Apa itu Saklar Sentrifugal
Saklar sentrifugal termasuk dalam kategori saklar elektrik karena dapat diaktifkan menggunakan parameter listrik. Saklar ini dikontrol oleh gaya sentrifugal eksternal seperti poros berputar (rotating shaft). Kita dapat menemukan poros seperti ini pada motor listrik atau mesin uap.
Kecepatan rotasi pada poros motor akan mengaktifkan atau menonaktifkan saklar sentrifugal. Saklar ini dibuat untuk hanya tujuan tersebut.
Saklar sentrifugal terdiri dari:
- Mekanisme sentrifugal terpasang pada poros motor.
- Saklar stasis tetap.
Bagaimana Cara Kerja Saklar Sentrifugal
Seperti yang dinyatakan di atas, saklar sentrifugal akan dikontrol oleh gaya sentrifugal yang terhubung padanya. Untuk penjelasan singkat, saklar sentrifugal akan memotong daya dari sumber ketika motor atau mesin mencapai kecepatan rotasi tertentu.
Motor induksi satu fasa terdiri dari saklar sentrifugal di dalam kerangkanya, terpasang pada porosnya.
Ketika poros tidak bergerak (atau tidak cukup kecepatan rotasi), saklar dalam keadaan tertutup (closed state).
Ketika sumber daya terhubung ke motor (atau belitan starting diberi suplai), saklar sentrifugal akan mulai menyalurkan daya ke belitan starting atau kapasitor dalam motor induksi satu fasa.
Langkah ini akan meningkatkan torsi motor sebagai fase awal.
Setelah motor memiliki cukup torsi, motor akan mencapai kecepatan rotasi tertentu setelah beberapa waktu.Pada saat itu, saklar sentrifugal akan memotong sumber daya dari belitan starting (motor sudah tidak membutuhkan bantuan).
Kenapa kita membutuhkan ini ketika berhadapan dengan motor satu fasa?
Ketika kita mengoperasikan motor tiga fasa, kita tidak perlu hal ini ini membantu karena tiga pasang belitan akan menghasilkan tiga fasa gerakan untuk memutar rotor.Ketika berhadapan dengan motor induksi satu fasa, tidak ada torsi cukup untuk memulai fasa.
Fungsi Saklar Sentrifugal
Mari kita lihat bagaimana saklar sentrifugal beroperasi pada motor induksi. Mekanisme sentrifugal terpasang pada poros motor terdiri dari plat pegas terkalibrasi yang terpasang pada dasar yang ditopang oleh plat besi. Kontak saklar ini tertutup untuk menyediakan daya yang dibutuhkan ke belitan tambahan untuk menghasilkan torsi awal.
Ketika rotor berputar, beban terkalibrasi akan memperoleh gaya sentrifugal. Pada kecepatan tertentu ketika gaya ini melebihi gaya pegas piringan, kontak saklar akan terbuka karena gaya sentrifugal. Disinilah beban akan berpindah dari poros rotor, lalu akan memutus belitan tambahan dari rangkaian.
Pada poin operasi penting, tiga faktor dapat dilihat:
- Gaya pegas mengurangi nilai linear.
- Gaya sentrifugal meningkatkan nilai proporsional terhadap kecepatan rotor.
- Radius beban meningkat.
Contoh paling umum dari aplikasi saklar sentrifugal adalah motor induksi satu fasa atau fasa terpisah. Prosedur operasinya adalah sebagai berikut:
- Saklar sentrifugal terhubung antara sumber daya dan belitan starting.
- Saklar sentrifugal memiliki beban yang terhubung ke poros motor dan ditahan di dekatnya oleh gaya pegas.
- Ketika mode stasis, tuas yang terpasang pada beban akan menekan plat dengan gesekan rendah dan karakteristik non-konduktif terhadap sepasang kontak listrik yang terpasang di rangka motor.
- Tuas akan menutup kontak dan menghubungkan sumber daya ke belitan starting.
- Setelah motor mencapai kecepatan operasi normal, gaya sentrifugal oleh poros akan melebihi gaya pegas dan beban akan berputar keluar.
- Plat tidak akan menekan kontak listrik lagi.
- Dengan ini, saklar sentrifugal telah berhasil memutus sumber daya dari belitan starting ketika motor mencapai kecepatan operasi normal.
- Dari point ini hingga selanjutnya, motor hanya akan bergantung pada belitan stator untuk tetap beroperasi.
Tiap motor yang menggunakan saklar sentrifugal ini akan menghasilkan suara klik yang jelas ketika saklar sentrifugal terbuka atau tertutup.Saklar sentrifugal dapat ditemukan pada:
- Pengering
- Kipas listrik
- Rangkaian pemicu pada penerbangan,
- Dan lain-lain.
Simbol Listrik Saklar Sentrifugal
Setiap komponen listrik memiliki simbol listrik untuk desain, gambar, dan ilustrasi sebuah rangkaian listrik.Karena saklar sentrifugal tetap merupakan saklar listrik, maka tetap memiliki simbol listrik.
Simbolnya memiliki simbol saklar dengan tambahan simbol rotasi.
Saklar ini dapat menjadi NO (Normally Open) atau NC (Normally Close) sama seperti saklar pada umumnya. Di bawahnya adalah simbol rotasi yang mewakili gaya sentrifugal.
