

elastis dan dibuat berlapis-lapis

Inti besi trafo tidak dibuat berbentuk besi tunggal, tetapi dibuat dari pelat besi yang berlapis – lapis. Bentuk lapisan pelat besi pada inti trafo dapat dilihat seperti pada gambar 3 berikut ini.

Cara menghubungkan lapisan inti besi juga bermacam-macam. Beberapa cara yang umum digunakan dapat dilihat seperti pada gambar 4 berikut ini.

Mengapa inti besi sebuah trafo harus dibuat berlapis-lapis?.

Untuk menjawab pertanyaan ini , kita terlebih dahulu harus mempelajari rugi-rugi yang terjadi pada inti besi. Rugi – rugi yang terjadi pada inti besi disebut “iron losses “ (rugi-rugi besi). Kerugian pada inti besi terdiri dari :

1. Hysterisis losses (rugi-rugi histerisis)

Kerugian histerisis disebabkan oleh gesekan molekul yang melawan aliran gaya magnet di dalam inti besi. Gesekan molekul dalam inti besi ini menimbulkan panas. Panas yang timbul ini menunjukan kerugian energi, karena sebagian kecil energi listrik tidak dipindahkan , tetapi diubah bentuk menjadi energi panas. Panas yang tinggi juga dapat merusak trafo ,sehingga pada trafo – trafo transmisi daya listrik ukuran besar, harus didinginkan dengan media pendingin. Umumnya digunakan minyak khusus untuk mendinginkan trafo ini.

Sebuah trafo didesain untuk bekerja pada rentang frekuensi tertentu. Menurunnya frekuensi arus listrik dapat menyebabkan meningkatnya rugi-rugi histerisis dan menurunkan kapasitas (VA) trafo.

2. Kerugian karena Eddy current (eddy current losses)

Kerugian karena Eddy current disebabkan oleh aliran sirkulasi arus yang menginduksi logam. Ini disebabkan oleh aliran fluk magnetik disekitar inti besi. Karena inti besi trafo terbuat dari konduktor (umumnya besi lunak), maka arus Eddy yang menginduksi inti besi akan semakin besar. Eddy current dapat menyebabkan kerugian daya pada sebuah trafo karena pada saat terjadi induksi arus listrik pada inti besi, maka sejumlah energi listrik akan diubah menjadi panas. Ini merupakan kerugian.

Untuk mengurangi arus Eddy, maka inti besi trafo dibuat berlapis-lapis, tujuannya untuk memecah induksi arus Eddy yang terbentuk di dalam inti besi. Perbedaan induksi arus Eddy di dalam inti besi tunggal dengan inti besi berlapis dapat dilihat pada gambar 5 berikut ini.

3. Rugi-rugi tembaga (copper losses)

Rugi – rugi yang ketiga adalah rugi-rugi tembaga (copper losses). Rugi-rugi tembag terjadi di kedua kumparan. Kumparan primer atau sekunder dibuat dari gulungan kawat tembaga yang dilapisi oleh isolator tipis yang disebut enamel. Umumnya kumparan dibuat dari gulungan kawat yang cukup panjang. Gulungan kawat yang panjang ini akan meningkatkan hambatan dalam kumparan. Pada saat trafo dialiri arus listrik maka hambatan kumparan ini akan mengubah sejumlah kecil arus listrik menjadi panas yaitu sebesar (i2R). Semakin besar harga R maka semakin besar pula energi panas yang timbul di dalam kumparan. Mutu kawat yang bagus dengan nilai hambatan jenis yang kecil dapat mengurangi rugi – rugi tembaga.

Sebuah trafo yang ideal diasumsikan:

1. Tidak terjadi rugi-rugi hysterisis
2. Tidak terjadi induksi arus Eddy
3. Hambatan dalam kumparan = 0, akibatnya tidak ada rugi-rugi tembaga

Gulungan kawat pada kumparan trafo

Menggulung kawat pada kumparan trafo tidak dilakukan dengan sembarangan, tetapi mengikuti aturan tertentu. Pada trafo fase tunggal, terdapat 2 gulungan kumparan, yaitu gulungan pada kumparan primer yang terhubung langsung ke sumber arus listrik dan gulungan kumparan sekunder yang terhubung langsung ke beban. Perbandingan jumlah gulungan antara kumparan primer dan kumparan sekunder akan menentukan jenis trafo, apakah jenis step-up atau step-down. Bila gulungan kawat pada kumparan primer lebih banyak dibandingkan dengan gulungan kawat pada kumparan sekunder maka trafo akan berfungsi sebagai penurun tegangan atau step-down trafo. Sebaliknya jika gulungan kawat pada kumparan sekunder lebih banyak dari pada gulungan kawat pada kumparan primer, maka trafo akan berfungsi untuk menaikan tegangan atau step-up trafo.

