Penggunaan Inverter Untuk Pengaturan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)

(1)

LAMPIRAN PRAKTIKUM

PT. SOCFIN INDONESIA

Judul Percobaan aaaaaa :”PENGGUNAAN INVERTER UNTUK PENGATURAN PUTARAN MOTOR INDUKSI TIGA FASA ROTOR SANGKAR (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)”

Tanggal Praktikum : 22 Juni 2016

Nama-nama praktikan : 1. MICHAEL SIBARANI

NIM. 120402093

Alat-alat yang digunakan : 1. Motor induksi tiga fasa

2. Pompa air boiler

3. Inverter tiga fasa

4. Power factor control

5. MCB

(2)

DATA PERCOBAAN TUGAS AKHIR

1. Pengaturan Frekuensi

Tabel 1. Perubahan Frekuensi Terhadap Kecepatan Putaran

Frekuensi (Hz)

Tegangan (Volt)

Kecepatan Putaran Motor yang dihasilkan (RPM) Beban (KWatt)

15 22 30 35 45 58 60 75

40 Hz 380 V 2370 2297 2247 2207 2107 2097 1990 1950 42,5 Hz 380 V 2448 2376 2326 2306 2296 2276 2180 2130 45 Hz 380 V 2665 2570 2540 2510 2490 2370 2240 2210 47,5 Hz 380 V 2791 2687 2657 2637 2609 2587 2480 2458 50 Hz 380 V 2970 2924 2904 2894 2795 2624 2555 2504 52,5 Hz 380 V 3100 3080 3070 3020 2990 2960 2898 2850 55 Hz 380 V 3287 3267 3247 3207 3197 3167 3050 3010 57,5 Hz 380 V 3430 3397 3357 3327 3307 3297 3247 3207

(3)

2. Pengaturan Tegangan

Tabel 2. Perubahan Tegangan Terhadap Kecepatan Putaran

Frekuensi (Hz)

Tegangan (Volt)

Kecepatan Putaran Motor yang dihasilkan (RPM) Beban (KWatt)

15 22 30 35 45 58 60 75

50 Hz 380 V 3089 3040 2994 2954 2950 2904 2899 2790 50 Hz 385 V 3101 3099 3084 3060 3040 2998 2940 2880 50 Hz 390 V 3131 3100 3090 3050 2999 2950 2920 2899 50 Hz 395 V 3180 3150 3140 3120 3090 3050 2990 2950 50 Hz 400 V 3200 3199 3190 3180 3170 3159 3110 3100 50 Hz 405 V 3280 3250 3240 3200 3199 3179 3140 3120 50 Hz 410 V 3300 3299 3280 3260 3250 3198 3180 3150 50 Hz 415 V 3350 3320 3299 3280 3270 3240 3130 3100

3. Data Masukan Motor Untuk Penggerak Pada Pompa Air Boiler Tabel 3. Data input motor untuk penggerak pada pompa air boiler

Tek.Awal Tek. Akhir Cos phi Aliran

2,5 kg/RI 12,2kg/RI 0.18 8,5m6/jam

2,5 kg/RI 14,3kg/RI 0,26 11m6/jam

2,5 kg/RI 16,25 kg/RI 0,36 14,5 m6/jam

2,5 kg/RI 18,4kg/RI 0,42 18 m6/jam

2,5 kg/RI 20,2kg/RI 0,54 20 m6/jam

2,5 kg/RI 22,5kg/RI 0,69 22 m6/jam

2,5 kg/RI 24,95 kg/RI 0,72 24,5 m6/jam

(4)

4. Data pada Masukan Motor Pada Pompa Air Boiler Tabel 4. Data pada masukan motor pada pompa air boiler

Pembebanan Tegangan (kV) Arus (I) Pf

100 % 0,415 128 0,55

Asisten

(5)

DAFTAR PUSTAKA

1. Fritzgerald, “Electric Machines and Application”, PT. Mc Graw, Hill Kogakusha, 1971

2. Mochtar Wijaya ST, “Dasar-dasar Mesin Listrik”, PT. Erlangga, Djambatan, 1981

3. Djuhana Djoekardi, “Mesin-mesin Listrik Motor Induksi”, Universitas Trisakti, Jakarta,1996

4. Rashid, “Power Electronics And Application”, PT. Erlangga, Jakarta, 1990 5. Zuhal, “Dasar Teknik Tenaga Listrik”, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta,

1993

6. Abdul Kadir, “Mesin Tak Serempak”, PT. Erlangga, Djambatan, 1981

7. Fritzgerald, “Electric Machines 3rd Edition”, PT. Mc Graw, Hill Kogakusha, 1971

8. Lister, “Mesin dan Rangkaian Listrik”, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1990

9. Rashid, “Power Electronics”, PT. Erlangga, Jakarta, 1990

10.aaZuhal, “Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya”, PT.

aaaaaaaaGramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1993

11. M.V. Deshpande, “Electric Motors Application and Control”, PT. Wheleer,

aNew aDelhi, 1990

12. B.L. Theraja,“A Textbook of Electrical Technology Vol. II AC & DC aaaaaaaMachines”, S.Chand Company, New Delhi, 2000

13. https://id.wikipedia.org//wiki/Turbin_uap

14. Andriani Parastiwi 2014. “Pengaturan Tegangan Dan Frekuensi Pada Motor aInduksi Sebagai Generator” Jurnal ELTEK (Diakses pada tanggal 20 Juni

a2016)

15.aWijaya Kusuma 2014. “Pengaturan Tegangan Dan Frekuensi Generator aInduksi Tiga Fasa Penguatan Sendiri Menggunakan Voltage Source Inverter

(6)

dan Electronic Load Controller”Jurnal Penelitian (Diakses pada tanggal 16 Juni 2016)

16. Teguh Prayudi 2006. “Pemasangan Variabel Speed Drives (VSD) Pada Fan Untuk Menurunkan Penggunaan Listrik Di Industri Semen ” Jurnal Penelitian (Diakses pada tanggal 12 Juni 2016)

17. Rahardjo, Yadi Yunus 2010. “Perbaikan Faktor Daya Motor Induksi Tiga Fasa” Jurnal Penelitian (Diakses pada tanggal 21 Juni 2016)

18.aTeguh Prayudi, Wiharja 2006. “Peningkatan Faktor Daya Dengan Pemasangan Bank Kapasitor Untuk Penghematan Listrik Di Industri Semen” Jurnal Penelitian (Diakses pada tanggal 18 Juni 2016)

(7)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilakukan diPabrik Kelapa Sawit PT. Socfin Indonesia Lubuk Pakam.Kec. Dolok Masihol, Kab. Deli Serdang, Sumatera Utara. Penelitian dilaksanakan apada minggu aketiga bulan Juni. Lama penelitian berkisar 6-7 jam.