Pengujian Saklar Sentrifugal
Sebelum memasang saklar sentrifugal, akan bijak jika kita mengujinya terlebih dahulu. Pengujian saklar sentrifugal akan menghemat banyak usaha kita selanjutnya. Umumnya, apa yang harus kita uji adalah:
- Siklus kerjanya harus seragam antara kondisi open dan close. Ketidakmampuan untuk menghubungkan atau memutus rangkaian dengan baik dapat dianggap sebagai kegagalan.
- Saklar harus memiliki komponen dan elemen yang minim untuk kesederhanaan dan mengurangi biaya.
- Saklar sentrifugal harus mudah untuk diakses. Dengan ini akan membantu kita dalam mengganti, memperbaiki, atau membersihkan saklar.
Kegagalan Saklar Sentrifugal
Sekarang kita akan membicarakan tentang kasus dimana saklar sentrifugal tidak berfungsi dengan baik seperti seharusnya. Amati kasus di bawah:
Saklar sentrifugal tidak dapat terbuka
Ketika saklar sentrifugal tidak dapat terbuka seperti seharusnya, maka akan ada panas berlebih pada belitan starting. Sebuah saklar sentrifugal harus memutus sumber daya dari belitan starting, jika gagal melakukan ini maka belitan starting akan disuplai tanpa henti.
Saklar sentrifugal tidak dapat tertutup
Berkebalikan dengan penjelasan di atas, ketika saklar sentrifugal gagal menyambungkan sumber daya ke belitan starting, motor tidak akan berjalan. Sumber daya akan terus menyuplai belitan utama tetapi motor tidak dapat berputar karena belitan starting tidak disuplai.
Aplikasi Saklar Sentrifugal pada Motor Induksi
Motor induksi satu fasa adalah fokus utama kita untuk menganalisa bagaimana saklar sentrifugal bekerja. Sebelum fokus pada saklar, kita akan memahami bagaimana motor induksi bekerja.
Motor induksi adalah motor AC dimana kita memiliki:
- Belitan stator,
- Belitan tambahan (auxiliary), dab
- Rotor sangkar.
Kita akan menyuplai motor ini dengan tegangan AC satu fasa ke belitan stator.Menyuplai belitan stator sendiri tidak akan membuat motor bergerak karena tidak cukup medan magnet berputar ke rotor. Motor AC dikenal dengan kebutuhannya akan arus yang lebih tinggi sebagai torsi awalan.
Inilah dimana belitan tambahan akan memiliki peran penting.Belitan tambahan akan menyediakan medan magnet berputar yang memiliki pergeseran fasa pada belitan stator. Dengan dua medan magnet bergeser fasa ini, torsi awal akan tercipta dan rotor mulai bergerak.
Momen ketika motor mencapai 70-80 persen dari kecepatan penuh, daya yang menyuplai belitan tambahan harus diputus.
Inilah dimana kita membutuhkan saklar sentrifugal untuk memutus daya dari belitan tambahan. Amati rangkaian di bawah:
Melihat rangkaian di atas akan membuat kalian mengerti secara langsung apa yang sudah kita bahas hingga saat ini.
Kapasitor digunakan untuk menggeser fasa dari sumber daya ke belitan tambahan (auxiliary winding).Saklar sentrifugal mengontrol ketika kita mengaktifkan belitan starting atau menonaktifkannya.
Saat Saklar Sentrifugal Tidak Dibutuhkan
Ada jenis lain untuk motor induksi fasa terpisah, ia adalah Capacitor-Start Capacitor-Run Split Phase Motor (Motor Terpisah Fasa Kapasitor-Start Kapasitor-Run) atau Two Value Capacitor Motor (Motor Kapasitor Dua Nilai). Jenis ini umumnya tidak memiliki saklar sentrifugal untuk memutus sumber daya dari belitan starting.
Tetap saja, motor ini memiliki dua jenis belitan: belitan stator dan belitan tambahan untuk membuatnya dapat bekerja dengan baik. Motor ini juga memiliki dua kapasitor dan digunakan sebagai kapasitor Run dan kapasitor Start.
Sesuai dengan namanya, kapasitor start hanya akan beroperasi ketika fasa start pada motor. Setelah motor mencapai kecepatan tertentu, kapasitor run akan mengambil alih.
Kita juga memiliki apa yang kita kenal dengan Motor Kapasitor Split Permanen atau yang juga dikenal dengan Motor Kapasitor Satu Nilai (Single Value Capacitor Motor). Jenis ini memiliki kapasitor permanen di dalamnya dan tidak membutuhkan saklar sentrifugal.
Motor ini terdiri dari:
- Rotor sangkar,
- Belitan stator,
- Belitan tambahan, dan
- Satu kapasitor untuk memulai motor.
Kapasitor terhubung seri dengan belitan tambahan secara permanen dalam rangkaian.
Aplikasi Saklar Sentrifugal
Meskipun saklar sentrifugal tidak populer, saklar ini memiliki banyak aplikasi, utamanya untuk proteksi dan keamanan hingga batas tertentu.
Di bawah adalah beberapa aplikasinya:
- Proteksi untuk kecepatan berlebih pada mesin seperti motor, generator, dan lain-lain.
- Dapat ditemukan pada motor listrik DC, lift, konveyor, eskalator, dan lain-lain.
- Aplikasi rumahan (pengering, kipas, blower, dan lain-lain).
- Mesin produksi untuk mendeteksi rugi-rugi kecepatan (dapat menyebabkan rugi-rugi material)