Traksi atau tarikan biasanya dimaksudkan sebagai semua jenis kendaraan

yang melaju diatas rel, baik yang mempur.yai jalur tersendiri maupun yang

jalurnya membaur dengan kendaraan jalan raya. Dalam istilah di PERUMKA,

traksi ini biasanya diidentikkan dengan kereta api karena gerak kereta api

menggunakan gaya tarik yang berupa tarikan lokomotif. Untuk kendaraan

traksi yang dioperasikan dengan jalur yang membaur dengan jalan raya

biasanya disebut trem atau trem car.

Kendaraan traksi mempunyai karakteristik yang khas dalam hal mekanika

gerak dan pengaturan waktu tempuhnya, Mekanika gerak traksi menyangkut

akselerasi, resistansi kereta dan kemiringan merupakan bagian yang tak

terpisahkan dari usaha gerak (tractive effort) traksi. Dengan diketahuinya besar

usaha gerak dari traksi untuk tiap-tiap kondisi dapat dihitung besarnya energi

yang diperlukan untuk mengoperasikan traksi.

33

Traksi listrik adalah traksi yang digerakkan oleh motor listrik. Untuk

mensuplai daya pada kendaraan traksi ini digunakan rel ketiga (aliran rel) atau

dengan pantograph (aliran atas). Untuk kereta api dibawah tanah umumnya

digunakan rel ketiga dan untuk keadaan jalan kereta api di Indonesia

digunakan sistem aliran atas karena banyaknya rel yang memotong jalur

kendaraan lain.

1.1 Pengoperasian Kendaraan Traksi

Secara umum pengoperasian kereta untuk melayani transportasi

dapat dibagi menjadi 4 (empat) kategori. Pengelompokan tersebut

berdasarkan pada jenis layanan dan jarak tempuh dari angkutan kereta

tersebut.

1.1.1 Kereta untuk Angkutan Penumpang Antar Kota {Main Line

Passengger Traffic). Pengoperasian jenis ini ditekankan untuk

pengangkutan penumpang dengan jarak yang jauh dan tidak sering

berhenti. Kereta untuk pelayanan jenis ini mempunyai kecepatan yang

tinggi, yang kecepatan inaksimumnya dapat mencapai 160 km/jam atau

100 mil/jam.

1.1.2 Kereta untuk Angkutan Penumpang dalam Kota dan Sekitar

Kota (Sub Urban Passengger Traffic). Jenis layanan ini untuk daerah

atau rute lalu-lintas kereta yang padat dan sering berhenti. Untuk itu

diperlukan pengereman dan akselerasi yang cepat untuk mencapai

34

kecepatan rata-rata. Kecepatan maksimumnya lebih rendah daripada

main line passengger traffic, yaitu mencapai 120 km/jam atau 75

mil/jam. KRL Jabotabek termasuk dalam jenis layanan ini.

1.1.3 Kereta untuk Angkutan Barang Antar Kota (Main Line Freight

Traffic). Layanan jenis ini ditujukan untuk angkutan barang dengan jarak

yang jauh. Biasanya digunakan untuk pengangkutan barang-barang

dengan jumlah banyak, misalnya batu bara, bahan baku industri, hasil

produksi dan Iain-lain.

1.1.4 Kereta untuk Angkutan Barang dalam Kota ( Local Freight

Traffic). Layanan jenis ini diberikan untuk mengangkut barang disekitar

kota besar atau pusat industri. Misalnya untuk mengangkut barang dari

pelabuhan ke pusat industri atau sebaliknya dalam satu kota.

Jika dilihat dari sistem penggeraknya, KRL dapat dibagi menjadi dua

tipe, yaitu : Kereta Listrik Penggerak Tersebar dan Kereta Listrik

Penggerak Terpusat.

1.1.5 Kereta Listrik Penggerak Tersebar. Pada kereta listrik dengan

penggerak tersebar, satu unit kereta biasanya terdiri dari satu unit Motor

Car (MC), yaitu gerbong yang dilengkapi dengan motor listrik dan satu

unit Trailer Car (TC), yaitu gerbong gandengan biasa. Supaya daya

angkut dari KRL dapat diperbesar maka dua unit atau lebih disambung

35

menjadi satu dan sistem kontrolnya dijadikan satu sehingga kereta dapat

bergerak dengan karakteristik yang sama. Mesin penggerak diletakkan

dibawah dek (chasis) sehingga menghemat ruang untuk penumpang.

Kereta dengan sistem ini daya angkutnya terbatas sehingga dipakai untuk

rute yang pendek. Contoh dari kereta ini adalah KRL Jabotabek.

Kawat Kontak

> \

TC1

m oo MC1

oo no MC2

no oo TC2

oo no Rel

Gambar3.1

Kereta Listrik Penggerak Tersebar

1.1.6 Kereta Listrik Penggerak Terpusat. Pada kereta listrik dengan

penggerak terpusat, motor penggerak ditempatkan pada gerbong khusus

yang disebut dengan lokomotif listrik dan gerbong yang lainnya berupa

gerbong gandengan biasa. Sistem ini lebih fleksibel dan dapat

mengangkut muatan yang lebih banyak karena daya output motor

penggeraknya yang besar. Sistem ini banyak dipakai untuk perjalanan

jarak jauh atau angkutan antar kota dan untuk kereta barang. Contoh dari

kereta ini adalah kereta listrik Shinkansen di Jepang.

36

Kawat Kontak

>

LE TC1 TC2 TC...N

no m m m cTWT) m m Ral

Gam bar 3.2

Kereta Listrik Penggerak Terpusat

2. SISTEM KELISTRIKAN DAN TEGANGAN

Sistem kelistrikan pada KRL adalah menggunakan tenaga listrik DC 1500

V yang berasal dari sistem jaringan udara DC. Sistem udara DC ini dicatu dari

stasiun-stasiun penyearah yang kapasitasnya mencapai puluhan hingga mega

watt. Sistem KRL yang beroperasi di Jabotabek menggunakan catu daya DC

yang disalurkan melalui saluran udara 1500 V DC. Jaringan ini tidak akan

mengalami pemadaman karena dibuat khusus untuk kepentingan kereta rel

listrik . Tegangan pada saluran atas memiliki kwalitas rendah, artinya

tegangannya bisa berubah-ubah dari 1000 - 1800 V DC. Hal ini disebabkan

adanya pemakaian tegangan yang bervariasi, misalnya pada saat kereta akan

berangkat berarti menarik arus yang cukup besar, sehingga tegangan menjadi

turun, sebaliknya saat pengereman, kereta memberikan energi ke saluran yang

mengakibatkan tegangan menjadi naik.