Jenis material kawat yang banyak digunakan untuk membuat kumparan adalah kawat tembaga. Kawat tembaga memiliki konduktivitas listrik yang bagus, tetapi memiliki berat yang besar. Untuk mengurangi berat transformator, sering juga digunakan jenis kawat aluminium. Kawat dengan bahan dasar aluminium memiliki berat jenis yang kecil, tetapi kawat ini tidak tahan terhadap panas dan konduktivitasnya masih lebih kecil dibandingkan dengan tembaga.

Satu hal yang penting dalam menggulung kumparan trafo adalah arah gulungan (orientasi titik). Kumparan primer dan kumparan sekunder dapat digulung searah, tetapi dapat juga digulung berlawanan arah. Hal ini akan berpengaruh ke fasa arus listrik. Apabila kumparan primer dan kumparan sekunder digulung searah, maka fasa arus listrik pada kumparan primer akan sama dengan fasa arus listrik pada kumparan sekunder. Sebaliknya apabila arah gulungan kumparan primer dan sekunder berlawanan arah, maka fasa arus listrik pada kumparan primer akan berlawanan dengan fasa arus listrik pada kumparan sekunder. Untuk jelasnya dapat dilihat pada gambar 6 berikut ini.

Trafo dapat digunakan untuk menaikan atau menurunkan tegangan. Trafo yang digunakan untuk menaikan tegangan disebut trafo step – up sedangkan trafo yang digunakan untuk menurunkan tegangan disebut trafo step-down. Pada trafo step – up tegangan pada sisi sekunder akan lebih tinggi dari tegangan pada sisi primer sebaliknya pada trafo step down tegangan sisi sekunder akan lebih rendah dari tegangan pada sisi primer. Selain trafo step-up dan trafo step –down juga ada trafo impedansi. Trafo impedansi tidak menaikan atau menurunkan tegangan, tetapi digunakan untuk menyesuaikan impedansi suatu rangkaian listrik atau dapat juga digunakan sebagai beban dan filter terhadap medan magnet.

Tegangan pada sisi primer (Vp) dan tegangan sekunder (Vs) ditentukan oleh jumlah lilitan kawat pada kumparan primer dan sekunder. Perbandingan antara lilitan kawat pada kumparan primer (Np) dan lilitan kawat pada kumparan sekunder (Ns) disebut rasio lilitan (n). Sedangkan perbandingan antara tegangan primer (Vp) dengan tegangan sekunder (Vs) disebut rasio tegangan. Besar rasio tegangan dengan rasio lilitan harus sama. Sehingga secara matematis dapat ditulis :

Apa yang dimaksud trafo phase 

shifting?

Phase Shifting Trafo (PST)

dimodelkan sebagai reaktansi secara seri dengan fase bergeser. Aliran daya melalui saluran meningkat dengan menambahkan sudut α ke sudut yang ada δ. Pergeseran fase dapat dikontrol dalam batas-batas tertentu. 

Trafo Phase Shifting terbagi dalam berbagai bentuk. diantarnya:
1. PST langsung didasarkan pada satu inti 3 fase. FasePergeseran diperoleh dengan menghubungkan belitan dengan cara yang tepat.
2. PST tidak langsung didasarkan pada konstruksi dengan 2 transformator terpisah, satu variabel untuk mengatur amplitudo tegangan dan satu seri transformator untuk menyuntikkan tegangan di fase kanan.
3. PST asimetris membuat tegangan output dengan mengubah sudut fase dan amplitudo dibandingkan  dengan input tegangan.
4. PST simetris membuat tegangan output dengan mengubah sudut fase dibandingkan dengan tegangan input, tetapi dengan amplitudo yang sama

sumber:
https://produkinovatif.wordpress.com/tag/motor-ac-penggerak-palang-pintu/
https://direktorilistrik.blogspot.com/2013/12/starting-motor-dengan-mode-start-delta.html
https://djukarna.wordpress.com/2013/10/21/transformator/

Phase Shifting Transformers: Principles and Applications