3.2 Bahan dan Peralatan

Adapun bahan dan peralatan yang diperlukan dalam melaksanakan penelitian untuk melakukan percobaan untuk tugas akhir adalahasebagai berikuta:

1. Motor Induksi Tiga Fasa 2. Pompa Air Boiler

3. Inverter Tiga Fasa

4. Air Bawah Tanah (Untuk Pompa Air Boiler)

3.3 Pelaksanaan Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Penelitian dilaksanakan di Pabrik Kelapa Sawit PT. Socfin Indonesia Lubuk Pakam.Kec. Dolok Masihol, Kab. Deli Serdang, Sumatera Utarayang akan dilaksanakan melalui beberapa proses percobaan dan dilakukan sesuai dengan rangkaian percobaan, kemudian akan diperoleh data yang akan dianalisis pada tahap berikutnya untuk memperoleh hasil pengaturan kecepatan putaran dan efisiensi yang dihasilkan. Cara ini dilakukan dengan mengatur frekuensi dan tegangan menggunakan inverter dengan motor induksi, kemudian hasil yang didapat akan disesuaikan dengan penggunaan pada pompa air boilerapengaruh adari apenggunaan inverter mengatur frekuensi dan teganganbeberapa proses percobaan dan dilakukanbeberapa proses percobaan dan dilakukan sesuai dengan rangkaian percobaan sesuai dengan rangkaian percobaan.

(8)

3.4 Variabel yang diamati

Pada apenelitian aini avariabel yang akan diamati untuk tugas akhir adalaha: • Kecepatan putaran motor pada kondisi beban yang diatur untuk percobaan. • Teganganyang disupplai motor yang diatur pada kondisi beban yang diatura

untuk percobaan dan juga melakukan pengaturan tegangan motor.

• Frekuensi yang megalir saat tegangan mengalir ke motor pada kondisi beban yang diaturauntuk percobaan saat mengatur frekuensi untuk motor.

(9)

3.5 Flowchart Penelitian

Berdasarkan diagram alirberikut dijelaskan secara skematik prosedur penelitian akan dilakukan untuk mengambil data hasil percobaan di tugas akhira:

(10)

3.6 Prosedur penelitian 3.6.1 Rangkaian percobaan

Saat sebelum memulai percobaan, terlebih dahulu dibuat rangkaian percobaan sesuai dengan percobaan yang dilakukan. Pada saat percobaan, hal-hal yang harus dapat dicermati agar tidak terjadi adanya kesalahan dan juga harus dijaga agar dapat menghasilkan suatu data yang baik dan benar. Adapun diagram skematik pecobaan

ayangajuga akemudian akan digunakan adalah seperti gambar berikuta: 1. Diagram rangkaian percobaan pengaturan frekuensi

R n S

Gambar 3.2 Diagram percobaan pengaturan frekuensi. Dengan:

RST = Tegangan Sumber MCB = Pemutus Sumber PFC = Pengatur Faktor Daya

Motor Induksi 3 Fasa = Motor Induksi Jenis Tiga Fasa Pompa Air Boiler = Pompa Air untuk ke Boiler

MCB _PFC

INVERTER 3 FASA

MOTOR INDUKSI

3 FASAFAS

POMPA AIR BOILERFA

(11)

2. Diagram rangkaian percobaan pengaturan tegangan

R n S

Gambar 3.3 Diagram percobaan pengaturan tegangan.

Dengan:

RST = Tegangan Sumber MCB = Pemutus Sumber PFC = Pengatur Faktor Daya

Motor Induksi 3 Fasa = Motor Induksi Jenis Tiga Fasa Pompa Air Boiler = Pompa Air untuk ke Boiler

3.6.2 Prosedur percobaan

1. Prosedur percobaan pengaturan frekuensi.

a) Mengalir tegangan dari sumber yaitu tegangan jala-jala dengan tegangan yaitu tegangan tiga fasa.

b) MCB di posisi dalam keadaan hidup agar befungsi sebagai pengaman dan juga sebagai penghubung.

c) Inverter menerima tegangan tiga fasa dari PLN lalu frekuensi diatur dimulai dari pengaturan frekuensi dari 40 Hz, 42,5 Hz, 45 Hz, 47,5 Hz,50 Hz, 52,5 Hz, 55Hzadana57,5Hz melakukan pengambilan data percobaan.

d) Dicatat hasil kecepatan putaran yang diatur dari inverter yang dimulai dari pengaturan frekuensi dari 40 Hz hingga 57,5 Hz.

MCB PFC INVERTER 3 FASA MOTOR INDUKSI 3 FASAFAS POMPA AIR BOILERFA SA

(12)

e) Kemudian motor induksi tiga fasa bergerak sesuai dengan pengaturan frekuensi yang dilakukan dan putaran dari motor induksi tersebut menggerakkan pompa air boiler.

f) Dicatat hasil debit air dan tekanan uap yang dihasilkan dengan menggunakan motor induksi tiga fasa berdasarkan pengaturan frekuensi

g) Percobaan selesai.

2. Prosedur percobaan pengaturan tegangan.

a) Mengalir tegangan dari sumber yaitu tegangan jala-jala dengan tegangan yaitu tegangan tiga fasa.

b) MCB di posisi dalam keadaan hidup agar befungsi sebagai pengaman dan juga sebagai penghubung.

c) Inverter menerima tegangan tiga fasa dari PLN lalu tegangan diatur dimulai dari pengaturan tegangan dari 380 V, 385 V, 390 V, 395 V, 400 V, 405 V, 410 V dan 415 V saat melakukan pengambilan data percobaan.

d) Dicatat hasil kecepatan putaran yang diatur dari inverter yang dimulai dari pengaturan tegangan dari 380 V hingga 415 V.

e) Kemudian motor induksi tiga fasa bergerak sesuai dengan pengaturan tegangan yang dilakukan dan putaran dari motor induksi tersebut menggerakkan pompa air boiler.

f) Dicatat hasil debit air dan tekanan uap yang dihasilkan dengan menggunakan motor induksi tiga fasa berdasarkan pengaturan tegangan.

(13)

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Umum

Motor Induksi adalah suatu mesin listrik yang berfungsi mengubah energi listrik arus bolak-balik menjadi energi gerak atau energi mekanik, dimana energi gerak mekanik tersebut adalah putaran rotor.Motor Induksi adalah suatu mesin listrik yang berfungsiamengubahaenergialistrikaarusabolak-balikamenjadiaenergi yang gerak pada mekanisaatauaenergiamekanik,adimanaaenergiagerakatersebutaadalahaputaranayangadi atur.

Pengaturan putaran motor dengan menggunakaan Inverter digunakan untuk pengaturan putaran rotor motor induksi dengan suplai tegangan listrik arus bolak-balik. Dimana tegangan listrik arus bolak-balik diubah menjadi teganganlistrik arus searah lalu menjadi tegangan listrik arus bolak-balik yang tegangannya dapat diatur dengan menggunakan alat yaitu dengan inverter.

