Masalah Pada Kontaktor 3 Phase dan Cara Mengatasinya [Praktis & Efektif]

Memasuki era otomasi industri dan Digital Factory yang semakin modern, kontaktor listrik menjadi komponen vital untuk menjamin keberlanjutan operasional di manufaktur. 

Kontaktor listrik bertanggung jawab untuk mengatur operasi penting di manufaktur dengan beban listrik arus tinggi. Komponen ini berperan penting dalam memastikan produktifitas di lantai pabrik berjalan dengan aman, efektif dan hemat energi.

Salah satu fungsi utama kontaktor listrik adalah untuk mengatur sistem kerja motor listrik 3 phase yang menggunakan daya besar. Motor listrik 3 phase ini menjadi kunci penting dalam menggerakkan berbagai mesin dan sistem otomasi industri. 

Motor besar ini membutuhkan sistem yang dapat mengontrol aliran listrik secara reliable untuk mencegah kerusakan karena kelebihan beban, tegangan tidak stabil dan korsleting yang dapat menyebabkan kerusakan serius.

Disinilah peran kontaktor listrik menjadi sangat penting agar motor 3 phase dapat menjalankan fungsinya dengan baik dan efektif.

Pada kesempatan ini, tim Bawalaksana.id ingin membahas tentang fungsi dan manfaat kontaktor listrik untuk mengendalikan motor listrik 3 phase agar dapat beroperasi dengan baik. 

Dalam artikel ini kami juga akan membahas tentang masalah-masalah yang sering muncul pada kontaktor listrik konvensional, serta apa solusinya.

Apa itu Kontaktor Listrik?

Menurut Wikipedia, kontaktor merupakah salah satu jenis relay yang secara spesifik digunakan untuk menghidupkan atau mematikan sirkuit listrik. Pada dasarnya, kontaktor dan relay memiliki fungsi yang sangat mirip, perbedaan utamanya ada pada beban yang ditanganinya. 

Kontaktor digunakan dalam aplikasi dengan kapasitas daya yang lebih tinggi dan pada umumnya digunakan untuk aplikasi 3 phase, seperti motor listrik dan pencahayaan. 

Apa Fungsi Kontaktor 3 Phase?

Fungsi dari kontaktor 3 phase adalah untuk mengelola beban listrik arus tinggi pada sistem otomasi industri dan sektor komersial. Alat ini berperan penting dalam mengatur sistem kerja dari motor 3 phase, sistem HVAC dan sistem pencahayaan. 

Kontaktor 3 phase adalah saklar yang memiliki tugas penting dan berat yang dikontrol secara elektronik dan dirancang secara khusus untuk mengontrol serta mengendalikan catu daya tiga fase secara bersamaan. 

Diantara fungsi vital kontaktor 3 phase secara terperinci adalah seperti berikut:

• Menyalakan dan menghentikan motor 3 phase dengan aman melalui sinyal kontrol seperti push-button, timer atau PLC.
• Melindungi motor dari kerusakan dengan integrasi bersama relay untuk mencegah overload.
• Memudahkan pengaturan arah putaran dan kecepatan motor dalam aplikasi yang membutuhkan kontrol lebih kompleks.
• Mengontrol beban listrik besar dalam sistem distribusi listrik industri, termasuk pengalihan beban dan manajemen energi.

Apa Fungsi Motor 3 Phase dalam Sistem Otomasi Industri?

Fungsi utama motor 3 phase dalam sistem otomasi industri adalah sebagai penggerak mesin-mesin industri dan peralatan berat yang membutuhkan daya dan torsi yang besar. Cara kerja dari motor ini adalah mengubah energi listrik menjadi energi mekanik melalui interaksi medan magnetik antara stator dan rotor berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. 

Berikut ini adalah beberapa poin terkait fungsi motor 3 phase di sektor industri:

• Menggerakkan mesin industri seperti pompa, kompresor, conveyor, penggilingan, pengadukan, kipas, sistem pemotongan dan mesin otomatis di berbagai sektor manufaktur.
• Dapat menyediakan torsi besar dan putaran yang stabil, sehingga cocok untuk aplikasi yang memerlukan daya mekanik tinggi dan konsistensi kecepatan.
• Dapat dioperasikan dengan sistem kontrol dan starter motor yang kompleks (kontaktor 3 phase) untuk mengatur arah putaran dan kecepatannya.

