DC DRIVE

DC Drive adalah komponen utama untuk mengontrol kecepatan dan kekuatan DC Motor secara presisi, sehingga dapat digunakan dengan baik pada Container Crane. Pada Container Crane beban diangkat dan diturunkan dengan kecepatan yang bervariasi dengan kemampuan daya tidak berkurang. Seringkali kecepatan Angkat atau Turun dari beban sangat lambat dan kadang kadang hampir mendekati diam. Sistem Control untuk Motor Dc harus dapat melaksanakan tugas tersebut dengan cara menyesuaikan parameter parameter yang dibutuhkan oleh Motor DC. Kebanyakan saat ini DC Drive yang ada di lapangan adalah DC Drive dengan tipe digital. Pembahasan kali ini hanya difokuskan kepada Digital DC Drive.

Digital DC Drive biasanya memakai teknik Thyristor Bridge. Drive akan mensuplai Tegangan DC ke Thyristor, dan Thyristor akan menyala dan mati sesuai dengan tegangan dan arus yang dibutuhkan untuk mendapatkan kecepatan dan Torsi yang diinginkan, dengan cara memberi input pada gate dari Thyristor.

Karena daya yang digunakan pada Motor DC menggunakan teknik “Chopping” maka terdapat Harmonisa atau Cliping yang timbul pada jalur listrik. Hal tersebut mengakibatkan Power Faktor dari peralatan DC Drive amat rendah.

FOUR QUADRANT OPERATION

Motor motor pada Container Crane berubah ubah statusnya dimana pada suatu saat beban turun maka terjadi energi yang timbul akibat Motor tersebut berubah fungsinya menjadi Generator. Apabila kita menghadapi suatu Generator maka harus terdapat sistem dimana energi dari generator tersebut harus dilepas atau dibuang. Dalam sistem dimana Drive tersebut dapat melepaskan atau menyalurkan kembali daya listriknya ke jala jala listrik biasanya disebut Four Quadran Operation.

FOUR QUADRAN MATRIX

Aliran Arus pada kondisis di Quadran I

Aliran Arus pada kondisis di Quadran II

Aliran Arus pada kondisis di Quadran III

Aliran Arus pada Kondisi Quadran IV

Dari arus Regen terlihat bahwa pada kondisi di Quadran II dan Quadran IV, arus atau energi yang timbul oleh motor (yang berubah menjadi generator) akan dikembalikan ke jala-jala listrik .

DC Motor

Untuk memahami pergerakan (movement) dari Container Crane kita harus mengetahui prinsip dasar dari Motor yang dipakai. Kita akan mempelajari prinsip prinsip dasar Motor DC secara cepat.

DC motor mempunyai dua lilitan yaitu Lilitan yang berputar atau Armatur dan Lilitan utuk menhasilkan medan magnet Shunt yang disebut Stator.

Pada Motor DC (A), Tegangan DC dimasukkan kepada Armature Circuit (Va) dimana semua Armatur dari DC motor pasti mempunyai tahanan (Ra). Sedangakan Tegangan DC dimasukkan ke Kumparan Shunt (Vf) yang berasal dari sumber yang lain sehingga menimbulkan medan magnet atau Flux ( F )

Persamaan yang terjadi adalah :

Kecepatan (n) = (Va – (Ia Ra)) / Kt F

n = Kecepatan

Va = Tegangan Armatur

Ia = Arus Armatur

Ra = Tahanan Armatur Motor

Kt = Konstanta Motor

F = Flux

Tegangan Va berkorelasi linier dengan kecepatan (n) selama Flux (F) konstan

Torsi Motor (M) sebanding dengan Ia x F

Flux (F) sebanding dengan Vf dan If

Kesimpulannya :

1. Kita dapat mengubah kecepatan dapat dilaksanakan dengan merubah dua parameter yaitu Tegangan Armatur (Va) dan atau Medan Magnet Flux ( F ). Misalnya dengan Flux (F) tetap kita bisa meningkatkan kecepatan dengan meingkatkan tegangan sampai pada batas maksimal Motor DC.

