Pendahuluan. Penulis. Soemarno Adibroto

Prakata.

Sepintas Pekerjaan Maintenance merupakan pekerjaan membosankan, menghabiskan beaya, berulang-ulang, bahkan kadang dianggap menjadi musuhnya bagian produksi. Katanya ,”habis perbaikan kok tambah rusak”. Hal inilah yang menjadi tantangan kaum maintenance untuk mengimprove diri/group, belajar meningkatkan diri , mencari informasi2/ilmu2 yang belum diketahui. Sebab tanpa maintenance, sebetulnya produksi juga lebih terancam untuk rusak tidak dpat produksi”. Jadi kerja-sama yang baik sangat diperlukan untuk kontinuitas produksi. Mengoperasikan, memelihara adalah tanggung jawab bersama. Setelah melalui perjalanan panjang di bidang Maintenance : dari hanya mengenal yang ada “breakdown maintenance” s/d adanya system maintenance saat ini “preventive/ prediktive/ proactive/ automation/ produktive” atau dengan nama “RCM’ dll. Apapun system yang dipakai, ada pokok2 pengetahuan praktis yang harus dikuasai terlebih dulu. Penulis ingin berbagi informasi tentang hal2 yang berhubungan dengan maintenance kepada teman yang punya tanggung-jawab sebagai orang maintenance, yaitu informasi2 yang paling mendasar. Melengkapai buku alignment mesin rotasi, penulis ingin menyajikan perihall listrik.Tulisan motor ( Buku 1) ini hanya sekedar mengenal motor listrik melalui sebuah name-plate. Buku motor listrik lain Inyaallah akan menyusul utnuk saling melengkapi. Kritik dan saran ataupun tambahan sngat kami nantikan. Semoga buku ini bermanfaat. 1 Mei 2009 Penulis Soemarno Adibroto

Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

1

Pendahuluan Motor listrik merupakan peralatan/mesin atau sebagai kuda kerjanya didunia industri maupun keperluan rumah tangga. Motor listrik pada umumnya mudah memasangya, mudah dioperasikan, mudah perawatannya. Motor sejenis kadang banyak dipakai untuk keperluan pemakaian yang berbeda-beda, sehingga mudah mendapatkan pengganti bila terjadi kerusakan. Tapi kadang ada sebuah pemakaian tertentu ternyata begitu ada masalah mengalami kesulitan untuk membeli penggantinya. Hal ini disebabkan oleh karena kita tidak begitu mengerti arti yang sebenarnya Untuk mengatasi hal tsb sebaiknya kita berusaha tahu lebih banyak dari hal yang kita anggap mudah. Kita mulai dengan membaca NAME-PLATE sebuah motor kita mencoba mempelajari agak lebih mendalam. Name mudah dibaca, tetapi mungkin tidak cukup mengerti apa arti yang terkandung didalamnya. Dari sebuah name-plate terkandung data2 pokok yang sangat penting,yang merupakan sebagian dari data electric & data mechanic dari sebuah motor. Kemudian spesifikasi2 apa yang harus ditulis jika kita akan membeli motor baru. Apa pengaruhnya , jika spesifikasi jaringan/power supply berbeda dengan spesifikasi yang tertulis di name-plate?. Apakah perlu membeli yang “premium” atau high eficien motor agar meningkatkan penghematan listrik. Berapa besar kita dapat menghemat listrik, dari hanya memilih kwalitas motor listrik. Buku pertama ini terutama untuk mengenal “name plate”. Mudah2an buku ini bermanfaat untuk pelaksana2 dilapangan. Penulis Soemarno Adibroto


2

Spesifikasi Motor Listrik Induksi

Plat Nama atau “Name Plate” memuat data2 spesifikasi mekanis dan elektris, sangat penting sebagai informasi yang diperlukan jika kita akan mengganti motor yang sudah ada, atau mengganti dengan merk lain atau spesifikasi lain. Mengganti ini bertujuan mencari merk berbeda yang lebih baik kwalitas / effisien / murah / power lebih kecil/besar dll, tetapi tidak merubah dan cocok dengan fondasi yang ada. Standard Standard motor adalah sebuah perjanjian antara (pembuat, pembeli, pemakai) yang berisi ketentuan2 tertentu: ukuran, spesifikasi mekanis & elektris yang harus ditaati dibersama dan menjamin kopentisi sehat diantara pembuat. Tujuannya ialah untk menjamin pemakai bahwa produk yang dibeli telah memenuhi kwalitas dan spesifikasi standard dan semua produsen mengikuti standard tsb. • NEMA : National Electriccal Manufacturings Association • NEC : National Electrical Code • JIS : Japanese Industrial Standard • IEC : International Electrotecnical Commissions Mengenal Standard sangat penting agar tidak membuat kesalahan fatal yang tentu mengakitkan kerugian besar. Kesalahan misal: • motor pengganti yang di beli tidak cocok dengan lubang baut fondasi., atau ketinggian poros, atau kepanjangan • Seharusnya TEFC keliru dengan yang OD • Salah Voltage / Rpm / frequensi Setiap standard memiliki spesifikasi berbeda, dimensi standard Amerika, Eropa, Jepang tentu berbeda2, meski ada beberapa hall yang sama. Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

3

Dalam pengenalan ini lebih banyak membahas Standard NEMA, dan IEC akan dibahas di tulisan lain. Dalam standard NEMA mengharuskan setiap Pabrikan motor listrik harus melengkapi “Name Plate” dengan informasi minimal mengenai spesifikasi, sedangkan informasi yang lengkap ada di buku “Manual”. Setelah memahami spesifikasi, kita mampu menulis spesifikasii dengan jelas, dan tentu tidak akan keliru jika kita akan membeli motor baru Contoh2 plat nama

Gb. 1 Nameplate motor pabrikan , LEESON. Keterangan Descripsi

tertulis

Cat.No / Part No Model

120086.00 C145T34FB2C

Inclosure

TEFC

V V RPM HP F.L.A F.L.A Hz FR PF EFF Serv. Fact Type Duty Max Amb Insul Class PH

208 - 230 460 3450 / 2850 1 1/2 4.2 / 4.8 2.1 / 2.4 60 / 50 F145T .86 .80 1.15 TF Cont 40.C B2 3


