STUDI PERBAIKAN MOTOR INDUKSI 380 V 125 HP PADA PT. ABB SAKTI INDUSTRY SERVICE Fajar Pudhi Ardhana Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh November Kampus ITS Gedung B dan C Sukolilo Surabaya 60111 Abstrak : Mesin merupakan salah satu komponen yang menunjang kinerja suatu perusahaan, karena mesin dianggap vital dan menjadi otak dari sebagian aktivitas perusahaan. Mesin terdiri dari beberapa komponen, salah satu komponen yang penting tersebut adalah motor, apabila motor tersebut rusak maka kinerja dari sebuah mesin menjadi terhambat. Sering kali beberapa perusahaan maupun individu yang memanfaatkan mesin (motor) dalam menjalankan usahanya, jika mengalami kerusakan motor harus menggantinya dengan motor yang baru tentu saja hal ini membutuhkan biaya yang sangat mahal dan sifatnya tidak efisien. Oleh karena itu, diambil suatu langkah untuk mengatasi permasalahan ini dengan melakukan perbaikan pada motor tersebut sehingga motor dapat berfungsi secara optimal kembali dan tidak menghambat kinerja dari industri tersebut. PT. ABB Sakti Industri Service Devision adalah salah satu industri yang bergerak dalam bidang perbaikan motor dimana perusahaan ini memiliki metode yang kompleks untuk perbaikan setiap motor yang akan diperbaiki dari tahap penerimaan motor, pengecekan kelengkapan motor, pembongkaran motor, uji kelayakan motor, tindak lanjut mengenai kerusakan, pengujian ulang, sampai dengan perakitan motor. Dengan perbaikan motor tersebut tentunya dapat mengefisien dana untuk pembelian motor induksi baru dan membantu kinerja Industri agar lebih maksimal.
Salah satu komponen yang penting tersebut adalah motor, apabila motor tersebut rusak dan harus diganti dengan motor yang baru tentunya membutuhkan biaya yang sangat mahal dan sifatnya tidak efisien. Oleh karena itu, diambil suatu langkah untuk mengatasi permasalahan ini dengan melakukan perbaikan pada motor tersebut sehingga motor dapat berfungsi secara optimal kembali dan tidak menghambat kinerja dari industri tersebut. PT. ABB Sakti Industri Service Devision adalah salah satu industri yang bergerak dalam bidang perbaikan motor dimana perusahaan ini memiliki metode yang kompleks untuk perbaikan setiap motor yang akan diperbaiki dari tahap penerimaan motor, pengecekan kelengkapan motor, pembongkaran motor, uji kelayakan motor, tindak lanjut mengenai kerusakan, pengujian ulang, sampai dengan perakitan motor. Dengan perbaikan motor tersebut tentunya dapat mengefisien dana untuk pembelian motor induksi baru dan membantu kinerja Industri agar lebih maksimal. II. TEORI PENUNJANG 2.1 Motor AC (Motor Induksi) Motor AC memiliki keunggulan dalam hal kesederhanaan dan murahnya biaya perawatan sehingga jenis motor ini banyak dipakai di lingkungan industri maupun rumah tangga. Motor Induksi atau biasa kita sebut dengan motor asinkron pada prinsipnya dipengaruhi juga dengan medan putar, perputaran pada motor induksi (motor AC) ditimbulakan oleh adanya medan putar (Flux yang berputar) yang dihasilkan oleh medan pada stator. Medan putar ini biasanya terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam fasa banyak, umumnya 3 fasa. Hubungan dapat berubah, hubungan bintang maupun delta. Motor Induksi/motor asinkron adalah motor 3Ø dan sistem supply adalah supply tegangan 3Ø (R,S,T). Motor induksi merupakan motor arus bolak-balik atau AC, arus motor induksi didapatkan dari arus yang terinduksi akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dan putaran medan putar pada stator 1.