Pengaturan putaran disini dilakukan agar rentang pengaturan putaran tersebut menjadi lebar dan juga menjadi lembut untuk digunakan sebagai motor penggerak pompa air boiler. Pompa air boiler digunakan untuk memompakan air yang diperlukan untuk boiler bergantung pada pembebanan yang diperlukan untuk boiler. Pemompaan ini juga menggunakan air yang berasal dari air bawah tanah yang juga mengalami beberapa proses agar bahan dari pembentuk boiler tidak terjadi adanya karat yang timbuldimana tegangan listrik arus bolak-balik diubah menjadi tegangan listrik arus searahlalu menjadi tegangan listrik arus bolak-balikyang tegangannya dapat diatur dengan menggunakan alat inverter.

(14)

4.2 Data Percobaan

Dari hasil penelitian percobaan motor induksi 3 fasa dengan menggunakan inverterdi Pabrik Kelapa Sawit PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara pada pompa air boiler dengan data pengujian sebagai berikut:

Va(PLN)a=a380aVolta(3fasa) P (Motor Induksi 3 fasa) = 75 kW (100 HP)

= 2950 rpm I = 128 A

Kutub = 2

4. 2. 1 Data percobaan Motor induksi 3 fasa mengatur frekuensi.

Berikut data yang diperoleh dari pengujian motor induksi 3 fasa di Pabrik Kelapa Sawit PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara pada pompa air boiler:

Tabel 4.1 Data hasil pengukuran perubahan frekuensi terhadap kecepatan putaran Frekuensi

(Hz)

Tegangan (Volt)

Kecepatan Putaran Motor yang dihasilkan (RPM) Beban (KWatt)

15 22 30 35 45 58 60 75

(15)

Cara mengambil data dari tabel yaitu dengan melakukan suatu pengaturan pada inverter dengan mengatur frekuensi yang bersamaan dengan mengatur tegangan yang dilakukan agar menjaga keseimbangan fluks magnetik pada saat pengaturan frekuensi yang diperhatikan saat pengambilan data. Lalu kemudian nilai dari putaran motor induksi tersebut dicantumkan secara langsung pada alat ukur untuk mengetahui putaran motor.

4. 2. 2 Data percobaan Motor induksi 3 fasa mengatur tegangan.

Berikut data yang diperoleh dari pengujian motor induksi 3 fasa di Pabrik Kelapa Sawit PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara pada pompa air boiler:

Tabel 4.2 Data hasil pengukuran perubahan tegangan terhadap kecepatan putaran Frekuensi

(Hz)

Tegangan (Volt)

Kecepatan Putaran Motor yang dihasilkan (RPM) Beban (KWatt)

15 22 30 35 45 58 60 75

Pada pengambilan data awalnya berdasarkan pada prosedur yang ada pada bab sebelumnya sehingga saat mengambil data frekuensi dan tegangan mengikuti prosedur

(16)

yang ada dan juga secara teliti saat mengambil data tersebut agar tidak terjadi kesalahan saat mengambil data yang ada. Prosedur yang tertera dilakukan dengan cermat agar tidak salah saat mengambil data.

4. 2. 3 Data percobaan dari motor untuk penggerak pada pompa air boiler.

Tabel 4.3 Data masukan dari motor untuk penggerak pada pompa air boiler.

Tek.Awal Tek. Akhir Cos phi Aliran

2,5 kg/RI 12,2kg/RI 0.18 8,5m6/jam

2,5 kg/RI 14,3kg/RI 0,26 11m6/jam

2,5 kg/RI 16,25 kg/RI 0,36 14,5 m6/jam

2,5 kg/RI 18,4kg/RI 0,42 18 m6/jam

2,5 kg/RI 20,2kg/RI 0,54 20m6/jam

2,5 kg/RI 22,5kg/RI 0,69 22 m6/jam

2,5 kg/RI 24,95 kg/RI 0,72 24,5m6/jam

2,5 kg/RI 32kg/RI 0,89 26,7m6/jam

Cara mengambil data secara langsung mengukur debit pada pompa air boiler dengan cermat dan menampung air yang mengalir pada pembebanan tertentu lalu menghitung air yang dihasilkan dari pompa dengan rumus pada persamaan 2.6.Kemudian ditentukan kembali nilai Q dengan rumus yang berbeda untuk satuan yang berbeda dan nilai v menggunakan alat current meter lalu nilai Q dengan menggunakan rumus pada persamaan 2.7.

4.2.4 Data pada motor untuk digunakan pada pompa air boiler.

Tabel 4.4 Data dari motor induksi untuk digunakan pada pompa air boiler. Tegangan (kV) Cos T Daya motor yang

digunakan (%)

Arus (I)

(17)

4.3 Analisis Data

Dari data hasil penelitian di Pabrik Kelapa Sawit PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara pada pompa air boiler :

4.3.1. Perbandingan Data Kecepatan Putaran Motor Induksi (Satuan RPM)

3450 rpm

Sehingga perbandingannya : Saat tanpa beban = 3430 : 3450 Hasilnya = 1 : 1,005

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori Sehingga perbandingannya : Saat berbeban = (3397+3344+3297)/3 : 3450 Hasilnya = 1 : 1,031

Kesimpulan:Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori Dari perhitungan tersebut pengoperasian motor induksi 3 fasa dengan inverter dapat disimpulkanbahwa penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan teori

4.3.1.2Pengaturan Tegangan

Dari hasil pada tabel pengaturan tegangan dapat dilihat perbandingan antara perhitungan dengan rumus pada persamaan 2.1 dan persamaan 2.2dan juga untuk menyesuaikannya juga dipakai penggabungan antara dua rumus menjadi satu rumus lalu digunakan dengan perhitungan dan dengan percobaan yang memiliki perbandingan sebagai berikut :

Data 1

Pada tegangan 380 V dengan frekuensi 50 Hz dengan kecepatan putaran 3089 rpm pada tanpa beban, kecepatan putaran 2994 rpm pada berbeban 38 kW, kecepatan

(22)

putaran 2950 rpm pada berbeban 56 kW dan kecepatan putaran 2904 rpm pada berbeban 75 kW.

Dariaperhitungan,adidapata:a =a 6X+ < +

U,UU 8 < W < +.+ 6 aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa aaa aa = 3100 rpmaaaaaaaa

Sehingga perbandingannya : Saat tanpa beban = 3089 : 3100 Hasilnya = 1 : 1,003

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori Sehingga perbandingannya : Saat berbeban = (2994+2950+2904)/3 : 3100 Hasilnya = 1 : 1,051

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori

Data 2

Pada tegangan 385 V dengan frekuensi 50 Hz dengan kecepatan putaran 3101 rpm pada tanpa beban,kecepatan putaran 3084 rpm pada berbeban 38 kW, kecepatan putaran 3040 rpm pada berbeban 56 kW dan kecepatan putaran 2998 rpm pada berbeban 75 kW.