Keterangan No berdasar Katalog Leeson Kode model Lesson Total Enclosure Fan Cooling (rotor tertutup, kedap air/angin) Supply 208-230 Hub delta Supply 460 Hub Y Putaran Freq 60 Hz / 50 Hz Power output Full load amp Full load amp Dpt di hub utk freq 60/50 Ukuran frame menurut NEMA Power factor Efisiensi motor Motor dpt dibebani 1,15 x 1 1/2 Motor dioperasikan terus-menerus Temperature ruang Klas isolasi 3 phase

4

Thermal Protected Code

K

design

B

Tidak dilengkapi proteksi thermal Normal starting torsi/current (100-200%)

A. Data Spesifikasi : 1. Data pabrikan • Nomor Katalog • Model motor • Type 2. Data Elektrik • Phase • HP / KW • Hz / Frequency • RPM / putaran per menit • Voltage / Tegangan • Amperage (F.L.A) full load motor current • Power Factor • Maximum ambient temperature in centigrade (+40.C = 104.F) • Temperature Rise • Service Factor • Altitude • Duty Rating • Insulation Class 3. Data mekanis • Frame Contoh dari LESSON ELECTRIC MOTOR Penjelasan singkat sbb: 1. Data Pabrikan • Nomor Katalog CAT.NO/PART.NO 120086.00 Nomor yang di buat oleh pabrikan motor berdasarkan standard penomoran pabrik itu sendiri yang berupa Katalog. Nomor ini untuk memudahkan pencarian data di catatan/database. Pada prinsipnya nomor tsb mewakili spesifikasi motor tsb, sehingga jika kita akan pesan mungkin tidak harus menulis semua spesifikasi secala lengkap, cukup menulis Cat.No.


5

Nomor katalog sebuah pabrikan tidak sama dengan pabrikan lain, jadi jika kita akan mengganti dengan merk lain, nomor ini menjadi tidak penting. • Model motor Model : C145T34FB2C Biasanya di tulis terdiri dari kumpulan angka dan huruf. “Nomor” ini dii buat oleh pabrikan motor berdasarkan standard pabrik itu sendiri. Nomor ini untuk memudahkan komunikasi tehnik antara pabrikan dan pembeli. Pada prinsipnya nomor tsb mewakili semua spesifikasi motor tsb, sehingga tidak harus menulis semua spesifikasi secara lengkap, jika kita akan membeli dengan spesifkasi sama ke pabrikan yang sama, karena setiap angka atau huruf sudah mewakili specifikasi secara lengkap. Untuk mengetahui arti dari nomor tsb. kita harus punya katalognya. Sekilas kita bisa menebak bahwa 145T adalah ukuran frame. Nomor model sebuah pabrikan tidak sama dengan pabrikan lain, karena masing2 mempunyai cara penulisan atau sistem yang berbeda-beda. 2. Data Elektrik • Phase Phase harus jelas di sebutkan jumlah, apakah 1 atau 3. Kebanyakan motor dibuat 3 phase dan juga di tulis hubungan dalam windingnya, star atau delta atau gabungan. Motor2 kecil dibawah I KW dibuat dengan 1 phase dan lebih besar dari 1 KW lebih ekonomis di bauat 3 phase. • HP / KW Kapasitas keluaran tenaga mekanis pada putaran penuh motor. NEMA menyatakan dengan Hp sedang IEC lebih senang menyatakan dengan KW, atau kadang pabrikan menulis keduanya. Motor 746 watt akan memproduksi 1 Hp, jika motor dapat mencapaii efisiensi 100%, tetapi motor hanya dapat mencapai efisiensi 84% maka memerlukan konsumsi 100/84 x 746 = 888 watt. Jumlah watt yang terpakai sebesar 746 watt dan yang 142 watt merupakan kerugian akibat panas,friction dll. 888 watt x 0,84 = 746 watt = 1 HP • Hz / Frequency Hz 50/60 Artinya motor dapat dihubungkan dengan 50 Hz ataupun 60 Hz. Di Amerika frekwensi tenaga jaringan listrik memakai F=60Hz sedangkan di Indonesia, Eropa, Jepang dan negara lain memakai F = Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

6

50Hz. Frekwensi berhubungan langsung dengan jumlah putaran yang dihasilkan oleh motor tsb. Oleh sebab itu haruslah hati2 dalam menentukan membeli motor. Bab khusus mengenai pengaruh pemakaian frekwensi yang berbeda dengan yang tertera di nameplate dibahas pada bab lain. • RPM / Putaran per menit RPM 3450 / 2850 Artinya jika motor dihubungkan dengan 60Hz menghasilkan putaran 3450 Rpm, dan jika dihubungkan dengan 50 Hz putaranya 2850 Rpm. Putaran motor ditentukan oleh jumlah kutub dan frekwensi jaringan listrik yang ada. Jadi meski yang tertulis di plat-nama 3600 Rpm, jika di pasang di jaringan berbeda frekwensi putaran akan berbeda.

2 pole 4 pole 6 pole 8 pole

Tabel kutub vs frekwensi Synchron speed 60 Hz 50 Hz 60Hz 50 Hz 3450 2850 3600 3000 1725 1425 1800 1500 1140 950 1200 1000 850 700 900 750

Rumus Rpm sinkron Misal

120 F P 120x50 Ns = = 1500 4

Ns =

Ns = putaran sinkron F = frekwensi, misal 50 Hz P = jumlah kutub, misal 4 Catatan : putaran rotor dari motor induksi tidak mencapai sinkron, yang tertulis misal, 1450 Rpm, karena adanya Slip sebesar .50 Rpm

• Voltage / Tegangan V 208 –230 / V 460 Artinya motor ini dapat dihubungkan pada tegangan 208 s/d 230 Volt, atau 460. Apa artinya ini.? Jika di nameplate tidak ada gambar skema diagram winding, sebaiknya sebelum menyambung ke sumber perlu membaca manual , bagaimana menyambungnya. Kalau terbaca angka voltage (yaitu 230 dan 460), maka terlihat bahwa ini dual-voltage, didalam stator setiap phasenya terpasang 2 pasang winding yang dapat dipasang seri dan parallel atau delta – star. Telitilah dengan seksama sebelum menyambung motor listrik : pastikan ketahui susunan winding yang ada. Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