Kata kunci : Perbaikan Motor, Motor Induksi 380 V 1 HP dan PT. ABB Sakti Industry Service I. PENDAHULUAN Dalam suatu industri tentunya terdapat suatu komponen yang menunjang kinerja suatu perusahaan yaitu mesin, karena mesin merupakan komponen terpenting yang dianggap vital yang menjadi otak dari sebagian aktivitas perusahaan. Namun sering kali terjadi permasalahan dalam sebuah industri yang berhubungan dengan mesin tersebut. Beberapa permasalahan yang sering terjadi dalam industri adalah apabila terjadi kerusakan komponen yang ada pada industri atau komponen tersebut bekerja kurang sempurna.
1
www.energyefficienyasia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%2 0-%20Electric% 1
i = Arus D = Diameter kawat n = jika seri 1 jika pararel 2 N = jumlah kawat Dan nilai dari Rapat arus ini antara 4 – 7 lebih atau kurang daripada itu dianggap tidak sesuai2. III. Prosedur dan Tata Cara Pelaksanaan Perbaikan Motor PT ABB Sakti Industri Service 3.1 Proses Pembongkaran Tahapan ini merupakan tahapan awal yang dilakukan oleh PT ABB Sakti Industri Service dalam penerimaan suatu motor yang akan diperbaiki. 3.1.1 Persiapan Pembongkaran Melakukan persiapan-persiapan untuk pelaksanaan pembongkaran, disini akan dilakukan pelepasan bagian demi bagian dari suatu motor, generator atau transformator. 3.1.2 Pelepasan Kopling Melepaskan coupling atau hub dari drive-end shaft rotor saat pekerjaan pembongkaran. Pelaksanaan pekerjaan: x Sebelum melepaskan coupling dilakukan pengukuran letak coupling terhadap tepi ujung shaft dan titik-titik referensi lainnya. Hal ini dimaksudkan untuk memudahkan saat pemasangan coupling dan tidak terjadi kesalahan pemasangan. 3.1.3 Melepaskan Penutup dan Kipas Pendingin Membuka atau melepaskan penutup dan kipas pendingin saat pekerjaan pembongkaran. 3.1.4 Pelepasan End-Shields (Bagian NDE dan DE) Membuka end-shield bagian NDE (non driveend) dan DE (drive-end) pada proses pekerjaan pembongkaran. 3.1.5 Pelepasan Brush Holder dan Carbon Brushes Melepaskan Brush Holder dan Carbon Brushes pada proses pekerjaan pembongkaran pada motormotor dan generator-generator yang mempunyai komponen dimaksud. 3.1.6 Pelepasan Bearings Melepaskan bearing dari tempat dudukanya, shaft dan housing bearing-nya saat proses pembongkaran. 3.1.7 Rotor Out / Pembongkaran Rotor Mengeluarkan bagian rotor saat proses pekerjaan pembongkaran. 3.1.8 Electrical Measurements / Pengukuran Elektrik Untuk mengetahui kerusakan bagian-bagian lisrik dari motor, generator, transformator
2.6 Slip Berubahnya kecepatan motor induksi (nr) mengakibatkan berubahnya harga slip dari 100% pada saat start sampai 0% pada saat berhenti/diam (nr = ns). Hubungan frekuensi dengan slip adalah sebagai berikut : (Persamaan 2.4) Dimana
p = jumlah kutub ns = kecepatan sinkron dan pada rotor berlaku:
Dimana f 2 = frekuensi rotor Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip (s) dinyatakan dengan: S = (ns-nr)/ns x 100%...................