Electronic Over Current Relays

Overload elektronik EOCR mempunyai fasilitas proteksi yang lebih banyak dan lengkap dibanding thermal overload. Arus yang mengalir pada integated CT di monitor dan diambil dengan rangkaian elektronik yang ada didalamnya.

Data tersebut kemudian diolah oleh MCU yang ada didalamnya untuk acuan proteksi atau display yang dihasilkan.

Beberapa sistem proteksi yang ada pada EOCR adalah sbb :

• Overload protection, proteksi jika kelebihan beban ampere. EOCR akan trip jika arus motor (In) melebihi setting overload (Is) untuk waktu yang lebih lama dari  O-Time.

Variable Speed Drive (VSD) sistem INVERTER

Aplikasi variable speed banyak  diperlukan dalam industri. Jika sebelumnya banyak dipergunakan system mekanik, kemudian beralih ke motor slip/ pengereman maka saat ini banyak menggunakan semikonduktor. Tidak seperti softstarter yang mengolah level tegangan, inverter menggunakan frekuensi tegangan masuk untuk mengatur speed motor. Seperti diketahui, pada kondisi ideal (tanpa slip)

             
        RPM = 120 . f         
                      P
Dimana:
RPM        : Speed Motor (RPM)
F              : Frekuensi (Hz)
P              : Kutup motor (pole)

Softstarter (2)

Untuk mempermudah pengoperasian softstarter, lebih baik mengunakan external control dengan mempergunakan push button. Line control ini ada yang dry contact atau dengan tegangan. Selain itu diperlukan proteksi tambahan seperti Fuse atau Circuit breaker.

Softstarter (1)

Soft starter dipergunakan untuk mengatur/ memperhalus start dari elektrik motor. Prisip kerjanya adalah dengan mengatur tegangan yang masuk ke motor. Pertama-tama motor hanya diberikan tegangan yang rendah sehingga arus dan torsipun juga rendah. Pada level ini motor hanya sekedar bergerak perlahan dan tidak menimbulkan kejutan. Selanjutnya tegangan akan dinaikan secara bertahap sampai ke nominal tegangannya dan motor akan berputar dengan dengan kondisi RPM yang nominal.

Komponen utama softstarter adalah thyristor dan rangkaian yang mengatur trigger thyristor. Seperti diketahui, output thyristor dapat di atur via pin gate nya. Rangkaian tersebut akan mengontrol level tegangan yang akan dikeluarkan oleh thyristor. Thyristor yang terpasang bisa pada 2 phase atau 3 phase.

Selain untuk starting motor, Softstarter juga dilengkapi fitur soft stop. Jadi saat stop, tegangan juga dikurangi secara perlahan atau tidak dilepaskan begitu saja seperti pada starter yang menggunakan contactor.

Electro Motor Starter

Untuk menggerakan elektro motor, diperlukan peralatan pendukung yaitu, motor starter atau biasa disebut starter. Saat ini dikenal ada beberapa macam jenis starter. Diantaranya seperti berikut ini. 

Direct On Line (DOL) Starter 

Starter model ini sangat banyak dipakai saat ini, terutama untuk motor motor kecil. Komposisi komponennya terdiri dari satu contactor dan satu proteksi arus dengan TOR atau elektronik. Kelemahan starter model ini adalah kemungkinan timbulnya arus start yang sangat tinggi. biasanya bisa mencapai 6 sampai 7 kali. Pada saat starter ini di start, torsi saat start ini juga sangat tinggi dan biasanya lebih tinggi dari kebutuhan. Ini dapat terlihat adanya lonjakan/ gerakan yang keras saat motor di start. Tingginya torsi start ini juga akan memberikan tekanan lebih pada coupling dan beban.Komponen penyusun starter ini harus mempunyai ampacity yang cukup besar. Perlu diperhitungkan juga arus saat start motor, demikian juga ukuran range overloadnya. 

