Apa itu Motor Starter? Jenis Motor Starter dan Metode Start Motor

Jenis Starter Motor dan Teknik Start Motor

Apa itu Starter Motor?

Starter motor adalah perangkat listrik yang digunakan untuk menghidupkan &menghentikan motor dengan aman. Mirip dengan relai, starter motor menghidupkan/mematikan daya &tidak seperti relai, ini juga memberikan perlindungan tegangan rendah &arus lebih.

Fungsi utama starter motor adalah;

• Untuk menghidupkan motor dengan aman
• Untuk menghentikan motor dengan aman
• Untuk membalikkan arah motor
• Untuk melindungi motor dari tegangan rendah &arus lebih.

Sebuah starter motor terbuat dari dua komponen utama yang bekerja sama untuk mengontrol &melindungi motor;

• Kontaktor Listrik :Tujuan dari kontaktor adalah untuk menghidupkan/mematikan catu daya ke motor dengan membuat atau memutus terminal kontak.
• Sirkuit perlindungan kelebihan beban :Tujuan dari rangkaian ini adalah untuk melindungi motor dari potensi kerusakan akibat kondisi beban lebih. Arus besar melalui rotor dapat merusak belitan serta peralatan lain yang terhubung ke suplai. Alat ini mendeteksi arus &memutus catu daya.

Mengapa Kita Membutuhkan Starter dengan Motor?

Starter motor sangat penting untuk memulai motor induksi. Ini karena impedansi rotornya rendah. Impedansi rotor tergantung pada slip motor induksi yang merupakan kecepatan relatif antara rotor &stator. Impedansi berbanding terbalik dengan slip.

Slip motor induksi maksimum yaitu 1 pada posisi diam (posisi istirahat), sehingga impedansi minimum &menarik sejumlah besar arus yang disebut arus masuk. Arus masuk yang tinggi memagnetisasi celah udara antara rotor &stator yang menginduksi EMF pada belitan rotor. EMF ini menghasilkan arus listrik pada belitan rotor yang menciptakan medan magnet untuk menghasilkan torsi pada rotor. Ketika kecepatan rotor meningkat, slip motor berkurang &arus yang ditarik oleh motor berkurang.

Arus lonjakan tinggi adalah 5-8 kali arus beban penuh pengenal normal. Jadi arus sebesar itu dapat merusak atau membakar belitan motor yang akan membuat mesin tidak berguna &dapat menyebabkan penurunan tegangan yang sangat besar pada saluran suplai yang dapat merusak peralatan lain yang terhubung ke saluran yang sama.

Untuk melindungi motor dari arus yang begitu besar, kami menggunakan starter yang membatasi arus awal untuk durasi singkat saat start &setelah motor mencapai kecepatan tertentu , catu daya normal ke motor dilanjutkan. Mereka juga memberikan perlindungan terhadap kondisi gangguan seperti tegangan rendah &arus lebih selama operasi normal.

Meskipun motor kecil dengan nilai di bawah 1 tenaga kuda memiliki impedansi tinggi dan mereka dapat menahan arus awal sehingga mereka tidak memerlukan starter motor seperti itu, namun, mereka membutuhkan sistem perlindungan arus lebih yang disediakan oleh starter DOL (Direct On-Line). Penjelasan di atas menunjukkan bahwa mengapa kita membutuhkan starter untuk dipasang dengan motor?

Bagaimana Motor Starter Bekerja?

Starter adalah perangkat kontrol yang digunakan untuk mengganti motor baik secara manual maupun otomatis. Ini digunakan untuk kontrol ON/OFF yang aman dari motor listrik dengan membuat atau memutuskan kontaknya.

Starter manual digunakan untuk motor yang lebih kecil di mana tuas yang dioperasikan dengan tangan dioperasikan secara manual (pindahkan posisi kontak) ke posisi ON atau OFF. Kerugian dari jenis starter ini adalah mereka harus ON setelah power lebih lemah. Dengan kata lain, mereka membutuhkan kontrol manual untuk setiap operasi (ON atau OFF). Terkadang, operasi ini dapat menyebabkan aliran arus tinggi pada belitan motor yang dapat membakar motor. Inilah sebabnya mengapa tidak disarankan dalam banyak kasus di mana starter motor alternatif lain dengan perlindungan digunakan seperti starter otomatis.

