MAKALAH Perawatan dan Pemeliharaan Motor Listrik
OLEH : Nama : Ridwan Alfian Noor Kelas : LT – LT – 3B 3B NIM
: 3.31.12.1.19
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2014
BAB I Pendahuluan 1.1
Latar Bealakang Motor listrik merupakan salah satu peralatan yang berhubungan sumber energi
listrik dalam pengoperasiannya. Motor listrik juga merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini bisa digunakan untuk menggerakkan sebuah sistem kerja lainnya, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dan lain lain. Motor listrik digunakan di rumah dan juga di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri in dustri sebab diperkirakan bahwa motor – motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri dan merupakan kekuatan penggerak yang utama dari sebuah mesin mesin di industri. Sebuah motor listrik dalam industri tentunya memerlukan suatu perawatan pada mesin - mesinya agar kinerjanya dapat berjalan dengan baik dan tidak mengganggu kegiatan bisnis perusahaan. Perawatan dan perbaikan mesin motor pada suatu industri mutlak harus dilakukan untuk menjaga performa motor dan memperpanjang usia pakaianya. Hal ini dikarenakan keterbutuhan industri industr i yang mengharuskan motor listrik selalu berfungsi baik guna menjaga mutu perusahaan dalam memuaskan pelanggan. Sistem perawatan dan perbaikan pada motor - motor tersebut harus dilakukan secara tepat untuk mendukung jasa pelayanan. Sistem perawatan juga harus memiliki standar standar tertentu yang disesuaikan dengan kondisi yang ada di lapangan. Untuk Mempelajari lebih lanjut tentang perawatan motor listrik maka saya membuat makalah ini dengan judul “Perawatan dan Pemeliharan Motor Listrik” Listrik”
1.2 Tujuan Tujuan yang hendak dicapai dalam penulisan makalah ini yaitu : 1.
Mengerti dan memahami konsep untuk analisis motor listrik.
2.
Dapat mengetahui fungsi dan aplikasi motor listrik dalam kehidupan sehari-hari.
3.
Dapat mengetahui komponen yang terdapat dalam motor listrik.
4.
Mengetahui cara perawatan dan perbaikan pada motor listrik apabila terjadi gangguan atau kerusakan
1.3 Pembatasan Masalah Dalam membuat makalah ini penulis membatasi masalah tentang perawatan motor listrik.
BAB II Pembahasan 2.1 Bagaimana sebuah motor bekerja ? Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama :
Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya
Jika
kawat
yang
membawa
arus
dibengkokkan
menjadi
sebuah
lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan.
Motor-motor memiliki beberapa looppada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torquesesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India, 2004)
Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran
energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacementkonstan
.
Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang
bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel
torqueadalah pompa sentrifugal dan fan (torquebervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque
yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
Gambar 1. Prinsip Dasar Kerja Motor Listrik.
2.2 Jenis – Jenis Jenis Motor Listrik
Gambar 2. Klasifikasi Motor Listrik.
2.2.1 Motor DC/Arus Searah Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas. Gambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama:
K utub utub medan. medan . Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek te rdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
Dinamo. Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
Kommutator . Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
Tegangan dinamo – dinamo – meningkatkan meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan.
Arus medan – medan – menurunkan menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Gambar 3. Motor DC
2.2.1 Motor AC/Arus Bolak-Balik Motor AC/arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik AC memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor" seperti ditunjukkan dalam Gambar 4. Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).
Berikut adalah jenis-jenis motor AC / Arus bolak balik : 1.
Motor sinkron Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik. Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 4):
Rotor . Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
Stator . Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.
Gambar 4. Motor Sinkron
2.
Motor Induksi Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai
peralatan
industri.
Popularitasnya
karena
rancangannya
yang
sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC.
Komponen Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama :
Rotor . Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
Rotor kandang tupai tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan
dalam
petak-petak
slots
paralel.
Batang-batang
tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, fase , lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat.
2.3 Jenis – jenis jenis Perawatan Dalam istilah perawatan disebutkan bahwa disana tercakup dua pekerjaan yaitu istilah “perawatan” dan “perbaikan”. Perawatan dimaksudkan sebagai aktifitas untuk mencegah kerusakan, sedangkan istilah perbaikan istilah perbaikan dimaksudkan sebagai tindakan untuk memperbaiki kerusakan. Secara umum, ditinjau dari saat pelaksanaan pekerjaan perawatan, dapat dibagi menjadi dua cara: 1. Perawatan yang direncanakan (Planned Maintenance). 2. Perawatan yang tidak direncanakan (Unplanned Maintenance). Secara skematik pembagian perawatan bisa dilihat pada gambar berikut:
2.3.1 Bentuk-bentuk Perawatan
Perawatan Preventif (Preventive Maintenance) Adalah pekerjaan perawatan yang bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan, atau cara perawatan yang direncanakan untuk pencegahan (preventif).Ruang lingkup pekerjaan preventif termasuk: inspeksi, perbaikan kecil, pelumasan dan penyetelan, sehingga peralatan atau mesin-mesin selama beroperasi terhindar dari kerusakan.