Star Delta Starter

Starter ini mengurangi lonjakan arus dan torsi pada saat start. Tersusun atas 3 buah contactor yaitu Main Contactor, Star Contactor dan Delta Contactor, Timer untuk pengalihan dari Star ke Delta serta sebuah overload relay. Pada saat start, starter terhubung secara Star. Gulungan stator hanya menerima tegangan sekitar 0,578 (seper akar tiga) dari tegangan line. Jadi arus dan torsi yang dihasilkan akan lebih kecil dari pada DOL Starter. Setelah mendekati speed normal starter akan berpindah menjadi terkoneksi secara Delta. Starter ini akan bekerja dengan baik jika saat start motor tidak terbebani dengan berat.  

Autotransformer Starter

Starter ini pada prinsipnya hampir sama dengan  Star Delta Stater yaitu dengan mengurangi arus dan torsi saat start. Pada Autotranformer terdapat beberapa tap yang dapat menurunkan tegangan line. Starter akan mengatur masuknya tegangan yang mengalir ke motor dimulai dengan tegangan yang paling rendah bertahap sampai ke tegangan normal. Jika Star Delta starter hanya dua step, dengan autotransformer bisa beberapa step. Ini berguna untuk mengurangi lonjakan arus dan torsi saat start. 

Soft Starter

Softstarter sangat berbeda dengan starter lain. Alat ini mempergunakan thyristor sebagai komponen utamanya. Tegangan yang masuk ke motor akan diatur dimulai dengan sangat rendah sehingga arus dan torsi saat start juga rendah. Pada saat start ini tegangan yang masuk hanya cukup untuk menggerakkan beban dan akan menghilangkan kejutan pada beban. Secara perlahan tegangan dan torsi akan dinaikan sehingga motor akan mengalami percepatan kehingga tercapai kecepatan normal. Salah satu keuntungan mempergunakan alat ini adalah kemungkinan dilakukannya pengaturan torsi pada saat yang diperlukan, tidak terpengaruh ada atau tidaknya beban. 

Frequency Drive

Frequency Drive sering disebut juga dengan VSD (Variable Speed Drive), VFD (Variable frequency Drive) atau Inverter. VSD terdiri dari 2 bagian utama yaitu penyearah tegangan AC (50 atau 60 HZ) ke DC dan bagian kedua adalah membalikan dari DC ke tegangan AC dengan frequency yang diinginkan. VSD memanfaatkan sifat motor sesuai dengan rumus sbb : 

RPM = (120.f)/p 

dimana

RPM   : Kecepatan putar/ speed motor (RPM)

F        : Frequency (Hz)

P        : pole  

Jadi dengan mengatur frequency tegangan yang masuk, maka kecepatan motor akan dapat diatur pula. Demikian pula pada saat start, dimulai dengan frequency rendah sampai rated frequency nya hasilnya kecepatan motor akan mengalami percepatan yang lebih halus. 

Reff :- Technical Bulletin Schneider Vol 4 2006- ABB Softstarter Handbook.

Phaseloss on Thermal Overload

Thermal Overload/ thermis mempunyai karakteristik pemutusan (trip) sesuai dengan grafik seperti pada gambar (Class 10). Sebenarnya terdapat berbagai macam grafik inverse karakteristik thermal overload yaitu untuk class 10, Class 15, Class 20, dan Class 30. Sumbu datar menunjukan perbandingan arus yang mengalir (In) terhadap setting arus overload(Is). Sumbu tegak menunjukan waktu (detik) yang diperlukan untuk trip.