7

Pedoman praktis : Voltage Standard NEMA memperbolehkan motor dipasang pada tegangan 10% dibawah / diatas tegangan yang tertulis di motor. Jika tertulis di name plate 230 Volt maka : -10% x 230 = 23 volts, à terendah yang boleh 230 –13 =207 volts +10% x 230 = 23 volts, à tertinggi yang boleh 230 +13=253 volts Nominal system voltage

Motor Nameplate voltage

120

115

208

200

240

230

480

460

600

575

2400

2300

4160

4000

(supply listrik menurut NEMA) Jika voltage supply berbeda dengan voltage name-plate, NEMA memberikan pedoman, bahwa karakteristik motor akan berubah sbb: Tabel perkiraan pengaruh beda voltage Characteristic

voltage 90%

110%

+23%

-17%

Efficiency

-2%

+1%

Power Factor

-3%

+1%

Current

+11%

-7%

Temperature

+7%

-4%

Starting torque

-19%

+21%

Starting Current

-10%

+10%

Slip

Gb: Misal : Motor 230V, RPM 1450, PF 0,8, current FLA 10A, temp.rise 40C, Jika voltage yang ada 10% dibawah rated maka yang terjadi sbb: Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

8

• • • • • • • •

Slip bertambah 23%. Misal dari slip 50 Rpm menjadi 62 Rpm, artinya putaran motor turun dari 1450 menjadi 1438 Rpm Effisiensi berkurang 2% Power factor berkurang 3% Arus bertambah 11% Panas yang timbul bertambah 7% Starting torque berkurang 19% Starting current berkurang 10% Dst.

Catatan motor dibuat menurut voltage standard sbb: Standard 60Hz Voltage: Standard 50Hz Voltage 115v 110V 208-230v 190V 460v 220V 575v 440V • Amperage (F.L.A) Besar arus FLA (full load current) yang diperlukan pada kondisi motor sedang mengeluarkan daya sesuai dengan rated Hp/Kw pada supply tegangan voltage sesuai spesifikasinya. Ini perlu diketahuii terutama untuk perencanaan besar kabel dan sistem proteksinya. Jika rated voltage nya dua macam, maka FLA juga ada dua harga. Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

9

Misal : Voltage 115/230 maka FLA misal 15.0/7.5A. jika voltage yang tersedia lebih rendah/tinggi dari rated maka besar FLA juga berpengaruh (lihat tabel diatas) Dengan mengukur besar ampere, ini dapat menggambarkan berapa kira2 besar beban motor yang sedang di pikul. • Torque / torsi Force atau Kekuatan putar atau gaya putar yang digunakan oleh poros untuk memikul beban mekanis. Satuan torsi kgm. atau inchpounds, • Starting Torque : Force yang di hasilkan oleh motor untuk berputar dari keadaan diam dan acelerasi. Ini biasanya beberapa kali lebih besar dari torsi kondisi sudah jalan normal. Seperti contoh diatas utk design B torsi starting mencapai 200%.Juga disebut locked rotor torque. Banyak usaha untuk memperkecil “starting torque” dengan system starting al: - star-delta starting - pengubah frequensi/putaran - fluid coupling - system pembebanan bertahap. - dll • Full load Torque. Force yang di produksi operasi / running motor pada kondisi beban penuh, putaran penuh pada capasitas Hp rated. • Breakdown Torque Torsi maksimum motor yang dapat di produksi saat beban naik tanpa putaran dan tenaga jatuh turun . juga kadang disebut pull-out torque. • Pull-Up Torque Torsi minimum yang dihasilkan motor antara diam (nol rpm) ke Rpm rated. Sama dengan beban maximum motor mampu acelerasi ke rated Rpm. • Power Factor / Pf Power factor yang tertulis di nameplate adalah power factor dari test beban penuh/full load. Power factor akan berubah sesuai dengan berapa persen beban yang dipikul motor, jika beban tidak penuh maka Pf operasi rendah. Factor yang menentukan ini adalah adanya tahanan induksi didalam kumparan/winding motor, hal ini akan menambah pengaruh buruk jika power factor supply juga rendah. Untuk memperbaiki kondisi ini biasanya system perlu dipasang Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

10

capasitor-bank, yaitu sejumlah kapasitor atau tahanan kapasitansii untuk mengurangi tahanan induktansi. Pf kecil menghasilkan daya semu besar, arus I besar dan berarti kwadrat arus x R = besar. Pada umumnya motor kecil mempunyai Pf yang lebih rendah dari motor besar. Panduan perihal PF Motor dibebani kurang dari rated, mengakibatkan Pf turun, makin rendah beban motor makin rendah Pf, yang berarti pemborosan tenaga listrik yang berupa rugi2 panas. Motor sebaiknya dibebanii 100% dan sekurang-kurangnya 80%

Tabel korelasi beban via power factor

• Maximum ambient temperature derajat celcius (+40.C = 104.F) NEMA memberikan panduan bahwa suhu ruang untuk ruang tertutup maupun terbuka pemakaian motor maks 40.C. jika lebih dari harga tsb.


11

Motor harus di derating, artinya kapasitas/beban harus diturunkan. Karena akan berpengaruh pada panasan motor winding, kalau tidak diturunkan maka winding akan mengalami panasan yang berlebihan/overheating. Akibatnya umur motor akan berkurang. Ventilasi atau sirkulasi udara perlu diperhatikan dan mencegah sinar matahari atau sumber panas mengenahi lansung ke motor. • Kenaikan /Temperature Rise Kenaikan Temperature atau sering ditulis di nameplate “Temperature Rise” misal 70.C . Artinya motor tsb windingnya dapat mengalami kenaikan temperature sebesar 70.C dengan kondisi aman, kenaikan ini diakibatkan oleh arus listrik yang mengalir dalam winding. Oleh sebab itu temperature harus di monitor, jika diukur lebih dari 70.C haruslah di investigasi penyebabnya. Pada umumnya pabrik memberikan angka aman 10.C. Temperature winding = temperature ruang + kenaikan Sebab2 kenaikan al: Sirkulasi ruang tidak baik, beban berlebihan, misalignment, filter kotor/buntu, dsb. • Service Factor / SF Menurut NEMA definisi dari SF ialah : berapa persen beban Hp/Kw atau ampere /FLA motor dapat dioperasikan melebihi yang tertera di name-plate yang dapat ditanggung oleh motor secara terus-menerus. Misal : 10 Hp dengan 1.25 SF maka motor dapat menanggung beban12.5Hp secara terus menerus. Menurut standard NEMA harga SF = 1.0 , 1.10 , 1.15 , 1.25 , 1.4 dsb Motor dengan SF >1.0 memiliki isolasi yang lebih bagus dari Class B • Altitude Ketinggian tempat diatas permukaan laut selalu diperhatikan jika memasang motor.