Fungsi Vital Kontaktor Listrik dalam Mengatur Kinerja Motor 3 Phase

Sebagaimana yang telah kami mention sebelumnya, bahwa motor 3 phase yang menjalankan sistem otomasi di manufaktur menggunakan daya listrik yang besar. Oleh karena itu, diperlukan teknologi yang tepat untuk mengendalikan operasionalnya sehingga motor listrik tidak mudah rusak dan mengalami kegagalan.

Teknologi tersebut adalah kontaktor listrik 3 phase arus tinggi yang mampu mengendalikan operasional motor 3 phase secara aman dan efektif. 

Berikut ini adalah fungsi vital kontaktor listrik dalam mengatur kinerja motor 3 phase:

• Kontaktor memiliki saklar elektromagnetik yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutus aliran listrik 3 phase secara otomatis ke motor 3 phase.
• Kontaktor mengendalikan aliran listrik ke motor 3 phase sehingga dapat dinyalakan, dihentikan, seta dikendalikan arah putarannya secara aman dan efisien. 
• Kontaktor juga berperan penting dalam memberikan suplai listrik yang stabil sehingga motor dapat berputar dan menghasilkan torsi yang stabil.
• Kontaktor hybrid secara spesifik memungkinkan pengoperasian motor dari jarak jauh dan secara otomatis melalui sinyal kontrol seperti push-button, timer atau PLC. Jenis kontaktor satu ini dapat meningkatkan efisiensi energi dan keamanan operasional dimana hal ini sangat penting dalam konsep Digital Factory.
• Dapat memiliki fungsi lain seperti memberikan sinyal status ke sistem kontrol untuk monitoring dan pengamanan motor.

Setelah memahami fungsi vital dari kontaktor untuk mengatur kinerja motor 3 phase, berikutnya mari kita bahas tentang masalah yang sering muncul pada teknologi ini.

Masalah yang Sering Terjadi pada Kontaktor Listrik 3 Phase Konvensional

Kontaktor listrik untuk motor 3 phase adalah komponen yang tidak bisa diabaikan untuk kelancaran sistem otomasi industri.

Seperti yang telah diketahui, bahwa kontaktor berfungsi untuk mengendalikan mesin 3 phase yang digunakan untuk menjalankan pompa, kompresor, conveyor, penggilingan, pengadukan, kipas, sistem pemotongan dan yang lainnya.

Karena itu, ketika kontaktor listrik 3 phase ini mengalami gangguan atau kerusakan, maka mesin juga akan mengalami penurunan kinerja atau bahkan berhenti. Hal ini dapat mengakibatkan downtime yang berimplikasi pada dihentikannya operasional produksi.

Tahukah Anda?

Bahwa kontaktor motor 3 phase juga dapat mengalami tantangan teknis. Masalah yang paling sering pada kontaktor listrik adalah keausan komponen akibat switching yang terlalu sering dan pengelolaan panas yang tidak optimal.

Masalah ini merupakan penyebab utama kontaktor mudah mengalami kerusakan, terutama jika produk yang digunakan berkualitas rendah. 

Pada bagian ini, kami akan menyebutkan beberapa masalah yang paling sering dialami oleh kontaktor listrik terutama yang berfungsi untuk mengendalikan motor 3 phase:

Keausan Mekanis pada Kontaktor

Keausan mekanis pada kontaktor adalah salah satu masalah paling umum yang terjadi akibat proses switching (on/off) yang berulang dalam pengoperasian motor 3 phase di lingkungan industri. 

Keausan mekanik pada kontaktor motor dapat disebabkan oleh banyak faktor, diantaranya:

• Frekuensi Switching Tinggi: Kontaktor sering dioperasikan secara on/off sehingga sering mengalami gesekan berulang pada bagian kontak utamanya. Frekuensi switching yang tinggi juga berpotensi menimbulkan panas yang berlebihan.
• Arus dan Tegangan Tinggi: Saat kontak utama membuka atau menutup, terjadi lonjakan arus dan tegangan yang dapat menyebabkan percikan listrik (arc), hal ini pun dapat mempercepat keausan permukaan kontak.
• Getaran dan Guncangan: Lingkungan industri yang penuh getaran juga berpotensi untuk mempercepat keausan mekanis pada bagian komponen bergerak dalam kontaktor.
• Kualitas Material: Kualitas kontak yang kurang baik atau tidak sesuai spesifikasi dapat menjadi masalah utama yang mempercepat proses aus.