37

OVCRMCAD ( - INC

T R R I L E R COR

voi-tncc iHQr

STrtTJC coNvcnrtR 3flflV/51Hi "NQ IIPVPC

I > I I I I I I I I I I I I I I I I I I

I I

M O T O R CPlR yaas,

A [] i] []

M/.MT(J(.UOii

&SIB2

i i i i

=0 I- INC VOLT fiCC SENSING

i i i

TRACTION INSTALLATION

L O W VOLinCC OCICCIIOM (fafSia

Gambar 3.3

Sistem Kelistrikan KRL

2.1 Suplai Tegangan Tinggi

1500 V DC tegangan tinggi dari overhead line masuk kereta melalui

pantograph. Pantograph berada di atap Ml mensuplai tegangan tinggi

untuk instalasi traksi Ml dan statik converter TCI. Pantograph diatap

M2 mensuplai tegangan tinggi untuk instalasi traksi M2 dan statik

converter TC2. Arus yang tidak dipakai dari instalasi tegangan tinggi

dibuang keluar ke rel lewat sikat-sikat pada dua gandar atau as roda dan

Ml dan M2. Berikut dari pantograph dipasang lightning arrester, yang

akan melindungi dari beban lebih atau petir. Antara pantograph dan

instalasi tegangan tinggi dipasang rangkaian pentanahan {grounded),

yang diperlukan untuk keperluan perawatan peralatan kereta.

Tegangan tinggi untuk statik converter TC1/TC2 diberi pembatas arus

sebagai pengaman (fuse) sebesar 50 A, yang diletakkan di ruangan

38

tegangan tinggi dibawah M1/M2. Statik converter menerima suplai

tegangan tinggi melalui sebuah penghubung {disconecting switch) yang

akan terhubung pada instalasi traksi dalam keadaan :

• Jalan atau Berhenti.

• Jaringan tegangan pada catenary overhead lebih besar daripada 1000

VDC.

• Tekanan pada pantograph lebih besar dari 4 bar.

• Tidak ada suplai daya luar yang di hubungkan.

• Dalam keadaan ini baterai tidak dalam keadaan kosong.

Ketika baterai kosong, hanya statik converter TC2 (baterai

charger) yang beroperasi dengan mengoperasikan tombol emergency

start, yang diletakkan di panel emergency start dalam tembok akhir dari

M2.

Tegangan tinggi untuk instalasi traksi di hidupkan dengan disconecting

switch yang ditutup ketika:

• Dalam kabin pengemudi, tombol Kontrol Arus dari Kontrol Utama

dalam posisi jalan, parkir atau perawatan.

• Tegangan saluran overhead lebih tinggi dari 1,000 V DC.

• Tekanan pantograph lebih tinggi dari 4 bar.

• Tidak ada pengereman darurat di minta.

• Tidak ada kesalahan diferensial di deteksi dalam tegangan tinggi untuk

instalasi traksi.

39

2.2 Suplai Tegangan Rendah

Suplai tegangan rendah untuk instalasi traksi disediakan oleh statik

converter : SCAP 25s. Ada dua statik converter : satu dibawah TCI dan

satu dibawah TC2. Statik converter mempunyai dua output:

• 220/380 V AC.

• 110VDC.

Output 220/380 V AC sama untuk kedua statik converter tetapi tidak

saling terhubung. Kekuatan maksimum output adalah 26 kW. 110 V DC

diambil dari 220/380 V AC output. Statik converter dari TCI 380 V AC

dan 110 V DC terdiri dari sebuah transformer dan sebuah diode bridge

(uncontrolled rectifier). Statik converter dm TC2 380 V AC dan 110 V

DC terdiri dari sebuah transformer dan sebuah thyristor bridge

(controlled rectifier). Kekuatan output maksimum dari thyristor bridge

adalah 7.4 kW.

Output tegangan rendah AC dari statik converter pada TCI 220/380 V

berfungsi untuk mensuplai peralatan :

• Kompresor TCI, 380 V AC,

• Ventilasi traksi ML 380 V AC,

• Ventilasi kereta TCI dan Ml, 220 V AC,

• Lampu utama, sisi kanan kereta TC depan kabin, 220 V AC.

Output tegangan rendah AC dari statik converter pada TC2 220/380 V

berfungsi untuk mensuplai peralatan :

• Kompresor TC2, 380 V AC,

40

• Ventilasi traksi M2, 380 V AC,

• Ventilasi kereta TC2 dan M2, 220 V AC,

• Lampu utama, sisi kiri kereta jika TC2 depan kabin, 220 V.

Selama perawatan kereta, 220/380 V AC dapat di suplai ke kereta dengan

suplai dari depo luar. Sebuah panel untuk suplai luar diletakkan dalam

ruang tegangan rendah dibawah TCI dan TC2, Kedua panel itu di

hubungkan ke suplai peralatan 220/380 V AC dan 110 V DC di seluruh

kereta.

Rangkaian 110 V DC, dengan suplai dari statik converter TCI, dalam

keadaan normal, dapat bervariasi antara 104 V DC dan 115V DC (110 V

± 5%). Statik converter TC2 mengisi baterai sampai tegangan 137,5 V

DC(110Vxl,25).

Untuk keadaan darurat traksi ada tiga kemungkinan yang terjadi:

1. Statik converter TC2 gagal

• Baterai tidak akan diisi.

• Statik converter TC2 akan tetap mensuplai lampu darurat, lampu

utama, lampu depan, lampu belakang, lampu samping dan hubungan

telepon antar gerbong.

2. Statik converter TCI gagal

• Statik converter TC2 dan baterai akan mengambil alih suplai untuk

pemakaianllOVDC.

• Baterai tidak lagi diisi

3. Kedua converter gagal

•11

Baterai mensuplai pemakaian 110 V DC dan jika terjadi tegangan

turun sampai 88 V DC maka semua pemakaian peralatan akan

dimatikan.

Pada gambar 3.4 ditunjukkan blok diagram statik converter

1500 V DC

Low Vuliage Cubicle

Fit.Input

Sialic Convener Cubicle

500 V dc

D C DC

SRPS Hatch

380 V ac

GTO Hatch

Diode Hatch (TCI). Thyristor Hie (TC2j

Trafo 3 fasa N R S T

Gambar 3.4

Blok Diagram Statik Converter

2.3 Sistem Tegangan Tinggi

Rangkaian kereta dilengkapi dengan dua unit traksi yang berdiri sendiri.

Unit traksi ini mengambil tegangan dari saluran 1500 V DC dan

mengubah energi listrik menjadi energi kinetik berupa pergerakan kereta.

Perangkat pendukung yang digunakan mulai dari penghubung sampai

menjadi pergerakan kereta adalah sebagai berikut:

42

2.3.1. Pantograph. Peralatan ini berfungsi sebagai kontak penghubung

antara instalasi traksi dengan Overhead Conductor. Tipe yang digunakan

adalah single arm dan diletakkan diatap MCI dan MC2, Tekanan udara

yang diperlukan untuk menaikkan pantograph adalah sebesar 4 bar. Jika

tekanan kurang dari 4 bar maka pantograph akan digerakkan oleh pompa

kaki supaya terhubung dengan saluran atas.

Gambar 3.5

Pantograph

Blok diagram sistem tegangan tinggi untuk menggerakkan motor mduksi

dapat dilihat pada gambar 3.6.

