• Home
  • About Me
  • Katalog
  • Video
  • Daftar Isi

Rabu, 06 Juli 2016

Pengecekan Kerusakan Pada Motor Kompresor Kulkas

          Pada kesempatan yang bahagia ini perkenankan penulis mengucapkan selamat hari raya idul fitri 1437 H, minal aidin wal faizin, mohon maaf lahir dan batin kepada seluruh sobat blogger yang berkunjung pada blog ini atas kesalahan yang mungkin disengaja atau tidak disengaja dari tulisan-tulisan penulis dalam blog ini. Oke sobat untuk kali ini penulis akan membahas tentang pengecekan kerusakan yang sering terjadi pada motor kompresor kulkas.
          Kompressor adalah jantung dari suatu sistem refrigerasi yang berfungsi untuk memompa refrigerant yang merupakan pembawa panas/kalor dalam suatu siklus refrigerasi sehingga terjadi proses perpindahan panas yang masuk dan keluar sistem tersebut. Kompresor ini dapat dianggap sebagai pompa uap/gas yang berfungsi untuk mengurangi tekanan pada sisi tekanan rendah (suction side) dari sistem, dimana evaporator termasuk di dalamnya dan menaikan tekanan pada sisi tekanan tinggi (high side/discharge) dari sistem. Kerusakan pada kompresor terbagi menjadi dua, yaitu :
- Kerusakan elektrik, kerusakan yang terjadi pada bagian motor penggeraknya.
Kerusakan mekanik, kerusakan yang terjadi pada bagian mekanik kompresornya.

          Dalam pembahasan ini yang akan penulis jelaskan adalah pengecekan kerusakan yang terjadi pada bagian motor penggerak kompresor. Adapun langkah-langkah pengecekan komponen elektrik dapat dilakukan sebagai berikut :

1.  Menentukan Terminal Kumparan Motor Kompresor
          Kompresor yang biasa digunakan pada kulkas adalah jenis hermetic 1 fasa, dimana pada jenis ini pada kumparan motornya memiliki 3 terminal, yaitu :
a. Terminal R (running winding)
b. Terminal S (starting winding)
c. Terminal C (common winding)
          
          Apabila terminal kumparan motor kompresor tidak diberi tanda, maka untuk menentukan terminal motor kompresor dilakukan dengan menggunakan ohmmeter. Langkah pengecekannya adalah sebagai berikut :
a. Buka tutup (cover) terminal motor kompresor.
b. Lepaskan kabel yang terhubung ke relay dan overload.
c. Lepaskan relay dan overload yang terpasang pada terminal, seperti ditunjukkan pada gambar 1 berikut ini.

Gambar 1. Pengaman pada kompresor kulkas

Keterangan gambar : 1. Body kompresor
                                 2. Starting relay
                                 3. Overload thermal protector atau overload motor protector (OMP)
                                 4. Tutup (cover) pengaman

d. Dengan menggunakan ohmmeter, ukurlah tahanan ketiga terminal kumparan motor kompresor tersebut.
e. Dari ketiga terminal diatas cari nilai tahanan yang terbesar atau paling besar, maka terminal yang satunya (yang tidak diukur) dipastikan bahwa terminal itu adalah terminal C (common winding), seperti ditunjukkan pada gambar 2 berikut ini.

Gambar 2. Terminal yang tidak diukur adalah terminal C (common)

f. Kemudian hubungkan test leads dari ohmmeter pada terminal C tersebut dan test lead yang satunya lagi pada kedua terminal yang lainnya secara bergantian. Carilah nilai tahanan yang lebih kecil. Tahanan yang lebih kecil adalah terminal R (running) sedangkan tahanan yang lebih besar adalah terminal S (starting), seperti ditunjukkan pada gambar 3 dan 4 berikut ini.

Gambar 3. Terminal yang tahanannya lebih kecil adalah terminal R (running)

Gambar 4. Terminal yang tahanannya lebih besar adalah terminal S (starting)

