PENAMBAHAN PENGAMAN MOTOR LISTRIK DENGAN SENSOR SUHU IC LM 135

ISSN 0854 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006

291

PENAMBAHAN PENGAMAN MOTOR LISTRIK DENGAN SENSOR SUHU IC LM 135

Saud Maruli Tua, Tonny Siahaan, Suhardi, Wagiman

ABSTRAK

Penambahan Pengaman Motor Listrik Dengan Sensor Suhu IC LM 135. Telah dilakukan penambahan pengaman motor listrik induksi tiga fasa pada motor penggerak pompa sirkulasi pada mesin pendingin (water chiller) di gedung MES-IRM PTBN. Penambahan pengaman ini dilakukan untuk meminimalisasi terjadinya kerusakan / terbakarnya kumparan motor akibat adanya peningkatan suhu yang disebabkan gangguan eksternal maupun internal motor listrik. Gangguan-gangguan tersebut antara lain terjadinya peningkatan suhu sekeliling (ambient), pembebanan berlebihan maupun sistem pengasutan yang tidak baik sehingga untuk menghindari terjadinya peningkatan suhu pada motor listrik maka penempatan, pembebanan dan sistem pengasutan harus disesuaikan dengan spesifikasi kemampuan nominal motor listrik. Pelaksanaan kegiatan dilakukan dengan melakukan survei dan pendataan pada motor listrik yang akan dijadikan kegiatan, melakukan pengukuran arus beban dari motor listrik, melakukan pengukuran besarnya arus pengasutan motor listrik. Selain itu, dilakukan pula pengukuran tahanan kumparan motor listrik dan pengukuran kenaikan suhu pada isolasi kumparan motor listrik. Setelah dilakukan pendataan dan pengukuran awal maka alat sensor suhu dengan menggunakan IC LM 135 dirancang dan dibuat lalu diuji fungsikan dengan alat sumber panas (solder) untuk dilakukan setting suhu. Hasil uji fungsi menunjukkan bahwa alat sensor tersebut di-setting pada daerah kerja antara suhu kamar sampai suhu 80 C. Alat sensor tersebu t dipasang pada kumparan motor dan dilakukan uji coba pembebanan hingga 117,6 % dari arus nominal atau sebesar 17 A dari arus nominal 14,45 A hingga terjadi peningkatan suhu pada motor listrik. Pada saat suhu kumparan meningkat hingga 82 C maka rela i pemutus pada alat sensor tersebut akan beroperasi dan mematikan operasi motor listrik. Dengan demikian alat tersebut telah bekerja sesuai dengan yang diharapkan dan dapat dijadikan perlengkapan pengaman untuk setiap motor listrik.

PENDAHULUAN

Instalasi Radiometalurgi (IRM) yang dikelola Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir (PTBN) BATAN yang berada di kawasan Puspiptek Serpong sebagai sarana penelitian dilengkapi dengan sarana penunjang laboratorium dan sarana keselamatan. Sarana penunjang laboratorium terdiri dari Sistem Tata Udara (VAC) dan Sistem Penyedia Media Energi (PME). Pada Sistem Tata Udara ditemukan sejumlah motor listrik induksi asinkron tiga fasa baik untuk menggerakkan pompa sirkulasi air dingin maupun blower peniup udara. Sementara itu, pada sistem penyedia media energi motor listrik induksi asinkron tiga fasa digunakan untuk menggerakkan pompa sirkulasi air dingin. Pompa sirkulasi berfungsi untuk mensirkulasikan air dingin (chilled water) dari mesin pendingin air ke penukar panas (heat exchanger) serta mensirkulasi air pendingin (cooling water) ke laboratorium untuk mendinginkan peralatan laboratorium.

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006 ISSN 0854 - 5561

292

Sesuai dengan fungsi, umumnya motor listrik tersebut dioperasikan secara sinambung. Didalam pengoperasian dan perawatan peralatan, seringkali motor listrik tersebut mengalami kerusakan baik mekanik maupun elektrik dan yang lebih buruk lagi adalah jika kumparan motor listrik tersebut terbakar. Kerusakan ini selain membutuhkan biaya perbaikan juga menghambat operasi peralatan lainnya seperti peralatan laboratorium sehingga program penelitian menjadi terhambat.

