Sistem pengaman slip

PEMELIHARAAN SISTEM PENGAWATAN PERANGKAT INDUSTRI
01. Pengelompokan Pengawatan 02. Kelistrikan Lokomotip 03. Modul Elektronik 04. Prinsip kerja Lokomotip Diesel Elektrik 05. Pengaturan tegangan 06. Sinyal Umpan Balik	07. Piranti Pengaturan Beban 08. Silicon Controler Rectifier 09. Sistem Pengaman Slip 10. Pemeliharaan Traksi Motor 11. Kesalahan Utama Gangguan Traksi Motor

Sistem pengaman slip adalah untuk menjaga agar roda-roda pada lokomotip mempunyai putaran yang sama. Tujuan utamanya adalah menghindari kerusakan pada Traksi Motor akibat dari kejadian selip pada roda-roda lokomotip. Yang dimaksud slip di sini adalah ada 2 (dua) macam, yaitu: putaran lebih secara serempak bersama-sama pada semua roda. Istilah populer 'door-slag' mungkin lebih tepat untuk kejadian tersebut, dan jenis selip lainnya adalah putaran rodak tidak sama antar sepasang roda dengan roda-roda lainnya.

Sistem pengaman slip diutamakan untuk mendeteksi adanya putaran yang tidak sama pada roda-roda lokomotip dengan sebuah transduktor WST, yang dipasang pada dua buah aliran arus pada dua traksir motor. Dalam keadaan aliran arus ke Traksi Motor sama, transduktor dalam keadaan seimbang dan keadaan ini WST tidak membangkitkan sinyal deteksi. Bila terjadi arus listrik yang mengalir ke Traksi Motor tidak sama besar, maka WST tidak seimbang akibatnya akan timbul sinyal yang diberikan ke Modul WS.

Modul wheel slip (modul ws)

Module WS digunakan untuk mengontrol selip-nya roda lokomotif ketika pendeteksi, yaitu: transduktor roda selip atau rangkaian jembatan memberikan sinyal adanya selip. Tiga tingkatan selip yang dikontrol oleh transduktor dapat dideteksi, selanjutnya hanya satu tingkat macam selip yang dapat dideteksi oleh rangkaian jembatan. Modul WS dilengkapi dengan saklar test untuk dipergunakan menguji bekerjanya sistem pengaman selip.

Kepekaan transduktor roda selip dan kecepatan tanggap Modul WS mengurangi selip secara serempak dengan mengendalikan selip sebelum kehilangan adhesi terjadi. Oleh karena itu Modul WS mempertahankan tenaga lokomotif pada harga optimal dibawah nilai-nilai tarikan berat dan adhesi terendah pada saat kejadian selip berulang-ulang. Oleh sebab itu, dengan pengendalian tersebut maka tarikan terhadap beban rangkaian kereta api berlangsung dengan halus, penurunan gagang throtle tidak perlu dilakukan oleh masinis.

Pengontrolan slip tingkat pertama

Selip tingkat pertama apabila terjadi slip ringan. Pengontrolan-nya dengan cara menurunkan secara tajam pada sinyal yang harus diberikan ke-basis Transistor di Modul FP. Penurunan tajam ini dibuat tanpa pengosongan (discharge) pada kapasitor di Modul RCe, atau-pun merubah posisi arm pada load regulator. Penurunan sinyal ini mengakibatkan pengurangan eksitasi secara bertahap pada lapang magnetik Main Generator, dan akhirnya penurunan pada tenaga keluar pada Main Generator.

Pada saat terjadi slip, tegangan yang dialirkan ke transformator TI meningkat setara dengan kecepatan slip-nya roda. Sinyal ini selanjutnya diratakan untuk dipergunakan sebagai sinyal pengontrol roda selip pada rangkaian Modul WS yang terdiri dari beberapa buah Transistor, Zener, Resistor, kapasitor dan alat-alat elektronik lainnya.

Pengontrolan slip tingkat kedua

Pengontrolan slip tingkat kedua ini terjadi apabila sinyal dari transduktor roda slip melebihi harga batas yang telah ditentukan. Pada saat terjadi pengontrolan slip tingkat kedua, pemasir bekerja untuk memberikan pasir pada roda-roda yang dilakukan oleh Modul SA (sanding Module), dan juga kapasitor pada Modul RCe mengosongkan arus simpannya dengan cepat.

Besar sinyal ini mengakibatkan arus yang mengalir ke Transistor pada Modul WS juga besar. Hal ini menyebabkan arus mengalir ke salah satu Resistor meningkat, dan ini akan menembus sebuah Zener Diode bila tegangan yang mengalir ke Resistor tersebut lebih dari 10 Volt. Dengan tembusnya Zener Diode, maka akan mengerjakan sebuah relay, dan selanjutnya akan mengerjaklan Sistim pemasir pada Modul SA. Bila roda slip telah dapat dihentikan slipnya, maka akan kembali normal dan tenaga lokomotip akan kembali secara perlahan (smooth) dan pemasiran berhenti.

