TUGAS AKHIR STUDI PENGARUH PERUBAHAN TEGANGAN INPUT TERHADAP KAPASITAS ANGKAT MOTOR HOISTING ( Aplikasi pada Workshop PT. INALUM )
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh
MAKRUF ABDUL HAMID NIM : 090422011
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
i Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Pujian dan syukur penulis panjatkan terhadap ALLAH SWT atas segala rahmat dan karunia yang menyertai penulis setiap saat selama perkuliahan, dalam pelaksanaan penelitian tugas akhir ini, dan saat penyusunan laporan tugas akhir. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan kurikulum sarjana strata-1 (S-1) di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul tugas akhir ini adalah “STUDI PENGARUH PERUBAHAN TEGANGAN INPUT KAPASITAS ANGKA MOTOR HOISTING” ( Aplikasi pada Workshop PT. INALUM ) Penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada kedua orang tua saya, yang telah membesarkan, mendidik dan terus membimbing serta mendoakan penulis. Juga rasa sayang kepada saudara – saudara saya Nurhidayati Magrifah Sitompul dan Fachri Rizki Sitompul yang selalu menyertai dan membantu penulis dari awal sampai akhirnya penulis mengerjakan tugas akhir ini. Dalam kesempatan ini, penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Panusur SML Tobing, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
ii Universitas Sumatera Utara
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim M.Si. selaku Dosen Wali penulis yang telah banyak membantu dan memberikan bimbingan semasa perkuliahan. 3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim M.Si. selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT – USU dan Bapak Rahmat Fauzi, MT selaku Sekretaris Departemen. 4. Seluruh Staf Pengajar dan karyawan di Departemen Teknik Elektro USU atas ilmu, bimbingan dan bantuannya hingga penulis selesai menyusun tugas akhir ini. 5. Rekan-rekan mahasiswa Elektro Ekstensi ‘09 beserta semua pihak yang turut serta membantu dan kepada yang lainnya yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini belum sempurna, baik dari segi materi maupun penyajiannya. Untuk itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan dalam penyempurnaan tugas akhir ini. Terakhir penulis berharap, semoga tugas akhir ini dapat memberikan hal yang bermanfaat dan menambah wawasan bagi pembaca.
Medan, Pebruari 2014 Penulis,
Makruf Abdul Hamid NIM. 090422011
iii Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Motor induksi tiga fasa semakin banyak digunakan di perindustrian, hal ini dikarenakan Penggunaan dan perawatan motor induksi tiga fasa lebih sederhana, pemasangannya tidak sulit, dan biayanya lebih murah dari pada motor sinkron. Untuk mendapatkan efisiensi yang tinggi pada motor induksi tiga fasa, maka dirancanglah motor tersebut dengan memiliki tahanan rotor yang kecil. Perusahaan industri banyak menggunakan motor induksi tiga fasa dalam proses produksinya. Salah satunya motor induksi dipakai sebagai Hoisting/Crane, dimana Hoisting/crane ini difungsikan untuk mengangkat atau memindahkan suatu material maupun peralatan yang memiliki massa yang besar dari satu tempat ke tempat yang lain. Kinerja kerja sebuah motor induksi tiga fasa dipengaruhi oleh besar jatuh tegangan yang terdapat selama operasi. Jatuh tegangan ini juga akan mempengaruhi kemampuan angkat Hoisting/Crane yang diakibatkan oleh Torsi pada motor yang beroperasi, hal ini juga akan mempengaruhi efisiensi dari motor itu sendiri. Oleh sebab itu pada tugas akhir ini penulis akan melakukan analisis pengaruh besar perubahan tegangan input terhadap kemampuan angkat motor Hoisting/Crane. Dimana pengujiannya akan dilakukan di PT. Inalum. Kata Kunci: Motor Induksi, Hoisting
iv Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii ABSTRAK ............................................................................................................. iv DAFTAR ISI .......................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii DAFTAR TABEL .................................................................................................. x BAB I 1.1
PENDAHULUAN ................................................................................. 1
Latar Belakang ............................................................................................... 1
1.2 Permasalahan .................................................................................................. 1 1.3 Perumusan Masalah ........................................................................................ 2 1.4 Batasan Masalah ............................................................................................. 2 1.5
Kegunaan dan Manfaat Penulisan .................................................................. 2
1.6
Sistematika Penulisan .................................................................................... 3
BAB II
MOTOR INDUKSI TIGA PHASA ..................................................... 5
2.1
Umum ............................................................................................................ 5
2.2
Konstruksi Motor Induksi Tiga Phasa ........................................................... 6
2.3
Jenis Motor Induksi Tiga Fasa ....................................................................... 8
2.4
2.3.1
Motor Induksi Tiga Fasa Sangkar Tupai ( Squirrel-cage Motor) ................. 8
2.3.2
Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan ( wound-rotor motor ) ................. 10
Medan Putar ................................................................................................. 12
v Universitas Sumatera Utara
2.4.1
Analisis Secara Vektor ............................................................................... 14
2.5
Slip ............................................................................................................... 15
2.6
Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Phasa ...................................................... 16
2.7
Frekuensi Rotor ............................................................................................ 19
2.8
Rangkaian Ekivalen Motor Induksi ............................................................. 20
2.9
Disain Motor Induksi Tiga Fasa .................................................................. 26
2.10 Aliran Daya Motor Induksi .......................................................................... 28 2.11 Efisiensi Motor Induksi Tiga Phasa ............................................................. 31 2.12 Torsi Motor Induksi ..................................................................................... 32 2.13 Parameter Motor Induksi Tiga Fasa ............................................................. 36 2.13.1 Percobaan DC ............................................................................................. 36
2.14 Hoist Crane .................................................................................................. 39 2.14.1 Motor Hoist/Crane ....................................................................................... 39