43

7 1500 V DC

Line / Switch

y. Braking Resistor

Line Line Filter Chopper

)

Braking Chopper

DC

T Intermediate

Voltage inverter

AC

Induction Motor

A

Gambar 3.6

Sistem Tegangan Tinggi

2.3.2. Line Switch. Berfungsi untuk menghubungkan rangkaian daya

kereta dengan jaringan 1500 V DC.

2.3.3. Line Filter. Merupakan series-resonance converter yang

pengoperasiannya berdasarkan pada terjadinya resonansi pada rangkaian

LC. Tujuan dari line f<lter unit adalah untuk memfilter arus line yang

masuk.

2.3.4. Line Chopper. Kegunaan dari komponen ini adalah untuk

merubah tegangan line (DC) tanpa regulasi menjadi tegangan DC dengan

regulasi atau variabel tegangan DC. Dalam beberapa pemakaian chopper

terdiri dari tiga jenis, yaitu ;

44

• Buck converter menghasilkan tegangan DC yang lebih kecil dari

tegangan input.

• Boost converter menghasilkan tegangan DC lebih besar daripada

tegangan input.

• Buck-boost converter merupakan gabungan dari keduanya.

Karena tegangan input dari saluran catenary lebih kecil dari tegangan

output untuk mensuplai inverter maka chopper yang dipakai disini

memakai jenis boost converter dengan input nominal 1500 V DC dan

tegangan output 2200 sampai 2500 V DC. Frekuensi pulsa line chopper

adalah 550 - 650 Hz. Rangkaian ini berfungsi juga untuk mengembalikan

energi saluran ke line dan membatasi arus saluran (saat pengemudian dan

pengereman). Saat pengereman tegangan yang dikembalikan ke line tidak

boleh lebih dari 1800 V DC dan jika tegangan lebih dari 1800 V DC

maka tegangan akan diberikan ke braking resistor untuk dibuang.

Rangkaian ekuivalen dari line chopper dapat dilihat pada gambar

dibawah ini.

p r w i

U1 D-DOWN 2\

S-DOWN

J i D-UP

/ S - U P

P5~ lc

Uc

Gambar 3.7

Rangkaian Ekuivalen Line Chopper

45

Ketika dalam mode UP, dioda dibias terbalik sehingga menyekat sisi

output dan sisi input mencatu energi pada induktor (arus jala-jala

mengalir dari jala-jala ke DC link). Sedangkan pada mode DOWN (energi

dikembalikan ke jala-jala), sisi output merupakan penjumlahan tegangan

induktor dan tegangan input dengan asumsi bahwa arus induktor mengalir

secara kontinu, maka :

* ltup " otdown — *odo\vn

dengan membagi dan menata ulang kedua sisi dengan T (tup + tdown),

didapat:

Vo_ JT_ Vi td own

dimana

tup = waktu saat mode UP

tdown ~ waktu saat mode DOWN

Vo = tegangan output

Dengan melihat bahwa

D = ^ tup + tdown

maka

Vo 1

Vi 1-D

Gambar 3.8 menunjukkan gambar diagram rangkaian line chopper dan

DC link. Gambar 3.9 menunjukkan penggunaan line chopper.

46

G l t « p u t !

Y

! »

Jta-I

Sitoot inrouon 0 6 t * C I 10(1

ffl

L i n t chopper UT I*«k

Gambar 3.8

Diagram rangkaian line chopper

U c o i l

1 l i n e

U l ine 5? A

l 1 c

2

"•"- to "n* I law

U C

" ^ - < f » » lAV

Gambar 3.9

Pengisian Capacitor

Saat step up GTO conduct, coil line chopper akan diisi ke tingkat yang

lebih tinggi. Setelah step up GTO tidak lagi conduct dan coil melepaskan

energi, daya diode lebih, sampai kapasitor DC link, Energi lebih ini

menaikkan potensial link menjadi 2200 V DC

Uc = Uinv = Uline + Ucoil

47

2.3.5. Braking Chopper. Fungsi braking chopper adalah :

1. Untuk membatasi potensial DC link, selama arus masuk dari circuit

breaker dan selama perubahan beban (menjaga kestabilan DC link).

2. Mengalihkan energi pengereman ke braking resistor, jika tidak dapat

dikembalikan ke saluran.

Braking chopper akan beroperasi jika tegangan DC link mencapai harga

maksimumnya (2300 V) yaitu dengan cara mengalirkan arus ke brake

resistor. Untuk dapat mengendalikan arus yang dialirkan, maka arus yang

dialirkan berupa pulsa sehingga dengan mengatur lebar pulsa tersebut

diperoleh arus yang terkendali. Rangkaian braking chopper ditunjukkan

pada gambar 3.10 dan rangkaian ekuivalennya dapat dilihat pada gambar

3.11

•T'-'VJIII

u i ( l l - n J O

\*

y

\& U t. ( i n v i Kit)

U< « 1 . fiy l « t l * t « <

Gambar 3.10

Diagram Rangkaian Braking Chopper

48

VB

l

IB s

R VB

Gambar 3.11

Rangkaian Ekuivalen Braking Chopper

2.3.6. Inverter. Menggunakan inverter dengan sistem pengendalian

VVVF. Pengendalian kecepatan dari motor induksi dengan

menggunakan power semikonductor mempunyai banyak kelebihan,

diantaranya adalah dimensinya yang kecil, time responnya yang cepat,

pengaturan yang mulus (smooth) tanpa step dan energi disipasinya relatif

kecil. Pada dasarnya pengendalian dengan VVVF (Variable Voltage

Variable Frekuensi) ini dimaksudkan untuk memperoleh harga fluk

magnetik yang konstan. Sesuai dengan karakteristik motor induksi yang

akan mempunyai torsi yang konstan jika fluk magnetnya juga konstan.

Pemakaian inverter dengan inverter tiga phasa, berfungsi merubah

tegangan DC menjadi tegangan AC tiga phasa dengan perubahan

terhadap amplitudo dan frekuensi. . Tegangan input berkisar antara 2200

V sampai 2500 V DC yang akan mensuplai motor induksi dengan

tegangan berkisar antara 0 sampai 1950 V AC. Sedangkan frekuensi yang

dapat dikeluarkan berkisar antara 0 sampai 150 Hz.

49

Dalam keadaan jalan, energi akan mengalir dari rangkaian melalui

inverter ke dalam motor sedangkan untuk keadaan pengereman energi

akan mengalir dari motor menuju rangkaian melalui inverter {generating

mode).

If

u c

Gat* p u l i e i ( r ) T V

v-5**-J 2i v^to-J 21 v^^- i 21

G»t« pu i ses ( s ) Y y

.0. t I

2i"*?>

Gate p u l s e s ( t J T Y

f

t

AC motor vo l t»g«

Gambar 3.12

Rangkaian Inverter 3 Phasa

Pengaturan untuk memperkecil komponen harmonisa dasar yang

timbul digunakan tipe PWM (Pulse Width Modulation) yang terdiri dari

dua cara, yaitu:

• Square Wave Modulation

• Sinusoidal Modulation

Sinusoidal Modulation digunakan ketika lebar pulsa yang terdapat

pada tegangan phasa bervariasi sebagai fungsi sinusoidal, agar tegangan

50

efektif yang kecil pada harga negatif dan positif dapat dimunculkan.

