Laporan Praktikum TTL

BAB I TEORI DASAR 1.1. Lingkup Praktikum

Praktikum Teknik Tenaga Listrik (TTL) meliputi 3 jenis praktikum yang menggunakan tiga jenis motor listrik yaitu universal motor, single-phase motor dan capasitor motor. Dalam praktikum yang diamati adalah: a. Setting dan pengoperasaian motor. b. Karakteristik beban dengan menggunakan sumber tegangan AC dan DC. c. Simulasi karakteristik motor dengan variasi beban. d. Mengamati efisiensi motor pada beberapa titik operasi. 1.2. Motor Listrik

Motor listrik merupakan suatu peralatan listrik yang berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanis. Pada gambar 1.1 ditunjukkan konsep kerja motor listrik. Jika kawat kawat penghantar panjang (l) dialiri arus listrik (I) berada dalam medan magnet (B), maka maka kawat tersebut akan akan mengalami gaya gaya Lorentz Lorentz atau gaya magnet yang arahnya dapat ditentukan dengan dengan aturan tangan kanan seperti ditunjukkan pada gambar 1.1. Jika kawat penghantar yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop/kumparan, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya gaya pada arah yang berlawanan. Pasangan gaya ini menghasilkan tenaga putar/torsi untuk memutar kumparan sehingga dihasilkan energi mekanis.

Besar gaya, gaya, F = B i L sin ø, ø = sudut sudut antara antara B dan i Arah F, B dan I mengikuti aturan tangan kanan

Gambar 1.1. Konsep Konsep kerja motor motor listrik Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang yang disebut kumparan medan. Dalam memahami sebuah motor

Praktikum Teknik Tenaga Listrik

1

listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok: 1. Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsinya t orsinya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns dan pompa displacement konstan. 2. Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan). 3. Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin. Secara umum motor listrik dibedakan menjadi motor arus bolak-balik (AC) dan motor arus searah (DC), seperti ditunjukkan pada gambar 1.2.

Gambar 1.2. Klasifikasi motor listrik 1.3. Motor Arus Bolak-Balik Bolak-Balik

Motor AC adalah sebuah motor listrik yang digerakkan oleh alternating current atau arus bolak balik (AC). Umumnya motor AC terdiri dari dua komponen utama yaitu stator dan rotor. Stator adalah bagian yang diam dan letaknya berada di luar. stator mempunyai kumparan yang dialiri oleh arus listrik li strik bolak balik dan nantinya akan menghasilkan medan magnet yang berputar. bagian yang kedua yaitu rotor. Rotor adalah bagian yang berputar dan letaknya berada di dalam (di bagian dalam stator). Rotor bisa bergerak karena adanya torsi yang bekerja pada poros dimana torsi tersebut dihasilkan oleh medan magnet yang berputar.


2

listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok: 1. Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsinya t orsinya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns dan pompa displacement konstan. 2. Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan). 3. Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin. Secara umum motor listrik dibedakan menjadi motor arus bolak-balik (AC) dan motor arus searah (DC), seperti ditunjukkan pada gambar 1.2.

Gambar 1.2. Klasifikasi motor listrik 1.3. Motor Arus Bolak-Balik Bolak-Balik

Motor AC adalah sebuah motor listrik yang digerakkan oleh alternating current atau arus bolak balik (AC). Umumnya motor AC terdiri dari dua komponen utama yaitu stator dan rotor. Stator adalah bagian yang diam dan letaknya berada di luar. stator mempunyai kumparan yang dialiri oleh arus listrik li strik bolak balik dan nantinya akan menghasilkan medan magnet yang berputar. bagian yang kedua yaitu rotor. Rotor adalah bagian yang berputar dan letaknya berada di dalam (di bagian dalam stator). Rotor bisa bergerak karena adanya torsi yang bekerja pada poros dimana torsi tersebut dihasilkan oleh medan magnet yang berputar.


2

Gambar 1.3. Prinsip Kerja Motor Arus AC Motor arus bolak-balik (motor AC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus bolak-balik (listrik AC) menjadi menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik berupa putaran dari pada Rotor. Seperti motor DC pada motor AC, arus dilewatkan melalui kumparan, menghasilkan torsi pada kumparan. Sejak saat itu bolak, motor akan berjalan lancar hanya pada frekuensi gelombang sinus. Hal ini disebut motor sinkron. Lebih umum adalah motor induksi, dimana arus listrik induksi dalam kumparan berputar dari pada yang diberikan kepada mereka secara langsung. Salah satu kelemahan dari jenis motor AC adalah arus tinggi yang harus mengalir melalui kontak berputar. Memicu dan pemanasan pada kontak-kontak dapat menghabiskan energi dan memperpendek masa pakai motor. Dalam motor AC umum medan magnet yang dihasilkan oleh elektro magnet didukung oleh tegangan AC sama dengan kumparan motor. Kumparan yang menghasilkan medan magnet yang kadangkadang disebut sebagai “stator”, sedangkan kumparan dan inti padat yang berputar disebut “dinamo”. Dalam motor AC medan magnet sinusoidal bervariasi, seperti sepert i arus dalam kumparan bervariasi. 1.4. Motor Arus Searah Searah

Motor arus searah (motor DC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik dengan arus searah (listrik Direct (listrik Direct Current ) menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik berupa putaran daripada rotor. Komponen utama daripada motor dengan arus searah ini antara lain : stator (penghasil medan magnet, baik itu dengan magnet permanen maupun magnet sementara (elektromagnetik)), rotor (kumparan yang terdiri dari lilitan kawat), sikat karbon (brush), dan cincin belah yang biasa disebut sebagai komutator. Skema sederhana yang menjelaskan prinsip kerja motor arus searah ditunjukan pada gambar di bawah ini.