Pengontrolan slip tingkat ketiga

Keluaran dari detektor-detektor roda slip dipakai sebagai besaran-besaran pada rangkaian detektor yang terdiri dari beberapa Diode, kapasitor, dan sebuah relay detektor. Relay detektor menanggapi pemagnetan dari sinyal roda slip yang kuat, sesuai dengan besarnya kenaikan sinyal roda slip. Relay akan bekerja bila sinyal meningkat diatas harga yang telah ditentukan.

Relay WL akan memberi satu umpan yang mengakibatkan lampu WS menyala. Relay L akan bekerja bila sinyal roda slip meningkat diatas harga yang telah ditentukan. Kerjanya relay RAA dan RAB, memberikan pengontrolan pada saat terjadi pengontrolan pada tingkat kedua. Relay L akan tetap bekerja sampai keadaan slip telah berhenti, atau setelah penurunan tenaga telah dapat menurunkan sinyal roda slip yang dapat menghentikan bekerjanya relay L.
Dengan lepasnya relay L, maka: relay WL, RAA, RAB akan kembali normal dan akibatnya tenaga lokomotif juga normal.

Cara kerja modul ws pada pengereman dinamik

Transduktor roda selip tidak digunakan untuk mendeteksi roda selip, walaupun kenyataannya rangkaian jembatan roda selip terpasang melalui sepasang angker Traksi Motor yang sering terpasang. Roda yang mengalami selip (tergelincir), dibuat sedemikian rupa, sehingga menghasilkan selisih tegangan melalui salah satu rangkaian jembatan.

Untuk mendeteksi keadaan seperti ini dilakukan oleh rangkaian jembatan yang bekerja karena bekerjanya relay-relay WS, salah satu diantaranya adalah 3 relay WS. Dengan bekerjanya relay WS, maka akan terjadi pengurangan tenaga lokomotip secara bertahap dengan memfungsikan tahanan K diantara Modul RCe dengan load regulator. Di samping itu juga memberikan aliran ke WL relay, RAA relay, dan RAB relay. Fungsi masing-masing relay yaitu: WL relay untuk memberikan aliran pada lampu WS, RAA relay mengatur pengosongan cepat kapasitor pada kapasitor pengendali, dan RAB relay mengerjakan Modula pemasir (Modul SA).

Apabila peristiwa roda selip telah dapat dihentikan oleh bekerjanya sistem pengaman selip, maka WS relay akan kembali normal. Hal ini akan melepaskan hubungan Resistor antara Modul RC dan load regulator.
Kapasitor pengendalian tingkat selip akan terjadi pengisian pada tingkat normal. Perlambatan akibat penurunan tenaga akan berangsur-angsur kembali seperti tenaga semula, dan pemasiran akan tetap berlangsung untuk sesaat sampai normal-nya relay RAB.

Rangkaian jembatan roda slip

Rangkaian ini berfungsi untuk mendeteksi roda selip sewaktu berlangsung pengereman dengan dinamic brake. Rangkaian ini terdiri dari 2 Traksi Motor, 2 buah Resistor 2 kilo ohm, dan sebuah relay WS. Dalam sebuah lokomotip terdiri dari 3 pasang yang sama pada masing-masing rangkaian.
Dalam keadaan normal kondisi rangkaian seimbang. Apabila terjadi roda selip pada saat pengereman dengan dinamic brake, keadaan tidak seimbang dan ini akan dideteksi oleh WSR relay. Dengan bekerjanya WSR relay, maka akan menurunkan eksitasi pada Traksi Motor yang pada saat itu difungsikan sebagai Generator. Disamping itu, SWR relay juga mengerjakan pemasiran.

Transduktor roda selip terdiri dari dua buah inti besi, dua buah gulungan arus bolak balik, dan dua buah gulungan pembias tunggal dari Traksi Motor yang berupa kabel aliran arus Traksi Motor. Kedua inti besi, terisolasi satu sama lain dan masing-masing terdapat gulungan arus bolak-balik. Gulungan pembias dari aliran arus Traksi Motor membias bersama-sama dari kedua inti besi.

Arah aliran arus Traksi Motor dibuat sedemikian rupa, sehingga dapat mendeteksi perbedaan dari besarnya arus listrik yang mengalir ke Traksi Motor. Dalam keadaan normal, besarnya induksi dari dua buah Traksi Motor kurang lebih seimbang. Oleh karena pemasangannya dengan arah yang berlawanan, maka induksi dari kedua motor akan saling menghilangkan, dan akibatnya medan magnet akan hilang. Akibat dari itu, maka tidak ada pembiasan yang akan mempengaruhi timbulnya sinyal oleh WST.