Meskipun motor listrik telah dilengkapi oleh sistem pengamanan yang standar (menurut PUIL 1977), baik pengamanan termis maupun magnetis, tetapi tetap saja adakalanya motor listrik tersebut tetap terbakar. Untuk mencegah motor tersebut terbakar, alangkah baiknya jika pengamanan motor listrik ditambah lagi, yaitu dengan mendeteksi sedini mungkin panas yang diderita oleh bahan isolator kumparan motor. Pengamanan ini disebut dengan pengamanan beban lebih internal, dimana perlindungan internal ini dipasang pada isolasi kumparan motor listrik. Pendeteksian ini bisa menggunakan suatu sensor suhu rangkaian terpadu (IC) yaitu LM-135. Suhu yang dideteksi haruslah dibawah suhu maksimal kelas bahan isolator kumparan motor agar dapat mengamankan motor listrik dari panas berlebih yang diderita oleh motor listrik tersebut.

Penelitian alat sensor suhu dengan menggunakan IC LM-135 dilakukan pada motor listrik penggerak pompa sirkulasi air pendingin di IRM-PTBN. Alat sensor tersebut diletakkan pada isolasi kumparan motor dan dihubungkan dengan sistem pengendali motor listrik dengan perantara relai sebagai saklar pemutus pengendali motor listrik.

DASAR TEORI

Motor listrik arus bolak-balik diklasifikasikan dengan dasar prinsip pengoperasian sebagai motor asinkron (induksi) atau motor sinkron. Motor induksi adalah jenis motor dimana tidak ada tegangan eksternal yang diberikan pada rotornya, tetapi arus pada stator menginduksikan tegangan pada celah udara dan pada lilitan rotor untuk menghasilkan arus rotor dan medan magnet. Medan magnet stator dan rotor kemudian berinteraksi dan menyebabkan rotor motor berputar. [1]

a. Kerugian panas internal motor listrik

Pada dasarnya setiap motor listrik yang beroperasi cenderung mengeluarkan panas. Panas ini timbul oleh karena adanya kerugian-kerugian daya yang dihasilkan motor listrik. Kerugian ini antara lain : [1]

1. Rugi-rugi inti yaitu energi yang diperlukan untuk memagnetisasikan beban inti (histerisis) dan kerugian-kerugian karena timbulnya arus listrik yang kecil yang mengalir pada inti.

2. Rugi-rugi tembaga yaitu rugi-rugi pemanasan (IR) pada lilitan stator karena arus listrik mengalir melalui penghantar kumparan dengan tahanan.

3. Kerugian beban liar yaitu akibat dari fluks bocor yang diinduksikan oleh arus beban bervariasi sebagai kuadrat arus beban.

4. Kerugian angin dan gesekan, kerugian ini diakibat oleh gesekan angin dan bantalan terhadap putaran motor.

b. Panas eksternal motor listrik

Dalam melakukan tugas operasinya motor listrik sebagai sumber tenaga mekanik untuk penggerak, haruslah dilindungi terhadap gangguan-gangguan eksternal yang dapat menimbulkan panas pada motor listrik saat beroperasi.

ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2006

293

Gangguan-gangguan eksternal itu antara lain : [1]

1. Gangguan mekanik, meliputi:

a. Bantalan (bearing) yang sudah aus. b. Salah satu tegangan fasa terbuka akibat kontaktor yang rusak.

c. Kumparan stator yang terhubung singkat.

2. Gangguan fisik sekeliling, meliputi:

a. Terjadi kerusakan akibat terbentur sesuatu sehingga terjadi perubahan fisik pada motor listrik.

b. Suhu kamar dimana motor listrik tersebut dioperasikan.

c. Pendinginan (kipas) motor yang tidak baik. 3. Gangguan dalam operasi dari sistem keseluruhan

a. Akibat pembebanan lebih

b. Akibat pengasutan motor listrik.

c. Kelas isolasi dan batas kenaikan suhu pada kumparan

Bila arus listrik (I) mengalir dalam rangkaian dengan tahanan (R) selama t detik, nilai kalorifik J (Joule) adalah : [2]

J= I . R . t ( Joule ) ...(2.1) Oleh karena itu, bila motor listrik dijalankan, suhu motor akan naik sebanding dengan waktu

kerjanya sehingga jika motor beroperasi kenaikan suhunya dapat diketahui dengan mengukur tahanan kumparan sebelum dan sesudah dioperasikan selama beberapa jam dengan menggunakan persamaan : [3]

)2(1)1(1

t

t

RhRc

+

+= ..(2.2)

dimana:

Rc = Tahanan kumparan sebelum dioperasikan (Ohm). Rh = Tahanan kumparan sesudah dioperasikan (Ohm). = Koefisien temperatur tahanan dari tembaga ( 0,00428 Ohm / Ohm / C) t1 = Temperatur ruang awal ( C). t2 = Temperatur setelah beroperasi ( C).