3

Gambar 1.3. Prinsip Kerja Motor Arus DC Pada gambar di atas menunjukan bahwa flux magnetik yang dihasilkan dalam medan magnet menimbulkan kopel elektromagnetik atau dua buah gaya sejajar yang berlawanan arah dan bekerja tegak lurus terhadap bidang permukaan kumparan. Dua buah gaya tersebut kemudian yang memutar kumparan kawat (rotor) dan komutator (cincin belah), dan perlu kita ketahui bahwa flux magnetik dapat dihasilkan apabila terdapat arus yang mengalir melalui kumparan yang terdapat di dalam medan magnet, dan berdasarkan gambar di atas arus listrik dialirkan dari kutub positif ke kutub negatif melalui kabel yang dihubungkan ke komutator dengan brush, dan apabila komutator berputar dan posisi sementara brush terdapat pada celah komutator, maka sementara tidak akan ada gaya yang bekerja pada kumparan disebabkan aliran arus terputus sementara, namun putaran akan berlanjut sebagai akibat dari gaya sbelumnya sehingga brush kembali menyinggung komutator dan arus listrik kembali dapat dialirkan, kemudian akan terjadi perubahan arah gaya yang tadinya mengarah ke atas akan mengarah ke bawah begitu pula sebaliknya, sehingga rotor akan t erus berputar dengan arah putaran yang sama juga arah arus yang mengalir akan tetap. Untuk motor arus DC dengan satu kumparan tentu tidak akan menghasilkan putaran yang cukup kuat dan konstan, sehingga motor arus DC umumnya terdiri dari banyak kumparan kawat dan tentunya banyak pula celah pada komutatornya. Tujuannya ialah untuk membantu putaran, karena dengan banyak celah dan lilitan kawat tidak menyebabkan rotor (sementara) kehilangan kopel elektromagnetik pada saat brush tidak mengenai komutator, karena apabila satu kumparan (sementara) tidak dialiri listrik masih ada kumparan-kumparan lainnya yang masih teraliri listrik sehingga menyebabkan gaya dorong/putar dorong/putar pada rotor terus menerus. Hal ini akan lebih jelas apabila kita memperhatikan gambar di bawah ini.


4

(a)

(b)

Gambar 1.4. Skema Penambahan 1 Lilitan Kumparan (a) & Penambahan Banyak Lilitan Kumparan (b) Karena arah aliran arus yang searah dan tidak ada perubahan arah arus per satuan waktunya, juga gaya-gaya yang ditimbulkan oleh flux magnetik pada kumparan bersifat konstan, maka torsi yang dihasilkan oleh motor listrik arus DC akan lebih besar daripada torsi yang dihasilkan oleh motor listrik dengan arus AC. Sehingga dalam pekerjaan-pekerjaan khusus yang memerlukan tenaga lebih besar akan lebih baik dan efisien menggunakan motor dengan arus DC, namun untuk pekerjaan pekerjaan sederhana (yang tidak memiliki beban yang berat) akan lebih ekonomis menggunakan motor dengan arus AC.

1.5. Single-Phase Motor

Berdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, motor AC (Alternating Current, Arus Bolak-Balik) terdiri dari 2 jenis, yaitu: Motor listrik AC satu fase dan motor listrik AC tiga fasa. Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana pada motor AC tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada motor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2), seperti terlihat pada gambar 1.3.

Gambar 1.5. Prinsip medan magnet utama dan medan magnet bantu motor satu fasa


5

Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama. Grafik arus belitan bantu I dan arus belitan utama I berbeda fasa sebesar φ, hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan arus bantu. Medan magnet utama yang dihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar φ dengan medan magnet bantu.

(a)

(b) Gambar 1.6.

(a) Grafik gelombang arus medan bantu dan arus medan utama (b) Medan magnet pada Stator Motor satu fasa

Belitan bantu Z1-Z2 pertama dialiri arus I bantu menghasilkan fluks magnet Φ tegak lurus, beberapa saat kemudian belitan utama U1-U2 dialiri arus utama I utama. yang bernilai positip. Hasilnya adalah medan magnet yang bergeser sebesar 45° dengan arah berlawanan jarum jam. Kejadian ini b erlangsung terus sampai satu siklus sinusoida, sehingga menghasilkan medan magnet yang berputarpada belitan statorn ya. Rotor motor satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu berbentuk batang-batang kawat yang ujung-ujungnya dihubung singkatkan dan menyerupai bentuk sangkar tupai, maka sering disebut rotor sangkar. Jenis motor AC 1 fase meliputi motor universal, motor capasitor dan motor belah. Motor Fasa Belah (splite phasa motor)

Motor fasa belah (gambar 1.5) termasuk motor yang menggunakan rotor sangkar (Squirrel Cage winding) terdiri dari sejumlah batang tembaga yang dimasukkan ke


6

dalam alur rotor, pada ujung-ujungnya dihubungkan oleh cincin tembaga sehingga terdapat sirkuit tertutup. Sedangkan kumparan statornya terdiri dari dua lilitan yaitu kumparan utama (main winding) dan kumparan bantu (starting winding). Kedua kumparan tersebut terhubung paralel pada saat start, kedua-duanya terhubung pada jala-jala kemudian setelah motor berputar mencapai + 75 % putaran nominal, sebuah saklar sentrifugal akan memutuskan rangkaian kumparan bantu dan selanjutnya motor listrik bekerja hanya dengan kumparan utama.

Gambar 1.7. Rangkaian Motor Fasa Belah Dilihat dari konstruksinya motor fasa belah mempunyai saklar sentrifugal yang berfungsi untuk memutuskan rangkaian kumparan bantu setelah motor berputar mendekati putaran ominal, dan mencegah arus lebih dari jala-jala ke kumparan bantu dan juga untuk melindungi kumparan dari kerusakan yang disebabkan oleh pemanasan arus yang melewatinya. 1.6. Universal Motor

Universal motor adalah jenis motor listrik yang dapat dioperasikan baik dengan sumber tegangan AC maupun DC. Universal motor adalah sebuah commutated serieswound motor dimana field coil stator dihubungkan seri dengan winding rotor melalui sebuah commutator. Universal motor sangat mirip dengan konstruksi Motor DC seri tetapi sedikit dimodifikasi untuk memungkinkan motor beroperasi dengan baik pada sumber tegangan AC. Jenis motor listrik ini dapat beroperasi dengan baik pada AC karena arus pada kedua field coils dan armature akan berbalik (reverse polarity) secara sinkron dengan power suppy. Selanjutnya resultan daya mekanis akan terjadi dalam suatu arah konsisten dari putaran, tidak tergantung dari arah dari voltage yang diberikan, tetapi ditentukan oleh commutator dan polaritas dari field coils.