2. Karena Flux ( F ) dapat diubah dengan mengubah Tegangan Stator (Vf) maka dengan Tegangan Armature (Va) tetap kita dapat meningkatkan kecpatan dengan mengurangi Tegangan Stator (Vf).

3. Torsi Motor berubah sebanding dengan arus Armatur (Ia) dan atau Flux (F)

( Gambar diambil dari Siemens)

Umur Container Crane

Berapa sih umur Container Crane sebenarnya??

Hal tersebut menjadi pertanyaan apabila suatu perusahaan mempunyai keinginan untuk mengadakan Container Crane Used atau bukan baru. Pengadaan Container Crane Used atau Crane Used yang lain terutama untuk petikemas, dilakukan karena beberapa pertimbangan antara lain :

Pengadaan Crane baru pada saat ini sangat mahal sehingga membebani keuangan perusahaan. Hal tersebut terutama terjadi pada Terminal Petikemas yang baru dimana konsumen atau pasar yang ada belum dapat memenuhi.

Pengadaan Crane baru membutuhkan waktu yang lama sedangkan kebutuhan akan Crane tersebut dalam jangka waktu pendek. Rata-rata Container Crane membutuhkan waktu lebih dari 14 bulan. Sedangkan Container Crane Used hanya membutuhkan waktu sekitar 3 s/d 6 bulan tergantung perlu modifikasi atau tidak.

Container Crane rata rata didesain dengan umur pemakaian 2.000.000 cycle. Dalam perhitungan teoritis, kalau dalam satu jam rata rata Container Crane tersebut beroperasi 18 box (atau cycle) dan dalam satu hari jam operasi rata rata adalah 24 jam maka dalam 1 tahun menhasilkan 155.520 box. Dengan desain 2.000.000 cycle maka umur Container Crane adalah 2.000.000 dibagi 155.520 sama dengan 12,8 tahun. Akan tetapi hitungan tersebut dalam kenyataan atau realita dilapangan tidak pernah terjadi.

Untuk perhitungan dilapangan, biasanya diambil maksimal kapasitas Container Crane bekerja adalah 90.000 box per tahun. Dengan angka tersebut maka umur Container Crane akan menjadi 2.000.000 cycle dibagi 90.000 box adalah 22, 2 tahun.

Perhitungan itu sebenarnya mengacu kepada Struktur dari Container Crane. Persoalannya terdapat pada komponen komponen yang melengkapinya antara lain: komponen elektrical, motor, drum, Pulley dan lainnya.
Komponen electrical misalnya, dimana teknologi berkembang dengan pesat, sehingga menjadi keinggalan jaman dan menjadikan obsolete. Yang dahulu dibangun dengan desain Analog sekarang sudah menjadi Digital. Pada umumnya masalah yang terjadi pada komponen elektrical adalah suku cadang pengganti sudah tidak diproduksi lagi, sehingga apabila terjadi kerusakan maka terdapat kesulitan dalam pengadaan suku cadang tersebut. Kadang kadang pabrikan masih dapat memenuhi permintaan suku cadang tersebut akan tetapi dengan harga yang sangat tinggi.

Komponen motor biasanya susah untuk diprediksi umurnya. Akan tetapi karena panas maka biasanya kumparan atau lilitan yang ada menjadi rusak. Perbaikan motor yang menyeluruh akan termasuk dengan penggulungan ulang kumparan atau lilitan tersebut, akan tetapi biasanya mengurangi kinerja dari motor.

Komponen Drum dan Pulley karena terkena gesekan berulang ulang normalnya akan terkikis secara perlahan. Penggantian drum di Container Crane sangat susah karena bobot dari drum tersebut yang sangat berat serta lokasinya yang tinggi dan berada di dalam ruangan mesin. Kadang kadang untuk memperoleh peningkatan keandalan maka dilakukan penambahan material pada gigi drum.

