ANALISIS STARTING MOTOR LISTRIK 3 PHASA DENGAN MENGGUNAKAN METODE STARTING INVERTER DI P.T. PUPUK SRIWIJAYA PALEMBANG
LAPORAN AKHIR
Dibuat untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya
Disusun oleh: Mohamad Arga Syaifullah 0611 3031 0873
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014
ANALISIS STARTING MOTOR LISTRIK 3 PHASA DENGAN MENGGUNAKAN METODE STARTING INVERTER DI P.T. PUPUK SRIWIJAYA PALEMBANG
LAPORAN AKHIR
Dibuat sebagai syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : Mohamad Arga Syaifullah 0611 3031 0873
Palembang, 22 Agustus 2014 Menyetujui Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Siswandi, M.T.
Bersiap Ginting, S.T., M.T.
NIP. 196409011993031002
NIP. 196303231989031002
Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ketua Program Studi Teknik Listrik
Ir. Ali Nurdin, M.T.
Herman Yani, S.T., M.Eng.
NIP. 196212071991031001
NIP. 196510011990031006
MOTTO 1. Slalu tetap berusaha semaksimal mungkin untuk mewujudkan impian yang ingin dicapai. (Penulis) 2. Terus menggali potensi diri untuk mengrembangkan kreativitas, agar menjadi manusia yang berguna di lingkungan masyarakat, dan slalu berpegang dengan prinsip hidup yang dijalaninya. (Penulis) 3. “Dan mohonlah pertolongan (kepada Allah) dengan sabar dan sholat. Dan (sholat) itu sungguh berat, kecuali bagi orang – orang yang khusyuk.” (Q.S. Al – Baqarah: 45)
Saya persembahkan kepada:
1. Allah SWT, tiada daya upaya saya melainkan karena kekuatanNYA. 2. Orang tua ku, yang tanpa henti dan letih terus mendo’akan ku. 3. Dosen pembimbing, yang tidak pernah letih mendidik dan mengajariku. 4. Rekan rekan mahasiswa/i seangkatan. 5. Almamaterku.
i
ABSTRAK ANALISIS STARTING MOTOR LISTRIK 3 PHASA DENGAN MENGGUNAKAN METODE STARTING INVERTER DI P.T. PUPUK SRIWIJAYA PALEMBANG (2014 : viii + 58 Halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + Daftar Lampiran)
Mohamad Arga Syaifullah 0611 3031 0873
Motor listrik adalah alat yang terpenting dalam dunia indusrti yang sering digunakan sebagai penggerak yang menjalankan segala proses yang terjadi dalam industri tersebut. Motor yang biasa digunakan di industri ialah motor asinkron, dengan jenis motor lilit dan motor sangkai tupai. Penggunaan inverter pada motor listrik bertujuan untuk dapat mengatur kecepatan putar motor dengan mengubah frekuensi dari frekuensi rendah 𝑓𝑚𝑖𝑛 = 10𝐻𝑧 , sampai frekuensi maksimum 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 50𝐻𝑧, dan juga berfungsi agar arus starting yang timbul pada saat melakukan starting dapat diperkecil. Pada saat melakukan starting tanpa mengguinakan inverter arus starting pada motor listrik 5 kali arus nominal sebesar 289 Amper, pada saat menggunakan inverter arus starting yang didapat sebesar 65 Amper. Slip yang terjadi pada motor listrik 5101 mendekati nol sebesar 0,73% dikarenakan motor yang digunakan pernah diperbaiki sehingga slip yang timbul tidak terlalu besar.