12

Sebagai panduan NEMA memberi panduan untuk operasi normal motor dipasang maximum setinggi 3300 feet atau 1000 m, lebih dari itu motor harus di derating atau diturunkan kapasitasnya. Dibawah ini tabel panduan penurunan Hp sehubungan dengan altitute Tinggi permukaan (Altitude) Ft mtr 3,300 – 9,000 1000-2700 9.000 – 9,900 2700-3000 9,900 – 13,200 3000-4000 13,200 – 16,500 4000-5000 > 16,500 > 5000

1,0 SF 93% 91% 86% 75% Hubungi

1,15 SF 100% 98% 92% 85% Pabrikan motor

Misal motor dengan servise factor 1.0 jika dipasang pada ketinggian lebih dari 1000 m, maka kapasitas harus diturunkan menjadi 93%

• Duty Rating NEMA vs IEC Sifat pemakaian motor dirancang untuk dioperasikan secara sbb: NEMA hanya membagi duty cycles dalam dua macam yaitu : Continue atau terus –menerus , Intermittent atau berkala dan khusus • Duty continue : artinya motor dirancang dapat dan tahan dioperasikan secara terus-menerus, tanpa berpengaruh terhadap panas winding, dan umur motor tidak akan berkurang. Motor operasi lebih dari 3 jam sudah termasuk kategori continue. • Intermittent duty: motor dirancang untuk dioperasikan dengan waktu tertentu, kemudian distop dengan waktu tertentu untuk kesempatan pendinginan, kemudian dijalankan lagi. • Special ; pemakaian dengan mencantumkan waktu tertentu Misal: 5, 15 , 30 , 60 menit. Contoh: Motor buka/tutup pintu pagar, IEC membagi duty cycles menjadi 8 yaitu • S1 – Continous duty . Motor untuk dioperasikan dengan beban tetap / waktu dan mencapai temperature equilibriumnya. • S2 – Short-time duty. Motor untuk dioperasikan dengan beban tetap dengan waktu tidak lama hingga mencapai temperature equilibriumnya, kemudian periode istiharat cukup lama sampaii dengan mencapai temperature ambient. • S3 – Intermittent periodic duty. Motor untuk dioperasikan dengan beban tetap secara periodic “jalan” – “stop/istirahat”. temperature equilibrium tidak pernah tercapai. Arus starting sangat kecill pengaruhnya terhadap timbulnya panas di stator. Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

13

•

•

• • •

S4 - Intermittent periodic duty with starting. Motor untuk dioperasikan dengan beban tetap secara periodic “jalan” – “stop/istirhat”. temperature equilibrium tidak pernah tercapai. Tetap arus starting ber pengaruh terhadap timbulnya panas di stator. S5 - Intermittent periodic duty with electric breaking. Motor dioperasikan dengan sequen siklus “starting – running dengan beban tetap” dan “starting – running dengan tanpa beban”. Tidak ada waktu stop/istirahat. S6 - Continuous operation with intermittent load. Motor dioperasikan dengan sequen siklus “running dengan beban tetap” dan “running tanpa beban”. Tidak ada waktu stop/istirahat. S7 - Continuous operation with electric braking. Sequential, identical cycles “ starting – running at load constant and electric braking.” Tidak ada periode istirahat. S8 - Continuous operation with periodic changes in load and speed. Motor operasi dengan siklus “ jalan dengan beban konstan dengan putaran tertentu” kemudian jalan dengan beban tetap berbeda dengan putaran tertentu.

• Insulation Class NEMA maupun IEC menggunakan tanda yang sama, tapi NEMA tidak mempunyai isolasi klas E. Winding dapat tahan pada temperature tsb. secara kontinu tanpa menurunkan ratingnya. Kebanyakan motor di Industri memakai klas isolasi B atau F Class A (105C / 221.F): cotton.silk,paper Class E 120C / 248.F Class B (130C / 266.F) : mica,fiberglass,asbestos Class F (155C / 311.F) : mica,fiberglass,asbestos Class H (180C / 356.F ): mica,fiberglass w silicon binder Ref: NEMA standard MG – 1.65 Desember 1980

Tabel kenaikan temperature Table: IEC vs NEMA temperature rise , derajat C Klas isolasi

IEC 1.0 s.f

NEMA 1.0 s.f

NEMA 1.15 s.f

A

60

60

70

E B F H

75 80 100 125

80 105 125

90 115 -


14

1. Data Mekanis • Frame Frame F145T Frame menggambarkan ukuran fisik motor, dengan melihat tabell standard kita bisa mengetahui ukuran pisik secara lengkap al : tinggi shaft, jarak baut, diameter shaft, panjang shaft, tinggi/panjang motor . Frame tsb. diatas mengikuti standard NEMA, (National Electrical Manufacturing Association) yaitu standard yang dibuat oleh organisisi pembuat motor. Standard ini banyak diikuti pabrik2 motor dari Amerika. Standard IEC (International Electrotechnical Commission) standard ini banyak diikuti oleh pabrikan motor dari Eropa. Sebagian besar pabrikan membuat motor sesuai dengan standard yang diminta pembeli. Sebetulnya untuk frame itu dapat dikonversi satu terhadap yang lain, tetapi tidak persis sama, makin besar motor makin besar beda ukuran. Umumnya terdiri : berupa “ huruf – angka – huruf” misal EF145T • Terdiri dari 2 digit/angka , untuk motor kecil atau kurang dari 1 Hp • Terdiri dari 3 digit/angka , untuk motor 1 Hp dan lebih besar • Huruf depan (prefix), merupakan angka khusus dari pabrikan. • Huruf dibelakang (suffix), metode pemasangan standard NEMA. Frame dibahas lebih mendalam dalam bab berikut. B. FRAME Mengenal motor induksi Motor Induksi merupakan motor listrik yang paling banyak dipakai di semua dunia Industri maupun keperluan rumah tangga. Alasan utama ialah mudah : • memasang, • mengoperasikan • memelihara & reparasi • dirancang dari yang paling kecil s/d besar sekali. Agar para pemakai mudah memilih dan pembuat mudah membuat, maka dibuatlah standard dengan tujuan pemakai dan pembuat dapat menggunakan komunikasi yang sama. Namun ternyata di dunia standard motor ada lebih dari satu, al JIS (Jepang), IEC ( Eropa), NEMA (Amerika) dll.Sebetulnya banyak problem timbul dengan memakai NEMA dii Indonesia : terutama voltage dan frekwensi, putaran Konstruksi Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