METODOLOGI PENELITIAN

a. Pemahaman rangkaian alat sensor suhu

Pemahaman tentang pembuatan rangkaian penelitian ini dapat dilihat dari gambar 1 blok diagram sebagai berikut:


294

Fungsi serta cara kerja masing-masing blok diagram dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Sensor suhu IC LM-135

Sensor suhu IC LM-135 berfungsi sebagai pengindera panas pada isolator kumparan motor listrik, yang memberikan tegangan keluar yang berbanding langsung dengan suhu yang ditera dalam satuan Kelvin (K), besarnya keluaran tegangan ini adalah:10 mV/ K. cara kerja dari sensor ini adalah jika sensor suhu ini mendeteksi panas, maka sensor akan mengkonversi panas tersebut menjadi tegangan. 2. Voltage reference

Sensor suhu IC LM-135 berfungsi sebagai pengatur tegangan keluar dari sensor suhu LM-135, sehingga tegangan keluaran ini dapat mengatur kerja dari op-amp. Voltage reference terdiri dari beberapa resistor dan potensio. Cara kerjanya tergantung dari tegangan keluaran dari sensor LM-135 dan mengatur potensio (P1) pada kedudukan minimum dan mengatur potensio (P2) pada kedudukan maksimum.

3. Penguat tegangan

Penguat tegangan berfungsi memperbesar tegangan keluaran dari voltage reference, selain itu juga berfungsi sebagai pembanding dua level tegangan yang berbeda dan menentukan level yang lebih besar. Beda pada satu masukan terhadap yang lain akan menghasilkan perubahan yang besar pada tegangan keluaran. Cara kerjanya adalah tergantung dari tegangan keluaran voltage reference yang dipengaruhi oleh tegangan keluaran dari sensor LM-135.

4. Indikator

Indikator berfungsi sebagai indikasi bahwa alat sensor suhu tersebut telah bekerja sebagaimana mestinya. Cara kerjanya adalah indikator akan menyala jika ada tegangan input dari op-amp. Indikator ini terdiri dari 3 macam warna yang berbeda yang masing-masing warna mewakili daerah kerja suhu yang ditera dari sensor suhu LM-135. Warna dan daerah kerja suhu tersebut antara lain : 1. Daerah I, suhu antara < 60 C (indikator hijau). 2. Daerah II, suhu antara 60 C s/d 80 C (indikatior kuning).

IC LM 135

voltage reference

Penguat / op-amp

Indikator LED

Relay Penghubung Pengendali

motor

Gambar 1. Blok diagram rangkaian sensor suhu isolasi kumparan motor


295

3. Daerah III, suhu antara > 80 C (indikator merah).

5. Relai

Relai berfungsi sebagai saklar penghubung antara alat sensor suhu dengan rangkaian pengendali motor listrik. Cara kerjanya adalah jika suhu pada kumparan telah melebihi 80 C maka indikator merah akan menyala dan bersamaan dengan itu relai akan beroperasi, karena relai ini dihubungkan dengan sistim pengendali motor maka motor dengan sendirinya akan berhenti beroperasi.

b. Langkah-langkah penelitian

Langkah langkah dari penelitian dilakukan sebagai berikut :

1. Melakukan survei dan pendataan pada motor yang akan dijadikan penelitian. 2. Melakukan pengukuran arus beban dari motor.

3. Melakukan pengukuran besarnya arus pengasutan.

4. Melakukan pengukuran tahanan kumparan motor.

5. Melakukan pengukuran kenaikan suhu pada isolasi kumparan motor.

6. Membuat alat sensor suhu isolasi kumparan motor listrik (merakit komponen). 7. Melakukan pengujian alat sensor suhu ini pada isolasi kumparan motor. 8. Melakukan pencatatan data kenaikan suhu dan tegangan keluaran pada alat sensor dengan

menggunakan multimeter digital.