Sinusoidal modulation ini digunakan pada frekuensi inverter yang rendah.

2.4 Sistem Traksi

Masing-masing kereta seperti pada gambar 3.13 dilengkapi sistem traksi

yang terdin dari :

• Dua ruang converter traksi (satu dibawah masing-masing motor car);

• Delapan motor traksi (empat dibawah masing-masing motor car);

• Control utama di masing-masing kabin masinis.

MC2 y TC2

ft fl irner'» <ktk

DC DC

ContfClOj

•— torw^ini

<xi*ro*inj

Converting

AC AC

56 <565tr ~^>

4ri*v •« <fct*

Gambar 3.13

Sistem Traksi Kereta

Ruang converter traksi berisi peralatan control dan power elektronik

yang terdiri dan mikroprosesor dan lima High Power Drives (HPD) yang

terdiri dari :

51

• Satu modul Line Chopper,

• Satu modul Braking Chopper,

• Tiga modul inverter,

Gambar 3.14 menunjukkan lokasi ruang converter traksi yang terletak

dibawah motor car.

T i \ i — i

QDO

tu

mooQQODggoaQQooqq OOQ

^jj^±^^jji \m$$mmm^ Irtbp^^Z^tity

SK T r a c t i o n c o n v e r t e r c u b i c l e

Gambar 3.14

Ruang Converter Traksi

Pendingin converter traksi adalah ventilator. Untuk peravvatan, terdapat

switch pentanahan (switch pengaman) terletak di diding akhir dari motor

car dekat trailer car. Gambar 3.15 dan 3.16 menujukkan bagian-bagian

utama dari instalasi traksi.

52

tartning Switch .o Braking resisior(s)

2 IQOO nnaoQQmon OOQQOO mn

t o r s J T r a c t i o n mo

Trac I i on ,010tor s

High vo1tage Cub 1 c I e

Line F1 Iler Un 1t L1ne Chopper Co 1 1

Vent 1 I at ion Un1t

Power « I ec t ronics

Cont ro1 eleilr on ics

Gambar 3.15

Perlengkapan Traksi pada Motor Car

^ S j S S ^ n l o c a l S i g n a l i n g p f l n t l

Drivers d« t t

Gambar 3.16

Perlengkapan Traksi pada Trailer Car

2.4.1 Ruang Converter Traksi. Ruang converter traksi terdiri dari

power dan control elektronik yang merupakan bagian terpenting dari

sistem traksi. Dalam ruang converter traksi ini diletakkan inverter modul,

converter traksi, braking chopper modul dan perangkat power elektronik

lainnya. Pengontrolan power elektronik (GTO) dilakukan oleh kontrol

53

elektronik. Pada gambar 3.17 menunjukkan posisi peralatan power

elektronik dan kontrol elektronik pada traksi.

(SfHibbercircui t s j

Gambar 3.17

Posisi Peralatan Power Elektronik

2.4.2 Ruang Tegangan Tinggi. Di ruangan ini, peralatan tegangan tinggi

yang sangat penting untuk sistem traksi diletakkan. Peralatan traksi ini

terdiri dari :

1. Circuit Breaker

Switch circuit breaker merupakan instalasi "on" dan "off" traksi

dengan tegangan atas (+ 1500 V DC). Pengemudi dapat menghidupkan

circuit breaker dengan meletakkan kunci kontrol arus pada panel

kontrol utama dan meletakkan pada posisi "on". Selanjutnya, switch

kontrol arus harus diletakkan pada mode "Drive". Circuit Breaker

54

dapat terbuka oleh kontrol elektromk jika menunjukkan kesalahan

traksi.

2. Panel keamanan (untuk pengukuran dan deteksi)

Panel keamanan mengukur tegangan line dan melindungi instalasi

traksi dari tegangan line yang rendah ( < 950 volt ). Meter tegangan

tinggi diletakkan : satu meter tegangan pada kabin masinis dan satu

lag) disamping switch pentanahan bagian akhir dari motor car dekat

trailer car.

3. Filter anti gangguan

Memfilter tegangan line radio traffic pada frekuensi antara 100 kHz

sampai 100 MHz.

4. Perlengkapan short circuit

Untuk perlindungan teknisi dari tegangan tinggi dalam pekerjaan

perawatan.

5. Line filter kapasitor dan resistor

Termasuk line filter unit yang akan menyaring tegangan line dari

gangguan frekuensi tinggi.

6. Pengukur arus inverter traksi

Mengukur arus traksi dan nilai arus ditunjukkan pada meter arus di

ruangan masinis.

2.5 Traksi Motor.

Jenis motor yang digunakan adalah motor induksi sangkar bajing

(squirel cage) dengan tipe DMKT 55/18.5, yang dibagi menjadi empat

55

bagian utama yaitu : stator, rotor, bearings, carrying beam. Keuntungan

dari penggunaan motor ini adalah :

1. Dimensi kecil dengan daya tinggi.

2. Kokoh dan kompak, tanpa komutator sehingga mudah dan murah

dalam pemeliharaan.

3. Putaran yang diijinkan dapat lebih tinggi karena tidak mempunyai

komutator.

4. Mempunyai efisiensi tinggi.

5. Tahan terhadap goncangan dan tekukan.

6. Kemampuan pembebanan yang lebih tinggi, baik mekanis maupun

thermis, karena menggunakan rotor sangkar yang masiv dan tanpa

isolasi.

Satu set kereta (2 MC dan 2 TC) menggunakan 8 buah motor traksi

dengan masing-masing daya sebesar 155 kW. Delapan traksi motor

merubah energi elektrik menjadi energi percepatan elektrik (gaya rotasi

pergerakan roda) dan mengembalikan energi pengereman menjadi energi

listrik ke saluran atas. Dalam rangkaian traksi delapan motor traksi

diletakkan paaa motor bogies dibawah motor car (dua motor per bogie,

dua bogie per motor car dan dua motor car per rangkaian traksi). Saat

start, metode yang digunakan adalah star - delta untuk ke-4 motor dan

menggerakkan motor tersebut secara bersamaan.

Pengaturan saat kereta jalan adalah dengan cara mengatur frekuensi

dan tegangan yang diinputkan ke motor yang akan mengakibatkan motor

akan berputar. Motor ini kemudian dihubungkan ke gearbox yang akan

56

merubah kecepatan rotasi dari motor induksi menjadi kecepatan rotasi

roda kereta. Dari kecepatan rotasi roda kereta dapat ditentukan kecepatan

kereta dan dari kecepatan roda kereta dapat dilihat frekuensi dan

tegangan yang diinputkan ke motor. Untuk mengatur kecepatan sinkron

motor yang akan diputar terbalik (maju atau mundur) dapat dilakukan

dengan jalan membalik dua phasa diantaranya yang diinputkan ke motor

(R-S-T dibalik menjadi R-T-S, S-T-R dibalik menjadi S-R-T dan T-R-s

dibalik menjadi T-S-R).