Container Crane yang telah berumur 20 tahun atau lebih kebanyakan masih dapat beroperasi dengan normal. Akan tetapi kinerja dari Container Crane tersebut sudah menurun dibanding pada waktu mereka masih baru, apalagi beberapa crane tersebut sudah mengalami peremajaan dibeberpa komponennya. Komponen yang biasanya diremajakan adalah sistem elektrikal karena berubungan erat dengan keandalan sistem, dan memudahkan pemeliharaan karena penyediaan suku cadang yang terdapat dipasaran. Dengan penggantian komponen Analog menjadi Digital Drive serta penggantian relay-relay dengan sistem PLC maka diperoleh peningkatan kinerja yang kadang dapat melampaui kinerja awal dari crane tersebut

INSULATION CLASS pada Motor

Insulation Class adalah pembagian kelas untuk ketahanan motor pada temperatur tertentu. Standar NEMA (The National Electrical Manufacture Association ) membagi Insulation Class menjadi 4 yaitu A, B, F dan H.

Sebelum motor dihidupkan maka suhu motor akan setinggi suhu sekitarnya yang biasanya disebut sebagai Suhu Ruangan (Ambient Temperature). NEMA menstandarkan bahwa Suhu Ruangan yang dipakai adalah 40 derajat Celcius.

Setelah motor dijalankan maka suhu dalam lilitan motor akan bertambah yang disebut Peningkatan Suhu (Rise Temperature). Selain itu suatu margin dari titik ditengah lilitan biasanya lebih tinggi yang disebut sebagai Hot Spot.

Peningkatan Suhu (Rise Temperature) ;
Class A = 60 deg C
Class B = 80 deg C
Class F = 105 deg C
Class H = 125 deg C

Margin Hot Spot
Class A = 5 deg C
Class B = 10 deg C
Class F = 10 deg C
Class H = 15 deg C

Maka Max Suhu Operasi dari motor adalah

Class A = 40 + 60 = 100 deg C ; 5 deg C (Hot Spot)
Class B = 40 + 80 = 120 deg C ; 10 deg C (Hot Spot)
Class F = 40 + 105 = 145 deg C ; 10 deg C (Hot Spot)
Class H = 40 + 125 = 165 deg C ; 15 deg C (Hot Spot)

Tabel Insulation Class
Suhu operasi dari motor sangat penting untuk mengefisienkan operasi dan menjadikan tahan lama. Mengoperasikan motor dengan Suhu Operasi diatas Max Suhu Operasi mengakibatkan umur motor pendek.

Sekilas Sejarah Container Crane

Container Crane , sering juga disebut Quayside Crane atau Gantry Crane adalah peralatan bongkar muat yang berfungsi untuk membongkar atau memuat peti kemas / Container dari kapal ke Dermaga / daratan.

Sejarah Container Crane dimulai pada saat membuat Container Crane untuk perusahaan Matson pada tahun 1958. Crane tersebut masih menggunakan “ A-Frame”. Setelah itu perusahaan Crane dari Eropa mulai masuk dan menjual Container Crane di pasaran. Setelah itu pada akhir tahun 60 an dan awal tahun 70 an, perusahaan Crane dari Jepang mulai memasuki pasar Container Crane. Hal tersebut diikuti oleh perusahaan dari Korea Selatan. Perkembangan terakhir adalah perusahaan Crane dari China yang dipimpin oleh ZPMC masuk ke pasar dan merebut banyak order di Dunia karena harga yang ditawarkan sangat bersaing.

Dari Container Crane pertama yang realtif sederhana maka Container Crane berkembang dalam dimensi, kekuatan angkat maupun kecepatan angkat.

Panamax : Outreach s/d 35m yang digunakan untuk kapal-kapal yang melewati Terusan Panamax.

Post Panamax : Outreach s/d 45m

Super Post Panamax : Outreach lebih besar dari 45 m

Suez-Max : Outreach s/d 66 m yang digunakan untuk kapal-kapal yang melewati Terusan Suez.

Container Crane sekarang ini sudah menjadi banyak variasinya, antara lain dengan model double Trolley, dengan ketinggian yang Low Profile, dan lainnya. Jenis teknologinya pun bermacam macam, dilihat dari penggeraknya seperti AC Drive, dilihat dari kemampuan angkat seperti dua Container sekaligus dan lainnya. Container Crane akan berkembang terus menerus, sejalan dengan teknologi baru yang ditemukan dan hal tersebut sangat menarik untuk diketahui.