Perawatan Korektif Adalah pekerjaan perawatan yang dilakukan untuk memperbaiki dan meningkatkan kondisi fasilitas/peralatan sehingga mencapai standar yang dapat diterima. Dalam perbaikan dapat dilakukan peningkatan-peningkatan sedemikian rupa, seperti melakukan perubahan atau modifikasi rancangan agar peralatan menjadi lebih baik.
Perawatan Berjalan Dimana pekerjaan perawatan dilakukan ketika fasilitas atau peralatan dalam keadaan bekerja. Perawatan berjalan diterapkan pada peralatan-peralatan yang harus beroperasi terus dalam melayani mela yani proses produksi.
PerawatanPrediktif Perawatan prediktif ini dilakukan untuk mengetahui terjadinya perubahan atau kelainan dalam kondisi fisik maupun fungsi dari sistem peralatan.
Biasanya perawatan prediktif dilakukan dengan bantuan panca indra atau alat-alat monitor yang canggih.
Perawatan setelah terjadi kerusakan (Breakdown Maintenance) Pekerjaan perawatan dilakukan setelah terjadi kerusakan pada peralatan, dan untuk memperbaikinya harus disiapkan suku cadang, material, alat-alat dan tenaga kerjanya.
Perawatan Darurat (Emergency Maintenance) Adalah pekerjaan perbaikan yang harus segera dilakukan karena terjadi kemacetan atau kerusakan yang tidak terduga.
Disamping jenis-jenis perawatan yang telah disebutkan diatas, terdapat juga beberapa jenis pekerjaan lain la in yang bisa dianggap merupakan jenis pekerjaan perawatan per awatan seperti: 1.
Perawatan dengan cara penggantian (Replacement instead of maintenance) Perawatan dilakukan dengan cara mengganti peralatan tanpa dilakukan perawatan, karena harga peralatan pengganti lebih murah bila dibandingkan dengan
biaya
perawatannya.
Atau
alasan
lainnya
adalah
apabila
perkembangan teknologi sangat cepat, peralatan tidak dirancang untuk waktu yang lama, atau banyak komponen rusak tidak memungkinkan lagi diperbaiki. 2.
Penggantian yang direncanakan (Planned Replacement) Dengan telah ditentukan waktu mengganti peralatan dengan peralatan yang baru, berarti industri tidak memerlukan waktu lama untuk melakukan perawatan, kecuali untuk melakukan perawatan dasar yang ringan seperti pelumasan dan penyetelan. Ketika peralatan telah menurun kondisinya langsung diganti dengan yang baru. Cara penggantian ini mempunyai keuntungan antara lain, pabrik selalu memiliki peralatan yang baru dan siap pakai.
2.3.2 Istilah-istilah yang umum dalam perawatan: 1.
Availability : Perioda waktu dimana fasilitas/peralatan dalam keadaan siap untuk dipakai/dioperasikan.
2.
Downtime: Perioda
waktu
dimana
fasilitas/peralatan
dalam
keadaan
tidak
dipakai/dioperasikan. 3.
Check: Menguji dan membandingkan terhadap standar yang ditunjuk.
4.
Facility Register : Alat pencatat data fasilitas/peralatan, istilah lain bisa juga disebut inventarisasi peralatan/fasilitas.
5.
Maintenance Management : Organisasi perawatan dalam suatu kebijakan yang sudah disetujui bersama.
6.
Maintenance Schedule : Suatu daftar menyeluruh yang berisi kegiatan perawatan dan kejadiankejadian yang menyertainya.
7.
Maintenance Planning : Suatu perencanaan yang menetapkan suatu pekerjaan serta metoda, peralatan, sumber daya manusia dan waktu yang diperlukan untuk dilakukan dilakukan dimasa yang akan datang.
8.
Overhaul: Pemeriksaan dan perbaikan secara menyeluruh terhadap suatu fasilitas atau bagian dari fasilitas sehingga mencapai standar yang dapat diterima.
9.
Test: Membandingkan keadaan suatu alat/fasilitas terhadap standar yang dapat diterima.
10. User: Pemakai peralatan/fasilitas. 11. Owner: Pemilik peralatan/fasilitas. 12. Vendor: Seseorang atau perusahaan yang menjual peralatan/perlengkapan, pabrik pabrik dan bangunan-bangunan. bangunan-bangunan. 13. Trip: Mati sendiri secara otomatis (istilah dalam listrik). 14. Shut-in: Sengaja dimatikan secara manual (istilah dalam pengeboran minyak). 15. Shut-down: Mendadak mati sendiri / sengaja dimatikan.
2.3.3 Strategi Perawatan Pemilihan program perawatan akan mempengaruhi kelangsungan produktivitas produksi pabrik. Karena itu perlu dipertimbangkan secara cermat mengenai bentuk perawatan yang akan digunakan terutama berkaitan dengan kebutuhan produksi, waktu, biaya, keterandalan tenaga perawatan dan kondisi peralatan yang dikerjakan. dikerjakan. Dalam menentukan strategi perawatan, banyak ditemui kesulitan-kesulitan diantaranya:
Tenaga kerja yang terampil
Ahli teknik yang berpengalaman
Instrumentasi yang cukup mendukung
Kerja sama yang baik diantara bagian perawatan
Umur peralatan/mesin produksi
Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan strategi perawatan:
Tingkat kapasitas pemakaian mesin
Kesiapan suku cadang
Kemampuan bagian perawatan untuk bekerja cepat
Situasi pasar, kesiapan dana dan lain-lain.