7

(a)

(b)

Gambar 1.6. (a) Field coils universal motor adalah wound seri dengan coils rotor dan commutator (b) Rangkaian ekuivalen

Prinsip Kerja Universal Motor

Universal motor bekerja pada DC atau AC single-phase. Ketika universal motor dihubungkan dengan DC supply, ia bekerja sebagai sebuah motor DC seri. Ketika arus mengalir pada field winding, ia menghasilkan suatu bidang elektromagnetik. Arus yang sama juga mengalir dari konduktor armatur. Ketika suatu konductor yang membawa arus ditempatkan pada suatu bidang elektromagnetik, ia mengalami suatu daya mekanis. Karena daya mekanis ini (torsi), rotor mulai berputar.

Gambar 1.7. Prinsip kerja universal motor Ketika dihubungkan dengan AC supply, universal motor menghasilkan torsi unidirectional. Karena armatur winding dan field winding dihubungkan seri, keduanya berada dalam fase yang sama. Selanjutnya, ketika poaritas AC berubah secara periodik, arah arus pada armature dan field winding berbalik pada saat yang sama. Sehingga, arah bidang magnet dan arah arus armatur berbalik dalam suatu cara yang arah force yang dialami oleh konduktor armatur relatif sama. Dengan demikian, dengan mengabaikan AC atau DC supply, universal motor bekerja dengan prinsip yang sama dengan prinsip kerja motor DC seri.


8

Speed/Load Characteristic

Speed/load characteristic universal motor mirip dengan motor DC seri. Speed universal motor rendah pada beban penuh dan sangat tinggi pada tanpa beban. Umumnya, gears trains digunakan untuk mendapatkan speed yang disyaratkan pada beban yang diinginkan.

Gambar 1.8. Speed/load characteristic motor universal

Aplikasi Universal Motor

Universal motor ditemukan penggunaannya dalam bermacam aplikasi rumah seperti vakum cleaner, drink dan food mixers, domestic sewing machine. Universal motor dengan kecepatan tinggi digunakan dalam portable drills, blenders dan lain-lain. 1.7. Motor Kapasitor

Motor kapasitor adalah suatu kapasitor elektrik yang mengubah arus pada satu atau lebih belitan motor induksi AC satu fase untuk menghasilkan suatu putaran medan magnet. Terdapat dua jenis motor kapasitor yaitu run capacitors dan starts capasitor. Konstruksi sebuah motor kapasitor mirip dengan motor fasa belah, hanya pada jenis kapasitor ini di tambah satu unit kapasitor.

Gambar 1.9. Sirkuit motor kapasitor


9

Motor kapasitor bekerja untuk tegangan AC satu fasa dan umumnya banyak digunakan untuk pompa air, refrigerator, compressor udara, mesin cuci dan lainnya. Tempat kedudukan kapasitor pada motor terletak pada bagian atas motor ada juga yang di dalam kerangka motor itu sendiri. Kapasitor ini berfungsi untuk mempertinggi kopel awal dan mengurangi arus start pada motor kapasitor dan geseran fasa antara belitan utama dan bantu lebih dipertajam. Jenis kapasitor yang banyak digunakan pada jenis motor kapasitor ini antara lain kapasitor kertas (The Paper Capacitor), kapasitor minyak (The Oil Capacitor) dan kapasitor elektrolit (The Electrolytic Capacitor). Umumnya kapasitas dari kapasitor ini antara 6 mikroF – 150 mikroF. Menurut hubungan kapasitornya jenis motor kapasitor dapat dibagi menjadi tiga macam yaitu: a. Motor kapasitor start (starting capacitor motor) b. Motor kapasitor tetap/ running (permanent capacitor motor) c. Motor kapasitor start/ running (start-running capacitor motor)

a. Motor kapasitor start (starting capacitor motor)

Motor ini adalah merupakan jelmaan dari motor fasa belah, tetapi mempunyai kapasitor yang dihubungkan seri dengan belitan bantu dan sakelar sentrifugal, secara konstruktif sama persis, hanya ditambah satu unit kapasitor untuk memperbesar kopel awal (start). Seperti dikatakan di awal prinsip kerja motor kapasitor start ini sama seperti motor induksi, yaitu jika pada lilitan utama diberikan sumber arus maka akan terjadi medan magnit putar (flux magnet) yang ada dan besarnya sama, tidak ada resultan gaya. Tetapi dengan adanya lilitan bantu dan kapasitor maka ada beda fasa diantara keduanya, disinilah terjadi fluksi magnit dan resultan gaya yang berbeda maju atau mundur tergantung besarnya resultan gaya itu sendiri dan pada umumnya terjadi resultan gaya searah jarum jam sehingga motor dapat berputar ke kanan. Setelah motor berputar 75% dari putaran nominal maka sakelar sentrifugal bekerja memutuskan rangkaian lilitan bantu dan motor bekerja hanya dengan lilitan utama. Keuntungan motor jenis ini dibanding dengan type motor fasa belah adalah: - Mempunyai kopel yang lebih kuat. - Faktor kerjanya lebih besar (mendekati 1)

b. Motor kapasitor tetap/running (permanent capacitor motor)

Motor ini mempunyai kapasitor yang dihubungkan seri dengan kumparan bantu, terhubung paralel dengan kumparan utama dan terhubung langsung paralel dengan sumber listrik. Belitan utama, lilitan bantu dan kapasitor tetap terhubung pada sirkuit jala-jala saat motor bekerja. Jenis motor ini banyak digunakan pada pompa air satu fasa, dimana lilitan utama dan bantu jumlah lilitannya sama banyak tetapi diameter kawatnya berbeda diantara keduanya. Diameter kawat lilitan utama lebih besar dibanding diameter lilitan bantunya. Type motor ini kopel awalnya kurang bagus,


10

tetapi kopel jalan (torsi jalan) merata. Kebanyakan pompa air berbagai merek banyak menggunakan jenis motor running kapasitor dengan kecepatan mendekati 3000 rpm. c. Motor kapasitor start/ running (start-running capacitor motor)

Jenis motor ini adalah perpaduan antara motor start kapasitor dan running kapasitor, dimana tujuan dibuatnya double kapasitor adalah untuk memperioleh kopel awal yang lebih besar dan kopel jalan yang merata. Jenis motor ini banyak digunakan pada room air conditioner. 1.8. Efisiensi Motor

Gambar 1.10. Pengelolaan Daya pada Motor Listrik Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi. Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen. Tabel memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksi. Tabel 1.1. Jenis Kehilangan Daya pada Motor Listrik

Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai perbandingan keluaran daya motor (daya input-daya buang) yang digunakan terhadap daya masukan pada motor. Pada motor listrik daya input/masukan merupakan daya listrik yang diperlukan untuk menghidupkan motor tersebut, sedangkan daya output/keluarannya adalah daya mekanik yang dihasilkan oleh motor tersebut. Daya listrik pada motor dapat kita cari menggunakan persamaan : P=V.I Praktikum Teknik Tenaga Listrik

11

Dimana : P = Daya Listrik (Watt) V = Tegangan pada motor (Volt) I = Arus Listrik (Ampere) Sedangkan untuk mencari daya mekanik yang dihasilkan oleh motor listrik, kita perlu mengetahui besaran torsi yang dihasilkan oleh kopel elektromagnetik pada motor tersebut. Hubungan antara Daya Motor dengan Torsi ( t ) yang dihasilkan adalah sebagai berikut :

P = M /t Dimana daya merupakan Momen pesatuan waktu.