(Persamaan 2.6) Dalam perbaikan suatu motor tentunya diperlukan suatu gulungan dan untuk penentuan suatu gulungan yang dipakai adalah seperti dibawah ini (Persamaan 2.7) (Persamaan 2.8) U = Tegangan P = Jumlah Kutub N = Nomor dari Pararel ; jika seri = 1 ; jika pararel = 2 = Panjang Core dalam mm LBI ØBI = Diameter dalam stator dalam mm ܭ = Winding factor ; ܭz =Area Factor ; ܭs = Cord Factor N = Jumlah Slot = Air gap flux density Bl Menentukan jumlah total gulungan: x Bl memiliki nilai 0.82 apabila pole nya 2, dan apabila lebih dari 4 memiliki nilai 0.85 x ܭ7HUGLULGDULSDUDPHWHU\aitu ܭVGDQ ]ܭ Untuk ]ܭEHUQLODLWHWDS\DLWX VHGDQJNDQ untuk parameter ܭV%HUQLODLVHVXDLGHQJDQ tabel 4.5 dimana nilainya tergantung dari jumlah kutub dan jumlah Slot. Berikut ini adalah cara yang digunakan untuk menentukan penampang dari suatu kawat dimana kawat ini digunakan sebagai gulungan. Persamaan ini bisa dilihat pada persamaan 2.9 ...(Persamaan 2.9) Dimana :
2
Supporting Doctument Winding Motor. PT. ABB Sakti Industri Sevice Division
2
saatpenerimaan/receiving atau sering disebut dengan “pre-test”. 3.1.9 Mechanical Inspection / Tindakan Mekanik Untuk mengetahui kerusakan dari bagianbagian mekanikal saat penerimaaan atau receiving motor, generator, transformator. 3.2 Pembersihan Mesin dan Komponen Setelah pembongkoran dan pendataan motor seperti dibahas sebelumnya, diperlukan suatu pembersihan atau suatu filterisasi yang akan dijelaskan pada sub bab berikut ini.
Melakukan pengukuran bagian-bagian electrical, khususnya bagian tahanan insulation dari suatu motor, generator, transformator setelah pekerjaan cleaning dilakukan dan proses pengeringan sudah selesai. 3.3 Mechanical Work/Tindakan Mekanik Mechanical work adalah proses dimana dilakukan tindakan mekanis terhadap suatu motor yang rusak. Dan tindakan tindakan tersebut akan dibahas pada sub bab berikut ini. 3.3.1 Penggantian Bearing Melepaskan atau mengganti bearing yang rusak atau perlu untuk diganti/direkondisi dari shaft suatu electric machine saat proses dismantling dengan metode dan peralatan yang tepat dan benar. 3.3.1.1.Rolling Bearing (Ball Bearing dan Roller Bearing) Untuk melepas bearing dengan jenis Rolling Bearing, ada beberapa hal yang penting yang harus diperhatikan, antara lain jika bearing akan dipergunakan kembali. Saat melepas bearing harus berhati-hati. 3.3.1.2. Sleeve Bearing Melepaskan sleeve bearing umumnya dilakukan dengan prosedur mekanikal ini secara berurutan. Bersihkan permukaan luar sleeve bearing terlebih dahulu guna memudahkan pelaksanaan pekerjaan dismantling. 3.3.2 Restacking the Core / Perbaikan Core Melakukan perbaikan core yang terdapat indikasi panas yang abnormal setelah dilakukan pengujian core. Core yang rusak karena gesekan diperbaiki dan dilaminasi ulang. Membersihkan sisa-sisa tembaga dari coil yang terbakar/meledak dan melekat pada laminasi core. 3.3.3 Balancing Rotor Balancing adalah salah satu bagian pekerjaan di dalam proses recondition atau proses akhir setelah rewinding suatu electric rotor/bagian yang berputar. Pekerjaan balancing dimaksudkan untuk mendapatkan pembagian berat saat rotor berputar dengan tidak terdapat gaya centrifugal yang tak seimbang. Semua pekerjaan balancing jenis rotor masuk dalam bagian Dynamic Balancing. 3.3.4 Metal Spray Metal Spray adalah pekerjaan mekanikal untuk memperbaiki suatu permukaan yang sudah aus karena gesekan mekanis. Prinsip kerjanya adalah menambah lapisan yang aus dengan bubuk/powder tertentu yang dibantu dengan peralatan thermal coating system 3.3.5 Rebushing Bearing Seat Rolling Bearing Type Rebushing bearing saat atau machining dudukan bearing adalah memperbaiki dudukan suatu bearing yang sudah tidak masuk kedalam toleransi yang diperbolehkan.