15

Konstruksi Motor Induksi terdiri komponen : Stator : - belitan / winding - rangka / frame - bantalan / bearing Rotor - poros / shaft - rotor bar / winding - kipas / fan Saat ini rangka / frame telah dibuat standard tertentu untuk memudahkan pembuat dan pengguna dalam menentukan pilihan ketika akan memilih, memasang atau mengganti motor. Ketika kita mengidentifikasi motor listrik, setelah mengetahui Hp atau Kw sebagai kapasitas, putaran adalah frame. Frame atau kerangka motor merupakan dimensi pisik motor yang di buat standard agar pemakai mudah memasangnya. Dengan standard tertentu pembuat dan pemakai mudah menjual dan memilihnya. Misal asosiasii pembuat motor membuat standard “ NEMA” , IEC. Sebelum ada standard seperti saat ini, pada awalnya setiap pabrikan membuat motor dengan frame ber-beda2 meskipun Hp/Kw sama. Kemudian dengan adanya kesulitan2 maka para pabrikan sepakat membuat standard agar dapat interchangeable meski berbeda pabrikan. Dengan adanya kemajuan2 perencanaan dan metode produksi ukuran frame motor semakin kecil untuk HP/Kw yang sama dengan sebelumnya, karena loses bisa diperkecil dan effisiensi dapat ditingkatkan. • Tahun 1952 motor frame lebih kecil (Hp sama) dari sebelumnya dan diberi tanda “U” setelah nomor frame. Misal 254U • Tahun 1964 ukuran frame lebih kecil lagi dan diberi tanda “T” setelah nomor frame, misal 254T Contoh : motor 15 HP, 1800 Rpm • sebelumnya dengan dibuat frame 326 • Setelah th 1952 dibuat dengan frame 284U, ukuran shaft tetap sama, yaitu 1.625” Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

16

• setelah 1964 dibuat dengan frame 254T dan 256T Saat ini untuk efisiensi produksi dan ekonomis banyak pabrikan membuat motor dengan satu casting tetapi dapat untuk 2 macam frame misal 254T dan 256T

2E

2F1 2F2

Gb :

satu motor untuk dua frame (254T/256T)

Frame

Frame 254T < >256T, 254T

256T

D=tinggi shaft dari dasar

6,25”–158,8 mm

6,25”–158,8 mm

2E=jarak baut kiri-kanan

10” - 254 mm

10” – 254 mm

8,25”-209,6 mm

10” – 254 mm

4”

4,25” – 108 mm

2F=jarak baut depanbelakang BA=jarak baut depan ke shaft

- 108 mm

Note : D sama yaitu 25 x ¼” = 6 ¼” atau dalam sistem metric D=158,8 mm Dari gambar dan tabel tsb. satu motor dapat memenuhi dimensi dua macam frame.

Setiap standard motor listrik memberikan tabel yang berbeda-beda. Kadang kala ada kesamaan satu dengan yang lain tetapi kebanyakan mempunyai perbedaan yang signifikan.


17

1. NEMA Frame NEMA= ( National Electrical Manufacturers Association). Frame dinyatakan dengan Angka atau Nomor berupa angka disertai suatu huruf.Nomor Frame tidak atau bukan menunjukan karakteristik listrik misal : Hp, Kw voltage dll. Tetapi memang biasanya makin besar nomor makin besar motor secara pisik dan Hp. NEMA frame umumnya langsung berhubungan dengan pemasangan pada baseplate ( jarak baut fondasi) dan ukuran poros dan tidak berhubungan dengan bearing. NEC = National Electrical Code ,code safeguarding manusia dari bahaya listrik. Merupakan bagian dari NFPA Beberapa kenyataan yang perlu diperhatikan sbb : • Motor yang Hp nya sama tetapi dibuat dengan berbeda frame. • Motor tertulis satu nomor frame tetapi lubang baut fondasi dapat dipasang untuk dua macam frame. Contoh lihat diatas • Besarnya Frame umumnya juga ditentukan oleh jumlah kutub atau putaran. • Motor dengan Hp/Kw sama tetapi putaran berbeda maka frame berbeda. • Motor dengan Hp dan Rpm sama tetapi beda frame, karena beda efisiensi. Banyak negara sudah membuat undang2 yang mengharuskan pabrikan harus membuat motor dengan efisiensi tinggi, dan pemakai harus mengganti/memasang motor effisiensi tinggi (motor premium). yang bertujuan menghemat listrik. Ciri motor tsb :Makin tinggi efisiensi makin kecil framenya. Contoh : MOTOR ELECTRIC, 30 HP, 3PHASES, 380 VOLT, 47 AMPERE, FRAME 324T, 1485 RPM, RELIANCE MOTOR MOTOR, ELECTRIC, 30HP, 190/380V, 3PHASE,50HZ, 1424RPM, , FRAME 286T S.F 1.15, PF 86.7, CLASS F, AMB TEMP. 40C, CONTINUE RUNNING TYPE SC, DESIGN B TEFC, MNF MAGNETEK

Note : terlihat diatas HP sama tapi frame tidak sama. Motor yang kedua adalah jenis motor High Eficiency

Daftar nomor frame lihat tabel ……… Tambahan2 huruf umumnya ada artinya sbb :