Pada saat terjadi roda slip, maka arus yang mengalir ke Traksi Motor berbeda, dan akibatnya akan timbul medan magnet yang besarnya tidak sama pada gulungan pembias. Hal ini akan membuat pengaruh timbulnya reaktansi pada gulungan arus listrik yang mengalir ke Traksi Motor. Dengan adanya penurunan reaktansi ini, maka arus yang mengalir pada salah satu Resistor akan naik. Selanjutnya kenaikan arus ini, adalah sebagai sinyal ke modul WS yang sebanding dengan besarnya selisih arus yang mengalir ke Traksi Motor.

Pada kejadian dimana roda bersama (door-slag) terjadi slip, hal ini tidak menyebabkan perbedaan arus listrik pada gulungan pembias sehingga, transduktor tidak dapat mendeteksi keadaan ini.

Dynamic brake

Yang dimaksud dengan dynamic brake ialah pengereman dengan mempergunakan beban listrik pada Generator yang sedang membangkitkan arus listrik. Dengan beban tersebut maka energi yang dibuang melalui suatu tahanan dengan harga yang tertentu, akan menimbulkan suatu perlawanan untuk cenderung menghentikan atau menurunkan putaran Generator tersebut. Dengan menganut prinsip-prinsip pembangkitan pada suatu Generator, faktor yang harus diperhatikan adalah putaran, medan magnet, dan kumparan.

Putaran ini diperoleh dari gesekan massa lokomotif sebagai energi kinetik yang meluncur. Traksi Motor yang terpasang pada roda-roda lokomotif akan terputar karena adanya hubungan mekanik melalui gigi pilin dan gigi pada as roda. Traksi Motor tersebut didalam pengereman dengan dynamic brake dirubah fungsinya menjadi Generator yang membangkitkan tegangan dan arus listrik.

Agar traksi putar tersebut dapat menjalankan perannya sebagai Generator, maka harus ada suatu medan listrik sebagai syarat utama prinsip Generator. Medan listrik yang dibuat dengan arus listrik yang berasal dari Main Generator akan membangkitkan eksitasi. Besarnya eksitasi pada saat pengereman dynamic brake tergantung dari posisi besarnya arus yang mengalir ke sistem eksitasi, dan ini ditentukan oleh besarnya tegangan yang dibangkitkan oleh main Generator dan kedudukan gagang rem dynamic.

Untuk dapat terjadinya pengeraman, maka arus yang dibangkitkan oleh traksi mereka yang telah berubah fungsinya sebagai Generator dibuang melalui suatu GRID DYNAMIC BRAKE, dan dibuang sebagai energi panas.

Pada saat berlangsung pembuangan energi panas, maka ini akan menjadi beban pada traksi meter, sehingga cenderung traksi merer akan turun putarannya, dan selanjutnya akan menghambat gerakan masa lokomotip yang meluncur.

Hubungan traksi meter pada saat pengereman dengan dynamic brake ialah: memisahkan field dan armatur sedemikian rupa sehingga semua field terhubung seri satu sama lain (Field TM₂ --- Field TM₅ --- Field M₆ --- Field TM₁ --- Field TM₄ --- Field TM₃). Field tersebut selanjutnya terhubung dengan main Generator untuk membuat terbangkitnya eksitasi. Armatur-armaturnya dengan melalui kontak-kontak sedemikian rupa tersusun menjadi 3 (tiga) buah susunan seri masing-masing dari 2 (dua) armatur. Arus yang terbangkit oleh armatur selanjutnya dialirkan ke GRID.

Grid-grid tersebut mempunyai harga yang tertentu besarnya. Dengan mengingat Hukum Ohm, yaitu: E = I x R, maka karena harga tahanan R tetap, dan apabila tegangan naik, arus I akan makin besar.
Oleh karena Tenaga Watt adalah = I² x R, maka tenaga-pun semakin besar. Besarnya tenaga kinetik yang dikonversikan kedalam tenaga listrik adalah sebanding dengan besarnya WATT. Jadi besarnya tenaga pengereman dari 0 sampai maksimum adalah sebagai akibat meningkatnya arus yang mengalir ke GRID Dynamic Brake bersama dengan naiknya kecepatan lokomotip.

Dengan naiknya arus listrik berarti Watt pun akan naik pula. Karena besar WATT dapat dirubah menjadi PK, maka tenaga pengereman dapat dihitung (Dari pengertian diatas, maka dapat ditulis sebagai berikut):



Rumus umum adalah dibagi dengan 736, karena adanya berbagai kerugian, maka dalam perhitungan dibagi dengan 746. Salah satu kerugian di sini sebagai contoh pada saat arus dibuang ke GRID, pendinginan GRID tidak dapat mencapai suhu normal, yaitu masih ada panas yang tidak dapat didinginkan.