3.2.1 Pembersihan dengan Menggunakan Air Pressure and Vacuum Cleaner Untuk membersihkan bagian-bagian dari motor, generator, transformator hingga bagian yang terkecil. Umumnya dilakukan pertama kali saat motor, generator akan dilakukan rekondisi /overhaul. 3.2.2 Pembersihan dengan Menggunakan Dry Cloths Melakukan pekerjaan cleaning atau membersihkan bagian-bagian dari motor, generator dan transformator. 3.2.3 Pembersihan dengan Menggunakan Steam Cleaner Membersihkan mesin listrik dan bagianbagiannya dengan peralatan Steam Cleaner atau air panas yang bertekanan. Untuk membersihkan kotoran yang sulit terlepas, seperti grease, minyak, sisa carbon dan kontaminasi bahan kimia lainnya. 3.2.4 Pembersihan dengan Menggunakan Electric Cleaner Membersihkan bagian-bagian dari motor, generator dengan cairan pembersih khusus untuk bagian yang berisolasi/tidak boleh menghantar arus listrik atau sering disebut dengan electric cleaner atau solvents. Biasanya dipergunakan untuk membersihkan bagian-bagian yang kotor yang tidak bisa dibersihkan dengan pembersih biasa, seperti kotoran yang mengandung minyak misalkan grease. 3.2.5 Pembersihan dan Pengecatan Ulang Bagian Mesin Melakukan pekerjaan membersihkan bagianbagian permukaan electric motor, generator yang akan dilakukan pengecatan ulang. 3.2.6 Pengeringan Setelah Pembersihan Untuk mengeringkan bagian-bagian dari motormotor listrik setelah proses pembersihan dilakukan. Sehingga bagian yang terdapat bahan isolasi benarbenar kering dan nilai tahanan isolasi menjadi lebih tinggi dari sebelum proses pembersihan. 3.2.7 Electrical Measurements / Pengukuran Elektrik
3
Tabel 4.3 Data Gulungan Lama
BAB IV Proses Perbaikan Motor Induksi 380 V 125 HP Pada PT ABB Sakti Industri Service Pada bab ini akan dijelaskan dan diberikan suatu penjelasan bagaimana proses penerimaan order sampai dengan solusi dan tindakan yang harus dilakukan. Untuk penanganan perbaikan pada PT ABB sakti Industri Service dapat dilihat dalam blok diagram berikut Pada Gambar 4.2. 4.1 Test Inspection / Pengukuran Motor Tes ini bertujuan untuk mendapatkan semua data – data motor yang diperlukan yang berhubungan dengan kelistrikan dimana dari data – data ini akan diketahui sejauh mana kerusakan yang dialami oleh motor yang akan diperbaiki. Berikut pada tabel 4.1 dijelaskan pengukuran motor.
Winding data Jumlah Grup 12 Jumlah Slot 48 Jumlah Slot dalam satu Grup 4 Coil Span 1 – 13 Jumlah gulungan dalam satu 9 Slot Number Of Conductors 1//2 Number standards per 8 Conductors Wire Size (mm) Ø1.40 Condition Not Original Winding
Setelah pendataan gulungan lama, langkah yang harus dilakukan adalah menghitung jumlah gulungan total pada motor lama.
Gambar 4.5 Dimensi Core Stator
Pada Gambar 4.5 adalah gambar dimensi core stator yang diperlukan untuk penghitungan gulungan dan perhitungan tersebut menggunakan rumus berikut ini: Menentukan jumlah total gulungan:
x x x x
Gambar 4.1 Blok Diagram Perbaikan Motor Induksi
x Bl memiliki nilai 0.82 apabila pole nya 2, dan apabila lebih dari 4 memiliki nilai 0.85 x ܭ7HUGLUL GDUL SDUDPHWHU \DLWX ܭs dan ܭz ; Untuk ܭz bernilai tetap yaitu 0.966 sedangkan untuk parameter ܭs Bernilai sesuai dengan tabel lampiran dimana nilainya tergantung dari jumlah kutub dan jumlah slot.