Ii
ABSTRACT STARTING ANALYSIS OF ELECTRIC MOTORS 3 PHASE USING STARTING INVERTER IN P.T. PUPUK SRIWIJAYA PALEMBANG (2014 : viii + 58 Pages + List of Pictures + List of Tables + Attachments)
Mohamad Arga Syaifullah 0611 3031 0873
The electric motor is the most important tool in the world of industry which is often used as a driver that runs all the processes that occur in the industry. The motors are commonly used in the industry is asynchronous motors, with the type of motor and the motor squrel convolution squirrel. The use of inverters in electric motors aiming to be able to adjust the motor speed by changing the frequency of the low frequency 𝑓𝑚𝑖𝑛 = 10𝐻𝑧, up to a maximum frequency 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 50𝐻𝑧, and also serves to starting currents that arise during starting can be minimized. At the time of starting without starting mengguinakan inverter current to the electric motor 5 times the nominal current of 289 amperes, when using the inverter currents obtained starting at 65 amperes. Slip that occurred in 5101 near-zero electric motor by 0.73% due to the motor being used never repaired so that the resulting slip is not too large.
ii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, karena berkat rahmat-Nya jualah Penelitian ini dapat diselesaikan penulis tepat pada waktunya. Laporan Akhir ini disusun sebagai syarat untuk memenuhi salah satu kurikulim pada Jurusan Teknik Elektro Program studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam memenuhi kurikulum tersebut, penulis mendapat kesempatan melaksanakan Penilitian di PT Pupuk Sriwijaya Palembang selama kurang lebih satu bulan terhitung dari tanggal 01 Mei 2014 sampai 30 Mei 2014. Di dalam pembuatan laporan Akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan, dan penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat menyempurnakan laporan ini. Dengan terlaksana Penelitian ini penulis menyadari tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak di tempat Penelitian berlangsung maupun dalam pembuatan laporan ini, mungkin penulis tidak dapat menuangkannya dalam bentuk laporan. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang terhormat : 1. Bapak Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T. 3. Bapak Sekertaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Selaku Pembimbing 1 Bapak Ir. Siswandi, M.T. 4. Bapak Bersiap Ginting, S.T., M.T. selaku Pembimbing 2. 5. Bapak Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng. 6. Bapak pimpinan PT PUSRI.
7. Bapak Kepala Bidang Pelaksanaan Diklat PT PUSRI. 8. Bapak Kepala Dinas Pemeliharaan Listrik dan Instrumen PT PUSRI. 9. Segenap pimpinan dan karyawan Pemeliharaan Listrik dan Bengkel Elektris yang telah membantu sehingga penulis mendapatkan tambahan ilmu dan pengetahuan selama Penelitian dan penyusunan laporan ini. 10. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam penulisan laporan ini. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih pada rekan-rekan yang telah ikut membantu dalam menyelesaikan laporan Akhir dan semoga laporan ini berguna dan menambah pengetahuan bagi yang membacanya.
Palembang, 22 Agustus 2014
Penulis
Iii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN MOTTO.......................................................................................................
i
ABSTRAK...................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR................................................................................. iii DAFTAR ISI................................................................................................ iv DAFTAR GAMBAR................................................................................... v DAFTAR TABEL........................................................................................ vi DAFTAR LAMPIRAN..............................................................................
vii
BAB I. PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang......................................................................
1
1.2
Tujuan dan Manfaat..............................................................
2
1.2.1
Tujuan...................................................................................
2
1.2.2
Manfaat.................................................................................
3
1.3
Rumusan Masalah.................................................................
3
1.4
Pembatasan Masalah.............................................................
4
1.5
Metode Penelitian.................................................................. 4
1.6
Sistematika Pembahasan.......................................................
4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Motor Induksi.......................................................................
6
2.2
Hubungan Putaran Motor dengan Frekuensi........................
9
2.2.1 Motor sinkron........................................................................ 9 2.2.2 Motor Asinkron..................................................................... 9 2.2.3 Cara Penerimaan Tegangan atau Arus..................................
10
2.2.4 Jumlah Fase Tegangan yang Digunakan............................... 10 2.3
Prinsip Motor Induksi...........................................................
15
2.4
Motor Induksi Tiga Fase....................................................... 17
2.4.1 Slip........................................................................................
17
2.4.2 Motor Sangkar Tupai dan Motor Lilit..................................
20
2.5
Menjalankan, Mengatur Putaran Motor Induksi................... 21
2.5.1 Starting Motor Rotor Lilit.....................................................
21
2.5.2 Starting Motor Rotor Sangkar Tupai....................................
23
2.6
Inverter………......................…............................................ 30
2.6.1 Variable Speed Drive (VSD)................................................
32
2.6.2 Variable Frekuensi Drive (VFD)..........................................
35
2.6.3 User Manual PowerFlex 700................................................
41
BAB III. METODE PENELITIAN 3.1
Data Name Plate Motor .......................................................