Dari perhitungan, didapat : = 6XV < + U,UU 8 < W < +.+ 6

= 3141 rpmaaaaaaaaa

Sehingga perbandingannya : Saat tanpa beban = 3101 : 3141 Hasilnya = 1 : 1,012

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori Sehingga perbandingannya : Saat berbeban = (3084+3040+2998)/3 : 3141 Hasilnya = 1: 1,032

(23)

Data 3

Pada tegangan 390 V dengan frekuensi 50 Hz dengan kecepatan putaran 3131 rpm pada tanpa beban,kecepatan putaran 3010 rpm pada berbeban 38 kW, kecepatan putaran 2994 rpm pada berbeban 56 kW dan kecepatan putaran 2950 rpm pada berbeban 75 kW.

Dari perhitungan, didapat : = 6Z+ < + U,UU 8 < W < +.+ 6 = 3182 rpmaaaaaaaaa

Sehingga perbandingannya : Saat tanpa beban = 3131 : 3182 Hasilnya = 1 : 1,016

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori Sehingga perbandingannya : Saat berbeban = (3010+2994+2950)/3 : 3182 Hasilnya = 1 : 1,066

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori

Data 4

Pada tegangan 395 V dengan frekuensi 50 Hz dengan kecepatan putaran 3180 rpm pada tanpa beban,kecepatan putaran 3140 rpm pada berbeban 38 kW, kecepatan putaran 3090 rpm pada berbeban 56 kW dan kecepatan putaran 3050 rpm pada berbeban 75 kW.

Dari perhitungan, didapat : = 6ZV < + U,UU 8 < W < +.+ 6 = 3223 rpmaaaaaaaaa

Sehingga perbandingannya : Saat tanpa beban = 3180 : 3223 Hasilnya = 1 : 1,013

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori Sehingga perbandingannya : Saat berbeban = (3140+3090+3050)/3 : 3223

(24)

Hasilnya = 1 : 1,041

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori

Data 5

Pada tegangan 400 V dengan frekuensi 50 Hz dengan kecepatan putaran 3200 rpm pada tanpa beban,kecepatan putaran 3190 rpm pada berbeban 38 kW, kecepatan putaran 3170 rpm pada berbeban 56 kW dan kecepatan putaran 3159 rpm pada berbeban 75 kW.

Dari perhitungan, didapat : = U++ < + U,UU 8 < W < +.+ 6 = 3264 rpm aaaaaaaa

Sehingga perbandingannya : Saat tanpa beban = 3200 : 3264 Hasilnya = 1 : 1,02

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori Sehingga perbandingannya : Saat berbeban = (3190+3170+3159)/3 : 3264 Hasilnya = 1 : 1,028

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori

Data 6

Pada tegangan 405 V dengan frekuensi 50 Hz dengan kecepatan putaran 3280 rpm pada tanpa beban,kecepatan putaran 3240 rpm pada berbeban 38 kW, kecepatan putaran 3199 rpm pada berbeban 56 kW dan kecepatan putaran 3179 rpm pada berbeban 75 kW.

Dari perhitungan, didapat : = U+V < + U,UU 8 < W < +.+ 6 = 3304 rpmaaaaaaaaa

Sehingga perbandingannya : Saat tanpa beban = 3280 : 3304 Hasilnya = 1 : 1,007

(25)

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori Sehingga perbandingannya : Saat berbeban = (3240+3199+3179)/3 : 3304 Hasilnya = 1 : 1,030

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori

Data 7

Pada tegangan 410 V dengan frekuensi 50 Hz dengan kecepatan putaran 3300 rpm pada tanpa beban,kecepatan putaran 3280 rpm pada berbeban 38 kW, kecepatan putaran 3240 rpm pada berbeban 56 kW dan kecepatan putaran 3198 rpm pada berbeban 75 kW.

Dari perhitungan, didapat : = U + < + U,UU 8 < W < +.+ 6 = 3345 rpmaaaaaaaaa

Sehingga perbandingannya : Saat tanpa beban = 3300 : 3345 Hasilnya = 1 : 1,01

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori Sehingga perbandingannya : Saat berbeban = (3280+3240+3198)/3 : 3345 Hasilnya = 1 : 1,019

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori

Data 8

Pada tegangan 415 V dengan frekuensi 50 Hz dengan kecepatan putaran 3350 rpm pada tanpa beban,kecepatan putaran 3299 rpm pada berbeban 38 kW, kecepatan putaran 3270 rpm pada berbeban 56 kW dan kecepatan putaran 3240 rpm pada berbeban 75 kW.

Dari perhitungan, didapat : = U V < + U,UU 8 < W < +.+ 6 = 3386 rpmaaaaaaaaa

(26)

Sehingga perbandingannya : Saat tanpa beban = 3350 : 3386 Hasilnya = 1 : 1,010

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori Sehingga perbandingannya : Saat berbeban = (3299+3270+3240)/3 : 3386 Hasilnya = 1 : 1,035

Kesimpulan: Penggunaan inverter tidak melebihi hasil dari perhitungan theori

4.3.2. Perhitungan Daya Masuk Pada Motor Induksi Tiga Fasa

Berdasarkan suplai tegangan yang digunakan dalam penelitian di Pabrik Kelapa Sawit PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara untuk mengetahui daya masuk yang dibutuhkan untuk kerja motor induksi tiga fasa yang dihasilkan maka menggunakan rumus pada persamaan 2.5 dan kemudian untuk mengetahui daya masuk pada motor induksi untuk tiap pembebanan maka dihitung berdasarkan keperluan dari pembebanan pada pompa air boiler yaitu dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

Data 1

Daya masukan dari motor pada kondisi nilai cos phi 0,18 adalah :

Daya masukan motor = √3 x * CosΦ

= √3 x 380 x 128 x 0,18

= 15164,4512 Watt

= 15 kWatt

Data 2

(27)

Daya masukan motor = √3 x * CosΦ

= √3 x 380 x 128 x 0,26

= 21904,2073 Watt

= 22 kWatt

Data 3

Daya masukan dari motor pada kondisi nilai cos phi 0,36 adalah :

Daya masukan motor = √3 x * CosΦ = √3x380x128x0,36 = 30328,9024 Watt = 30 kWatt

Data 4

Daya masukan dari motor pada kondisi nilai cos phi 0,42 adalah :

Daya masukan motor = √3 x * CosΦ = √3 x 380 x 128 x 0,42 = 35383,7195 Watt = 35 kWatt

Data 5

(28)

Daya masukan motor = √3 x * CosΦ

= √3 x 380 x 128 x 0,54

= 45493,3536 Watt

= 45 kWatt

Data 6

Daya masukan dari motor pada kondisi nilai cos phi 0,69 adalah :

Daya masukan motor = √3 x * CosΦ

= √3 x 380 x 128 x 0,69

= 58130,3963 Watt

= 58 kWatt

Data 7

Daya masukan dari motor pada kondisi nilai cos phi 0,72 adalah :

Daya masukan motor = √3 x * CosΦ

= √3 x 380 x 128 x 0,72

= 60657,8049 Watt

= 60 kWatt

Data 8

(29)