9. Membuat laporan akhir

c. Cara Kerja Alat Sensor Suhu Cara kerja dari alat sensor suhu isolator kumparan motor dengan menggunakan IC LM-135

dapat dijelaskan dengan menggunakan diagram alir 1 (flowchart). Cara kerja rangkaian sensor suhu isolasi kumparan motor adalah sebagai berikut :


296

Gambar 2. Rangkaian sensor suhu IC LM 135

Setelah rangkaian sensor mendapat tegangan DC 12 volt dari sumber daya, maka dengan sendirinya sensor telah mendeteksi suhu sekitar (ambient) dari motor. Setelah motor dioperasikan maka suhu di dalam motor akan meningkat dan tegangan keluaran dari LM-135 (D1) juga akan naik.

Jika kenaikan tegangan keluaran dari D1 lebih rendah dari tegangan potensio P1 dan P2 , maka keluaran pada op-amp A1 dan A2 menjadi rendah sehingga hanya dioda LED D2 yang menyala.

Jika kenaikan suhu pada motor meningkat sehingga keluaran tegangan dari D1 lebih besar dari tegangan pada potensio P1 tapi lebih kecil dari tegangan pada potensio P2, maka tegangan keluaran dari op-amp A2 menjadi tinggi, sehingga dioda LED D3 akan menyala tetapi dioda LED D2 akan padam.

Lalu jika kenaikan suhu pada motor semakin meningkat sehingga keluaran tegangan dari D1 menjadi lebih besar dari tegangan pada potensio P1 dan P2 lalu keluaran tegangan pada kedua op -amp A1 dan A2 menjadi tinggi dan dioda zener D4 akan menghantar sehingga diode LED D5 akan menyala tetapi dioda LED D3 akan padam. Bersamaan dengan menyalanya dioda LED D5, maka transistor T1 akan membuka penuh sehingga relai (Re) akan beroperasi, lalu menghentikan operasi motor.

R38k2

R38k2

R7680

R910 K

R42k7

R52k7

R16k8

D2Hijau

D3Kuning

D1 R8680

500 VR 1

VR 2500

+

-

A1

-

+

A2D4

1V2-3V3400mW

D5Merah

C110 u/16V

R8680 D6

IN 4001

Re

+ 12 V

0

F Fuse

OL

Off

On

K1

K1`

15

14


297

HASIL DAN DATA PENGUKURAN

Setelah melakukan penelitian dan pengujian dengan alat sensor suhu IC LM-335 pada isolasi kumparan motor listrik maupun dengan menggunakan sumber panas lain, maka hasil dan data pengukuran penelitian keseluruhan dapat diketahui sebagai berikut :

1. Spesifikasi dari motor yang dijadikan penelitian. Penelitian pembuatan alat sensor suhu IC LM-135 sebagai perlengkapan

pengamanan menggunakan motor listrik induksi asinkron tiga fasa sebagai bahan yang dijadikan penelitian dengan spesifikasi sebagai berikut :

mulai

Operasikan alat sensor

IC LM 135 mendeteksi

Tegangan keluaran D1< P1?

Keluaran op-amp A1 &

A2 rendah

LED hijau D2 menyala

Tegangan keluaran

P2 < D1< P1?

Keluaran op-amp A2

tinggi

LED hijau D2 Padam,

LED kuning D3 menyala

Tegangan keluaran D1> P2 ?

Keluaran opamp A1 &

A2 tinggi

LED kuning D3 padam

LED merah D5 menyala

tidakk tidak

Ya Ya Ya

selesai selesai

Diode zener D4 menghantar

Transistor T1 membuka & relay bekerja

selesai Diagram alir 1.

Cara kerja alat sensor suhu isolasi kumparan motor

tidak


298

Merk : GAE Kuat arus : / 21 / 12 A

Type : K 11 R 160 M2 Putaran : 2910 RPM

Daya : 15 HP / 11 kW Frekwensi : 50 Hz

Cos : 0,90 Kelas isolasi : F

Tegangan : / 380 / 660 V Rendamen : 0,96

2. Data dan hasil pengukuran arus beban motor

Dengan terlebih dahulu mengetahui besarnya arus nominal motor, maka pengambilan data arus beban dapat dilakukan.