Di sisi lain, starter otomatis yang terdiri dari relai elektromekanis dan kontaktor digunakan untuk menghidupkan/mematikan motor. Ketika arus melewati koil kontaktor, ia memberi energi dan menghasilkan medan elektromagnetik yang menarik atau mendorong kontak untuk membuat sambungan belitan motor ke catu daya.

Tombol tekan start dan stop yang terhubung ke motor dan starter dapat digunakan untuk operasi ON dan OFF motor. Kumparan kontaktor dapat di-de-energize dengan menekan tombol stop yang mengarah ke de-energize coil. Dengan cara ini, kontak kontaktor bergerak mundur karena pengaturan pegas ke posisi normalnya yang menyebabkan motor mati. Jika terjadi kegagalan daya atau operasi matikan manual, motor tidak akan hidup secara otomatis sampai kita menghidupkan motor secara manual dengan menekan tombol “start push button”. Diagram berikut menunjukkan bagaimana starter motor DOL beroperasi untuk operasi ON/OFF.

Jenis Starter Motor Berdasarkan Metode &Teknik Starter

Dalam industri, berbagai teknik start digunakan untuk menstart motor induksi. Sebelum membahas jenis-jenis motor, berikut beberapa teknik yang digunakan dalam starter motor.

• Tegangan Penuh atau Starter Lintas Garis

Starter semacam itu langsung menghubungkan motor dengan saluran listrik yang menyediakan tegangan penuh. Motor yang terhubung melalui starter semacam itu memiliki peringkat daya yang rendah sehingga tidak menyebabkan penurunan tegangan yang besar pada saluran listrik. Mereka digunakan dalam aplikasi di mana motor memiliki peringkat rendah &harus berjalan dalam satu arah.

• Starter Pembalikan Tegangan Penuh

Arah motor induksi 3 fasa dapat dibalik dengan menukar dua fasa. Starter semacam itu menggabungkan dua kontaktor magnetik yang saling bertautan secara mekanis dengan fase yang ditukar untuk arah maju &mundur. Ini digunakan dalam aplikasi di mana motor perlu berjalan di kedua arah &kontaktor digunakan untuk mengontrolnya.

• Pemula Multikecepatan

Untuk memvariasikan kecepatan motor AC, Anda perlu memvariasikan frekuensi suplai AC atau memvariasikan jumlah kutub (dengan menghubungkan kembali belitan di beberapa) motor. Jenis starter seperti itu menjalankan motor dalam beberapa kecepatan yang telah dipilih sebelumnya untuk memenuhi aplikasinya.

• Starter Tegangan Berkurang

Jenis teknik pengasutan yang paling umum adalah dengan menurunkan tegangan pada pengasutan motor untuk mengurangi arus masuk yang dapat merusak belitan motor &juga menyebabkan penurunan yang besar dalam tegangan. Starter ini digunakan untuk motor berperingkat tinggi.

Berdasarkan teknik yang dijelaskan di atas, jenis starter motor berikut digunakan di industri.

Jenis Starter Motor:

Kita akan membahas jenis-jenis motor berikut ini dan cara pengasutannya berdasarkan cara pengasutan motor di atas dengan kelebihan dan kekurangannya.

1. Pemula Daring Langsung (DOL)
2. Starter Resistansi Stator
3. Resistensi Rotor atau Starter Motor Slip Ring
4. Starter Autotransformer
5. Star Delta Starter
6. Pemula Ringan
7. Penggerak frekuensi variabel (VFD)

Starter motor memiliki banyak jenis tetapi umumnya diklasifikasikan menjadi dua jenis.