Daya masukan motor = √3 x * CosΦ

= √3 x 380 x 128 x 0,89

= 75 kWatt

4.3.3. Perhitungan Daya Keluar Pada Pompa Air Boiler

Berdasarkan suplai tegangan yang digunakan dalam penelitian di Pabrik Kelapa Sawit PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara untuk mengetahui daya masuk yang dibutuhkan untuk kerja motor induksi tiga fasa yang dihasilkan maka menggunakan rumus pada persamaan 2.4 dan kemudian untuk mengetahui daya masuk pada motor induksi untuk tiap pembebanan maka dihitung berdasarkan keperluan dari pembebanan pada persamaan sebagai berikut :

Data 1

Daya yang diperlukan untuk pengoperasian pompa pada kondisi nilai cos phi 0,18a:

Debit = 8,5I6/` I

Bagian Pembuangan (H) = 450 m

> = 1000 kg/I6

Daya keluaran untuk Pompa Air Boiler pada kondisi nilai cos phi 0,18a:

Daya keluaran untuk pompa = (7 < a < b < c) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = ( +++ < + < X,V < UV+) ( +++ < 6=++)

(30)

Data 2

Daya yang diperlukan untuk pengoperasian pompa pada kondisi nilai cos phi 0,26a:

Debit = 11 I6/` I

Bagian Pembuangan (H) = 420 m

> = 1000 kg/I6

Daya keluaran untuk Pompa Air Boiler pada kondisi nilai cos phi 0,26a:

Daya keluaran untuk pompa = (7 < a < b<c) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = ( +++ < + < < U +) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = 12,83 kW

Data 3

Daya yang diperlukan untuk pengoperasian pompa pada kondisi nilai cos phi 0,36a:

Debit = 14,5I6/` I

Bagian Pembuangan (H) = 407 m

> = 1000 kg/I6

(31)

Daya keluaran untuk pompa = (7 < a < b < c) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = ( +++ < + < U,V < U+W) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = 16,39 kW

Data 4

Daya yang diperlukan untuk pengoperasian pompa pada kondisi nilai cos phi 0,42a:

Debit = 18 I6/` I

Bagian Pembuangan (H) = 400 m

> = 1000 kg/I6

Daya keluaran untuk Pompa Air Boiler pada kondisi nilai cos phi 0,42a:

Daya keluaran untuk pompa = (7 < a < b < c) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = ( +++ < + < X < U++) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = 20 kW

Data 5

Daya yang diperlukan untuk pengoperasian pompa pada kondisi nilai cos phi 0,54a:

(32)

Bagian Pembuangan (H) = 390 m

> = 1000 kg/I6

Daya keluaran untuk Pompa Air Boiler pada kondisi nilai cos phi 0,54a:

Daya keluaran untuk pompa = (7 < a < b < c) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = ( +++ < + < + < 6Z+) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = 21,67 kW

Data 6

Daya yang diperlukan untuk pengoperasian pompa pada kondisi nilai cos phi 0,69a:

Debit = 22 I6/` I

Bagian Pembuangan (H) = 387 m

> = 1000 kg/I6

Daya keluaran untuk Pompa Air Boiler pada kondisi nilai cos phi 0,69a:

Daya keluaran untuk pompa = (7 < a < b < c) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = ( +++ < + < < 6XW) ( +++ < 6=++)

(33)

Data 7

Daya yang diperlukan untuk pengoperasian pompa pada kondisi nilai cos phi 0,72a:

Debit = 24,5I6/` I

Bagian Pembuangan (H) = 375 m

> = 1000 kg/I6

Daya keluaran untuk Pompa Air Boiler pada kondisi nilai cos phi 0,69a:

Daya keluaran untuk pompa = (7 < a < b< c) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = ( +++ < + < U,V < 6WV) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = 25,52 kW

Data 8

Daya yang diperlukan untuk pengoperasian pompa pada kondisi nilai cos phi 0,89a:

Debit = 26,7I6/` I

Bagian Pembuangan (H) = 370 m

> = 1000 kg/I6

(34)

Daya keluaran untuk pompa = (7 < a < b < c) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = ( +++ < + < =,W < 6W+) ( +++ < 6=++)

Daya keluaran untuk pompa = 27,441 kW

Tabel 4.5 Perhitungan dari daya keluar pada pompa air boiler >

(kg/m6) g m/s

Daya Keluar (kW)

(m6/jam)

H (m)

1000 10 10,625kW 8,5m6/jam 450 m

1000 10 12,83kW 11m6/jam 420 m

1000 10 16,39kW 14,5m6/jam 407 m

1000 10 20 kW 18m6/jam 400 m

1000 10 21,67kW 20m6/jam 390 m

1000 10 23,65kW 22m6/jam 387 m

1000 10 25,52kW 24,5m6/jam 375 m

1000 10 27,441kW 26,7m6/jam 370 m

Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan rumus pada persamaan 4.1 yang dimana pada persamaan ini juga dapat diambil referensi bahwa ini merupakan bagian kerja dari motor induksi tiga fasa rotor sangkar dengan pengaturan menggunakan inverter untuk mengatur pompa air boiler pada saat melakukan percobaan.

(35)

Tabel 4.6 Daya masuk yang dibutuhkan untuk pompa air boiler pada debit air

Daya masukan motor (kW) Debit Air (m6/jam)

15 kW 8,5m6/jam

22 kW 11m6/jam

30 kW 14,5m6/jam

35 kW 18m6/jam

45 kW 20m6/jam

58 kW 22m6/jam

60 kW 24,5m6/jam

75 kW 26,7m6/jam

Aaaa

aaCara mengambil data dengan menyesuaikan debit yang dihasilkan saat dihasilkan pada daya masukan motor induksi dan juga melakukan penyesuaian terhadap debit yang diperlukan dan juga dipakai dalam menentukan suatu pengambilan atau pemilihan data yang sesuai dan juga dengan yang sesuai antara debit air dengan daya pada motor induksi tiga fasa rotor sangkar dan diatur dengan inverter yang juga dimana ada bagian yang dimana juga terdapat di antara bagian yang dimana juga terdapat suatu bagian yang ada dimana juga untuk membentuk dan mneghasilkan suatu proses dan juga dipakai dalam menentukan suatu pengambilan atau pemilihan data yang sesuai dan juga dengan yang sesuai antara debit air dengan daya.

(36)

Tabel 4.7 Daya masukan dari motor ke pompa air boiler terhadap beban

Daya masukan motor (kW) Cos phi motor

15 kW 0,18

22 kW 0,26

30 kW 0,36

35 kW 0,42

45 kW 0,54

58 kW 0,69

60 kW 0,72

75 kW 0,89

Cara mengambil data dengan menyesuaikan pembebanan yang dilakukan terhadap pompa air boiler dengan daya masukan motor induksi yang dikopel dengan pompa air boiler.