3. SISTEM KONTROL TRAKSI

Sistem kontrol traksi ini menggunakan peralatan berupa kontrol elektronik

yang bekerja untuk menjamin agar peralatan-peralatan yang telah dipasang

dapat berfungsi dengan baik. Ada tiga komponen pengemudian yang

dikontrol oleh alat pengontrol ini, yaitu : inverter, line chopper, braking

chopper.

57

CIRCUIT *"\ BREAKER

Gambar 3.18

Kontrol Traksi

Lewat vehicle interface yang diletakkan dalam kabin kemudi dapat

diperoleh beberapa data dari kereta mengenai kecepatan berputar roda yang

terdiri dari gerak maju dan dalam posisi pengereman. Melalui digital drive

control, data-data yang diperoleh atau yang akan diberikan dirubah dalam

bentuk digital, yang selanjutnya akan mengontrol tiga komponen

pengemudian tersebut, yang meliputi akselerasi, pengereman ataukah dalam

kondisi emergency. Dalam keadaan pengereman dipakai Electro Dynamic

Brake, sedang dalam kondisi emergency brake atau pengereman darurat

digunakan Electro Pneumatic Brake.

58

3.1 Kontrol Elektronik

Kontrol elektronik akan mengatur, melindungi dan memonitor

fungsi dari sistem keseluruhan traksi. Sinyal-sinyal yang datang dan

masuk ke converter traksi dihubungkan pada pos 113/114 (XE-I03A)

pada PCB. Sinyal ini akan diperiksa dan diproses oleh mikroprosesor

pada pos 112 (XE-MPR4F). PCB ini bersama dengan PCB XE-

MPR4A+B (pos 108 + 109), mengatur converter traksi. PCB XE-TTI1A

(pos 111) mengatur circuit breaker yang akan dimatikan bila keadaan

darurat.

current signals from out the t ract ion converter

10 3A (1U+114)

MPR4F

(112)

MA CIS 1.111) Oil

l . l u U U I

i i l 'U t .w i

loinpcraturv

MPR4A+B (108*109)

LC-gjmma BC-gamma

\t i L v

JJ

GCB1A J^m detection v ' LC BC

control control

U b

I I

H-GH1A sr

MPHdA (110)

inverter pulse pat tern

'outt GIB1A detection i u'\ n

INV i .O l l lK . I

l ino I motor V

I r f o U r U

LC ST-INV detection detection

iC-pubes BC-pulses ST pulses INV pulses

ipeed

M Y Y? IC-STI ) INV 5 1 0

H

. 110 v

— « -

•5v .2-1 V

•24 V

.12 V

12 V

id v

JSkHJ

POWER SUPPLY

Gambar 3.19

Kontrol Elektronik Traksi

59

Untuk mengatur line chopper dan braking chopper diberikan oleh

mikroprosesor pada XE-MPR4A+B (pos 108 + 109) dan dibantu oleh

PCB XE-GCB1A (pos 104). Tegangan line (Ui), Tegangan DC-link (Uc),

dan tegangan pengereman (Ub) dan arus line (Ii) diukur oleh XE-GCB1A

dan diberikan ke mikroprosessor pada XE-MPR4A+B.

Untuk mengatur inverter diberikan oleh mikroprosessor XE-

MPR4A+B (pos 108 + 109) dan XE-MPR3A (pos 110) dan dimonitor di

PCB XE-GIBIA (pos 103). Mikroprosessor pada PCB XE-MPR3A

membangkitkan pulsa untuk mengatur inverter GTO dan XE-GIBIA

untuk mengukur arus motor. Pengendali line antar XE-GCB 1A dan P-

FAH2A dibuat dari fiber glas dan membangkitkan sinyal lampu kontrol.

LC control

BC control

INV control

P-GFI1A

ST-lC detection

ST-INV detection

LC-puhJvfj BC-pukes Sl'-pulses

A

it V

INV-ptilSt-,

Y Uxxxx S A

I luiucnoppoi liraiuvjcOTOpix siwol throuqn

Gambar 3.20

Kontrol Pada PCB P-GFI1A

60

Sinyal ini diubah dari elektrik ke lampu oleh opto-coupler pada

PCB P-GFI1A. Selama memfungsikan beberapa perangkat penting

instalasi traksi yang akan desampling sebanyak 200 sample/100ms dan

dicatat oleh pencatat kegagalan PCB XE-RPR1B (pos 107). Jika terjadi

kegagalan traksi, pulsa triger akan diberikan dan informasi kegagalan

tersebut akan disimpan selama mengalami kegagalan. Penyimpanan

informasi dapat divisualisasikan oleh penggunaan PC.

•5V •«-

.<8V •+-

4IMJW4 •«-

P-EVP2A

XE-SMSIA (101)

convei ler

I10H8VDC

PPSU2A

Gambar 3.21

Suplai Tegangan Kontrol Elektronik

Converter dilengkapi oleh PCB P-EVP2A yang akan mensuplai

peralatan elektronik didalam kaset, merubah tegangan 48 DC menjadi +5

VDC dan +24 VDC/-24VDC. Dalam mode suplai , PCB XE-SMSIA

61

(pos 101) menerima tegangan +24 VDC/-24 VDC dan merubah suplai

tersebut menjadi +12/-12 VDC (suplai PCB kaset). XE-SMS1A juga

memonitor semua suplai. Converter 110/48 VDC juga memberikan

suplai ke P-PSU2A dan unit ini akan merubah 48 VDC menjadi tegangan

AC 48 VAC/35 kHz

3.2 Digital Drive Controller

Digital Drive Controller merupakan pengemudian traksi dengan

menggunakan mikroprosesor untuk mengatur dan memonitor semua

peralatan traksi. Jika kecepatan kereta melebihi 10 km/jam, sinyal

kecepatan > 0 akan dibangkitkan dan pintu akan terbuka jika tanda ini

menunjukkan kecepatan = 0. Switch arah kemudi juga diblok oleh tanda

ini untuk mencegah perubahan operasi pada kecepatan tinggi.

Langkah-langkah dalam pengemudian traksi adalah sebagai berikut:

• Setelah Digital Drive Control telah ditentukan (Relsys = 1), line CB

tertutup.

• Jika arah telah ditentukan, (Dir a = 1 atau Dir B = 1), line chopper

diaktifkan. Line chopper menaikkan tegangan DC link sehingga

inverter dapat beroperasi.

• Jika tegangan yang diperlukan oleh inverter dalam DC link telah

dicapai, inverter akan diaktifkan. Inverter akan merubah tegangan DC

link menjadi tiga phasa.

02

• Jika tegangan DC link naik terlalu tinggi, misalnya selama

pengereman, braking chopper akan diaktifkan. Braking chopper akan

membuang energi DC link ke dalam braking resistor.

• Jika pilihan arah = 0 (Dir a = 0 atau Dir b = 0), line chopper dan

inverter akan dinonaktifkan. Jika sistem kontrol traksi yang

ditentukan adalah reset (Relsys = 0), line CB akan terbuka dan line

chopper serta inverter akan dinonaktifkan.