• Pemula Manual

Jenis starter ini beroperasi secara manual dan tidak memerlukan pengalaman apa pun. Tombol tekan digunakan untuk mematikan &menghidupkan motor yang terhubung dengannya. Mekanisme di balik tombol termasuk sakelar mekanis yang memutus atau membuat sirkuit berhenti atau menghidupkan motor.

Mereka juga memberikan perlindungan yang berlebihan. Namun, starter ini tidak memiliki LVP (perlindungan tegangan rendah) yaitu tidak memutus sirkuit saat listrik padam. Ini bisa berbahaya untuk beberapa aplikasi karena motor restart ketika daya dipulihkan. Jadi mereka digunakan untuk motor berdaya rendah. Direct On-Line (DOL) starter adalah starter manual yang memberikan perlindungan kelebihan beban.

• Pemula Magnetik

Starter magnetik adalah jenis starter yang paling umum &kebanyakan digunakan untuk motor AC berdaya tinggi. Starter ini beroperasi secara elektromagnetik seperti relai yang memutus atau membuat kontak menggunakan magnet.

Ini memberikan tegangan yang lebih rendah &lebih aman untuk memulai &juga mencakup perlindungan terhadap tegangan rendah &arus lebih. Selama kegagalan daya, starter magnetis secara otomatis memutus sirkuit. Tidak seperti starter manual, ini mencakup operasi otomatis &jarak jauh yang mengecualikan operator.

Starter magnetik terdiri dari dua sirkuit;

• Sirkuit daya; sirkuit ini bertanggung jawab untuk memasok daya ke motor. Ini terdiri dari kontak listrik yang menghidupkan/mematikan daya yang disuplai dari jalur suplai ke motor melalui relai beban lebih.
• Sirkuit kontrol; rangkaian ini mengontrol kontak rangkaian daya untuk membuat atau memutuskan catu daya ke motor. Kumparan elektromagnetik memberi energi atau menghilangkan energi untuk menarik atau mendorong kontak listrik. Dengan demikian menyediakan remote control untuk starter magnetik.

Pemula Daring Langsung (DOL)

DOL alias Direct Online Starter adalah bentuk starter motor paling sederhana yang menghubungkan motor langsung ke catu daya. Ini terdiri dari kontaktor magnetik yang menghubungkan motor dengan saluran suplai &relai kelebihan beban untuk perlindungan terhadap arus lebih. Tidak ada pengurangan tegangan untuk start motor yang aman. Oleh karena itu motor yang digunakan dengan starter seperti itu memiliki peringkat di bawah 5 hp. Ini memiliki dua tombol push sederhana yang memulai &menghentikan motor.

Menekan tombol mulai memberi energi pada kumparan yang menarik kontaktor untuk menutup sirkuit. Dan menekan tombol stop menghilangkan energi koil kontaktor &mendorong kontaknya terpisah sehingga memutus sirkuit. Sakelar yang digunakan untuk menghidupkan/mematikan catu daya dapat berupa jenis apa saja seperti putar, rata, pelampung, dll.

Meskipun starter ini tidak memberikan tegangan awal yang aman, relai beban lebih memberikan perlindungan terhadap panas berlebih &arus lebih. Relai beban lebih biasanya memiliki kontak tertutup yang memberi energi pada koil kontaktor. Saat relai trip, koil kontaktor kehilangan energi dan memutus rangkaian.

Kelebihan DOL Motor Starter

• memiliki desain yang sangat sederhana &hemat biaya.
• Sangat mudah dipahami &dioperasikan.
• ini memberikan torsi awal yang tinggi karena arus awal yang tinggi.

Kekurangan DOL Motor Starter

• Arus masuk yang tinggi dapat merusak belitan
• Arus lonjakan yang tinggi menyebabkan penurunan tegangan pada saluran listrik.
• Tidak cocok untuk motor berat
• Dapat mengurangi umur motor

Starter Resistansi Stator

Starter resistansi stator menggunakan teknik RVS (reduced voltage starter) untuk menghidupkan motor. Resistansi eksternal ditambahkan secara seri dengan setiap fase dari stator motor induksi 3 fase. Tugas resistor adalah mengurangi tegangan saluran (selanjutnya mengurangi arus awal) yang diterapkan ke stator.