M = F.L (Nm) Dimana Momen merupakan gaya dikali jarak.

P = F . L /t L / t merupakan kecepatan (m/s ) Dan jarak tempuh satu putaran motor adalah (L) :

L=2.r. Sehingga kecepatan (v) putaran motor untuk menempuh jarak (L) adalah :

v= 2.

r.n

Dengan memperhitungkan gaya yang bekerja pada poros motor sebagai pengaruh untuk Torsi, maka daya motor menjadi (P) :

P =n . 2 . r .

F

Sehingga didapat hubungan antara daya (P) dengan Torsi (  ) serta kecepatann motor (n) sebagai berikut :

P = 2 . . n . (N m/menit) Dikarenakan perhitungan untuk Daya (P) menggunakan satuan Watt (W), maka perhitungan untuk daya tersebut dibagi dengan nilai 1000 untuk menjadikannya kesatuan kilo (k) dan 60 detik untuk menjadikan kedalam bentuk watt (W) karena putaran motor (n) masih dalam satuan menit sehingga persamaan menjadi :

P = 2 . . n . / ( 60 . 1000) P = n . / 9545 (kW) Praktikum Teknik Tenaga Listrik

12

Kembali kepada pengertian dari efisiensi motor, yakni rasio perbandingan antara daya keluaran dengan daya masukan, maka disini kita peroleh efisiensi motor listrik merupakan perbandingan antara daya mekanik dengan daya listrik dikali 100%, dan berikut penulisan persamaannya : =

 

× %

Terdapat pula hal-hal yang dapat mempengaruhi efisiensi motor lis trik, hal ini tentunya tidak dapat diabaikan, karena diperlukan sebagai bahan pertimbangan baik dalam pemilihan maupun perawatan motor. Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi antara lain : Usia. Motor baru lebih efisien; Kapasitas. Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan, efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya; Kecepatan. Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien; Jenis. Sebagai contoh, motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincin geser; Suhu. Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP). Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi. Beban motor. Efisiensi cenderung menurun apabila beban ditingkatkan. 














13

BAB II UNIVERSAL MOTOR 2.1. Tujuan Praktikum a. Mengetahui karakteristik motor menggunakan sumber tegangan DC dan AC. b. Mengetahui respon motor menggunakan beban berbeda. c. Mengetahui respon motor pada variasi titik operasi. 2.2. Universal Motor Menggunakan Sumber Tegangan DC 2.2.1. Prosedur Percobaan

a. Rangkai sirkuit seperti ditunjukkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1. Set-Up : Conection and Starting (DC) b. Setting brake mode ‘speed control’. c. Pilih DC power supply 220 V. d. Gunakan shaft-end guards dan coupling guards sebagai proteksi terhadap kontak dengan bagian motor yang berputar. e. Yakinkan ammeter dan volmeter terpasang dengan benar. f. Setting putaran motor 3500 rpm. g. Nyalakan motor dan catat besarnya arus (I) dan torsi (M). h. Atur putaran motor seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.1. dan catat besarnya arus dan torsi.


14

Tabel 2.1. Arus dan torsi dengan sumber tegangan DC n [1/min]

3500

3250

3000

2750

2500

2250

2000

I [A]

4,5

4,85

5,26

5,69

6,23

6,99

7,78

M [Nm]

2,1

2,53

3,04

3,64

4,35

5,2

6,25

2.2.2. Tugas

a. Gambarkan grafik hubungan putaran terhadap arus dan torsi yang terjadi menggunakan sumber tegangan DC. 7.78

8 7

6.23

A / I 6

5

4.5

4.85

5.26

6

6.25

5.69

5 5.2 4

4.35

4 3.64

3 2

7

6.99

3

3.04

2

2.53 2.1

1

1

0

0 3500

3250

3000

2750

2500

2250

2000

n/rpm I

Gambar 2.2.

M

Grafik hubungan putaran terhadap arus dan torsi menggunakan sumber tegangan DC

b. Jelaskan fenomena yang terjadi ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................


15

m N / M

................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................

2.3. Universal Motor Menggunakan Sumber Tegangan AC 2.3.1. Prosedur Percobaan

a. Rangkai sirkuit seperti ditunjukkan pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. Set-Up : Conection and Starting (AC) b. Seting brake mode ‘speed control’. c. Pilih AC power supply. d. Gunakan shaft-end guards dan coupling guards sebagai proteksi terhadap kontak dengan bagian motor yang berputar. e. Yakinkan ammeter dan volmeter terpasang dengan benar. f. Setting putaran motor 3500 rpm. g. Nyalakan motor dan catat besarnya arus (I) dan torsi (M).


16

h. Atur putaran motor dan catat besarnya arus dan torsi seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.2.

Tabel 2.2. Arus dan torsi dengan sumber tegangan AC n [1/min]

3500

3250

3000

2750

2500

2250

2000

I [A]

3,52

3,73

4

4,36

4,74

5,24

5,93

M [Nm]

1,03

1,24

1,48

1,8

2,17

2,63

3,23

Tabel 2.3. Arus dan torsi dengan sumber tegangan AC dan DC

Arus AC Arus DC

n [1/min]

3500

3250

3000

2750

2500

2250

2000

I [A]

3,52

3,73

4

4,36

4,74

5,24

5,93

M [Nm]

1,03

1,24

1,48

1,8

2,17

2,63

3,23

I [A]

4,5

4,85

5,26

5,69

6,23

6,99

7,78

M [Nm]

2,1

2,53

3,04

3,64

4,35

5,2

6,25

2.3.2. Tugas

a. Gambarkan grafik hubungan putaran terhadap arus dan torsi yang terjadi menggunakan sumber tegangan AC.