48
3.2
Peralatan yang Digunakan Pada Saat Melakukan Starting...
49
3.3
Langkah Penelitian Yang Dilakukan....................................
49
3.4
Data Pengoperasian di Control.............................................. 49
3.5
Data Starting Menggunakan Inverter....................................
3.6
Data Starting Tanpa Menggunakan Inverter......................... 51
50
BAB IV. PEMBAHASAN 4.1
Perhitungan Kecepatan Putar Motor Dengan Penyetingan Frekuensi............................................................................... 52
4.2
Perhitungan Slip Yang Terjadi Saat Melakukan Starting Motor..................................................................................... 54
4.3
Perhitungan Torsi Pada Rotor...............................................
56
4.4
Analisa dan Pembahasan.......................................................
57
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
Kesimpulan..........................................................................
58
5.2
Saran.....................................................................................
58
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
Iv
DAFTAR GAMBAR 2.1 Kumparan Stator dan rotor sangkar.................................................7 2.2 Arus yang dimasukkan padalilitan stator motor 3 fase...................13 2.3 Fluks magnet stator ntotor 3 fase berkutub 2..................................14 2.4 Diagrarn vektor motor induksi ideal...............................................20 2.5 Tahanan luar (R) pada motor rotor lilit...........................................22 2.6 Hubungan bintang dan segitiga.......................................................23 2.7 Lengkung torsi fungsi kecepatan motor sangkar rangkap..............27 2.8 Karakteristik torsi, kecepatan dari motor induksi klas A,B,C, dan D.....29 2.9 Grafik perubahan frekuensi.....................................................................32 2.10 Diagram blok inverter...........................................................................33 2.11 Rangkaian dan proses perubahan gelombang pada VFD......................37 2.12 Gelombang variabel frekuensi drive.....................................................38 2.13 Bagian-bagian Inverter.........................................................................39 2.14 Bagian kontrol Inverter.........................................................................39 2.15 Inverter PowerFlex 700.........................................................................41
V
DAFTAR TABEL
2.1 Pengenalan ..................................................................................42 2.2 Sertifikasi.....................................................................................43 2.3 Environmental Specifications......................................................44 2.4 Technical Specifications..............................................................47 3.1 Data hasil penyetelan frekuensi..................................................50
Vi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir
Lampiran 2
Lembar Bimbingan Laporan Akhir
Lampiran 3
Permohonan Surat Pengantar Pengambilan Data
Lampiran 4
Surat Izin Pengambilan Data
Lampiran 5
Surat Keterangan Pengambilan Data PT. PUSRI
Lampiran 6
Lembar Daftar Nilai Pengambilan Data
Lampiran 7
Lembar Catatan Kegiatan Pengambilan Data
Lampiran 8
Lembar Rekomendasi Laporan Akhir
Lampiran 9
Lembar Revisi Ujian Laporan Akhir
Lampiran 10 Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir Lampiran 11 Data Penelitian Starting Motor Induksi Menggunakan Inverter Lampiran 12 Diagram Rangkaian Motor Amonia Transfer Pump 43-5101-JM
Vii
DAFTAR PUSTAKA
Effendi Brumer, ”Mengubah Belitan Motor Induksi 3 Fasa 117 kw dari tenganan 440v ke 360v”, Tugas Akhir. Lhokseumawe, April 1994. Zuhal, ”Dasar Tenaga Listrik”, ITB Bandung, 1991. Sumanto, “Motor Listrik Arus Bolak Balik”, Jogjakarta 1986. Bradley Allen, “User Manual Power Flex 700 AC Drive, Rockwell Automation Publication 20B-UM002F-EN-P”, June 2013 http://www.ab.com/en/epub/catalogs/36265/1323285/9505626/Introduction.html http://www.ab.com/en/epub/catalogs/36265/1323285/9505626/Specifications.html http://bayupancoro.wordpress.com/2008/07/02/variable-speed-drive-vsd-aka-inverter/ http://www.vfds.com/blog/what-is-a-vfd