4.1 Test Inspection / Pengukuran Motor Tes ini bertujuan untuk mendapatkan semua data – data motor yang diperlukan yang berhubungan dengan kelistrikan dimana dari data – data ini akan diketahui sejauh mana kerusakan yang dialami oleh motor yang akan diperbaiki. Berikut pada tabel 4.1 dijelaskan pengukuran motor. Tabel 4.1 Electrical Measurements
x x x x Jadi untuk total gulungan motor lama tersebut adalah 573 gulungan Sedangkan untuk data gulungan per slot bisa dengan persamaan 4.1 Total gulungan tiap slot
4.4 Electrical Inspection / Tindakan Elektrik Electrical inspection ini adalah tindakan elektrik yang dilakukan pada suatu motor. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel4.3.
4
New Winding data Jumlah Grup 12 Jumlah Slot 48 Jumlah Slot dalam satu 4 Grup Coil Span 1 – 13 Jumlah gulungan dalam 11 satu Slot
x x x
x x x
1//2 8
Wire Size (mm) Wire Size (mm) Condition
Ø1.40x3 Ø1.35x5 Not Original Winding
Dan untuk hubungan dalam tiap Slot bisa dilihat pada gambar 4.6
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, maka nilai 11.92 tersebut mendekati 12 lilitan. Akan tetapi apabila nilai 12 lilitan ini dipakai, hal ini akan melebihi jumlah gulungan yang sudah dihitung dengan menggunakan persamaan 4.2 yaitu 573. Oleh karena jumlah lilitan yang digunakan adalah 11 lilitan. Hal yang tidak kalah pentingnya adalah kawat yang digunakan pada saat lilitan, berikut ini adalah cara yang digunakan untuk menentukan diameter dari suatu kawat:
Gambar 4.6 Gulungan motor yang diwakili dalam Group
4.8 Test Running Setelah itu dilakukan test running dengan memberikan tegangan nominal pada terminalterminal motor (U-V-W) selama satu jam untuk mengetahui apakah motor dapat berputar dengan baik atau tidak, apakah dalam satu jam terjadi perubahan arus yang mencolok atau tidak. Kecepatan motor juga diukur untuk mengetahui apakah putaran motor dapat mencapai kecepatan nominal atau tidak, atau bahkan melebihi dan berikut ini adalah hasil pengukuran motor setelah diperbaiki. Tabel 4.9 ELECTRICAL FINAL TEST REPORT
Persamaan 4.3 Dan nilai dari rapat arus yang sesuai adalah antara 4 – 7, jika nilai rapat arus kurang dari nilai tersebut atau bahkan lebih maka dianggap tidak sesuai. Dan untuk kasus motor tersebut data lama nya menggunakan kawat dengan diameter 1.4 mm dan cara perhitungannya dengan menggunakan persamaan 4.3. x
Number Of Conductors Number standards per Conductors
.
AC INDUCTION MOTOR
x
x
. Rapat arus nya 4.03
Setelah semua diketahui, saatnya membuat data gulungan baru atau kalau memang data lama memungkinkan, kita bisa memakai data yang lama tersebut. Namun kita bisa mencoba alternatif lain dengan menganti hubungan antar slot ataupun mengubah diameter dari kawat lilitan dan caranya hampir sama seperti diatas dengan menggunakan persamaan 4.1 sampai 4.3. x
x
.