Eksitasi pada traksi motor

Arus eksitasi yang dialirkan ke field pada saat pengereman dikendalikan oleh gagang rem dynamic dan Modul DR (dynamic braking regulator Module). Modul DR menyensor arus/tegangan yang mengalir ke-GRID (salah satu) yang sebanding dengan arus yang mengalir ke-GRID.

Modul DR bekerja membatasi arus eksitasi pada suatu nilai agar terhindar dari arus yang melebihi pada armatur dan GRID, namun tercapainya tenaga pengereman yang dalam batas aman. Di samping itu Modul DR juga dilengkapi dengan suatu rangkaian pengaman apabila terjadi putus hubungan pada grid dynamic brake.

Pada waktu terjadi pengereman, grid DB akan panas dan ia didinginkan oleh blower pendingin grid. Blower ini mendapat arus listrik dengan mencabangkan tegangan listrik yang mengalir ke grid. Oleh sebab itu bila tegangan yang mengalir ke grid besar, maka putaran blower akan lebih cepat dan pendinginan akan lebih besar.

Modul DP terdiri atas rangkaian pengaman lapang meter (MFP) dan brake warning circuit (BWR). MFP bekerja mengamankan lapang meter (field) apabila terjadi kegagalan dalam eksitasi. Apabila tanpa alat pengaman, maka akan terjadi peningkatan arus listrik diatas harga yang diijinkan.

BWR memberi pengamanan dengan mensensor dari grid DB dan juga mengamankan grid itu sendiri. Bila arus yang mengalir ke grid meningkat diatas harga yang diijinkan, maka rangkaian BWR bekerja untuk menurunkan arus listrik yang menuju ke main Generator sebagai sumber listrik yang mengalir ke rangkaian seri field Traksi Motor. Hal ini, maka berarti juga menurunkan arus listrik yang menuju ke grid. Dengan demikian, grid terhindar dari arus lebih yang dapat merusak grid.

Dynamic Brake Protection Module (DP) memberikan pengamanan terhadap field Traksi Motor dan kepada GRID DB bila ada kegagalan dalam bekerjanya (DR). Modul DP memutuskan eksitasi pada main Generator apabila eksitasi pada motor traksi, dan arus yang mengalir ke grid meningkat diatas harga yang diijinkan.

DP ini dipasang dalam rangkaian pengaman dengan memasangkannya paralel dengan Traksi Motor field selama pengereman dengan dynamic brake. Oleh karena itu, ia bekerja dengan mendeteksi adanya perubahan tegangan eksitasi pada field Traksi Motor. DP yang bertindak sebagai pengaman grid terdiri dari detector circuit dan trigger circuit.

Detector circuit dipandang pada salah satu grid Dynamic Brake. Ia akan mengerjakan trigger circuit apabila terjadi arus yang berlebihan. Kemudian trigger circuit akan bekerja, dan akan memutus eksitasi pada main Generator. Modul (DP) dibuat dengan peralatan Transistor, Kondensator, tahanan Diode, Zener, dan alat semi konduktor lainnya.

Dynamic brake regulator module (Module DR)

DR membatasi arus listrik maximum sebesar 355 sampai 380 ampere pada waktu dilakukan pengereman dengan dynamic brake. Pembatas an arus ini dengan mensensor tegangan sedemikian rupa, sehingga sebanding dengan arus yang mengalir pada GRID. Di samping pada salah satu GRID apabila kerja, maka akan mengurangi eksitasi field main Generator, yaitu sewaktu arus yang mengalir pada grid meningkat diatas 355 sampai dengan 380 ampere.

Modul DR juga mengatur arus yang mengalir ke grid pada suatu harga yang sebanding dengan kedudukan gagang dimana ia berada pada saat pengereman. Cara kerja pengaturan ini ialah dengan membandingkan sinyal yang sebanding dengan arus yang mengalir pada grid dibandingkan dengan sinyal yang ditunjukan oleh kedudukan gagang rem dynamic brake.

Untuk keperluan pengontrolan pada saat dikerjakan, Dynamic brake digunakan pada suatu peralatan yang berguna untuk memasukkan kontak hubung, serta berguna untuk merubah fungsi Traksi Motor menjadi Generator (Seperti halnya pembalik arah yang kontaknya digerakkan oleh motor pembalik arah). Pada kontak guna keperluan ini, maka ia mempergunakan motor listrik sebagai penggeraknya. Cara kerja motor ini sama dengan yang dipergunakan pada sistem pembalik arah.