18

NEMA Suffixes Huruf dibelakang NEMA Frame C NEMA C face mounting (kusus tidak atau dengan rigid base) D NEMA D flange mounting (kusus tidak atau dengan rigid base) H sebagai tanda frame dengan rigid face yang mempunyaii dimensi F lebih besar dari frame yang tidak ada tanda H . Contoh Frame 56H , base motor mempunyai lubang untuk kombinasi NEMA 56 dan NEMA 143 – 5T .dan standard NEMA 56 shaft. J NEMA C face , threaded shaft pump motor JM Close-coupled pump motor dengan spesific ukuran dan bearing. JP Close-coupled pump motor dengan spesific ukuran dan bearing. M 6 ¾” flange (oil burner) N 7 ¼” flange (oil burner) T , TS intergral horsepower NEMA standard ukuran shaft jika tidak ada tambahan huruf “T” atau “TS” TS Motor dengan NEMA standard “short shaft” ( poros pendek) digunakan untuk beban belt. Y Non NEMA standard mount. Gambar detail diperlukan untuk memastikan ukuran misal spesial base, face atau flange. Z Non-NEMA standard shaft, Gambar detail diperlukan untuk memastikan ukuran NEMA Prefixes Huruf didepan NEMA Frame biasanya ditulis oleh pabrikan pembuat motor tsb, Nomor didepan NEMA Frame tidak merupakan hal yang signifikan. Misal LEESON menulis L56 yang artinya panjang motor keseluruhan. Mounting/ Pemasangan Standard frame menyatakan dan berhubungan langsung dengan besarnya pisik dan cara memasangnya. Secara umum menurut keperluan motor • Dipasang vertical atau horizontal. • Dikopel dengan kopling atau lansung dengan mesin yang digerakanJika tidak dicantumkan spesifikasi kusus maka motor dapat dipasang pada base plate dengan berbagai posisi / kemiringan. Tetapi untuk drip-proof motor harus dipasang dengan poisisi horizontal atau posisi side wall, agar dripp-proof berfungsi. Pemasangan motor biasanya dipasang kuat pada baseplate , permukaan datar dan metalic. Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

19

Gb : A motor dipasang vertical

Gb: B Motor dipasang horizontal

Type of Mounts/pemasangan 1. Rigid base Di bautkan di mainframe sehingga kondisinya rigid terpasang pada mesin yang digerakan.Gambar dibawah ini motor C face Rigid base.

2. Resilient base Dipasang isolasi atau ring antara base motor dengan baseplete untuk meng-absorb vibrasi dan noise. Konductor dipasang pada ring untuk mnyempurnakan grounding.


20

NEMA C face mount. Dibuat / dilengakpi face sehingga memungkinkan dipasang langsung ( direct coupled) dengan pompa atau mesin lain. Umumnya pompa atau mesin menempel ke motor. Baut dipasang langsung pada lubang ulir baut di face face motor.

NEMA D flange mount Mirip C face tetapi face berupa flange dan baut dipasang ke lubang ulir nya peralatan/mesin. Umunya motor menempel ke pompa/ peralatan. Atau ditambah adaptor.

NEMA M atau N face mount Dibuat dengan flange kusus agar dapat dipasang langsung pada pompa fuel atomizing oil burner. Saat ini banyak dipakai di beberapa macam pemakaian.


21

2. ENCLOSURE 1. Enclosure (Perlindungan)Rancang bangun Motor di sesuaikan dengan pemakaian agar aman dipakai dan tidak terlalu mahal pembuatannya. Maka dibuatlah berbagai macam motor dengan “ Type proteksi” berbeda-beda sesuai dengan keperluan dan kondisi lingkungan/invironment. System pendingin yang baik sangat diperlukan untuk meng hilagkan panas yang ditimbulkan oleh arus listrik. Dengan mempertimbangkan segi ekonomis, kondisii ruang/ lingkungan , maka dibuat berbagai macam kerangka dengan system pendinginan tertentu. 2. Drip-proof ( DP ) Motor dengan rancangan sbb: Bila ujung frame tidak di proteksi untuk mencegah tetesan cairan jatuh kedalam motor pada posisi datar atau kemiringan sekurang-kurangnya 15 derajat. Type ini di rancang untuk pemakaian pada ruang kering, bersih, cukup ventilasi. Umumnya di dalam ruang tertutup/indoor). Bila dipakai di outdoors, direcomendasi kan untuk dipasang didalam ruang tertutup atau rumah, dengan syarat aliran udara ke motor tidak terhambat.

Motor ini pemeliharaannya memerlukan aktivitas yang lebih rumit, terutama jika environment/lingkungan, kondisinya ada banyak faktor : • debu • lembab • gas • tegangan. Sehingga disarankan untuk diganti dengan type TEFC 3. Totally enclosed air over (TEAO) Motor dengan rancangan tertutup dengan tetap mendapat aliran udara, sehingga debu tidak bisa masuk ke dalam motor tetapi mendapat pendinginan aliran udara . Dipakai untuk fan atau blower Buku Praktis: Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

22

dan dipasang di shaft motor tsb, motor harus mendapat aliran udara dari fan tsb. 4. Totally enclosed non-ventilated (TENV) Motor dengan rancangan tertutup tanpa fan pendingin, tidak dipasang fan pendingin. Pemakaianya bisanya untuk penggerak yang tidak kontinyu jalan, dan bisa di ruang yang agak kotor tetapi tidak terlalu lembab atau berbahaya/ekplosive 5. Totally Enclosed Fan Cooled (TEFC) Hampir sama diatas yaitu Motor dengan rancangan tertutup dengan fan pendingin. Fan dipasang diluar frame tepatnya diujung shaft untuk menarik/mengalirkan udara ke frame bagian luar sebagai pendingin. Motor jenis ini yang paling banyak dipakai diperbagai industri, dan dipasang pada berbagai macam kondisi lingkungan : tempat terbuka, tertutup, kotor, lembab, panas. Gb:

6. Totally Enclosed, hostile and severe environment motors Motor sama dengan TEFC tetapi dengan rancangan kusus terutama untuk daerah environment sangat lembab atau kimia tetapi tidak untuk daerah bahaya. 7. Totally Enclosed Blower Cooled motors Sama dengan TEFC tetapi fan pendinginnya terpisah digerakan dengan motor tersendiri dengan power supply tersendiri ( Cooling per MG 1.6 (IC 46).)