Awalnya, resistor variabel disimpan pada posisi maksimum yang menawarkan resistansi maksimum. Oleh karena itu tegangan pada motor adalah minimum (dalam tingkat yang aman) karena penurunan tegangan pada resistor. Tegangan stator yang rendah membatasi arus masuk awal yang dapat merusak belitan motor. Saat motor menambah kecepatan, resistansi berkurang &fase stator terhubung langsung ke saluran listrik.

Karena arus berbanding lurus dengan tegangan &torsi bervariasi dengan kuadrat arus, penurunan tegangan 2 kali akan menurunkan torsi sebesar 4 kali. Dengan demikian torsi awal menggunakan starter seperti itu sangat rendah &perlu dipertahankan.

Keuntungan starter motor resistansi stator

• Ini memberikan fleksibilitas dalam karakteristik awal.
• Supply tegangan variabel memungkinkan akselerasi yang mulus
• Dapat dihubungkan ke motor terhubung bintang atau delta.

Kerugian starter motor tahanan stator

• Resistor menghilangkan daya
• Torsi awal sangat rendah karena pengurangan tegangan
• Resistor cukup mahal untuk motor besar.

Resistensi Rotor atau Starter Motor Slip Ring

Jenis starter motor ini bekerja pada teknik starter motor tegangan penuh. Ini hanya bekerja pada motor induksi slip ring, itulah sebabnya ia juga dikenal sebagai starter motor slip ring.

Resistensi eksternal dihubungkan dengan rotor dalam kombinasi bintang melalui slip ring. Resistor ini membatasi arus rotor &meningkatkan torsi. Ini, pada gilirannya, mengurangi arus stator awal. Ini juga membantu dalam meningkatkan faktor daya

Resistor hanya digunakan selama start motor &akan dilepas setelah motor meningkatkan kecepatannya.

Keuntungan Starter Motor Tahan Rotor

• Ini memberikan arus awal yang rendah menggunakan tegangan penuh.
• Karena torsi awal yang tinggi, motor dapat dihidupkan di bawah beban
• Metode ini meningkatkan faktor daya.
• Ini menyediakan berbagai kontrol kecepatan

Kerugian Starter Motor Tahan Rotor

• Hanya bekerja pada motor induksi slip ring
• Rotornya mahal &lebih berat.

Autotransformer Starter

Jenis starter motor seperti itu menggunakan autotransformer sebagai trafo step-down untuk mengurangi tegangan yang diberikan ke stator selama tahap awal. Ini dapat dihubungkan ke motor terhubung bintang &delta.

Sekunder autotransformer terhubung dengan setiap fase motor. Beberapa rekaman autotransformator memberikan sebagian kecil dari tegangan pengenal. Selama memulai, relai berada pada posisi awal yaitu titik ketukan yang memberikan tegangan yang dikurangi untuk penyalaan. Relai beralih di antara titik tap untuk meningkatkan tegangan dengan kecepatan motor. Akhirnya, ia menghubungkannya dengan tegangan pengenal penuh.

Dibandingkan dengan teknik pengurangan tegangan lainnya, teknik ini menawarkan tegangan tinggi untuk arus awal tertentu. Ini membantu dalam memberikan torsi awal yang lebih baik.

Keuntungan Pemula Autotransformer

• Ini memberikan torsi awal yang lebih baik.
• Digunakan untuk menstarter motor besar dengan beban yang signifikan.
• Ini juga menawarkan kontrol kecepatan manual.
• Ini juga menawarkan fleksibilitas dalam karakteristik awal.

Kekurangan Autotransformer Starter

• Karena ukuran autotransformer yang besar, starter seperti itu membutuhkan terlalu banyak ruang.
• Sirkuitnya rumit &relatif mahal dibandingkan starter lainnya.

Star Delta Starter

Ini adalah metode start lain yang umum digunakan dalam industri untuk motor besar. Gulungan motor induksi 3 fasa dialihkan antara koneksi bintang dan delta untuk menghidupkan motor.