A / I

6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

4 5.93 5.24 3.23

4.74 4.36 3.52

3.73

4

3 2.5

2.63

2

2.17

1.5

1.8 1.48 1.03

3.5

1

1.24

0.5 0

3500

3250

3000

2750

2500

2250

2000

n/rpm I

M

Gambar 2.4. Grafik hubungan putaran terhadap arus dan torsi menggunakan sumber tegangan AC


17

m N / M

b. Bandingkan arus motor dengan menggunakan sumber tegangan DC dan AC. Yang mana lebih besar arus motor menggunakan DC atau AC? ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................

c. Jelaskan hubungan putaran mesin terhadap torsi menggunakan sumber tegangan DC dan AC. Sumber tegangan yang mana mensuplay torsi maksimum terhadap motor? ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ........ ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................

d. Dengan menggunakan teori dan perumusan daya listrik, bandingkan konsumsi daya (power consumption) terhadap putaran secara teoritis dengan daya yang diperoleh dari percobaan. Jelaskan fenomena yang terjadi ! ............................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................


18

............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ........................................................................................................................................ ....... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................

2.4. Load Characteristics 2.4.1. Me-Record

Load

Characteristis

Menggunakan

Software

Active

Drive/SimuLoad Prosedur Percobaan: a. Rangkai sirkuit seperti ditunjukkan pada gambar 2.3. b. Seting brake mode ‘PC mode’. c. Start ActiveDrive/ActiveServo software. d. Pilih speed control mode. e. Motor akan diperlambat dalam 20 langkah dari 4000 rpm sampai 2000 rpm. f. Masukkan jumlah langkah yang diperlukan pada ActiveDrive/ActiveServo software dengan “ Settings” – “Default” – “Ramp”. g. Nyalakan motor dan setting putaran motor 4000 rpm . h. Labeli grafik dan axes untuk menetapkan placeholder. i. Catat torsi (Mn) dan daya mekanis (P2n). j. Setelah pengukuran lengkap, export hasil grafik dan copy ke dalam placeholder (Gambar 2.5).


19

k. Simpan setting Active Drive/Active Servo software dengan nama file sesuai kelompok anda, misalnya “Klp1_Load Characteristic_1”. ] 1500 W[

] 5.0 m N[

1450 hc

e 1400 m 1350 P

M 4.5

1300 1250 1200

4.0

1150 1100 1050

3.5

1000 950 900

3.0

850 800 750

2.5

700 650 600

2.0

550 500 450

1.5

400 350 300

1.0

250 200 150

0.5

100 50 0

0.0 2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800 4000 n [rpm]

Gambar 2.5. Grafik karakteristik motor Universal AC dengan perlambatan 20 langkah 2.4.2. Menentukan Operating Points Untuk Pump/Fan Load Machine Setting yang diperlukan :

a. Seting rangkaian seperti gambar 2.6.

Gambar 2.6. Set-Up : Load Characteristic Praktikum Teknik Tenaga Listrik

20

b. Seting brake - Industrial series : PC mode. c. Aktifkan ActiveDrive/ActiveServo software dan setting: - Load machine : Pump/fun. - Load constant : refer to experiment prosedur. d. Setting pada “ Load Simulation “ mode: - View – “ Measurement Value Display” pilih semua mechanical dan electrical kecuali untuk Slip. - Setting – “ Dafault” – “Circuit” pilih “Single Phase”.

Prosedur Percobaan: a. Start Active Drive/Active Servo software dan buka file “Klp1_LoadCharacteristic_1”. b. Cek sekali lagi seting dan sirkuit. c. Parameter yang akan diukur adalah torsi M(n). d. Set nilai start untuk beban konstan ‘I’ ke “4” - “6”. e. Operasikan motor. f. Lakukan pengukuran dan naikkan secara perlahan beban konstan ‘I’ sampai arus motor yang ditunjukkan pada dialog parameter kira-kira mencapai 0,9 kali atau 0,75 kali arus nominal motor [ selitar 4,68 A atau 3,9 A] dan simpan “The First Operating Point”. g. Setelah setiap pengukuran, switch off motor sebelum mengaktifkan the brake. h. Naikkan arus sampai mencapai arus nominal motor [5,2A] dan tunggu beberapa saat dan kemudian simpan “The Second Operating Point” ini. i. Bila pengukuran telah selesai, export hasil grafik dan copy ke dalam placleholder, dan letakkan pada gambar 2.7. j. Simpan setting anda dengan nama fi le ‘Klp1_Pump Fan_1’.


21

]

5.0 m N[ M

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0 2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

4000 n [rpm]

Gambar 2.7. Grafik karakteristik motor Universal AC dengan beban Pump/Fan Tugas

a. Tentukan nilai pengukuran untuk titik operasi pertama. n

= 2594

rpm

M = 2,11

Nm

P2 = 573

Watt

P1 = 871

Watt



= 66

%

b. Tentukan nilai pengukuran untuk titik operasi kedua. n

= 2281

rpm

M = 2,65

Nm

P2 = 633

Watt

P1 = 953

Watt



= 66

%

2.4.2. Menentukan operating points untuk Lifting Drive Load Machine Setting yang diperlukan: a. Seting rangkaian seperti gambar 2.6. b. Seting brake - Industrial series : PC mode


22

c. Aktifkan ActiveDrive/ActiveServo software dan setting: - Load machine : Lifting drive. - Load torque : refer to experiment prosedure. d. Setting pada “ Load Simulation “ mode: - View – “ Measurement Value Display” pilih semua mechanical dan electrical kecuali untuk Slip - Setting – “ Dafault” – “Circuit” pilih “Single Phase”

Prosedur Percobaan: a. Start ActiveDrive / ActiveServo software dan buka file “Klp1_LoadCharacteristic_1” b. Cek sekali lagi seting dan sirkuit. c. Parameter yang akan diukur adalah torsi M(n). d. Set nilai start untuk beban torsi sampai ‘0,35’ Nm. ‘1,2’ Nm e. Operasikan motor. f. Lakukan pengukuran dan naikkan secara perlahan beban torsi M sampai arus motor yang ditunjukkan pada dialog parameter kira-kira mencapai 0,8 kali arus nominal motor [ sekitar 4,16] dan simpan “The First Operating Point” . g. Setelah setiap pengukuran, switch off motor sebelum mengaktifkan the brake. h. Naikkan beban konstan sampai mencapai arus nominal motor [5,2A] dan tunggu beberapa saat dan kemudian simpan “The Second Operating Point” ini. i. Bila pengukuran telah selesai, export hasil grafik dan copy ke dalam placleholder, dan letakkan pada gambar 2.8. j. Simpan setting anda dengan nama file ‘Klp1_ LiftingDrive _1’