2.4 Perawatan dan Perbaikan Motor Listrik Tujuan Perawatan dan Perbaikan Motor Listrik adalah agar peralatan mencapai umur maksimum daripada mengganti dengan yang baru. Berikut adalah macammacam perawatan dan perbaikan pada motor listrik : 1.
Current Check Ketika motor dalam keadaan berjalan kita dapat me monitor keadaan motor dengan melakukan pengecekan atas arus listrik yang bekerja pada motor. Pastikan arus listrik yang bekerja pada motor masih dibawah arus maksimal yang tertera pada nameplate motor, atau juga kita dapat melakukan perhitungan: I max = P / V . cos phi . 1.7
Jika arus kerja motor masih dibawah arus max yang tertera pada nameplate atau hasil perhitungan maka motor masih dalam keadaan baik. 2. Insulation Resistance Check Jika motor dalam keadaan mati ( standby) kita dapat melakukakan pengecekan berapa tahanan isolasi yang ada pada motor sekarang dengan menggunakan insulation tester atau lebih dikenal dengan megger. Ukur tahanan isolasi tiap phasa terhadap ground jika tahanan isolasinya lebih dari 5 Mega Ohm artinya motor dalam keadaan baik karena jika lebih kecil dari 1 mega Ohm artinya keadaan lilitan terhadap ground lembab dan bisa mengakibatkan short ciruit keti ka motor dijalankan.
Gambar 7. Megger
3. Temperature Check Pada nameplate motor selalu tertera insulation class yang menerangkan tentang ketahanan isolasi motor terhadap suhu kerja. Pengecekan ini bisa kita lakukan dengan visual check atau akan lebih akurat jika kita menggunakan temperature gun. Pengecekan suhu ini dilakukan untuk memastikan agar motor tidak mengalami overheating saat dijalankan. 4. Repairation Lalu langkah apa yang dapat kita lakukan jika terjadi kerusakan terhadap motor artinya motor tersebut mati total dan tidak dapat dijalankan. Pada dasarnya sesuai dengan prinsip kerja motor bahwa gerakan pada motor dihasilkan dari induksi elektromagnetik yang terjadi sehingga jika tidak terjadi putaran hal pertama yang perku kita periksa adalah apakah lilitan pada motor yang menghasilkan induksi elektromagnetik itu dalam kondisi baik atau tidak.
III. PENUTUP
3.1
Kesimpulan Dari makalah ini dapat disimpulkan bahwa : 1. Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. 2. Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. 3. Motor listrik dibagi dalam dua jenis yaitu motor listrik DC (searah) dan motor listrik AC (bolak-balik). 4. Perawatan sangat diperlukan agar peralatan mencapai umur maksimum daripada mengganti dengan yang baru. 5. Ditinjau dari saat pelaksanaan pekerjaan perawatan dapat dibagi menjadi dua cara yaitu : Perawatan yang direncanakan (Planned Maintenance) dan Perawatan yang tidak direncanakan (Unplanned Maintenance).
3.2
Saran 1. Dalam praktek hendaknya kita selalu mengtamakan K3. 2. Selalu berhati-hati dalam kegiatan praktek. 3. Memaksimalkan kerja kelompok dan membagi tugas sesuai dengan porsinya. 4. Hendaknya kita menggunakan alat sesuai dengan fugsinya.
DAFTAR PUSTAKA [1]
Eugene C. Lister, Ir. Drs. Hanapi Gunawan, Mesin Gunawan, Mesin Dan Rangkaian Listrik , Penerbit Erlangga, 1997.
[2]
M.L Soni, Dhanpat Rai & Sons, Electrical Sons, Electrical Technology, Technology, Nai Sarak, Delhi.
Dr. Ir. Soebagio MS.E.E, Model MS.E.E, Model Mesin Induksi Dalam Koordinat Koordinat DQN , SMED 2000 UGM Yogyakarta. [3]
Karmila Esmeralda S, Ferdy Thamsil Thim, Simulasi Komputer Perilaku
Motor Induksi Tiga Fasa Selama Selama Gangguan pada pada Sistem Tenaganya , Jurusan Teknik Elektro UNHAS, 1996. [4]
John R. Smith, Response Smith, Response Analysis of AC Electrical Machine : Computer
Models and Simulation, Simulation, John Wiley & Sons Inc. , 1990. [5] http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/pendidikan/Aan%20Ardian,%20M.Pd./MO DUL%20KULIAH%20PERAWATAN%20D DUL%20KULIAH%20PERAWATAN%20DAN%20PERBAIKAN% AN%20PERBAIKAN%20MESIN. 20MESIN. pdf