23

8. Explosion-Proof motors ( EP )

Motor sama dengan TEFC tetapi dengan rancangan kusus terutama untuk daerah explosive, gas dan sejenisnya. Tipe yang banyak dipakai ialah : DP. TEFC, EP. Dibawah ini ada beberapa tipe lainnya : DPFG : DP - fully guarded DPFG-BV : DP - fully guarded-blower ventilated DPFG-SV : DFFG - separately vent EPFC : Explosion proof,fan cooled EPNV : EP - non ventilated SDFC : Severe duty,fan cooled SDNV : SD – non ventilated TEAAC : Totally enclosed air-to-air cooled TEAO : TE – air over TENV : TE – non ventilated •

•

3. CLASS & Group menurut daerah pemakaiannya. CLASS I (Gases, Vapors) Group A : Acetylene Group B : Butadiene, ethylene oxide, hydrogen, propylene oxide Group C : Amonia , Acetaldehyde, cyclopropane, diethel ether, ethylene, isoprene Group D : Acetone, acrylonitrite, ammonia, benzene, butane, ethylene dichloride, gasoline, hexane, methane, methanol, naphtha, propane, propylene, styrene, toluene, vinyl acetate, vinyl chloride, xylene. CLASS II (Combustible Dusts) Group E : Aluminum, magnesium and other metal dusts with similar characteristics. Group F : Carbon black, coke or coal dust Group G : Flour, starch or grain dust


24

Klas Isolasi Berdasarkan temperature kerja atau panas maximum yang dapat dicapai , isolasi dikategorikan sbb : Class A ( 105 C ) dibuat dari bahan cotton silk, kertas Class B ( 130 C ) dibuat dari bahan mica, fiberglass, asbestos. Class F ( 155C ) dibuat dari bahan Class H ( 180 C ) dibuat dari bahan mica, fiberglass dengan silicon binder Beberapa pabrikan saat ini ada yang semua motor produknya memakai isolasi kals H, hal ini sangat menguntungkan bagi pemakai.


25

C. Lampiran 1. IEC Enclosure Protection Index. Seperti halnya NEMA, IEC juga memiliki tanda atau indikasi proteksi motor. Bila NEMA memakai huruf misal : • ODP (Open Drip Proof) • TEFC (Totally Enclosed Fan Cooled. Dst Maka IEC menggunakan dua digit angka sebagai tanda IP (Index of Protection). Digit pertama seberapa baik proteksi terhadap masuknya benda padat dan digit kedua mengenahi proteksi masuknya air. Secara konversi. IEC IP 23 serupa dengan NEMA: ODP dan IEC IP 44 serupa dengan Totally Enclosed. Proteksi thd benda padat No. Definisi 0. Tidak ada proteksi 1. Proteksi thdp benda padat >50mm (mencegah tersentuh tangan) 2. Proteksi thdp benda padat >12mm (jari tangan) 3. Proteksi thdp benda padat >2.5mm (tool, wire) 4. Proteksi thdp benda padat >1mm (kawat halus) 5. Proteksi thdp debu 6. Proteksi total thdp debu. Tidak termasuk rotating machine


Proteksi thd benda cair No. Definisi 0. Tidak ada proteksi 1. Proteksi thdp air jatuh dari arah vertical (kondensasi) 2. Proteksi thdp air jatuh >15 derajat dari arah vertical 3. Proteksi thdp air hujan jatuh >60 derj dari arah vertical 4. Proteksi thdp percikan air dari segala arah 5. Proteksi thdp water jet dari segala arah 6. Proteksi thdp water jet setara dgn semprotan air laut 7. Proteksi thdp akibat tekanan air kedalaman 0,15 dan 1 m 8. Proteksi thdp tekanan air yang dalam utk waktu lama

26

Lampiran 2 : Derajat Pencegahan Standard yang terbanyak dipakai di dunia industri motor listrik, al: • NEMA : National Electric Manufacturers Association • IEC : International Electrotechnical Commission Revisi terachir mengenahi Enclosure Ratings telah dipublikasikan oleh NEMA dengan Standard Publication no.250 dan IEC dengan IP Standard 60529 Naskah asli sbb : NEMA Definitions Pertaining to Non-Hazardous Location : Type Description 1 3 3R 3S 4

4x

6

6P

12 12K

Intended for use primarily to provide a degree of protection against limited amounts of falling dirt Intended for outdoor use primarily to provide a degree of protection against rain, sleet, windblown dust, and damage from external ice formation. Intended for outdoor use primarily to provide a degree of protection against rain, sleet, , and damage from external ice formation Intended for outdoor use primarily to provide a degree of protection against rain, sleet, windblown dust, and to provide for operation of external mechanisms when ice laden. Intended for outdoor or outdoor use primarily to provide a degree of protection against windblown dust, and rain, splashing water, hose-directed water, damage from external ice formation. Intended for outdoor or outdoor use primarily to provide a degree of protection against corrosion, windblown dust, and rain, splashing water, hose-directed water, and damage from ice formation Intended for outdoor or outdoor use primarily to provide a degree of protection against hose-directed water, the entry of water during occasional temporary submersion at a limited depth , and damage from external ice formation Intended for outdoor or outdoor use primarily to provide a degree of protection against hose-directed water, the entry of water during prolonged submersion at a limited depth , and damage from external ice formation Intended for indoor use primarily to provide a degree of protection against circulating dust, falling dirt, and dripping non-corrosive liquids. Type 12 with knockouts.