Untuk menghidupkan motor induksi, motor ini dihubungkan secara bintang menggunakan estafet lemparan ganda kutub tiga. Tegangan fase dalam hubungan bintang dikurangi dengan faktor 1/√3 &mengurangi arus awal serta torsi awal sebesar 1/3 dari nilai pengenal normal.

Saat motor berakselerasi, relai pengatur waktu mengalihkan koneksi bintang belitan stator ke koneksi delta, memungkinkan tegangan penuh melintasi setiap belitan. Motor berjalan pada kecepatan terukur.

Keuntungan Star Delta Starter

• Desainnya simpel &murah
• Tidak memerlukan perawatan
• Menyediakan arus lonjakan rendah.
• Digunakan untuk menghidupkan motor induksi besar.
• Sangat cocok untuk waktu akselerasi yang lama.

Kekurangan Star Delta Starter

• Ini bekerja pada motor terhubung delta
• Ada lebih banyak sambungan kabel.
• Ini menawarkan torsi awal yang rendah yang tidak dapat dipertahankan.
• Fleksibilitas sangat terbatas pada karakteristik awal.
• Ada sentakan mekanis saat beralih dari bintang ke delta.

Pemula Ringan

Soft starter juga menggunakan teknik pengurangan tegangan. Ini menggunakan sakelar semikonduktor seperti TRIAC untuk mengontrol tegangan serta arus awal yang disuplai ke motor induksi.

TRIAC yang dikontrol fase digunakan untuk menyediakan tegangan variabel. Tegangan divariasikan dengan memvariasikan sudut konduksi atau sudut tembak TRIAC. Sudut konduksi dijaga agar tetap minimum untuk mengurangi tegangan. Tegangan ditingkatkan secara bertahap dengan meningkatkan sudut konduksi. Pada sudut konduksi maksimum, tegangan saluran penuh diterapkan ke motor induksi &berjalan pada kecepatan terukur.

Ini memberikan peningkatan bertahap &mulus dalam tegangan awal, arus, serta torsi. Dengan demikian tidak ada sentakan mekanis &memberikan pengoperasian yang mulus yang meningkatkan masa pakai mesin.

Kelebihan Soft Starter

• Ini memberikan kontrol yang lebih baik atas arus &tegangan awal
• Ini menawarkan akselerasi yang mulus, sehingga tidak ada sentakan.
• Ini mengurangi lonjakan daya dalam sistem.
• Memperpanjang masa pakai sistem
• Memberikan efisiensi yang lebih baik &tidak memerlukan pemeliharaan
• Ukurannya kecil

Kekurangan Soft Starter

• Harganya relatif mahal
• Ada disipasi energi dalam bentuk panas

Frekuensi Variabel  Dr ive (VFD)

Sama seperti soft starter, Variable frequency drive (VFD) dapat memvariasikan tegangan serta frekuensi arus suplai. Ini terutama digunakan untuk mengontrol kecepatan motor induksi karena bergantung pada frekuensi suplai.

AC dari jalur suplai diubah menjadi DC menggunakan penyearah. DC murni diubah menjadi AC dengan frekuensi &tegangan yang dapat disesuaikan menggunakan teknik modulasi lebar pulsa melalui transistor daya seperti IGBT.

Ini memberikan kontrol penuh atas kecepatan motor dari 0 hingga kecepatan terukur. Opsi penyesuaian kecepatan dengan tegangan variabel memberikan arus &akselerasi awal yang lebih baik.

Keuntungan Penggerak Frekuensi Variabel

• Ini memberikan akselerasi yang lebih baik dan mulus untuk motor besar
• Ini menawarkan kontrol kecepatan penuh dengan akselerasi &deselerasi yang mulus.
• Ini meningkatkan masa pakai karena tidak adanya tegangan listrik &mekanik
• Ini menawarkan operasi maju &mundur motor

Disadvantages of Variable Frequency Drive

• It is relatively expensive unless speed control is necessary
• There is heat dissipation
• VFDs create harmonics in the electric lines which can affect electronic equipment &power factor.