= 4.22
5
Pada tabel 4.9 diatas dapat dijelaskan data dari motor tersebut sudah baik dan sesuai dengan ketentuan motor yang baik pada umumnya Dapat dilihat dari Winding Resistance antar fasa yang memiliki kesamaan pengukuran tiap fasanya. Hal ini juga dapat dilihat pada Winding Insulation yang juga memiliki nilai jauh diatas angka nominal baik untuk pengukuran antar fasa atau antar fasa dan ground 4.9 Finishing Motor yang sudah diperbaiki dibawa ke suatu tempat untuk kemudian dicat sesuai dengan warna dasar motor. Setelah kering, motor dibungkus dengan plastik. Untuk mesin-mesin yang berukuran besar setelah dibungkus dapat dibuatkan peti agar tidak lecet pada saat memindahkannya dengan kren atau alat lainnya. BAB V Kesimpulan Dan Saran 5.1 Kesimpulan 1. Cara Menganalisa Kerusakan motor adalah dengan melakukan pengukuran mekanik dan Elektrik yaitu Pengukuran Shield dan Shaft baik kutub DE dan NDE sedangkan untuk data elektrik yang diukur adalah Winding Resistance dan Insulation Resistance baik untuk fasa per fasa maupun fasa per ground 2. Cara mengatasi kerusakan motor adalah dengan melakukan perbaikan baik dari segi mekanik dan elektronik.. 3. Dalam memperbaiki suatu motor Induksi yang rusak, diperlukan tahapan – tahapan yang harus dilakukan untuk mendapatkan suatu hasil perbaikan yang memiliki kualitas yang baik dan memiliki daya tahan yang tinggi (umur pengoperasian yang lama. Tahap – tahap yang diperlukan adalah: - Pembongkaran - Pengecekan dan pengujian motor (pengukuran Elektrik dan Mekanik) - Pembersihan bagian – bagian motor - Electrical inspection dan Mechanical inspection - Penyatuan kembali bagian – bagian motor - Pengujian Motor - Finishing 4. Dari perbaikan yang dilakukan pada motor induksi ini didapatkan hasil dimana terdapat perbedaan yang drastis antara keadaan dan kondisi motor sebelum diperbaiki dan sesudah diperbaiki hal ini dapat dilihat pada tabel 4.9, pada tabel tersebut dijelaskan data dari motor tersebut sudah baik dan sesuai dengan ketentuan motor yang baik pada umumnya dapat dilihat dari Winding Resistance antar fasa yang memiliki kesamaan pengukuran tiap fasanya. Hal ini
juga dapat dilihat pada Winding Insulation yang juga memiliki nilai jauh diatas angka nominal baik untuk pengukuran antar fasa atau antar fasa dan ground. 5. Proses rewinding tidak perlu harus sesuai dengan data motor lama, akan tetapi bisa diubah asalkan nilainya tidak melebihi Standard yang telah ditentukan dan berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk penentuan gulungan suatu motor:
U = Tegangan P = Jumlah Kutub N = Nomor dari Pararel ; jika seri = 1 ; jika pararel = 2 LBI = Panjang Core dalam mm ØBI = Diameter dalam stator dalam mm = ܭWinding factor; ܭz = Area Factor; ܭs = Cord Factor N = Jumlah Slot 5.2 Saran Diperlukan suatu peningkatan pelayanan dalam penerimaan, pengerjaan ataupun penyerahan kembali kepada konsumen sehingga konsumen puas tidak hanya kualitas perbaikan akan tetapi juga terhadap pelayanan yang diberikan. DAFTAR PUSTAKA 1. Prosedur dan Tata Cara Pelaksanaan Perbaikan Motor. PT ABB Sakti Industri Service Division 2. Supporting Doctument Winding Motor. PT. ABB Sakti Industri Sevice Division 3. www.energyefficienyasia.org/docs/ee_
modules/indo/Chapter%20%20Electric% diakses pada tanggal 25 Oktober 2010, pukul 15.38 WIB 4. http://electrounpak.info/indek.php/mesi n-listrik/65-teori-motor-induksi diakses pada 28 Oktober 2010, pukul 15.49 WIB 5. http://blog.uad.ac.id/tole/tag/motor-induksi/ Fajar Pudhi Ardhana, dilahirkan di Surabaya pada tanggal 25 oktober 1987. Lulus dari SMA negeri 2 surabaya pada Tahun 2005 dan melanjutkan studi di ITS untuk program D3 lulus pada tahun 2008. dan melanjutkan studi S1 di Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) jurusan Teknik Elektro bidang studi Sistem Tenaga. Penulis dapat dihubungi melalui alamat email
[email protected]
6