Besarnya arus nominal motor dapat dicari dengan menggunakan persamaan (4.1): [1]

AIn

In

VPIn

45,14)9,0)(73,1)(380(96,0

)15(746cos.3...746

=

=

=

dimana :

In = Arus nominal motor (A) P = Daya motor ( HP), besarnya: 15 HP = Rendamen motor, besarnya: 0,96

Cos = Faktor daya, besarnya: 0,9

Pengambilan data besar arus beban motor saat beroperasi, diambil secara bertahap :

a. Tahap pertama :

Motor diukur dan diambil datanya setelah motor diberi beban nominal (sesuai pemakaian), besarnya arus beban nominal: R = 15,5 A; S = 15,5 A; T = 15 A. Sehingga besarnya beban motor terhadap arus nominal motor adalah sebesar : 107,3 % In.

b. Tahap kedua :

Motor diukur dan diambil datanya setelah motor diberi beban maksimal, hingga suhu yang diderita motor adalah sebesar 80 C, besarnya arus pada suhu ini adalah sebesar 17 A sehingga besar beban maksimal motor terhadap arus nominal adalah sebesar : 117,6 % In.

3. Hasil pengukuran arus pengasutan

Sistim pengasutan yang digunakan pada motor ini adalah alat pengasut star-delta otomatis dengan menggunakan kontaktor. Besar arus pengasutan dengan waktu selama 5 detik adalah 40 A.

.(4.1)


299

4. Data dan hasil pengukuran tahanan kumparan motor

a. Besar tahanan kumparan motor sebelum dioperasikan adalah sebesar: 0,8 Ohm.

b. Besar tahanan kumparan motor setelah dioperasikan adalah sebesar: 0,9 Ohm.

Jika digunakan persamaan 2.2 maka besarnya kenaikan suhu dengan suhu keliling sebesar 31 C adalah:

2111

t

t

RhRc

+

+=

)2(00428,01)31(00428,01

9,08,0

t+

+=

)2(00428,0113268,1888,0

t+=

13268,1))2(00428,01(888,0 =+ t 378,642 =t

Maka besarnya kenaikan suhu adalah : 64,378 31 = 33,378 C

5. Data dan hasil pengukuran suhu isolasi kumparan motor

Pengujian dilakukan dengan menggunakan termometer saku dan pengukur temperatur (termokopel) sebagai pendeteksi panas pada isolasi kumparan motor listrik. Pengambilan data di-lakukan saat motor diberi beban 107,3 % dari arus nominalnya, selama 1 jam. Data ini dilakukan un-tuk mengetahui besarnya batasan minimal dan batasan maksimal pada motor listrik. ( Lihat grafik 1 )

Grafik 1. Kenaikan suhu kumparan motor saat 1 jam beroperasi

6. Data dan hasil pengukuran alat sensor suhu yang diletakkan pada kumparan motor.

a. Data hasil pengukuran langsung pada motor pada beban nominal. ( Lihat Tabel 1). 1. Pengujian dimulai saat suhu kamar 28 C. 2. Arus beban motor : 15,5 A ( rata-rata). 3. Pembebanan motor : 107,3 % dari arus nominal

4. Durasi pengambilan data : 0,5 jam.

01 02 03 04 05 06 07 08 0

9,30

9,35

9,40

9,45

9,50

9,55

10,00

10,05

10,10

10,15

10,20

10,25

10,30

w a k t u p e n g u k u r a n

ke

nai

kan

su

hu

( d

eraja

t cel

siu

s )


300

Tabel 1. Data hasil pengukuran suhu kumparan motor pada beban nominal 107,3 % In

Suhu isolasi

(o C) (K)

Teg.kel. LM 135 (V)

Arus motor (A)

Status motor Status alat sensor

26 299 3,07 0 Tidak operasi LED hijau ON

61 331 3,38 15,5 Beroperasi LED hijau ON

69 342 3,48 15,5 Beroperasi LED kuning ON










b. Data hasil pengukuran langsung pada motor pada beban maksimal, hingga

kenaikan suhu pada motor mencapai > 80C. ( Lihat Tabel 2 ) 1. Pengujian dimulai saat suhu kamar 30C. 2. Arus beban maksimal motor : 17 A ( rata-rata). 3. Pembebanan motor : 117,6% dari arus nominal