23

]

5.0 m N[ M

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0 2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800 4000 n [rpm]

Gambar 2.8. Karakteristik motor Universal AC dengan beban Lifting Drive Tugas

a. Tentukan nilai pengukuran untuk titik operasi pertama. n

= 2963

rpm

M = 1,6

Nm

P2 = 496

Watt

P1 = 773

Watt



= 64

%

b. Tentukan nilai pengukuran untuk titik operasi kedua n

= 2283

rpm

M = 2,64

Nm

P2 = 631

Watt

P1 = 970

Watt



= 65

%

c. Lingkarilah yang mana dari pernyataan berikut yang benar: 1. Arus motor pada titik operasi 1 meningkat 1,5 kali dibandingkan titik operasi 2. Demikian juga berlaku untuk daya mekanik P2. 2. Daya mekanis P2 pada titik operasi 2 lebih rendah dibandingkan pada titik operasi 1. 3. Daya mekanis P2 pada titik operasi 2 lebih tinggi dibandingkan pada titik operasi 1. 4. Torsi motor meningkat dengan meningkatnya load.


24

d. Bandingkan karakteristik beban PumpFan dengan Lifting drive dan berikan kesimpulan anda. ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................


25

BAB III SINGLE – PHASE MOTOR WITH BIFILAR WINDING 3.1. Mengoperasikan Single-Phase Motor Dengan Auxiliary Resistance dan Mencatat Karakteristik Beban 3.1.1. Prosedur Percobaan: a. Rangkai sirkuit seperti gambar 3.1.

Gambar 3.1. Set-up, Connection and starting b. Setting brake mode ‘ speed control’. c. Gunakan shaft-end guards dan coupling guards sebagai proteksi terhadap kontak dengan bagian motor yang berputar. d. Yakinkan ammeter dan volmeter terpasang dengan benar. e. Setting putaran motor 3000 rpm. f. Nyalakan motor dan catat besarnya arus (I) dan torsi (M.) g. Yakinkan arus motor tidak melebihi 6 A. h. Atur putaran motor seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.1. dan catat besarnya arus dan torsi.


26

Tabel 3.1. Arus dan torsi pada Single Phase Motor n [1/min]

3000

2950

2900

2850

2800

2750

I [A]

2,45

2,95

4,28

5,65

6,91

7,99

M [Nm]

0,68

1,12

1,68

2,35

2,83

3,16

3.1.2. Tugas

a. Gambarkan grafik hubungan putaran terhadap arus dan torsi. 8

7.99

7

3.16

5.65 2.83

5 4.28

4 3

2.95 2.45

2 1

3.5

6.91

A / I 6

4

3 2.5

2.35

m N / M

2 1.5

1.68

1

1.12

0.5

0.68

0

0 3000

2950

2900

2850

2800

2750

n/rpm I

M

Gambar 3.2. Grafik hubungan putaran terhadap arus dan torsi menggunakan single-phase motor

b. Jelaskan fenomena yang terjadi ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................


27

................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................

c. Lingkarilah yang mana pernyataan berikut yang benar 1. Arus motor meningkat sedikit terhadap beban momen. 2. Ketika putaran turun di bawah nilai nominal, arus motor meningkat secara tajam. 3. Putaran menurun tajam ketika beban momen meningkat.

3.2. Load Characteristics 3.2.1. Me-Record Load Drive/Simu Load

Characteristis

menggunakan

software

Active

Prosedur percobaan: a. Rangkai sirkuit seperti ditunjukkan pada gambar 3.1. b. Seting brake mode ‘ PC mode’ c. Start ActiveDrive/ActiveServo software. d. Pilih speed control mode. e. Motor akan diperlambat dalam 20 langkah dari 3000 rpm sampai 2700 rpm. f. Masukkan jumlah langkah yang diperlukan pada ActiveDrive/ActiveServo software dengan “ Settings” – “Default” – “Ramp” g. Isi label grafik dan axes seperti di dalam place holder. h. Catat Torsi (Mn) dan Daya Mekanis (P2n). i. Setelah pengukuran lengkap, export hasil grafik dan copy ke dalam placeholder (Gambar 3.3). j. Simpan setting Active Drive/ActiveServo software dengan nama file sesuai kelompok anda, misalnya “Klp1_LoadCharacteristic_2”


28

W[

] 1000 950 m

900 P

e

ch

] 5.0 m [N M 4.5

850 800

4.0

750 700

3.5

650 600

3.0

550 500

2.5

450 400

2.0

350 300

1.5

250 200

1.0

150 100

0.5

50 0

0.0 2700 2720 2740 2760 2780 2800 2820 2840 2860 2880 2900 2920 2940 2960 2980 3000 n [rpm]

Gambar 3.3. Grafik karakteristik motor Single Phase dengan perlambatan dalam 20 langkah

3.2.2. Menentukan operating points untuk Pump/Fan Load Machine Setting yang diperlukan: a. Seting rangkaian seperti gambar 3.4.