4.3.4 Perhitungan Efisiensi Pada Motor Induksi Tiga Fasa

Dari percobaan, dapat dilakukan perhitungan untuk efisiensi dari motor induksi dengan pompa menggunakan rumus pada persamaan 2.8 sebagai berikut :

Dataa1 Efisiensi motor induksi yang digunakan pada pada kondisi nilai cos phi 0,18 adalah :

(37)

% n = LMNO L4P

% n = +,= V V aaaaaa

% n = 70,8 %

Dataa2 Efisiensi motor induksi yang digunakan pada pada kondisi nilai cos phi 0,26 adalah :

% n = LMNO L4P

% n = ,X6aaaaaa

% n = 58,3 %

Dataa3 Efisiensi motor induksi yang digunakan pada pada kondisi nilai cos phi 0,36 adalah :

% n = LMNO L4P

% n = =,6Z 6+ aaaaaa

(38)

Dataa4 Efisiensi motor induksi yang digunakan pada pada kondisi nilai cos phi 0,42 adalah :

% n = LMNO L4P

% n = + 6Vaaaaaa

% n = 57,1 %

Dataa5 Efisiensi motor induksi yang digunakan pada pada kondisi nilai cos phi 0,54 adalah :

% n = LMNO L4P

% n = ,=W UV aaaaaa

% n = 48,1 %

Dataa6 Efisiensi motor induksi yang digunakan pada pada kondisi nilai cos phi 0,69 adalah :

% n = LMNO L4P

(39)

% n = 6,=V VX aaaaaa

% n = 40,7 %

Dataa7 Efisiensi motor induksi yang digunakan pada pada kondisi nilai cos phi 0,72 adalah :

% n = LMNO L4P

% n = V,V

=+ aaaaaa

% n = 42,5 %

Dataa8 Efisiensi motor induksi yang digunakan pada pada kondisi nilai cos phi 0,89 adalah :

% n = LMNO L4P

% n = W,UU

WV aaaaaa

% n = 36,5 %

Untuk hasil dari efisiensi motor terhadap pompa air boiler dapat dibentuk dalam tabel yang dimana agar dapat melihat hasil dari efisiensi motor terhadap pompa air boiler untuk membentuk suatu penggunaan pada motor induksi tiga fasa rotor sangkar yang dapat digunakan untuk penunjuk agar dapat dipakai dan juga dapat digunakan

(40)

agar sesuai dan juga memenuhi aturan pada saat menggunakan motor induksi tiga fasa dengan menggunakan inverter pada suatu persamaan yang dibentuk dalam tabel yang disajikan sebagai berikut :

Tabel 4.8 Efisiensi Motor Induksi terhadap Pompa Air Boiler

Cos phi Daya keluaran Efisiensi Daya masukan 0.18 10,625 kW 70,8 % 15 kW

0,26 12,83 kW 58,3 % 22 kW

0,36 16,39 kW 54,6% 30 kW

0,42 20 kW 57,1% 35 kW

0,54 21,67 kW 48,1% 45 kW

0.69 23,65 kW 40,7% 58 kW

0.72 25,52 kW 42,5% 60 kW

0.89 27,441 kW 36,5% 75 kW

Cara mengambil data pada tabel dengan mengambil data dari daya masukan pada motor induksi menggunakan rumus pada persamaan 2.5dan daya output pada pompa air boiler menggunakan rumus pada persamaan 2.4 lalu efisiensi didapat dengan menggunakan rumus pada persamaan 2.8.

4.3.5 Grafik Hasil Percobaan

Data dari hasil tiap-tiap tabel dapat dibentuk dengan menggunakan grafik sebagai berikut :

(41)

Grafik pada tabel 4.1 dan tabel 4.2 dapat dilihat dari bentuk grafik sebagai berikut:

Gambar 4.1 Grafik antara beban dengan kecepatan dengan pengaturan frekuensi

Dari grafik, dapat mengetahui bahwa :

1.Untuk frekuensi 40 Hz dengan tegangan 380 V menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 2297 rpm.

2. Untuk frekuensi 42,5 Hz dengan tegangan 380 V menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 2376 rpm.

3. Untuk frekuensi 45 Hz dengan tegangan 380 V menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 2570 rpm.

4. Untuk frekuensi 47,5 Hz dengan tegangan 380 V menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 2687 rpm.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

15 22 30 35 45 58 60 75

380 V 385 V 390 V 395 V 400 V 405 V 410 V 415 V

20 40 60 80 kW

(42)

5. Untuk frekuensi 50 Hz dengan tegangan 380 V menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 2924 rpm.

6. Untuk frekuensi 52,5 Hz dengan tegangan 380 V menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 3080 rpm.

7. Untuk frekuensi 55 Hz dengan tegangan 380 V menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 3267 rpm.

8. Untuk frekuensi 57,5 Hz dengan tegangan 380 V menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 3397 rpm.

Gambar 4.2 Grafik antara beban dengan kecepatan dengan pengaturan tegangan

Dari grafik, dapat mengetahui bahwa :

1. Untuk tegangan pada nilai 380 V dengan frekuensi 50 Hz menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 2994 rpm.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

15 22 30 35 45 58 60 75

380 V 385 V 390 V 395 V 400 V 405 V 410 V 415 V

(43)

2. Untuk tegangan pada nilai 385 V dengan frekuensi 50 Hz menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 3084 rpm.

3. Untuk tegangan pada nilai 390 V dengan frekuensi 50 Hz menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 3100 rpm.

4. Untuk tegangan pada nilai 395 V dengan frekuensi 50 Hz menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 3140 rpm.

5. Untuk tegangan pada nilai 400 V dengan frekuensi 50 Hz menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 3190 rpm.

6. Untuk tegangan pada nilai 405 V dengan frekuensi 50 Hz menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 3240 rpm.

7. Untuk tegangan pada nilai 410 V dengan frekuensi 50 Hz menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 3280 rpm.

8. Untuk tegangan pada nilai 415 V dengan frekuensi 50 Hz menghasilkan putaran paling tinggi pada nilai 3299 rpm.

(44)

Gambar 4.3Grafik daya masukan dari motor terhadap debit air

Dari grafik, dapat mengetahui bahwa :

1.Untuk debit 26,7m6/jam menggunakan motor induksi sebesar 75 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

2. Untuk debit 24,5m6/jam menggunakan motor induksi sebesar 60 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

3. Untuk debit 22m6/jam menggunakan motor induksi sebesar 58 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

4. Untuk debit 20 m6/jam menggunakan motor induksi sebesar 45 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

5. Untuk debit 18 m6/jam menggunakan motor induksi sebesar 35 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

20 75% 60% 58% 45% 35% 30% 22% 15%

Daya Input Motor HP BHP terhadap debit m3/jam 25 20 15 10 5

Daya Masukan dari motor terhadap debit air

(45)

6. Untuk debit 14,5m6/jam menggunakan motor induksi sebesar 30 kWatt agar

sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

7. Untuk debit 11 m6_/jam_{menggunakan motor induksi sebesar 22 kWatt agar sesuai}

dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

8. Untuk debit 8,5m6/jam menggunakan motor induksi sebesar 15 kWatt agar sesuai

dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

Pada tabel 4.7 dapat dilihat dari bentuk grafik sebagai berikut :