Sebagai informasi, bahwa keausan mekanis pada kontaktor motor dapat mengakibatkan sejumlah masalah yang serius, seperti berikut ini:

• Penurunan Performa Mesin: Kontaktor yang aus menyebabkan resistensi meningkat, sehingga arus listrik tidak mengalir secara optimal ke motor listrik.
• Pemanasan Berlebih: Permukaan kontak yang tidak rata akibat keausan berpotensi menimbulkan panas berlebih, sehingga membuat kerusakan lebih parah.
• Kegagalan Fungsi: Jika keausan sudah semakin parah dan dibiarkan, maka kontaktor tidak mampu on/off secara sempurna, hal ini dapat menyebabkan motor tidak dapat beroperasi atau bahkan terjadi kegagalan sistem.
• Percikan Listrik yang Berlebihan: Keausan yang parah akan memperbesar kemungkinan terjadinya arc (percikan listrik) yang dapat merusak kontaktor lebih lanjut dan bahkan berpotensi membahayakan sistem secara keseluruhan.

Agar masalah pada kontaktor tidak semakin parah, disarankan untuk melakukan inspeksi secara berkala dan menggunakan kontaktor sesuai kapasitas industri. Perawatan yang baik juga dapat membuat kontaktor menjadi lebih awet dan resiko kegagalan parah dapat dihindarkan. 

Kesalahan Wiring dan Instalasi

Ada banyak sekali masalah yang dihadapi ketika melakukan wiring dan instalasi kontaktor motor, terutama jika dipasang di cabinet control dan melibatkan PLC. 

Semakin banyak teknologi yang dilibatkan, jika tidak didukung oleh cabinet control yang tepat, maka akan mengakibatkan proses wiring menjadi overwhelming.

Pada sistem yang melibatkan banyak motor, seringkali wiring dilakukan secara tidak terstruktur. Selain mengakibatkan kesalahan sambungan, hal ini juga berpotensi mempersulit tim engineer ketika perawatan dan troubleshooting.

Berikut ini adalah beberapa kesalahan wiring dan instalasi yang sering terjadi pada kontaktor listrik:

• Penggunaan Kabel yang Tidak Sesuai Spesifikasi: Menggunakan kabel yang tidak sesuai spesifikasi dapat menyebabkan kebakaran pada kontaktor dan peralatan yang ada di dekatnya. Kabel yang telalu kecil dengan beban yang besar menyebabkan kabel cepat panas dan terbakar. 
• Kesalahan Sambungan Phase: Menyambungkan fase secara tepat sangat krusial untuk menjaga agar motor dapat berputar secara stabil. Sambungan fase yang salah atau terputus salah satunya membuat motor berputar salah arah, tidak stabil atau tidak berputar sama sekali. Salah sambung fase juga bisa mengakibatkan motor rusak permanen. 
• Wiring yang Rumit dan Tidak Teratur: Sistem yang melibatkan banyak motor berpotensi besar dalam proses wiring, terutama jika kontaktor listrik yang digunakan tidak memiliki desain yang ringkas. Pemasangan kontaktor yang tidak teratur juga akan mempersulit perawatan dan troubleshooting, sehingga meningkatkan risiko human error. 

Perlu diakui, bahwa kesalahan wiring dan instalasi merupakan masalah klasik yang sering terjadi di industri. 

Namun demikian, jika kesalahan ini tidak mendapat perhatian dengan baik, maka dapat menimbulkan masalah yang serius bagi lingkungan industri, seperti kebakaran, bahaya keselamatan, kerusakan motor dan kegagalan fungsi.

Sebagai solusinya, Anda perlu menggunakan kontaktor motor 3 phase berkualitas tinggi yang menawarkan durabilitas yang baik, panas yang tidak berlebihan, serta kemudahan wiring dan instalasi. 

