Rancang Bangun Pengereman Dinamik Motor Induksi 3 Fasa dengan Pengaturan Arus DC dan Tegangan Output Rotor
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Motor induksi sudah tidak asing lagi bagi masyarakat umum dan
motor induksi tiga fasa banyak digunakan oleh dunia industri karena memiliki
beberapa keuntungan. Keuntungan yang dapat diperleh dalam pengendalian
motor-motor induksi tiga fasa yaitu, struktur motor induksi tiga fasa lebih
ringan,dibandingkan dengan motor arus searah DC untuk daya yang sama,
harga satuan relatif lebih murah, dan perawatan motor induksi tiga fasa lebih
hemat, maka dari itu motor induksi tiga fasa lebih mudah ditemukan dipasaran
dibandingkan motor lainnya.
Pengereman yang digunakan sekarang pada motor induksi tiga
fasa, secara umum masih menggunakan metoda yang sederhana, dengan cara
pengereman mekanik dimana torsi pengereman dihasilkan peralatan yang
berupa sepatu rem dan drum yang terpasang pada poros rotor. Pada
pengereman ini energi putar dari rotor dikurangi dengan cara menekan poros
rotor menggunakan sepatu rem. Serta pengereman secara elektrik tanpa kendali
secara otomatis.
Pengereman secara mekanis membutuhkan jadwal pemeliharan
teratur karena terdapat rugi – rugi mekanis seperti gesekan yang menimbulkan
panas dan menghasilkan debu akibat sisa pengereman. Pengereman untuk
menghentikan putaran motor induksi tiga fasa dapat dilakukan secara dinamik
dan terkontrol, yaitu dengan menggunakan sistem pengereman yang dilakukan
dengan membuat medan magnetik stasioner pada motor.
1
Universitas Sumatera Utara
Jika supplay ac tiga fasa dari motor induksi yang sedang berjalan
dilepas, dan pada kumparan stator diinjeksikan arus DC, maka mesin induksi
tersebut berubah menjadi generator. Energi mekanik sisa yang terdapat pada
motor yang berasal dari beban aktif, maupun energi kinetik putar rotor diubah
menjadi energi listirk dan di disipasikan pada rangkaian tahanan rotor. Dengan
mengontrol tegangan keluaran rotor menggunakan tambahan resistor dan DC
chopper maka akan diperoleh efisiensi yang lebih baik lagi dalam hal
pengereman dinamik motor induksi. Metode pengereman dinamik terkontrol
ini dapat meningkatkan optimalisasi dari pengereman dinamik itu sendiri. Dan
memberikan
kemudahan
dalam
hal
pengaturan
kecepatan
kecepatan
pengereman terhadap motor induksi tiga fasa.
1.2
Perumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah :
•
Bagaimana pengontrolan pengereman dinamik dari kondisi motor
berputar hingga berhenti.
•
Bagaimana hubungan besar tegangan DC yang di terapkan dan
besar tegangan DC dari konverter output motor terhadap waktu
pengereman.
•
Bagaimana hasil analisis proses pengereman dinamik terkontrol
motor induksi tiga fasa.
2
Universitas Sumatera Utara
1.3
Batasan Masalah
Agar tujuan penulisan sesuai dengan yang diharapkan serta
terfokus pada judul dan bidang yang telah disebutkan diatas, maka penulis
membatasi permasalahan yang akan dibahas sebagai berikut. :
•
Hanya menganalisis pengontrolan tegangan masukan DC ke
stator dan tegangan AC keluaran dari motor induksi tiga fasa
•
Penelitian dilakukan pada laboratorium Pusat Penngembangan
dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang
Bangunan dan Listrik (P4TK)
•
Motor induksi yang diteliti adalah motor induksi tiga fasa di
laboratorium (P4TK Medan) dan memiliki daya 1 KW.
•
Motor induksi yang digunakan merupakan motor induksi 3 fasa
rotor belitan.
•
Tidak membahas starting pada motor induksi.
•
Tidak membahas rugi – rugi pada pengereman dinamik.
•
Tidak membahas gangguan yang terjadi pada motor induksi.
•
Pengendali menggunakan mikrokontroler dari Atmel tipe
Atmega8.
•
Sensor kecepatan menggunakan rotary encoder
•
Rangkaian pengendali arus dc menggunakan rangkaian tipe HBridge.