Gambar 4.4 Grafik daya masukan dari motor terhadap cos phi

Dari grafik, dapat mengetahui bahwa : 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

15 kW 22 kW 30 kW 35 kW 45 kW 58 kW 60 kW 75 kW

Series1 Daya masukan dari motor terhadap Cos phi

(46)

1. Untuk cos phi 0,18 menggunakan motor induksi sebesar 15 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

2. Untuk cos phi 0,26 menggunakan motor induksi sebesar 22 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

3. Untuk cos phi 0,36 menggunakan motor induksi sebesar 30 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

4. Untuk cos phi 0,42 menggunakan motor induksi sebesar 35 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

5. Untuk cos phi 0,54 menggunakan motor induksi sebesar 45 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

6. Untuk cos phi 0,69 menggunakan motor induksi sebesar 58 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

7. Untuk cos phi 0,72 menggunakan motor induksi sebesar 60 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

8. Untuk cos phi 0,89 menggunakan motor induksi sebesar 75 kWatt agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

(47)

Gambar 4.5 Grafik efisiensi motor pompa air boiler terhadap daya motor yang

aaaaaaaaaaaaaadigunakan (%)

Dari grafik, dapat mengetahui bahwa :

1. Untuk cos phi 0,18 menggunakan motor induksi sebesar 70,8 % dari penggunaan motor induksi saat beban penuh agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

2. Untuk cos phi 0,26 menggunakan motor induksi sebesar 58,3 % dari penggunaan motor induksi saat beban penuh agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

3. Untuk cos phi 0,36 menggunakan motor induksi sebesar 54,6 % dari penggunaan motor induksi saat beban penuh agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

1 2 3 4 5 6 7 8

Seri… Efisiensi motor induksi terhadap pompa air

boiler

(48)

4. Untuk cos phi 0,42 menggunakan motor induksi sebesar 57,1 % dari penggunaan motor induksi saat beban penuh agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

5. Untuk cos phi 0,54 menggunakan motor induksi sebesar 48,1 % dari penggunaan motor induksi saat beban penuh agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

6. Untuk cos phi 0,69 menggunakan motor induksi sebesar 40,7 % dari penggunaan motor induksi saat beban penuh agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

7. Untuk cos phi 0,72 menggunakan motor induksi sebesar 42,5 % dari penggunaan motor induksi saat beban penuh agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

8. Untuk cos phi 0,89 menggunakan motor induksi sebesar 36,5 % dari penggunaan motor induksi saat beban penuh agar sesuai dengan yang diperlukan oleh pompa air boiler.

(49)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil percobaan dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Pengaturan frekuensi dengan inverter membuat perubahan frekuensi terhadap kerja dari motornya yaitu perubahan terhadap putaran dari motor akan tetapi perubahan frekuensi harus diatur bersamaan dengan perubahan tegangan agar menjaga kestabilan fluks magnetik sehingga fluks magnetik stabil. Pada pengaturan frekuensi dan tegangan untuk menghasilkan daya 15 kW, 22 kW, 30 kW, 35 kW, 45 kW, 58 kW, 60 kW dan 75 kW diperlukan frekuensi dan tegangan sebesar 40 Hz dan 380 V atau 50 Hz dan 380 V untuk beroperasi pada daya 15 kW secara optimal, 42,5 Hz dan 380 V atau 50 Hz dan 385 V untuk beroperasi pada daya 22 kW secara optimal, 45 Hz dan 380 V atau 50 Hz dan 390 V untuk beroperasi pada daya 30 kW secara optimal, 47,5 Hz dan 380 V atau 50 Hz dan 395 V untuk beroperasi pada daya 35 kW secara optimal, 50 Hz dan 380 V atau 50 Hz dan 400 V untuk beroperasi pada daya 45 kW secara optimal, 52,5 Hz dan 380 V atau 50 Hz dan 405 V untuk beroperasi pada daya 58 kW secara optimal, 55 Hz dan 380 V atau 50 Hz dan 410 V untuk beroperasi pada daya 60 kW secara optimal dan 57,5 Hz dan 380 V atau 50 Hz dan 415 V untuk beroperasi pada daya 75 kW secara optimal.

2. Pengaturan putaran dilakukan untuk mengatur pompa air boiler yang dikopel dengan motor induksi tiga fasa saat cos phi 0,18 menghasilkan debit 8,5

m6_/jam_{dengan efisiensi 70,8}_a_{%, saat cos phi 0,26 menghasilkan debit} 11m6/jam dengan efisiensi 58,3a%, saat cos phi 0,36 menghasilkan debit

(50)

14,5am6/jam dengan efisiensi 58,3a%, saat cos phi 0,42 menghasilkan debit 18am6/jam dengan efisiensi 57,1a%, saat cos phi 0,54 menghasilkan debit 20am6/jam dengan efisiensi 48,1a%, saat cos phi 0,69 menghasilkan debit 22am6/jam dengan efisiensi 40,7a%, saat cos phi 0,72 menghasilkan debit 24,5am6/jam dengan efisiensi 42,5a% dan saat cos phi 0,89 menghasilkan debit 26,7am6/jam dengan efisiensi 36,5a%.

3. Uapayangadihasilkanadariaboilerasebesara12,2akg/RI ;a14,3akg/RI ;a16,25a

kg/RI ; 18,4 kg/RI ; 20,2 kg/RI ; 22,5 kg/RI ; 24,95 kg/RI dan 32 kg/RI digunakan untuk menggerakkan turbin uap dan menghasilkan energi listrik sebesar 140 kW, 224 kW,270 kW, 344 kW, 390 kW, 415 kW, 490 kW dan 520 kW untuk penggerak pada peralatan yang membutuhkan energi listrik.

5.2 Saran

Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Motor induksi yang difungsikan saat melakukan percobaan dengan mengatur kecepatan putaran menggunakan inverter dilakukan secara tepat pada spesifikasinya untuk menghasilkan percobaan yang sesuai pada spesifikasi dari motor induksi tersebut sehingga motor induksi tidak cepat rusak dan dapat difungsikan untuk penggunaan yang lain yang memerlukan motor induksi sebagai percobaan yang lain untuk dapat diaplikasikan pada yang lain.

2. Saran atau masukan untuk menggunakan motor induksi dengan kapasitas lebih besar dengan pompa air boiler yang lebih besar sehingga dapat dilihat kerja dari pompa air boiler agar dapat dilihat lebih jelas kinerja motor yang digunakan.

(51)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Motor induksi adalah salah satu jenis dari motor-motor listrik yang bekerja berdasarkan induksi elektromagnet. Motor induksi memiliki sebuah sumber energi listrik yaitu di sisi stator, sedangkan sistem kelistrikan di sisi rotornya di induksikan melalui celah udara dari stator dengan menggunakan dari media elektromagnet. Hal inilah yang menyebabkannya diberi nama motor induksi. Adapun penggunaan motor induksi di industri ini adalah sebagai penggerak, seperti untuk kipas, kompresor, pompa yang digunakan penggerak di utama proses produksi dan jugauntuk lainnya [1].