4. Durasi pengambilan data : tergantung pemberian beban


301

Tabel 2. Data hasil pengukuran suhu kumparan motor pada beban motor 117,6 % In

Suhu Isolasi

(C) (K) Teg.Kel. LM 335

(V) Arus Motor

(A) Status Motor Status Alat

Sensor

28 301 3,08 0 Tidak beroperasi LED hijau ON

38 311 3,17 15 Dioperasikan setelah pengasutan selesai

LED hijau ON

55 328 3,35 15 Setelah beroperasi 10 menit

LED hijau ON

64 337 3,44 15,8 Diberi beban LED kuning ON

76 349 3,57 16,5 Diberi beban LED kuning ON

82 355 3,62 17 Motor mati / relai sensor bekerja

LED merah ON

PEMBAHASAN

Telah dilakukan pengujian dan penelitian alat sensor suhu pada kumparan motor dengan menggunakan IC LM-135 sebagai detektor panas dan dapat diketahui bahwa alat tersebut telah bekerja sebagaimana mestinya, ditandai dengan indikator yang bekerja pada tiap daerah kerja suhu yang ditera.

Daerah kerja suhu alat sensor suhu tersebut adalah sebagai berikut : 1. Daerah I, suhu antara < 60 C ( indikator hijau ) 2. Daerah II, suhu antara 60 C 80 C ( indikatior kuning ) 3. Daerah III, suhu antara > 80 C ( indikator merah)

Pengaturan daerah kerja tersebut, dapat diatur dengan voltage reference pada alat sensor suhu.

Dari hasil dan data pengukuran arus beban motor listrik, diketahui bahwa besar arus nominal motor listrik yang dijadikan penelitian adalah sebesar 14,45 Amper. Ini diperoleh dari hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan 4.1. Tahapan ini dilakukan untuk mengetahui dampak yang ditimbulkan oleh pembebanan pada motor. Pengujian ini juga dilakukan untuk mengetahui batasan suhu minimal dan batasan suhu maksimal, agar dapat dilakukan pengaturan/pengesetan pada alat sensor suhu IC LM-135 tersebut sesuai dengan daerah kerja suhu sehingga tidak melebihi batas maksimum kemampuan dari LM-135.

Pada pengujian dan pengukuran besar arus pengasutan motor, diketahui bahwa besar arus yang ditimbulkan oleh alat asut adalah 40 Amper, dengan waktu pengasutan 5 detik. Menurut PUIL 1977 mengenai pembatasan arus asut, pada ayat 520 G4 dikatakan [1] : jika digunakan alat asut, arus asut yang ditimbulkan oleh alat asut tidak boleh melebihi 2,5 In untuk motor induksi. Dari hasil pengukuran, alat asut tersebut menimbulkan 2,76 kali dari arus nominal sehingga terjadi peningkatan


302

arus sebesar 0,26 kali arus nominal, ini berarti alat asut yang digunakan belum memenuhi persyaratan yang telah diatur oleh PUIL. Hal ini besar kemungkinan akan terjadi peningkatan panas yang ditimbulkan saat pengasutan berlangsung.

Pada pengujian dan pengukuran besar tahanan kumparan motor listrik, diketahui bahwa besarnya tahanan sebelum motor beroperasi adalah 0,8 Ohm dan besar tahanan setelah motor beroperasi satu jam adalah 0,9 Ohm. Dengan menggunakan persamaan 2.2, diketahui bahwa besarnya kenaikan suhu motor setelah beroperasi 1 jam adalah 33,378 C ( pada suhu kamar 31 C).

Pada pengujian dan pengukuran besar suhu yang diderita oleh motor setelah beroperasi dengan menggunakan alat pengukur temperatur (termokopel) dan termometer saku dengan motor diberi beban 107,3% dari arus nominalnya selama 1 jam penuh, durasi pengambilan data selama 5 menit. Hal ini dilakukan untuk mengetahui dampak yang ditimbulkan oleh pengasutan motor serta beban nominal

Dari data (grafik 1) diketahui bahwa saat motor telah dioperasikan selama 5 menit terjadi peningkatan suhu sebesar 11 C, tetapi setelah beberapa waktu kemudian kenaikan suhu tidak terlalu besar dan cendrung konstan. Jadi dapat diketahui bahwa saat pengasutan dan pembebanan dapat mempengaruhi peningkatan suhu pada motor.