3
Universitas Sumatera Utara
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penulisan ini adalah sebagai berikut :
•
Mengetahui bagaimana pengontrolan pengereman dinamik motor
induksi.
•
Mengetahui hubungan besar tegangan DC yang diinjeksikan dan
besar tegangan DC dari konverter output motor terhadap waktu
pengereman.
•
Menganalisis data hasil proses pengereman dinamik terkontrol
motor induksi tiga fasa.
•
Merancang dan membangun rangkaian pengendali pengereman
motor induksi 3 fasa
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah untuk memberikan
pengereman yang efisien dan terkendali untuk menghentikan putaran
motor induksi menggunakan pengereman secara elektrik.
1.6 Metodologi Penelitian
Langkah – langkah yang dilakukan dalam penulisan Tugas Akhir
ini adalah :
4
Universitas Sumatera Utara
1.
Studi Literatur
Mengambil bahan dari buku – buku referensi, jurnal, koran, media
elektronik (internet) dan sebagainya.
2.
Studi Lapangan
Menganalisis dan menguji coba alat yang akan digunakan pada
motor induksi yang dilakukan pada laboratorium (P4TK Medan).
3.
Studi Bimbingan
Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang telah
ditunjuk oleh pihak Jurusan Teknik Elektro USU, mengenai
masalah – masalah yang timbul selama penulisan Tugas Akhir ini
berlangsung.
1.7 Sistematika Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini Ditulis dan disusun dalam urutan sebagai berikut :
BAB I. PENDAHLUAN
Bab ini berisikan latar belakang, perumusan masalah, batasan
masalah, tujuan dan manfaat penelitian,metode penulisan dan sistematika
penulisan.
5
Universitas Sumatera Utara
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas secara umum teori dasar motor induksi dan
pengendalinya, dan metode analisis pengukuran besar arus DC yang
diinjeksikan kedalam stator.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini membahas tentang cara yang harus ditempuh dalam
kegiatan penulisan agar pengetahuan yang akan dicapai dari suatu penelitian
dapat memenuhi kaidah ilmiah.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi data hasil eksperimen dan analisis data.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dari Tugas Akhir
dan saran penulis kepada pembaca.
6
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Motor induksi sudah tidak asing lagi bagi masyarakat umum dan
motor induksi tiga fasa banyak digunakan oleh dunia industri karena memiliki
beberapa keuntungan. Keuntungan yang dapat diperleh dalam pengendalian
motor-motor induksi tiga fasa yaitu, struktur motor induksi tiga fasa lebih
ringan,dibandingkan dengan motor arus searah DC untuk daya yang sama,
harga satuan relatif lebih murah, dan perawatan motor induksi tiga fasa lebih
hemat, maka dari itu motor induksi tiga fasa lebih mudah ditemukan dipasaran
dibandingkan motor lainnya.
Pengereman yang digunakan sekarang pada motor induksi tiga
fasa, secara umum masih menggunakan metoda yang sederhana, dengan cara
pengereman mekanik dimana torsi pengereman dihasilkan peralatan yang
berupa sepatu rem dan drum yang terpasang pada poros rotor. Pada
pengereman ini energi putar dari rotor dikurangi dengan cara menekan poros
rotor menggunakan sepatu rem. Serta pengereman secara elektrik tanpa kendali
secara otomatis.
Pengereman secara mekanis membutuhkan jadwal pemeliharan
teratur karena terdapat rugi – rugi mekanis seperti gesekan yang menimbulkan
panas dan menghasilkan debu akibat sisa pengereman. Pengereman untuk
menghentikan putaran motor induksi tiga fasa dapat dilakukan secara dinamik
dan terkontrol, yaitu dengan menggunakan sistem pengereman yang dilakukan
dengan membuat medan magnetik stasioner pada motor.
1
Universitas Sumatera Utara
Jika supplay ac tiga fasa dari motor induksi yang sedang berjalan
dilepas, dan pada kumparan stator diinjeksikan arus DC, maka mesin induksi
tersebut berubah menjadi generator. Energi mekanik sisa yang terdapat pada
motor yang berasal dari beban aktif, maupun energi kinetik putar rotor diubah
menjadi energi listirk dan di disipasikan pada rangkaian tahanan rotor. Dengan
mengontrol tegangan keluaran rotor menggunakan tambahan resistor dan DC
chopper maka akan diperoleh efisiensi yang lebih baik lagi dalam hal
pengereman dinamik motor induksi. Metode pengereman dinamik terkontrol
ini dapat meningkatkan optimalisasi dari pengereman dinamik itu sendiri. Dan
memberikan
kemudahan
dalam
hal
pengaturan
kecepatan
kecepatan
pengereman terhadap motor induksi tiga fasa.