27

NEMA Definitions Pertaining to Hazardous Location : Type 7 8 9 10

Description Intended for indoor use in locations classified as Class I, Group A, B, C, or D, as defined in the National Electrical Code Intended for indoor or outdoor use in locations classified as Class I, Group A, B, C, or D, as defined in the National Electrical Code Intended for indoor use in locations classified as Class II, Group E, F, or G, as defined in the National Electrical Code Constructed to meet the applicable requirements of the Mine Safety and Health Administration

IEC Definisi Standard IEC , 60529 menyebutkan IP (Ingress Protection) diberi kode 2 digit. Digit pertama menentukan proteksi sebagai pencegahan bahaya masuknya barang benda padat. Digit kedua pencegahan bahaya masuknya barang benda air. Tabel berikut turunan dari standard aslinya. IP 65 artinya : diproteksi dengan kawat 1.0 mm, artinya tidak bisa dimasuki debu dan dapat mencegah air bertekanan dari segala arah IEC. Protection Against Access to Hazardous Part ( first Digit) Number Description 0 Non-protected 1 Protected against access with back of hand ( 50 mm) 2 Protected against access with jointed finger (12x80 mm) 3 Protected against access with a tool (2.5 mm) 4, 5, 6 Protected against access with a wire (1.0) mm IEC. Protection Against Ingress of Solid Foreign Objects ( first Digit) Number Description 0 Non-protected 1 Objects equal or greater than 50 mm 2 Objects equal or greater than 12.5 mm 3 Objects equal or greater than 2.5 mm 4 Objects equal or greater than 1 mm 5 Dust protected 6 Dust tight IEC. Protection Against Ingress of Liquid ( Second Digit) Number Description 0 Non-protected 1 Water dripping vertically 2 Water dripping, enclosure tilted up to 15 deg Buku Praktis : Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

28

3 4 5 6 7 8

Spraying water, up to 60 deg angle from vertical Splashing water, any direction Jetting water, any direction Powerful jetting water, any direction Temporary immersion in water Continuous immersion in water

NEMA vs IEC Informasi ini dibuat oleh NEMA Standard No.250 Appendix A sebagai guide komparasi dari : “NEMA Enclosure Type Number” ke “IEC Classification Designations”. IEC tidak menyebutkan derajat proteksi mencegah kerusakan mekanis, risiko meledak, atau kondisi lembab/kondensasi, uap korosive, dll. NEMA Standards Publikasi 250 meliputi test kondisi environmental , korrosive karat, es, oli, dan pendinginan. Oleh sebab itu maka konversi ini tidaklah persis sama. Tabel dibawah ini tidak untuk konversi secara persis, jadi harus ada keterangan atau verifikasi test. NEMA Enclosure Type Number

IEC Enclosure Designation

1 2 3 3R 3S 4 and 4X 5 6 and 6P 12 and 12K 13

IP10 IP11 IP54 IP14 IP54 IP56 IP52 IP67 IP52 IP54

(sumber NEMA standard MG-165 Desember 1980)

Buku Praktis : Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

29

Lampiran.3 ; Data Sheet . Nama Perusahaan /Plant : PT Indonesia Raya DATA SHEET : Motor 3 phase Nomber Unit : U01/M101 (di atas kiri huruf besar) Fungsi : for Boiler Feed Water Pump Output Frame Frequency Pole Rated Speed Slip Rated Voltage Rated Current L.R.Ampere No Load Current Rated Torque Locked rotor torque Breakdown torque Design Insulation Class Temperature raise Locked rotor time Service factor Duty cycle Ambient temp Altitude Enclosure Efisiency % Mounting Rotation Weight Bearing front Bearing rear Regreasing amount Grease grade Brand/Manf Alternative

: 75 HP (55kW) : 404/5TS (NEMA Standard) : 50 Hz : 2 : 2960 Rpm : 1,33% : 380/660 V : 103/59,3 A : 721/415 A : 20.0/11,5 A : 18,1 kgfm : 190% : 230% : B : F : 40 C : 22 s (hot) : 1.15 : S1 : 40 C : 1000 m.a.s.l : IP55 : 93,6 (100% load,pf 0.87) 93.0 (75% load,pf 0.85 ) 91.9 (50% load,pf0.81) : Horizontal : both : aprox 600 kg : 6314-C3 : 6314-C3 : 27 g : EP2 : misal: Siemen : Toshiba/Us Motor/Relian/WEG dst

Isian ini dapat diambil dari Name plate dan data sheet dfi manual book. Tentunya di isi yang paling penting dan ada sumber/datanya. Salah satu dari kelengkapan dari sistem dokumen pemeliharaan adalah “Data Sheet” mesin2 atau peralatan, terutama yang berupa unit misal Motor Listrik, Pompa , Kompressor ,Vessel , Heat Exchanger dll. Data lain al : histori /catatan perbaikan,penggantian atau pemeliharaan . Data sheet Buku Praktis : Soemarno Adibroto 1 Mei 2009

30

diusahakan mengandung banyak informasi yang berguna untuk keperluan pemeliharaan. Dengan informasi yang lengkap kita dapat secara cepat al membeli spare-part mesin tsb, bahkan dapat mencari penggantinya jika merk tsb sulit didapat, atau mencari yang lebih ber kwalitas, misal motor listrik buatan Abc diganti dengan merk Def dst. Format dapat di rancang dengan indah, informative dengan IT yang hebat.Tetapi isi lebih penting.


31

Lampiran 4 ; Konversi Frame IEC dgn NEMA (dari Leeson Motor)


32


33

Konversi frame IEC dengan NEMA • • •

Contoh : Frame 145 berarti D= 14 : 4 = 3 ½” Angka Ketiga menyatakan jarak lubang baut parallel dasar Contoh : frame 145 angka 5 “ merupakan jarak ( E + E ) tetapi ini tidak mutlak. Standard IEC. Angka2 frame menyatakan jarak (D). misal frame IEC : 100L -> D = 100 mm, dan 90L -> D = 90 mm dst. Antara Frame IEC maupun NEMA ada kesamaan , meski ada sedikit perbedaan. Misal IEC 100L , D=100 mm hampir sama dengan NEMA 145T, D nya

Daftar Referensi: 1. Katalog LEESON Motor 2. Buletin Reliance Elelectric 3. Buletin Canary System


34

Daftar Isi Buku.

Bab Pendahuluan Prakata A. Data Spesifikasi 1. Data Pabrikan 2. Data Elektrik 3. Data Mekanis B. Frame 1. NEMA Frame 2. Enclosure 3. Klas Pemakaian 4. Klas Isolasi C. Lampiran 1. IEC Proteksi Indek 2. Derajat Pencegahan NEMA 3. Contoh Data Shhet 4. Tabel Conversi Frame NEMA-IEC


halaman 1 2 3 5 6 15 18 18 22 24 25 26 27 30 32

35

Pendahuluan. Penulis. Soemarno Adibroto

Recommend Documents