2.15 Pengaruh Jatuh Tegangan Jala – jala Terhadap Torsi Motor Hoist Crane . 41 BAB III PENGUJIAN MOTOR HOIST ......................................................... 43 3.1
Umum .......................................................................................................... 43
3.2
Tujuan pengujian motor Hoist Crane ........................................................... 43
3.3
Peralatan dan instrumen yang digunakan..................................................... 43
3.4
Diagram pengujian ....................................................................................... 44 3.4.1. Percobaan DC............................................................................................. 45 3.4.2. Percobaan motor Hoist Crane .................................................................... 45
vi Universitas Sumatera Utara
3.5
Langkah – langkah percobaan motor Hoist Crane ....................................... 46
3.6
Data hasil pengujian ..................................................................................... 47
BAB IV ANALISA
DATA
PERUBAHAN
TEGANGAN
INPUT
TERHADAP KAPASITAS ANGKAT MOTOR HOIST/CRANE 50 4.1
Umum .......................................................................................................... 50
4.2
Analisa data hasil pengujian ........................................................................ 50
4.2.1 Pengaruh perubahan tegangan terhadap faktor daya.................................... 50 4.2.2
Analisa pengaruh perubahan tegangan terhadap kapasitas angkat motor hoist/crane .................................................................................................. 52
4.3
Tabel hasil analisa data ................................................................................ 55 4.3.1
Tabel analisa data pengaruh perubahan tegangan input terhadap faktor daya motor hoist crane ........................................................................................ 55
4.3.2
Tabel analisa data pengaruh jatuh tegangan jala – jala terhadap torsi motor hoist/crane .................................................................................................. 55
BAB V
PENUTUP............................................................................................ 57
5.1
Kesimpulan .................................................................................................. 57
5.2
Saran ............................................................................................................ 57
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 58
vii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Penampang rotor dan stator motor induksi ...................................... 6
Gambar 2.2
Menggambarkan komponen stator motor induksi tiga phasa .......... 7
Gambar 2.3
Rotor sangkar, .................................................................................. 9
Gambar 2.4
Konstruksi motor induksi rotor sangkar ........................................ 10
Gambar 2.5
Cincin slip ...................................................................................... 11
Gambar 2.6
Rotor belitan .................................................................................. 12
Gambar 2.7
Diagram phasor dan arus phasa seimbang .................................... 13
Gambar 2.8
Medan putar pada motor induksi tiga phasa .................................. 13
Gambar 2.9
Arah fluks yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir dalam suatu lingkar ............................................................................................ 14
Gambar 2.10 Diagram vektor untuk fluks total pada keadaan t1, t2, t3, t4............ 14 Gambar 2.11 Prinsip kerja motor induksi ............................................................ 17 Gambar 2.12 Rangkaian ekivalen stator motor induksi....................................... 20 Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen pada rotor motor induksi ............................... 23 Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen motor induksi tiga phasa ............................... 24 Gambar 2.15 Rangkain ekivalen dilihat dari sisi stator motor induksi ............... 24 Gambar 2.16 Rangkaian ekivalen dilihat dari sisi stator motor induksi .............. 25 Gambar 2.17 Rangkaian ekivalen lain dari motor induksi .................................. 26 Gambar 2.18 Karakteristik torsi dan kecepatan motor induksi pada berbagai disain .............................................................................................. 27 Gambar 2.19 Diagram aliran daya motor induksi ............................................... 30
viii Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.20 Efiesiensi pada motor induksi ........................................................ 31 Gambar 2.21 Rangkaian phasa stator saat pengukuran DC hubungan Y ............ 37 Gambar 2.22 Rangkaian phasa stator saat pengukuran DC hubungan Delta ...... 37 Gambar 2.23 Rangakaian phasa stator saat pengukuran DC hubungan Delta .... 38 Gambar 2.24 Hoisting/Crane ............................................................................... 39 Gambar 2.25 Nameplat motor Hoist/Crane ......................................................... 40 Gambar 2.26 Motor Pressure Fan Rectifier Box ................................................. 40 Gambar 3.1
Percobaan DC ................................................................................ 45
Gambar 3.2
Diagram Percobaan motor Hoist Crane ......................................... 45
Gambar 3.4
Pemasangan alat ukur .................................................................... 49
Gambar 3.5
Pengambilan data percobaan ......................................................... 49
Gambar 4.1
Kurva pengaruh jatuh tegangan terhadap faktor daya motor hoist/crane ...................................................................................... 56
Gambar 4.2
Kurva pengaruh perubahan tegangan terhadap torsi motor hoist/crane ...................................................................................... 56
ix Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Data Percobaan DC ............................................................................ 47 Tabel 3.2 Data percobaa tegangan normal ......................................................... 47 Tabel 3.3 Data Percobaan Beban 1 Ton ............................................................. 47 Tabel 3.4 Data Percobaan Beban 2 Ton ............................................................. 48 Tabel 3.5 Data Percobaan Beban 3 Ton ............................................................. 48 Tabel 4.1 Tabel analisa data pengaruh jatuh tengan ........................................... 55 Tabel 4.2 Tabel analisa data pengaruh perubahan tegangan input terhadap torsi motor hoist/crane ................................................................................ 55
x Universitas Sumatera Utara