1.2
Perumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah :
•
Bagaimana pengontrolan pengereman dinamik dari kondisi motor
berputar hingga berhenti.
•
Bagaimana hubungan besar tegangan DC yang di terapkan dan
besar tegangan DC dari konverter output motor terhadap waktu
pengereman.
•
Bagaimana hasil analisis proses pengereman dinamik terkontrol
motor induksi tiga fasa.
2
Universitas Sumatera Utara
1.3
Batasan Masalah
Agar tujuan penulisan sesuai dengan yang diharapkan serta
terfokus pada judul dan bidang yang telah disebutkan diatas, maka penulis
membatasi permasalahan yang akan dibahas sebagai berikut. :
•
Hanya menganalisis pengontrolan tegangan masukan DC ke
stator dan tegangan AC keluaran dari motor induksi tiga fasa
•
Penelitian dilakukan pada laboratorium Pusat Penngembangan
dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang
Bangunan dan Listrik (P4TK)
•
Motor induksi yang diteliti adalah motor induksi tiga fasa di
laboratorium (P4TK Medan) dan memiliki daya 1 KW.
•
Motor induksi yang digunakan merupakan motor induksi 3 fasa
rotor belitan.
•
Tidak membahas starting pada motor induksi.
•
Tidak membahas rugi – rugi pada pengereman dinamik.
•
Tidak membahas gangguan yang terjadi pada motor induksi.
•
Pengendali menggunakan mikrokontroler dari Atmel tipe
Atmega8.
•
Sensor kecepatan menggunakan rotary encoder
•
Rangkaian pengendali arus dc menggunakan rangkaian tipe HBridge.
3
Universitas Sumatera Utara
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penulisan ini adalah sebagai berikut :
•
Mengetahui bagaimana pengontrolan pengereman dinamik motor
induksi.
•
Mengetahui hubungan besar tegangan DC yang diinjeksikan dan
besar tegangan DC dari konverter output motor terhadap waktu
pengereman.
•
Menganalisis data hasil proses pengereman dinamik terkontrol
motor induksi tiga fasa.
•
Merancang dan membangun rangkaian pengendali pengereman
motor induksi 3 fasa
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah untuk memberikan
pengereman yang efisien dan terkendali untuk menghentikan putaran
motor induksi menggunakan pengereman secara elektrik.
1.6 Metodologi Penelitian
Langkah – langkah yang dilakukan dalam penulisan Tugas Akhir
ini adalah :
4
Universitas Sumatera Utara
1.
Studi Literatur
Mengambil bahan dari buku – buku referensi, jurnal, koran, media
elektronik (internet) dan sebagainya.
2.
Studi Lapangan
Menganalisis dan menguji coba alat yang akan digunakan pada
motor induksi yang dilakukan pada laboratorium (P4TK Medan).
3.
Studi Bimbingan
Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang telah
ditunjuk oleh pihak Jurusan Teknik Elektro USU, mengenai
masalah – masalah yang timbul selama penulisan Tugas Akhir ini
berlangsung.
1.7 Sistematika Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini Ditulis dan disusun dalam urutan sebagai berikut :
BAB I. PENDAHLUAN
Bab ini berisikan latar belakang, perumusan masalah, batasan
masalah, tujuan dan manfaat penelitian,metode penulisan dan sistematika
penulisan.
5
Universitas Sumatera Utara
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas secara umum teori dasar motor induksi dan
pengendalinya, dan metode analisis pengukuran besar arus DC yang
diinjeksikan kedalam stator.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini membahas tentang cara yang harus ditempuh dalam
kegiatan penulisan agar pengetahuan yang akan dicapai dari suatu penelitian
dapat memenuhi kaidah ilmiah.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi data hasil eksperimen dan analisis data.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dari Tugas Akhir
dan saran penulis kepada pembaca.
6
Universitas Sumatera Utara