Gambar 3.4. Set-Up : Load Characteristic


29

b. Seting brake - Industrial series : PC mode. c. Aktifkan ActiveDrive/ActiveServo software dan setting: - Load machine : Pump/fun - Load constant : refer to experiment prosedur d. Setting pada “ Load Simulation “ mode: - View – “ Measurement Value Display” pilih semua mechanical dan electrical kecuali untuk Slip - Setting – “ Dafault” – “Circuit” pilih “Single Phase” Prosedur Percobaan: a. Start ActiveDrive / ActiveServo software dan buka file “Klp1_LoadCharacteristic_2”. b. Cek sekali lagi seting dan sirkuit. c. Parameter yang akan diukur adalah torsi M(n). d. Set nilai start untuk beban konstan ‘I’ ke “4” - “6” e. Operasikan motor. f. Lakukan pengukuran dan naikkan secara perlahan beban konstan ‘I’ sampai arus motor yang ditunjukkan pada dialog parameter kira-kira mencapai 0,75 kali arus nominal motor [ sekitar 4,6 A] dan simpan “The First Operating Point” . g. Setelah setiap pengukuran, switch off motor sebelum mengaktifkan the brake. h. Naikkan arus sampai mencapai arus nominal motor [6,15A] dan tunggu beberapa saat dan kemudian simpan “The Second Operating Point” ini. i. Bila pengukuran telah selesai, export hasil grafik dan copy ke dalam placleholder, dan letakkan pada gambar 3.5. j. Simpan setting anda dengan nama file ‘Klp1 _PumpFan_2’


30

] 5.0 m [N M

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0 2700

2720

2740

2760

2780

2800

2820

2840

2860

2880

2900

2920

2940

2960

2980 3000 n [rpm]

Gambar 3.5. Grafik karakteristik motor Single Phase AC dengan beban Pump/Fan Tugas

a. Tentukan nilai pengukuran untuk titik operasi pertama n

= 2890

rpm

M = 1,76

Nm

P2 = 533

Watt

P1 = 717

Watt



= 74

%


= 2035

rpm

M = 2,53

Nm

P2 = 751

Watt

P1 = 1024

Watt



= 73

%

c. Berikan kesimpulan anda ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................


31

................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................

3.2.3. Menentukan Operating Points untuk Lifting Drive Load Machine Setting yang diperlukan: a. Seting rangkaian seperti gambar 3.4. b. Seting brake - Industrial series : PC mode. c. Aktifkan ActiveDrive/ActiveServo software dan setting: - Load machine : Lifting drive. - Load torque : refer to experiment prosedure.

d. Setting pada “ Load Simulation “ mode: - View – “ Measurement Value Display” pilih semua mechanical dan electrical kecuali untuk Slip. - Setting – “ Dafault” – “Circuit” pilih “Single Phase”

Prosedur Percobaan: a. Start ActiveDrive / ActiveServo software dan buka file “Klp1_LoadCharacteristic_1” b. Cek sekali lagi seting dan sirkuit c. Parameter yang akan diukur adalah torsi M(n) d. Operasikan motor e. Lakukan pengukuran dan naikkan secara perlahan beban torsi M sampai arus motor yang ditunjukkan pada dialog parameter kira-kira mencapai 0,75 kali arus nominal motor [ sekitar 4,6A] dan simpan sebagai “The First Operating Point” f. Setelah setiap pengukuran, switch off motor sebelum mengaktifkan the brake. g. Naikkan beban konstan sampai mencapai arus nominal motor [6,15A] dan tunggu beberapa saat dan kemudian simpan “The Second Operating Point” ini. h. Bila pengukuran telah selesai, export hasil grafik dan copy ke dalam placleholder, dan letakkan pada gambar 3.6. i. Simpan setting anda dengan nama file ‘Klp1_LiftingDrive_ 2’


32

] 5.0 m N[ M

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0 2700

2720

2740

2760

2780

2800

2820

2840

2860

2880

2900

2920

2940

2960

2980 3000 n [rpm]

Gambar 3.6. Grafik karakteristik motor Single Phase dengan beban Lifting Drive Tugas


= 2890

rpm

M = 1,85

Nm

P2 = 560

Watt

P1 = 764

Watt



= 73

%


= 2833

rpm

M = 2,54

Nm

P2 = 754

Watt

P1 = 1046

Watt



= 72

%

c. Lingkarilah yang mana dari pernyataan berikut yang benar: 1. Arus motor pada titik operasi 2 lebih tinggi 1,5 kali dibandingkan titik operasi 1. 2. Daya mekanis P2 pada titik operasi 2 lebih rendah dibandingkan pada titik operasi 1.


33

3. Daya mekanis P2 pada titik operasi 2 lebih tinggi dibandingkan pada titik operasi 1. 4. Efisiensi meningkat dengan bertambahnya beban

d. Bandingkan karakteristik beban PumpFan dengan Lifting drive dan berikan kesimpulan anda ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................


34

BAB IV CAPASITOR MOTOR 4.1. Start Motor Dengan Sebuah Kapasitor 4.1.1. Prosedur Percobaan:

a. Rangkai sirkuit seperti gambar 4.1.

Gambar 4.1. Set-up, Connection and starting b. Setting brake mode ‘ speed control’. c. Gunakan shaft-end guards dan coupling guards sebagai proteksi terhadap kontak dengan bagian motor yang berputar. d. Yakinkan ammeter dan volmeter terpasang dengan benar. e. Setting putaran motor 2900 rpm. f. Nyalakan motor dan catat besarnya arus (I) dan torsi (M). g. Atur putaran motor seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.1. dan catat besarnya arus dan torsi.


35

Tabel 4.1. Arus dan torsi pada Capasitor Motor n [1/min]

2900

2880

2860

2840

2820

2800

2780

2760

I [A]

5,13

5,9

6,53

7,04

7,6

8,08

8,68

9,2

M [Nm]

2,52

3

3,28

3,55

3,78

4

4,19

4,35

4.1.2. Tugas

a. Gambarkan grafik hubungan putaran terhadap arus dan torsi. 10 A / I

8

9 9.2

8

8.68

7

7.6

4

5.9 5.13

3 2

5

6.53

5

3

3.28

m N / M

6

8.08

7.04

6

7

3.78

3.55

4

4.19

4.35

4 3 2

2.52

1

1 0

0 2900

2880

2860

2840

2820

2800

2780

2760

n/rpm I

Gambar

M

4.2. Grafik hubungan putaran terhadap arus dan torsi menggunakan kapasitor motor

b. Jelaskan fenomena yang terjadi ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................


36

................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................

c. Lingkarilah yang mana pernyataan berikut yang benar 1. Torsi hanya meningkat secara kontinyu sampai sekitar 2840 rpm. 2. Ketika putaran sekitar 2800 rpm, arus motor dan torsi tidak meningkat lebih lama. 3. Arus motor meningkat secara kontinyu selama pengereman motor.