Adapun rekomendasi terbaik dari kami adalah Contactron Hybrid Technology dari Phoenix Contact.

Cara Mencegah dan Mengatasi Masalah Pada Kontaktor

Masalah yang paling umum dari kontaktor listrik konvensional adalah panas berlebihan akibat percikan listrik (arc) sehingga menyebabkan keausan dan kerusakan lebih cepat. 

Kekurangan ini dapat merembet pada beberapa hal yang lain seperti kinerja yang rendah, resiko kerusakan alat hingga downtime produksi.

Untuk menghindari hal tersebut terjadi, maka perlu dilakukan pencegahan yang tepat untuk mengatasi masalah pada kontaktor yang mudah rusak:

• Inspeksi Secara Rutin: Pemeriksaan secara rutin dapat membantu Anda untuk mengetahui tanda-tanda kerusakan awal, sehingga dapat memprediksi masa pemakaian kontaktor
• Melakukan Pengujian Setelah Instalasi: Pengujian kontaktor setelah instalasi menjadi sangat penting untuk memastikan tidak ada kesalahan wiring. Hal ini memastikan bila ada kesalahan dalam wiring maka dapat dideteksi sejak dini sebelum merembet jadi lebih besar.
• Memastikan Koneksi yang Rapat: Sambungan yang kurang kencang dapat menimbulkan percikan api (arc) saat arus mengalir. Jika arus yang melewati kontaktor cukup besar, percikan api berpotensi merusak kontaktor lebih cepat dan menyebabkan kegagalan fungsi.
• Menggunakan Kontaktor Sesuai Spesifikasi: Kontaktor yang tidak sesuai kapasitas dari total beban motor yang dikendalikan berpotensi overheat lebih cepat. Jika terlalu dipaksakan bisa menyebabkan alat rusak atau terbakar. 
• Fitur Keselamatan (Cat. 3/PL e): Menggunakan kontaktor listrik dengan fitur keselamatan Cat. 3 atau PL e sangat penting terutama dalam pengendalian motor listrik. Fitur keselamatan ini berguna untuk menjalankan emergency stop, proteksi motor dan operator produksi dari berbagai gangguan yang membahayakan.

Sebagai solusi terbaik untuk menghindari masalah kompleks akibat kinerja kontaktor listrik 3 phase konvensional yang kurang optimal, Anda perlu beralih kepada Contactron Hybrid Technology dari Phoenix Contact.

Contactron Hybrid dari Phoenix Contact yang menggabungkan teknologi mikroprosesor dan semikonduktor untuk mengatur operasi switching (on/off) yang tahan aus dan memiliki teknologi relay yang kuat.

Contactron Hybrid telah dilengkapi fitur keselamatan tingkat tinggi (functional safety) Cat. 3 menurut ISO 13849 dan Performance Level e (PL e), yang merupakan level tertinggi dalam klasifikasi PL, serta mendukung standar keselamatan seperti SIL 3 menurut IEC 61508.

Kelebihan ini memungkinkan perangkat digunakan dalam aplikasi yang menuntut proteksi keselamatan tinggi, termasuk emergency stop dan proteksi motor yang aman.

Tersedia pula tipe Network Capable yang dapat terintegrasi dengan sistem otomasi dan jaringan industri pintar (Smart Factory). Hal ini akan memudahkan dalam melakukan kontrol dan monitoring dari jarak jauh melalui Industrial Wireless Communication. 

Kelebihan Contactron Hybrid Technology Dibandingkan Kontaktor Konvensional

Contactron Hybrid Technology adalah kontaktor canggih dari Phoenix Contact yang menawarkan durabilitas yang tinggi, low-loss current, functional safety, desain yang compact dan integrasi yang mudah untuk sistem otomasi industri di Digital Factory.

Berikut ini adalah beberapa kelebihan Contactron Hybrid Technology dibandingkan dengan Kontaktor Konvensional:

1. Hybrid Technology

Contactron Hybrid Technology dilengkapi dengan mikroprosesor canggih yang tertanam di dalamnya untuk mengendalikan teknologi semikonduktor dan relay sehingga dapat memberikan proses switching yang halus dan tidak mudah rusak.