Berikut ini kami berikan contoh aplikasi overload untuk stater motor dengan data seperti berikut :

Motor : 40 kW Voltage : 3 phase 380 VAC
FLA : 79 Amp Freq : 50 Hz

Pada saat terjadi phase loss ( salah satu fasa putus ) arus akan naik + 1,73 dari arus nominal. Sebagai contoh adalah seperti berikut: Jika setting overload pada 85 Amp, motor runing In dengan arus 60 Amp kemudian terjadi phaseloss maka :

Arus naik sehingga = 60 X 1,73 = 103 Amp

Multiple of current setting = 103 A / 85A = 1.22
Dari titik pertemuan di grafik (garis merah), maka overload akan trip dalam waktu maksimal 90 detik jika pada kondisi hot start, dan jika motor dalam kondisi cold start maka overload akan trip setelah 400 detik atau lebih dari 6 menit.

Contoh berikutnya :

Data motor :FLA = 79 Amp
Setting ovr (Is) = 85 Amp

Pada saat In motor 51 Amp kemudian terjadi phaseloss maka :

Arus akan naik sehingga = 51 X 1.73 = 87 Amp

Kecepatan trip overload dapat dihitung sbb :
= 87 Amp/85 Amp

= 1,02

Jika refer ke grafik (garis hijau) pada gambar maka overload tidak akan trip.

Thermal Overload/ thermis mempunyai karakteristik pemutusan (trip) sesuai dengan grafik seperti pada gambar (Class 10). Sebenarnya terdapat berbagai macam grafik inverse karakteristik thermal overload yaitu untuk class 10, Class 15, Class 20, dan Class 30. Sumbu datar menunjukan perbandingan arus yang mengalir (In) terhadap setting arus overload(Is). Sumbu tegak menunjukan waktu (detik) yang diperlukan untuk trip.

Berikut ini kami berikan contoh aplikasi overload untuk stater motor dengan data seperti berikut :

Motor : 40 kW Voltage : 3 phase 380 VAC
FLA : 79 Amp Freq : 50 Hz

Pada saat terjadi phase loss ( salah satu fasa putus ) arus akan naik + 1,73 dari arus nominal. Sebagai contoh adalah seperti berikut: Jika setting overload pada 85 Amp, motor runing In dengan arus 60 Amp kemudian terjadi phaseloss maka :

Arus naik sehingga = 60 X 1,73 = 103 Amp

Multiple of current setting = 103 A / 85A = 1.22
Dari titik pertemuan di grafik (garis merah), maka overload akan trip dalam waktu maksimal 90 detik jika pada kondisi hot start, dan jika motor dalam kondisi cold start maka overload akan trip setelah 400 detik atau lebih dari 6 menit.

Contoh berikutnya :

Data motor :FLA = 79 Amp
Setting ovr (Is) = 85 Amp

Pada saat In motor 51 Amp kemudian terjadi phaseloss maka :

Arus akan naik sehingga = 51 X 1.73 = 87 Amp

Kecepatan trip overload dapat dihitung sbb :
= 87 Amp/85 Amp

= 1,02

Jika refer ke grafik (garis hijau) pada gambar maka overload tidak akan trip.

 

Overload Motor Protection

Overload Motor Protection, yang dimaksud motor ini adalah electric motor yang oleh orang awam disebut dinamo. Dan disini dikhususkan yang terjadi pada motor AC 3 phase. Fungsi dari motor ini adalah sebagai penggerak atau untuk mengkonversi energi listrik menjadi mekanik/ gerak seperti lift, conveyor, blower, crusher dll. Dalam dunia industri saat ini peran yang dilakukan motor ini sangat vital. Untuk itu proteksi sangat diperlukan untuk menjaga kelancaran suatu proses.Sistem proteksi motor ini sudah lama dikenal dan berkembang seiring kemajuan teknologi. Mulai dari penggunaan eutic relay, thermal, sampai elektronik. Secara umum sistem kerja alat tersebut dapat dibagi menjadi dua yaitu dengan thermal dan elektronik.