2.  Jenis-Jenis Starting Relay
          Pada saat motor kompresor mulai bekerja, arus listrik mengalir ke kumparan utama (run winding). Torsi yang ditimbulkan oleh induksi kumparan utama ini tidak cukup untuk menggerakkan kompresor. Untuk memperbesar torsi saat kompresor mulai bekerja (starting torque) maka motor membutuhkan bantuan tenaga yang didapatkan dengan cara mengalirkan arus listrik ke kumparan bantu (auxiliary winding) pada motor. Setelah putaran motor mencapai ±75% dari putaran maksimumnya, motor tidak lagi memerlukan tambahan torsi, sehingga torsi tambahan bisa dilepas atau diputus. Untuk memutus aliran arus listrik ke kumparan bantu (auxiliary winding) digunakan sebuah komponen pemutus arus yang dinamakan starting relay. Terdapat beberapa jenis starting relay, diantaranya :

a.  Relay Arus (Current Relay)
          Relay ini bekerja berdasarkan induksi medan magnet dari arus yang mengalir ke kumparan utama. Pada saat kompresor mulai bekerja, arus yang mengalir ke kumparan utama lebih besar daripada arus nominalnya tetapi arus yang besar ini belum cukup untuk memutarkan poros kompresornya. Arus ini membuat induksi medan magnet pada relay menjadi besar sehingga kontak relay menjadi terhubung (tuas penggerak kontak relay terangkat). Dengan terhubungnya kontak pada relay, arus listrik kemudian mengalir ke kumparan bantu. Arus yang mengalir ke kumparan bantu ini membuat tambahan torsi pada motor, sehingga kemudian poros kompresor bisa berputar. Seiring dengan kenaikan putaran poros kompresor, arus yang mengalir ke kumparan utama semakin menurun menuju ke nilai nominalnya. Ketika putaran motor mencapai 75% putaran maksimumnya, induksi medan magnet pada koil relay tidak lagi mampu untuk mengangkat kontak relay sehingga arus ke kumparan bantu kemudian terputus. Walaupun torsi tambahan yang ditimbulkan oleh kumparan bantu sudah hilang, motor tetap bisa berputar karena bebannya sudah ringan. Relay jenis ini tidak boleh terbalik dalam pemasangannya.

Gambar 5. Bentuk relay arus (current relay)

b.  Relay PTC (Solid State Relay)
          Relay ini bekerja berdasarkan panas yang ditimbulkan dari arus yang mengalir ke kumparan bantu. Pada saat kompresor mulai bekerja, selain ke kumparan utama, arus mengalir juga ke kumparan bantu melalui satu piringan (disc) yang peka terhadap perubahan temperatur. Perubahan temperatur pada disc ini menyebabkan perubahan nilai tahanannya. Semakin tinggi temperatur disc, semakin tinggi pula nilai tahanannya. Pada saat kumparan motor belum mendapat arus, disc dalam kondisi dingin (nilai tahanannya berkisar antara 15-35 Ω pada temperatur 28-32°C. Ketika kumparan mulai mendapat tegangan listrik, arus akan mengalir langsung ke kumparan utama dan arus yang mengalir ke kumparan bantu akan melalui disc. Karena dilewati arus, temperatur disc kemudian naik sehingga disc akan menghambat arus yang mengalir ke kumparan bantu. Setelah putaran motor mencapai 75% putaran maksimumnya, arus yang mengalir ke kumparan bantu akan menjadi sangat kecil.

Gambar 6. Bentuk relay PTC (solid state relay)

c.  Relay Tegangan (Potential Relay)
        Relay ini bekerja berdasarkan tegangan pada kumparan bantu (auxiliary winding). Pada saat kompresor mulai bekerja, selain ke kumparan utama (main winding), arus mengalir juga ke kumparan bantu (auxiliary winding) melalui kontak NC Potential Relay.

Gambar 7. Skema relay tegangan (potential relay)

Keterangan gambar : C : dihubungkan dengan terminal C kompresor
                S : dihubungkan dengan terminal S kompresor
                Sw : dihubungkan dengan starting winding motor

Gambar 8. Jenis starting relay yang biasa digunakan pada kompresor kulkas

Keterangan gambar :
A : Potential relay, bekerja berdasarkan ggl induksi yang terjadi pada kumparan stator, khususnya kumparan bantu (auxiliary winding). Kontaknya Normally Closed (NC).
B : Current relay, bekerja berdasarkan induksi medan magnet yang timbul pada saat motor di-start (memanfaatkan lonjakan arus start untuk mengangkat/menghubungkan kontak start pada relay). Kontaknya Normally Open (NO).
C : PTC (Solid State Relay), terdapat sebuah piringan (disc) yang peka terhadap perubahan temperatur. Pada saat awal temperatur disc dingin dan hambatannya kecil sehingga arus bisa mengalir ke kumparan bantu (auxiliary winding), tetapi setelah dilewati arus temperatur disc menjadi naik dan tahanannya pun naik sehingga arus menjadi sangat kecil, bahkan bisa dikatakan tidak bisa melewati disc lagi.