Sistem cerdas ini berkontribusi untuk mengurangi beban pada kontak relay, sehingga dapat menghasilkan low-loss current dan soft switching dengan panas dan percikan api yang minimal, serta dapat meningkatkan keandalan sistem.

Soft switching memungkinkan perpindahan arus yang lebih halus dan lembut, sehingga beban pada kontak relay berkurang secara signifikan.

Sementara pada kontaktor mekanis konvensional, fungsi switching dikendalikan oleh coil elektromagnetik yang bergerak. Mekanisme ini rentan sekali menimbulkan percikan listrik yang menghasilkan panas sehingga menyebabkan kontaktor mudah aus dan rusak.

2. Compact Design

Contactron Hybrid Technology memiliki ukuran yang kompak secara keseluruhan, dengan lebar 22,5 mm sehingga dapat menghemat ruang hingga 75% di cabinet control. Berbeda halnya dengan kontaktor mekanis konvensional yang memiliki ukuran yang lebih besar dan memakan banyak tempat.

Contactron Hybrid Technology juga memiliki rangkaian penguncian dan wiring beban yang terintegrasi. Hal ini sangat penting untuk memudahkan pemasangan dan mengurangi kompleksitas wiring. 

Berbeda halnya dengan kontaktor konvensional yang seringkali membutuhkan banyak perangkat tambahan seperti relay proteksi dan elemen switching ekstra untuk fungsi keselamatan.

3. Safety Function

Desain yang kompak bukan berarti minim fitur keselamatan. Bahkan sebaliknya, Contactron Hybrid memenuhi persyaratan functional safety hingga tingkat Category 3 (Cat. 3) menurut ISO 13849 dan Performance Level e (PL e), yang merupakan level tertinggi dalam klasifikasi PL, serta mendukung standar keselamatan seperti SIL 3 menurut IEC 61508. 

Hal ini memungkinkan perangkat digunakan dalam aplikasi yang menuntut proteksi keselamatan tinggi, termasuk emergency stop dan proteksi motor yang aman.

Sementara itu, kontaktor konvensional perlu memerlukan banyak perangkat tambahan (hingga 5 unit) untuk menandingi Contactron Hybrid Technology yang ringkas dan efisien.

4. Network Capabilities

Contactron Hybrid Technology memiliki kemampuan integrasi dengan sistem kontrol cerdas dan monitoring tingkat lanjut melalui protokol komunikasi seperti Modbus atau Profibus. 

Kelebihan ini memberikan visibilitas status perangkat secara realtime dan akurat untuk memastikan produktifitas lantai pabrik berada pada taraf paling optimal.

Network Capabilities pada Contactron Hybrid akan mengantarkan perusahaan Anda untuk memenuhi requirement untuk Smart Factory dan Industry 4.0.

5. High Durability

Contactron Hybrid Technology dapat menangani hingga 30 juta siklus switching. Artinya, usia pemakaian dari kontaktor cerdas ini bisa mencapai 10 kali lebih lama dibandingkan dengan kontaktor mekanis konvensional.

Keunggulan ini dapat dicapai dengan adanya hybrid technology yang tertanam di dalamnya, sehingga komponen mekanis yang mengatur switching tidak mudah aus atapun rusak. 

Dengan demikian, menggunakan Contactron Hybrid Technology dapat menghemat investasi alat, mengurangi frekuensi penggantian komponen dan downtime operasional. Hal ini berkontribusi pada uptime produksi dan plant availability berada pada taraf paling optimal.

Cara Kerja Contactron Hybrid Technology 

Contactron Hybrid Technology tidak menggunakan coil elektromagnetik untuk menjalankan operasi switching (on/off) pada arus bertegangan tinggi. Contactron Hybrid memanfaatkan teknologi semikonduktor dan relay yang kuat dengan operasi yang dikendalikan oleh teknologi mikroprosesor yang cerdas.

Teknologi hybrid dari kontaktor cerdas ini menghasilkan soft switching dan low-loss current sehingga menghasilkan panas dan percikan api yang minimal, serta kehilangan arus yang minimal pula. 

Metode seperti inilah yang membuat kontaktor dari Phoenix Contact ini tidak mudah rusak dan memiliki siklus switching 10 kali lipat lebih banyak dari kontaktor mekanis konvensional.