Jika sinyal kontrol yang tidak sah dideteksi oleh komponen power

elektronik , sinyal kontrol pada power elektronik akan dimatikan dan

kemudi akan dinonaktifkan. Jika kondisi kesalahan dideteksi dalam

sistem traksi, sistem traksi akan diproteksi. Jika kondisi kesalahan

dideteksi dalam satu dari beberapa power suplai maka semua power

suplai akan dimatikan.

Digital Drive Controller dan rangkaian power elektronik terdiri dari

fungsi-fungsi:

1. Kontrol Pusat : mengontrol CB, mengaktifkan dan

menonaktifkan line-chopper dan inverter,

2. Line chopper : menghasilkan tegangan DC link stabil

3. Braking chopper : mengurangi kelebihan energi DC link

4. Inverter : menghasilkan suplai motor tiga phasa

yang dapat diatur

5. Active Protections : mematikan GTO oleh shoot through

6. Passive Protections : proteksi cepat

7. Power Suplai : Sistem suplai kontrol traksi

63

3.2.1 Kontrol Pusat. Unit kontrol pusat mengatur penaktifan dan

penonaktifan dari : CB, linechopper dan inverter. Pengoperasian dari

kontrol pusat adalah sebagai berikut:

1. Setelah Sistem Kontrol Traksi (DDC) telah diaktifkan (Relsys = 1),

sistem diaktifkan dan CB ditutup.

2. Jika arah diberikan (Dira = 1 atau Dirb =1) , linechopper diaktifkan,

dan tegangan DC link meningkat.

3. Jika tegangan inverter yang dikehendaki telah dicapai, inverter akan

diaktifkan.

4. Jika arah tidak diberikan (Dira = 0 atau Dirb = 0), linechopper dan

inverter akan dinonaktifkan.

5. Jika sistem kemudi dinonaktifkan (Relsys = 0), CB dibuka dan

linechopper serta inverter dinonaktifkan.

3.2.2 Linechopper. Line chopper diaktifkan dengan kontrol

utama dan menjaga tegangan DC link yang konstan antara 2200 dan

2400, dari penvalaan dari dua GTO line chopper. Tegangan DC link yang

dikehendaki dihitung dari torsi setpoinl Tset dan kecepatan fm.

Frekuensi pulsa line chopper adalah sebesar 550 - 650 Hz.

3. 2.3 Braking chopper. Braking chopper diaktifkan oleh power suplai.

Jika braking chopper dihidupkan, arus akan mengalir ke braking resistor.

Waktu minimum untuk pergerakan brakingchopper sekurang-kurangnya

100 ms, untuk mencegah pembangkitan gangguan arus. Frekuensi pulsa

64

braking chopper GTO adalah sebesar 400 - 433 Hz dan kombinasi antara

inverter dan braking chopper tidak akan menghasilkan gangguan arus.

Untuk mencegah tegangan DC link meningkat terlalu tinggi, satu dari dua

braking chopper akan diaktifkan selama 20 ms jika tegangan DC link

melebihi 3000 V.

3.2.4 Inverter. Inverter akan merubah energi dari DC link menjadi

tegangan tiga phasa dengan frekuensi yang berubah-ubah finv dan

amplitudo Um. Untuk membangkitkan tegangan tiga phasa, inverter

mengandung switch ganda GTO untuk masing-masing phasa.

3.2.5 Active Protection. Fungsi dari aktive protection adalah untuk

menjaga traksi dari beberapa kerusakan, yang disebabkan kerusakan kecil

atau penyebab luar dan mematikan arus yang menuju GTO. Aktive

protection akan memonitor :

• Tegangan line chopper dan inverter GTO.

• Arus motor.

3.2.6 Passive Protection. Fungsi dari passive protection adalah menjaga

traksi dari beberapa kerusakan, yang disebabkan kerusakan kecil atau

penyebab luar. Jika kerusakan besar dideteksi, traksi akan dimatikan

selama-lamanya sampai kerusakan diperbaiki dan bila kerusakan kecil

dideteksi, traksi akan dimatikan sementara. Jika kerusakan kecil yang

sama dideteksi selama pada waktu yang sama dalam tenggang waktu

OS

tertentu maka disebut kerusakan besar dan traksi akan dimatikan

selamanya sampai kerusakan tersebut diperbaiki,

3.2.7 Power Suplai. Akan mensuplai elektronik dan pengemudian GTO

dengan tingkat suplai yang berbeda. Converter traksi disuplai 110 V DC.

Dalam convener traksi diberikan suplai dengan tingkatan yang berbeda :

• 110 V DC, untuk : kabel I/O dan menghasilkan 48 V DC;

• 48 V DC, untuk : deteksi temperatur, menghasilkan 5 V DC, ± 24 V

DC dan 35 kHz AC

• ± 24 V DC, untuk tegangan Ui, Uc dan Ub transducer; arus li, Iu dan

Iv transducer, dan menghasilkan ± 12 V DC.

• ± 12 V DC, untuk rangkaian dalam pcb.

• 5 V DC, untuk rangkaian dalam pcb

• 35 kHz untuk pengemudian GTO

3.3 Kontrol Arah

Pemilihan arah (Dira/Dirb) hanya dapat dirubah dari maju ke

mundur pada kecepatan nol. Jika tidak ada 'input jalan' atau 'input

pegereman' yang diberikan ketika kecepatan kereta 20 km/jam, traksi

akan berubah menjadi keadaan meluncur, sampai 'input jalan' dirubah

menjadi netral setelah penundaan sebentar (memberikan urutan stop dan

start line chopper ketika berubah dari jalan menjadi pengereman).

65

3.4 Kontrol Utama

Kontrol Utama terdiri dari tiga switch yang dapat diletakkan pada

berbagai posisi :

1. Switch Kontrol Arus

2. Switch Arah Kemudi

3. Kontrol Traksi

Kontrol utama ini dilengkapi dengan kedua kunci yaitu mekanik dan

elektrik. Kontrol utama hanya dapat dioperasikan dari kabin masinis dan

kontrol utama pada kabin (TC) yang lain secara otomatis dikunci pada

posisi 0.

Gambar 3.22

Kontrol Utama

67

Sebelum kontrol utama dioperasikan, kunci (DOM-400520) harus

dimasukkan untuk membuka kunci mekanik switch kontrol arus (item 1).

Switch kontrol arus, switch arah kemudi dan kontrol traksi satu sama lain

saling mengunci secara mekanik, menunjukkan bahwa urutan

pengoperasian sangat penting untuk mengoperasikan Kontrol Utama.

Langkah pertama : Switch kontrol arus

Langkah kedua : Switch arah kemudi

Langkah terakhir : Kontrol traksi

3.4.1 Switch Kontrol Arus (item 3). Switch kontrol arus mempunyai

beberapa posisi;

1. D adalah posisi jalan.

2. 0 adalah posisi netral.