Pada pengujian dan pengukuran alat sensor suhu IC LM 135 dengan meletakkannya pada kumparan diketahui bahwa alat tersebut telah bekerja sesuai dengan daerah kerja suhu yang telah diatur. Pengujian dilakukan dalam dua tahap, tahap pertama pengujian dilakukan saat motor diberi beban nominal yaitu 107,3% dari In, dengan suhu kamar 28 C dan arus beban nominal 15,5 Amper. Sebelum motor dioperasikan alat sensor telah mengeluarkan tegangan sebesar 3,07 Volt dan indikator hijau menyala, hal ini dikarenakan alat tersebut telah mendeteksi suhu kamar motor. Lalu setelah motor dioperasikan terjadi peningkatan suhu pada motor sehingga alat sensor suhu juga mengeluarkan tegangan sesuai dengan besarnya suhu motor, saat suhu motor meningkat hingga 61 C maka indikator LED kuning menyala dan indikator hijau padam.

Oleh karena beban motor hanya 107,3% dari In, maka suhu maksimal yang dideteksi sensor hanya sebesar 75 C. Tidak terjadinya peningkatan panas ini menyebabkan indikator merah dan relai tidak beroperasi dan hal ini sesuai dengan prinsip kerja alat sensor tersebut. Jadi dapat diketahui bahwa alat tersebut telah bekerja dengan baik sesuai dengan daerah kerja suhu. (lihat Tabel 1 )

Tahap kedua pengujian dilakukan saat motor diberi beban maksimal yaitu 117,6% dari In, dengan suhu kamar 30 C dan arus beban maksimal 17 Amper. Pada pegujian ini motor terlebih dahulu dioperasikan dan diberi beban nominal, lalu setelah beberapa saat motor diberi beban secara bertahap sehingga terjadi peningkatan arus pada kumparan motor dan terjadi peningkatan suhu pada kumparannya. Setelah suhu motor telah mencapai diatas 80 C, maka pemberian beban dihentikan (lihat Tabel 2). Oleh karena panel alat pengendali motor tersebut jauh dari motor maka penyambungan relai pada pengendali motor tidak dilakukan, jadi dengan mengetahui bahwa relai telah bekerja maka dapat diumpamakan bahwa motor telah mati.


303

KESIMPULAN dan SARAN

KESIMPULAN

a. Alat sensor suhu IC LM 135 ini telah bekerja dengan baik, walaupun hanya bersifat ON / OFF dan dengan rentang suhu yang terbatas tapi dapat dijadikan alternatif kelengkapan pengamanan motor listrik.

b. Kenaikan suhu pada motor bukan hanya disebabkan oleh karena besarnya arus listrik yang mengalir pada kumparan akibat pembebanan dan pengasutan tetapi juga dapat disebabkan oleh suhu keliling dan sirkulasi pendinginan yang tidak sempurna.

c. Cara kerja alat sensor ini berbeda dengan cara kerja bimetal (overload), jika bimetal hanya mendeteksi panas akibat arus yang melewatinya sedangkan alat sensor ini mendeteksi suhu pada isolator kumparan motor.

SARAN

a. Perlu adanya peralatan yang mendukung penelitian yang lebih baik agar didapatkan hasil yang maksimal.

b. Sebagai pengembangan penelitian alangkah baiknya jika tiap kumparan pada tiap fasanya diletakkan alat sensor LM-135 atau LM sejenis yang memiliki rentang suhu yang mendekati suhu maksimal dari kelas isolasi.

DAFTAR PUSTAKA

[ 1 ] FRANK D. PETRUZELLA, 2001, Elektronik Industri , penerbit ANDI, Yogyakarta [ 2 ] SOELAIMAN, MABUCHI. M, 1995, Mesin Tak Serempak Dalam Praktek ,penerbit Pradnya

Paramita, Jakarta

[ 3 ] MICHAEL NEIDLE, 1991, Teknologi Instalasi Listrik, edisi ketiga , penerbit Erlangga, Jakarta


304

lLAMPIRAN 1 :

Gambar 1. Alat sensor suhu LM 135 dan pendukungnya.

Gambar 3. Pengujian alat sensor suhu LM 135 pada motor listrik.

Documents

PENAMBAHAN PENGAMAN MOTOR LISTRIK DENGAN SENSOR SUHU IC LM 135