Berikut ini adalah diagram yang akan menjelaskan tentang bagaimana Contactron Hybrid Technology bekerja atau menjalankan operasi switching yang halus:

Berikut ini adalah cara kerja dari Contactron Hybrid Technology dari Phoenix Contact:

1. Langkah Pertama

Relay K1 dan K2 menutup kontaknya terlebih dahulu, namun pada saat ini semikonduktor V1 dan V2 belum aktif, sehingga arus listrik belum mengalir ke ketiga fase (l1, l2, l3). Pada langkah pertama ini, motor belum mulai berputar.

2. Langkah Kedua

Semikonduktor V1 dan V2 kemudian diaktifkan (switch on), sehingga arus masuk (inrush current) mulai mengalir ke ketiga fase (l1, l2, l3) dan motor mulai beroperasi. Pada saat ini, semikonduktor menghasilkan sedikit daya yang hilang dalam bentuk panas (power dissipation).

3. Langkah Ketiga

Untuk mengurangi panas yang dihasilkan oleh semikonduktor, relay bypass K3 kemudian menutup kontaknya dan “menghubungkan jembatan” melewati semikonduktor. Dengan demikian, arus utama dialirkan melalui relay yang memiliki kerugian daya lebih rendah (low-loss current), sehingga semikonduktor tetap dingin dan tidak cepat aus. Saat mematikan motor, proses ini berjalan secara terbalik.

Sebagai kesimpulannya, melalui mekanisme yang cerdas dan perpaduan antara semikonduktor dan relay yang kuat menghasilkan Contactron Hybrid Technology dari Phoenix Contact memiliki daya tahan yang baik, tidak mudah aus dan panas yang minimal. Kelebihan ini juga berkontribusi pada peningkatan umur pakai dan efisiensi sistem kontrol untuk motor 3 phase.

Implementasikan Contactron Hybrid Technology untuk Plant Availability yang Optimal

Kontaktor listrik untuk motor 3 phase merupakan perangkat penting untuk mengatur operasional sistem otomasi di industri. Khususnya untuk menjalankan conveyor, pompa, penggilingan atau motor tinggi lainnya.

Memasuki era digitalisasi manufaktur dan Industri 4.0 pada saat ini, Contactron Hybrid Technology menjadi perangkat penting untuk operasional yang cerdas dan efisiensi energi.

Contactron Hybrid menjadi teknologi penting untuk mengintegrasikan Operational Technology (OT) kepada Informational Technology (IT) melalui PLC dengan dukungan protokol industri yang lengkap.

Contactron Hybrid Technology tersedia dalam tiga kelompok tipe utama yang dapat menjawab berbagai tantangan di sektor industri Anda, meliputi:

1. Stand-Alone
2. Modular
3. Network Capable

Kami telah membahas secara detail fitur dan manfaat untuk setiap jenis Contactron Hybrid Technology dalam artikel kami, Jenis-Jenis Kontaktor Listrik untuk Motor 3 Phase dan Keunggulannya.

Dengan menggunakan kontaktor cerdas dari Phoenix Contact ini maka sistem otomasi di perusahaan Anda dapat beroperasi secara andal dan berkelanjutan.

PT. Bawalaksana Central Industrial sebagai Authorized System Integrator and Solution Partner untuk Phoenix Contact dapat memberikan dukungan paripurna untuk perusahaan Anda dalam mengimplementasikan Contactron Hybrid Technology.

Kami dapat menyuplai portfolio lengkap untuk Switching Devices dan Intuitive Speed Starters dari Phoenix Contact.

Melalui dukungan lengkap ini, kami dapat menjadi partner terbaik Anda untuk menghadapi berbagai tantangan dalam mengimplementasikan Digital Factory untuk meningkatkan business resilience, energy management, sustainability, optimizing costs and production.

Silahkan berbicara dengan tim Application Engineer kami untuk mendapatkan informasi selengkapnya.

Piko Prasetyo

Application Engineer

Artikel ini ditulis dengan kolaborasi bersama Piko Prasetyo, ahli di bidang Automation, Embedded Systems dan Artificial Intelligence, untuk memastikan keakuratan dan kualitas tulisan terbaik.