3. P adalah posisi parkir.

4. C adalah posisi perawatan.

Switch kontrol arus diatur pada posisi jalan, parkir, atau perawatan

dengan menekan tombol 'Membuka Kontrol Arus' (item 2). Ketika

lampu laming dari tombol tersebut menyala (item 2), maka kontrol utama

dapat dioperasikan dan pada kabin yang lain kontrol utama diaktifkan.

Netral

Dalam posisi netral, sistem yang aktif {pantograph diturunkan) :

1. Meter tegangan rendah (tegangan baterai).

2. Hubungan kontrol arus.

3. Jam kabin.

68

Parkir

Posisi parkir adalah untuk parkir kereta saat malam [pantograph

ditinggikan). Dalam posisi ini sistem yang aktif:

1. Instalasi kompresor.

2. Hubungan kontrol arus.

dan sistem yang dapat aktif, tergantung dari posisi switch service panel A

danB:

1. Sinyal luar dan dalam.

2. Sistem intercom.

3. Kontrol pantograph.

4. Lampu ruangan dan ventilasi.

5. Lampu meja kabin dan jam.

Perawatan

Pada posisi ini sistem yang selalu aktif:

1. Instalasi kompresor.

2. Hubungan kontrol arus.

dan sistem yang dapat aktif, tergantung dari posisi switch service panel A

danB:

1. Kontrol pintu.

2. Sistem intercom.

3. Kontrol pantograph.

4. Lampu niangan dan ventilasi.

5. Lampu meja kabin dan jam.

69

3.4.2 Switch Arah Kemudi (item 4). Switch arah kemudi mempunyai

beberapa posisi:

1. F adalah posisi maju.

2. 0 adalah posisi netral.

3. B adalah posisi mundur.

Switch arah kemudi secara mekanik dihubungkan dengan switch kontrol

arus, jadi switch hanya dapat diletakkan pada posisi maju atau mundur

ketika switch kontrol arus pada posisi jalan. Ketika kereta melampaui

kecepatan 5 km/jam, switch kontrol arus secara elektrik terkunci pada

posisi maju atau mundur.

3.4.3 Kontrol Traksi (item 5). Kontrol traksi mempunyai beberapa

posisi:

1. 0 adalah posisi netral.

2. 1 sampai 7 adalah posisi kemudi.

Kontrol traksi secara mekanik dikunci pada posisi 0 ketika switch arah

kemudi pada posisi 0, dan hanya dapat dioperasikan ketika arah kemudi

telah ditentukan maju atau mundur. Posisi 1 untuk percepatan terendah

dan posisi 7 adalah percepatan traksi tertinggi.

3.5 Kontrol Torsi

Torsi motor akan dibuat nol jika kecepatan kereta mencapai

kecepatan 100 km/jam. Motor dapat menggunakan pengereman Electro

70

Dynamic. Ini dimungkinkan jika kecepatan lebih dari 5 km per jam dan

pengereman Pneumatical dimatikan.

3.6 Driver Controller

Untuk menjalankan traksi, sistem pengereman masing-masing

traksi akan diberi tekanan udara supaya rem darurat dilonggarkan dari

roda. Switch kontrol yang diperlukan dalam pengemudian kereta adalah

sebagai berikut:

1. Switch kontrol arus dengan 4 posisi: jalan, nol, parkir atau perawatan.

2. Switch arah kemudi, dengan 3 posisi: nol, maju, mundur.

3. Kontrol traksi dengan 8 posisi: 0 7.

4. Kontrol pengereman dengan 9 posisi: kunci, 0 7.

5. Kombinasi kontrol traksi / pengereman dengan 16 posisi : TR1 TR7,

netral, SB1....SB6, EM.

'Input jalan' hanya dapat diberikan jika kondisi start dipenuhi sebagai

berikut:

l.CBon.

2. Arah telah dipilih.

3. Torsi kemudi telah dipilih dengan kontrol traksi.

4. Tegangan 110 V diberikan.

5. Tekanan udara yang cukup untuk pengereman.

6. Tidak ada kondisi pengereman yang diberikan.

Kondisi pengereman diberikan satu dari kondisi berikut:

• Torsi pengereman telah dipilih dengan kontrol pengereman,

71

• Kontrol traksi tidak berada dalam posisi "nol", ketika indikasi tidak

ada pengereman darurat yang diberikan,

• Pengereman darurat "on" menunjukkan tidak ada pengereman darurat

yang akan dibangkitkan jika :

• Switch kontrol arus dalam kabin masinis dalam posisi jalan.

• Switch kontrol arus pada kereta yang lain dalam posisi nol.

• Tekanan udara yang cukup pada sistem pengereman pada masing-

masing kereta.

4. PENGATURAN MOTOR INDUKSI

4.1 Momen Putar

Momen putar untuk pengaturan motor induksi dibagi menjadi

momen putar daya {powering torque) dan momen putar rem {braking

torque) sesuai dengan besarnya hubungan antara frekuensi catu daya dan

frekuensi rotor.

Momen putar daya : Frekuensi catu daya > Frekuensi Rotor

Momen putar rem : Frekuensi catu daya < Frekuensi Rotor

Saat terjadinya momen putar rem, arah arus di dalam konduktor

sekunder adalah berlawanan dengan saat terjadinya momen putar daya.

Frekuensi arus rotor adalah fs, tetapi karena rotornya sendiri berputar

dengan fr, frekuensi arus rotor bertepatan dengan frekuensi catu daya f.

Gambar 3.23 memperlihatkan hubungan phasa untuk tegangan dan arus

pada waktu powering dan pada waktu pengereman regeneratif.

72

Tegangan input primer

\

Arus input primer

Powering ( Pendayaan 1̂

> Arus c':sitaii

Arus momen putar

Tegangan input primer Aius input pnmer

/

P-inqerenian ( Braking } (Regenerative)

Arus eksilasi Ants momen putar

Gambar 3.23

Hubungan Phasa Pada Waktu Powering dan Pengereman Regeneratif

Pada waktu pengereman (pengereman regeneratif) arus input mengalami

pergeseran phasa 180° terhadap tegangan (tegangan primer ; tegangan DC).

Dalam kata lain, karena arus mengalir ke arah berlawanan terhadap tegangan,

maka ini dikembalikan ke catu daya untuk pengereman regeneratif. Dengan

mengabaikan arus eksitasi, berlakulah sebagai berikut:

Daya input pada waktu powering

= tegangan kumparan medan x arus momen putar

Daya output pada waktu pengereman regeneratif

= tegangan kumparan medan x arus momen putar

73

4.2 Pengaturan Motor Dengan Inverter PWM

Inverter PWM tiga phasa yang digimakan untuk pengaturan motor

induksi Kereta Rel Listrik dapat dilihat pada gambar 3.24 yang terdiri

atas 6 lengan dioda paralel.

4.2.1 Tegangan dan Frekuensi. Bila GTO (Gate Turn Off) lengan atas

dihidupkan, tegangan output pada phasa tersebut menjadi tinggi,

dan jika GTO lengan bawah dihidupkan, tegangan output pada

phasa tersebut menjadi nol.