4.2. Load Characteristics 4.2.1. Me-Record Load ActiveDrive/SimuLoad

Characteristis

menggunakan

software

Prosedur percobaan: a. Rangkai sirkuit seperti ditunjukkan pada gambar 4.1. b. Seting brake mode ‘ PC mode’ c. Start ActiveDrive/ActiveServo software d. Pilih speed control mode e. Motor akan diperlambat dalam 20 langkah dari 3000 rpm. f. Masukkan jumlah langkah yang diperlukan pada ActiveDrive/ActiveServo software dengan “ Settings” – “Default” – “Ramp” g. Isi label grafik dan axes seperti di dalam place holder. h. Catat Torsi (Mn) dan Daya Mekanis (P2n). i. Setelah pengukuran lengkap, export hasil grafik dan copy ke dalam placeholder (Gambar 4.3). j. Simpan setting ActiveDrive/ActiveServo software dengan nama file sesuai kelompok anda, misalnya “Klp1_LoadCharacteristic_3”


37

] 2000

] 10.0 m

[W

h 1900 c e

m 1800 P

[N M

9.5 9.0

1700

8.5

1600

8.0

1500

7.5

1400

7.0

1300

6.5

1200

6.0

1100

5.5

1000

5.0

900

4.5

800

4.0

700

3.5

600

3.0

500

2.5

400

2.0

300

1.5

200

1.0

100

0.5

0

0.0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 n [rpm]

Gambar 4.3 Grafik karakteristik Capasitor Motor dengan perlambatan 20 langkah 4.2.2. Menentukan operating points untuk Pump/Fan Load Machine Setting yang diperlukan: a. Seting rangkaian seperti gambar 4.4. b. Seting brake - Industrial series : PC mode c. Aktifkan ActiveDrive/ActiveServo software dan setting: - Load machine : Pump/fun - Load constant : refer to experiment prosedur d. Setting pada “ Load Simulation “ mode: - View – “ Measurement Value Display” pilih semua mechanical dan electrical kecuali untuk Slip - Setting – “ Dafault” – “Circuit” pilih “Single Phase”


38

Gambar 4.4. Set-Up : Load Characteristic Prosedur Percobaan: a. Start ActiveDrive / ActiveServo software dan buka file “Klp1_LoadCharacteristic_ 3” b. Cek sekali lagi seting dan sirkuit. c. Parameter yang akan diukur adalah torsi M(n) d. Operasikan motor. e. Lakukan pengukuran dan naikkan secara perlahan beban konstan ‘I’ sampai arus motor yang ditunjukkan pada dialog parameter arus nominal motor [ sekitar 7 A] dan simpan sebagai “The First Operating Point” f. Setelah setiap pengukuran, switch off motor sebelum mengaktifkan the brake. g. Naikkan arus motor 1,5 kali arus nominal motor [10,5A] dan tunggu beberapa saat dan kemudian simpan “The Second Operating Point” ini. h. Bila pengukuran telah selesai, export hasil grafik dan copy ke dalam placleholder, dan letakkan pada gambar 4.5. i. Simpan setting anda dengan nama file ‘Klp1_PumpFan_ 3’


39

10.0 N[

9.5

m

]

M

9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0

0 100 20 0 30 0 40050060 0 70080 0 901000 0 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 n [rpm]

Gambar 4.5. Karakteristik Capasitor Motor dengan beban Pump/Fan Tugas


= 2850

rpm

M = 3.56

Nm

P2 = 1062

Watt

P1 = 1327

Watt



= 80

%


= 2706

rpm

M = 4.85

Nm

P2 = 1374

Watt

P1 = 2000

Watt



= 69

%

c. Berikan kesimpulan anda ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... .............................................................................................................................................. ..... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................


40

................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................

4.2.3. Menentukan Operating Points untuk Lifting Drive Load Machine Setting yang diperlukan: a. Seting rangkaian seperti gambar 4.4. b. Seting brake - Industrial series : PC mode c. Aktifkan ActiveDrive/ActiveServo software dan setting: - Load machine : Lifting drive - Load torque : refer to experiment prosedure

d. Setting pada “ Load Simulation “ mode: - View – “ Measurement Value Display” pilih semua mechanical dan electrical kecuali untuk Slip - Setting – “ Dafault” – “Circuit” pilih “Single Phase”

Prosedur Percobaan: a. Start ActiveDrive/ActiveServo software dan buka file “Klp1_LoadCharacteristic_ 3” b. Cek sekali lagi seting dan sirkuit c. Parameter yang akan diukur adalah torsi M(n) d. Operasikan motor an starting kapasitor e. Lakukan pengukuran dan naikkan secara perlahan beban konstan ‘I’ sampai arus motor yang ditunjukkan pada dialog parameter arus nominal motor [ sekitar 7 A] dan simpan sebagai “The First Operating Point” f. Setelah setiap pengukuran, switch off motor sebelum me ngaktifkan the brake. g. Naikkan arus motor 1,5 kali arus nominal motor [10,5A] dan tunggu beberapa saat dan kemudian simpan “The Second Operating Point” ini. h. Bila pengukuran telah selesai, export hasil grafik dan copy ke dalam placleholder, dan letakkan pada gambar 4.6. i. Simpan setting anda dengan nama file ‘Klp1_LiftingDrive_3’ j. Turunkan beban tursi kembali ke nilai pada titik operasi pertama dan matikan motor. k. Pindah hubungan antara F3 dan CA l. Taruh motor dalam operasi tanpa starting capasitor dan observasi responnya.


41

] 10.0 m [N M

9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 100 200300 400 500600 700800900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 n [rpm]

Gambar 4.6. Grafik karakteristik Capasitor Motor dengan beban Lifting Drive Tugas


= 2856

rpm

M = 3.59

Nm

P2 = 1074

Watt

P1 = 1352

Watt



= 79

%


= 2724

rpm

M = 4.84

Nm

P2 = 1381

Watt

P1 = 1979

Watt



= 70

%

c. Bagaimana respon motor tanpa starting kapasitor ketika di start? 1. Respon sangat lambat (delayed) 2. Motor tidak merespon sama sekali


42

d. Lingkarilah yang mana dari pernyataan berikut yang benar: 1. Arus motor dan mecahanikal power P2 meningkat secara proporsional dengan beban. 2. Putaran pada titik operasi 2 mrnurun secara tajam. 3. Efisiensi meningkat dengan bertambahnya beban 4. Reaktive power Q menurun dengan beban e. Bandingkan karakteristik beban PumpFan dengan Lifting drive dan berikan

kesimpulan anda ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ............. ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................

f. Bagaimana respon motor ( arus dan torsi) dengan dan tanpa starting capasitor ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................


43

Laporan Praktikum TTL

Recommend Documents