THERMAL OVERLOAD

Sesuai dengan namanya proteksi motor ini menggunakan panas sebagai pembatas arus pada motor. Alat ini sangat banyak dipergunakan saat ini. Biasanya disebut TOR, Thermis atau overload relay. Cara kerja alat ini adalah dengan menkonversi arus yang mengalir menjadi panas untuk mempengaruhi bimetal. Nah , bimetal inilah yang menggerakkan tuas untuk menghentikan aliran listrik pada motor melalui suatu control motor starter (baca motor starter). Pembatasan dilakukan dengan mengatur besaran arus pada dial di alat tersebut. Jadi alat tersebut memiliki range adjustment misal TOR dengan range 1 ~ 3,2 Amp disetting 2,5 Amp. Artinya, kita membatasi arus dengan TOR pada level 2,5 Amp saja.

Bagaimana bila terjadi kelebihan arus/ overload pada motor starter? Seperti contoh di atas, TOR di setting 2,5 Amp dan semisal arus telah mencapai 3 ampere, apa yang kita harapkan ? Starter shut down/ Trip ! Benar, hanya kapan akan trip?? Secepatnya ?? Ini sangat tidak mungkin bila kita menggunakan Thermal Overload/ TOR. Nah…,terus seberapa cepat TOR itu akan trip ?? Dengan menggunakan bimetal sebagai pembatas tentu tidak dapat bereaksi secara cepat terhadap kenaikan arus. Perlu diketahui, TOR di pasaran memiliki beberapa type yang disebut Class. Jadi dengan memilih class yang berbeda maka kecepatan trip TOR akan berbeda pula. Saat ini terdapat TOR dengan Class 10, Class 15, Class 20 dll. Class ini menunjukkan kecepatan trip saat TOR dialiri arus sebesar 6X setting. Semisal, digunakan TOR class 20 dengan setting 10 Amp, saat arus mencapai 60 Amp alat ini akan trip setelah mencapai waktu 20 DETIK !! 6X setting dalam 20 DETIK !! Bagaimana jika kelebihan arus hanya pada 13 Amp saja? Kita bisa menunggu ber jam jam agar trip. Untuk lebih jelasnya mintalah kurva trip seperti pada gambar saat membeli TOR dan hitung kecepatan tripnya. Perlu diketahui kurva TOR adalah logaritmik bukan linier. So, kita tidak perlu lagi menyalahkan keakuratan TOR yang selama ini dipakai.

ELECTRONIC OVERLOAD

Overload electronic ini mempunya 2 karakteristik trip, INVERSE dan DEFINITE. Inverse, ia akan bekerja seperti thermal overload. Perbedaannya adalah kemampuannya untuk menggeser kurva trip. Jadi overload ini selain mempunyai setting arus juga kecepatan trip atau class adjustment. Selain itu dengan menggunakan rangkaian elektronik ia akan tidak mudah dipengaruhi suhu sekitar serta akurasi lebih terjaga. Definite, bekerja dengan pembatasan yang ketat. Dengan karakteristik ini, berapapun besar kelebihan beban ia akan trip setelah mencapai waktu yang ditentukan. Misal seting overload pada 10 amp dengan waktu trip 4 detik. Jika terjadi kelebihan beban lebih dari 10 amp selama lebih dari 4 detik dia akan trip. Kecepatan trip ini tidak tergantung besar arus overload (baik kecil atau besar sama saja).

Dengan menggunakan rangkaian elektronik biasanya alat ini dilengkapi dengan fasilitas proteksi lain seperti phaseloss protection, Lock Rotor Protection, Short Circuit Protection dll. Sebagai referensi bisa ditemukan di www.eocr.com .

Dengan gambaran tersebut di atas, maka kita bisa menentukan kebutuhan overload protection yang diperlukan. Dan perlu di ingat bahwa, terbakarnya motor tidak hanya karena terjadinya overload. Overload hanyalah salah satu dari beberapa fakor penyebab terbakarnya motor. Seberapa tinggi tingkat proteksi motor yang kita perlukan tergantung dengan prioritas kita. Tetapi, overload protection tetaplah mutlak diperlukan dalam sebuah suatu sistem motor starter