Gate pulses

VoJ

V * J

-ft- Lengan atas

S Lengan bawah

Lengan atas

Lengan bawah

Tegangan output

ON

OFF

OFF

ON

ON

OFF

Tegangan output

Gambar 3.24

Tegangan Output dari ON/OFF Lengan Atas dan Bawah

74

Penyalaan dan pemadaman berulang-ulang dengan 1 phasa yang

berselisih phasa 120° antara phasa-phasa, maka didapatlah output AC 3

phasa. Tegangan output menjadi gelombang berselang-selang

{intermittent, tetapi bila frekuensi output rendah, penyalaan dan

pemadaman GTO selama satu siklus meningkat untuk mengurangi

fluktuasi arus.

4.2.2 Pengaturan Pendayaan dan Pengereman Menggunakan

Inverter PWM. Suatu inverter PWM adalah converter DC/AC dengan

fungsi penurun {step-down) pada waktu pendayaan dan fungsi peningkat

{step-up) pada waktu pengereman. Laju pengubahan {conversion) pada

waktu penurunan atau peningkatan dapat diatur pada jangkauan lebar

pulsa dengan mengubah perbandingan ON/OFF GTO tiap lengan

1. Pendayaan

Bila tegangan yang lebih besar dari gaya elektromotif primer yang

diinduksi oleh lilitan stator motor induksi terjadi, maka arus akan

mengalir melalui motor induksi. Disini, inverter PWM akan menyediakan

perioda catu daya {chopper ON) dan waktu bebas roda {chopper OFF),

maka daya dicatu berselang-selang ke motor induksi.

2. Pengereman Regeneratif

Untuk mengembalikan daya yang dibangkitkan oleh motor induksi ke

catu daya (aliran atas), inverter akan menyediakan penyimpanan tenaga

{chopper ON) dan perioda pembangkitan tenaga {chopper OFF).

75

Urutan Pengaturan KRL

Pengoperasian KRL yang diatur inverter dari saat start sampai

berhenti adalah sebagai berikut:

1. Pengaturan momen putar konstan.

Tegangan masuk kedalam motor dan arus mengalir melalui motor,

menyebabkan motor berputar dan kereta bergerak perlahan-lahan. Karena

percepatan kereta, inverter mulai mengatur momen putar konstan dengan

mempertahankan agar perbandingan antara tegangan output inverter (V)

terhadap frekuensi (f) konstan. Sejak kecepatan motor meningkat karena

kereta dipercepat, maka frekuensi inverter juga akan meningkat. Karena

frekuensi inverter meningkat, moda pulsa yang tepat untuk tiap nilai

frekuensi inverter yang ditetapkan sebelumnya seperti : 15 pulsa - 11

pulsa - 7 pulsa - 3 pulsa - 1 pulsa, diseleksi untuk mengatur tegangan

motor dan untuk memungkinkan akselerasi konstan.

2. Pengaturan daya konstan.

Jika seleksi moda modulasi berlanjut ke moda pulsa 1, inverter mengatur

tegangan yang diberikan pada motor hingga mencapai tegangan

maksimum. Bila tegangan motor telah mencapai tegangan maksimum,

maka terjadi pergeseran dari karakteristik momen putar konstan ke

karakteristik tegangan konstan. Lalu, intensitas fluks magnet (()>) menurun

karena meningkatnya kecepatan, serta momen putar yang dibangkitkan

pun menurun. Pada saat ini, inverter meningkatkan frekuensi slip (fs)

yang sesuai untuk meningkatkan kecepatan, untuk mempertahankan agar

dayanya konstan.

76

3. Pengaturan tegangan konstan.

Tegangan motor dan frekuensi slip (fs) telah mencapai maksimumnya.

Bila tegangan motor (V) dan frekuensi slip (fs) ditahan konstan, fluks

magnet antara rotor dan stator serta arus rotor (Ir) berangsur menurun

selama kecepatan meningkat. Momen putar motor menurun dan

berbanding terbalik terhadap kuadrat kecepatan (—).

4. Operasi luncur.

Selama peluncuran, pengiriman pulsa ke inverter berhenti. Untuk

mempersiapkan inverter bagi operasi pengaturan berikutnya, frekuensi

putaran motor (fr) secara konstan masuk ke inverter. Inverter akan

bekerja sebagai berikut: f̂ , = fr

5. Pengereman regeneratif.

Selama operasi pengereman regeneratif, perubahan moda modulasi

terjadi dalam urutan pulsa 1 - pulsa 3 - pulsa 7 - pulsa 11 - pulsa 15 -

pulsa 21. (kebalikan dari urutan untuk pengaturan powering). Selagi

V melakukan pengaturan — konstan, inverter mengatur momen putar

konstan untuk menghasilkan gaya rem regeneratif yang stabil. Selama

pengereman regeneratif frekuensi slip diatur sedemikian hingga selalu

negatif. Inverter akan bekerja dengan fmv = fr - fs dan motor asinkron

bekerja sebagai generator untuk membangkitkan momen putar

pengereman. Pengereman regeneratif ini berhenti bila kereta diperlambat

77

sampai kecepatan dimana arus regeneratif menjadi lebih kecil daripada

kerugian pengaturan.

Pcn>li)un

Powcnnj;

P<lttfWUf.Wt

Coakllitg ~

(I) Modal

Pengaturan nuxncn putar kotutan

(2) Modal]

Pengaturan Jaya

0) MoJa III

Ttavclmij IIHK:

(-0 Moda IV

7—^ Pengaturan tegangan I konstan konstan

Moda V

Pengaturan motion puur konsun

Gambar 3.25

Pengaturan Dan Pengoperasian Kereta

Pemeliharaan Motor Traksi

Pemeliharaan motor traksi dibagi menjadi tiga bagian

1. Pemeliharaan Harian

2. Pemeliharaan Periodik (tiap 3 bulan)

3. Overhaul (8 tahun sekali)

78

4.4.1 Pemeliharaan Marian. Pemeliharaan harian terdiri atas :

• Pemeriksaan saluran udara masuk dan udara keluar, untuk melihat

jangan sampai saluran ini tertutup.

• Pemeriksaan visual kabel dari kemungkinan kerusakan fisik kabel.

• Pemeriksaan pulse generator.

4.4.2 Pemeliharaan Periodik. Pemeliharaan periodik terdiri atas :

• Regreasing (pemberian gemuk) pada bantalan.

• Pemeriksaan kabel dan sekrup penghubung.

• Pemeriksaan sambungan kabel.

• Pemeriksaan kopling, poros, dan gearbox.

• Pemeriksaan suspensi motor.

• Pemeriksaan saluran udara masuk dan udara keluar.

• Pemeriksaan pulse generator

4.4.3 Overhaul. Overhaul terdiri atas :

• Penggantian semua komponen karet kopling dan poros.

• Melepaskan motor dari bogienya.

• Membongkar motor traksi.

• Membersihkan semua komponen motor.

• Membersihkan rotor dan stator.

• Memeriksa tahanan isolasi belitan stator.