Jumat, 24 Juni 2016

Menentukan Nilai Kapasitor Motor Kapasitor Permanen (Permanent Split Capacitor)

          Motor induksi 1 fasa jenis motor kapasitor permanen atau permanent split capacitor (PSC) sering digunakan untuk motor penggerak kompresor rotary pada unit AC Split, AC Window, Kulkas yang menggunakan kompresor rotary, Motor kipas angin, Motor pompa air, dan lain lain. Secara umum untuk sebuah motor PSC memerlukan daya reaktif sekitar 1000 Var/HP atau 1 Kvar/HP, dimana daya reaktif sebuah kapasitor dinyatakan dalam satuan Var atau Kvar. Fungsi kapasitor selain memperbaiki faktor daya juga menambah torsi pada saat motor mulai bekerja (start awal).

Gambar 1. Jenis-jenis kapasitor utnuk motor PSC 

          Seperti yang telah dibahas pada artikel sebelumnya bahwa untuk menghitung nilai kapasitansi kapasitor motor induksi 1 fasa jenis motor PSC harus diketahui data besarnya faktor kerja (Cos phi) dari motor PSC tersebut. Namun jika data faktor kerja (Cos phi) dari motor PSC tidak diketahui dan pada nameplate-nya hanya diketahui besarnya daya (P), tegangan sumber (Vs) dan arus total yang mengalir (It), maka besarnya nilai kapasitansi kapasitor dapat dihitung dengan rumus yang dijelaskan pada uraian di bawah ini.

Persamaan I :
Daya reaktif kapasitor (Qc) bisa dihitung dengan rumus :
Qc = 1,35 P
Dimana : Qc = Daya reaktif kapasitor (Var atau Kvar)
                 P = Daya Motor (W atau Kw)

Untuk lebih detailnya daya reaktif kapasitor tersebut bisa dihitung dengan menggunakan rumus :
Qc = (Vc)² x 2 x π x f x C x 10-6
Dimana: Vc = tegangan di terminal kapasitor (Volt)
               π = 3,14
               f = frekuensi jala-jala (Hertz)
               C = kapasitansi kapasitor (μF)

Persamaan II :
Jadi kapasitansi kapasitor bisa dihitung dengan menggunakan rumus :
C = Qc / (Vc)² x 2 x π x f x 10-6  (μF)

Persamaan III :
Besarnya tegangan di terminal kapasitor bisa dihitung dari arus yang mengalir melalui lilitan bantu (auxiliary winding atau starting winding) dengan rumus :
Vc = (Ia x 106) / (2 x π x f x C)
Dimana: Ia = Arus yang melalui lilitan bantu (Ampere)
              Ia = 0,75 It (It adalah arus total).

Substitusi Persamaan II dan Persamaan III :
C = Qc / (Vc)² x 2 x π x f x 10-6
C = Qc / {(Ia x 106) / (2 x π x f x C)}² x 2 x π x f x 10-6
C = {Qc x (2 x π x f x C)²} / (Ia x 106)² x 2 x π x f x 10-6
C = (Qc x 2 x π x f x C²) / (Ia² x 1012 x 10-6)
C = (Qc x 2 x π x f x C²) / (Ia² x 106)
1 = (Qc x 2 x π x f x C) / (Ia² x 106)
Qc x 2 x π x f x C = Ia² x 106
C = (Ia² x 106) / (Qc x 2 x π x f)

Jadi untuk menentukan besarnya kapasitansi kapasitor bisa menggunakan persamaan :
C = (Ia² x 106) / (Qc x 2 x π x f)

Contoh :
Sebuah motor induksi 1 fasa jenis motor kapsitor permanen dengan daya  (P) 125 Watt, tegangan sumber (Vs) 220 Volt dengan frekuensi 50 Hz, dan arus total (It) 0,71 Ampere. Maka ukuran atau nilai kapasitas kapasitor yang harus dipasang serie dengan kumparan bantu (starting winding) adalah sebesar :

Ia = 0,75 It
     = 0,75 x 0,71
     = 0,5325 Ampere

Qc = 1,35 P
      = 1,35 x 125
      = 168,75 Var

C = (Ia² x 106) / (Qc x 2 x π x f)
    = (0,5325² x 106) / (168,75 x 2 x 3,14 x 50)
    = 283.556,25 / 52.987,5
    = 5,35  μF --> dibulatkan menjadi 6 μF