Dalam penggunaannya, sebagian motor induksi tiga phasa memerlukan pengaturan putaran. Pengaturan putaran dilakukan agar motor dapat menghasilkan kerja sebagai penggerak pada pompa air boiler yang diperlukan. Ada beberapa caradilakukan untuk mengatur putaran motor, dibahas mengatur putaran inverter.

Pengaturan putaran motor dengan menggunakaan inverter digunakan mengatur putar rotor motor ainduksi suplai tegangan bolak-balik [2].

2.2 Konstruksi Motor Induksi

Konstruksi motor induksi terdiri dari dua bagian utama yaitu rotor dan stator.Rotor merupakan bagian berputar dan stator merupakan bagiandiam.Pengaturan putaran dilakukan agar motor juga dapat dipakai untuk digunakan sebagai penggerak pada bagian yang dimana di bagian yang ada beberapa hal juga membentuk hal yang dapat dibentuk untuk suatu kesesuaian dengan yang satu dan juga dapat digantikan suatu dibagian-bagianya yang pada motor induksi yang dimana di berbagai bagian rotor yang

(52)

lebih jelasnya konstruksi dari motor induksi tiga fasa ditunjukkan bagiannya seperti pada Gambar 2.1 berikut:

Gambar 2.1 Konstruksi umum motor induksi

2.2.1 Stator

Stator merupakan bagian terluar dari motor yang merupakan bagian yang diam atau tidak bergerak dan auntuk tempat amengalirkan arus fasa (Gambar 2.2).

Stator mempunyai bagian :

1. Gandar, fungsinya sebagai penopang dan sebagai pelindung bagian dalam mesin induksi.

2. Inti stator, terbuat bahan laminasi logam yang disusun berlapis-lapis dari inti stator.

3. Kumparana stator yang dimana kumparan tersebut kumpulan inti dari motor induksi.

Gambardari konstruksi stator dan bentuk stator suatu motor induksi tiga fasa rotor

asangkar yang digunakan ditunjukkan seperti pada Gambar 2.2 berikut:

(53)

Bentukapadaaada putaranayangadimanaabentukaajugaabervariasiaantaraabagian

motor-motoraberputarayaituamotorainduksiatigaafasaarotorasangkaradanarotorabelitan.

2.2.2 Rotor

Rotor merupakan bagian dari mesin induksi yang berputar dan terletak di dalam motorainduksi danastator. Rotor terdiri dari 2 bagian yaitu rotor sangkar dan rotor belitan.

Padaarotorasangkarajaaterdiriadariasusunanabatangakonduktorayang juga ada di bagian untuk dibentangkan ke dalam slot-slot yang terdapat pada permukaan rotor dan tiap-tiap ujungnya dihubung singkat dengan menggunakan cincin aluminium. Batang rotor dan cincin ujung sangkar tupai yang kecil merupakan hasil cetakan tembaga atau aluminium dalam satu lempeng pada inti rotor, maka batang rotor ini kelihatan seperti kandang tupai sehingga disebut motor induksi rotor sangkar tupai dan berikut gambar rotor sangkar tupai yag ditunjuk bagian seperti pada Gambar 2.3 :

Gambar 2.3 Rotor sangkar tupai

Berbeda adengan rotor abelitan, rotor adililit adengan alilitan terisolasi dengan lilitan stator. Lilitan fasa rotor dihubungkan dengan hubungan wyedan masing-masing ujung fasa terbuka dikeluarkan ke cincin slip yang terpasang pada poros rotor. Slot rotor dari seri starting dan kecepatan yang dibuat untuk yang dimana akan diselesaikan dan dibentuk di satu bagian yang dapat dibentuk juga sesuatu yang diadanya ada selama

(54)

pengasutan. Penambahan tahanan eksternal pada rangkaian rotor belitan mengahasilkan torsi yang lebih besar dengan arus starting yang sangat kecil dibandingkan dengan bagian rotor sangkar.

Konstruksi motor induksi tiga fasa dengan menggunakan rotor belitan dapat ditunjukdengan satu gambar yang digambar seperti pada Gambar 2.4 berikut[3] :

Gambar 2.4 Konstruksi rotor belitan

2.3 Medan Putar

Medan putar disebut fluks yang berputar yang dihasilkan dalama kumparan stator sehingga amenimbulkan aperputarana motor apada mesin arusa bolak-balik. Medan putar ini terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam fasa banyak yang umumnya fasa tiga dan kegunaan dari medan putar adalah untuk memotong konduktor pada kumparan jangkar dan menghasilkan arus jangkar dan karena rangkaian tertutup maka timbul fluksi motor dan timbul gaya Lorentz sehingga menghasilkan medan putar dan motor berputar yang dimana sesuai ketentuan pada sub bab 2.4 yang menyebabkan motor dapat berputar.Adanya putaran dalam motor induksi 3 fasa terjadi akibat adanya medan putar (fluks yang berputar)adanamedan aputar yang berada pada atau di bagiana

stator dihubungkanfasa banyak, umumnya tiga fasa [4].

Pada saat terminal tiga fasa motor induksi dihubungkan dengan suplai tiga fasa maka arus bolak-balik tiga fasaia, ib, ic,yang terpisah sebesar 1200 satu sama lain akan mengalir pada kumparan stator. Arus-arus ini akan menghasilkan gaya gerak magnet

(55)

yang kemudian menghasilkan fluks yang berputar atau disebut juga medan putar. Untuk melihat bagaimana medan putar dihasilkan, dapat diambil contoh sebuah motor induksi tiga fasa yang dihubungkan dengan sumber tiga fasa sehingga stator mengalir arus 3fasa medan putar seperti pada Gambar 2.5 berikut:

Gambar 2.5 Medan putar motor induksi 3 fasa

Gambar 2.5 a merupakan proses dari medan putar pada motor induksi yang digambarkan mengalami perputaran sebesar a360 aderajata dan amenunjukkan arah

fluksnyaadengan waktu tertentu amaka akan adapat adilihat aamplitudonya.

aaaaGambar 2.5 b merupakan bentuk gelombang sinusoidal yang dimana saat terjadi

medan putar dengan waktu tertentu maka akan dapat dilihat amplitudonya.aaaa aaaaGambar 2.5 c merupakan proses pertama terjadinya adanaya suatu medan putar

dengan waktuayang diperlukan di saat pertama aadan kemudian juga ada pada bagian yang memiliki suatuperbedaan aposisi lalu amemilikia perbedaan asudut asebesar a120 derajatayangaposisinyaadimulaiadariaA’-C-B’-A-C-B.aaaa aaaaGambar 2.5 d merupakan proses pertama terjadinya medan putar dengan waktuaperbedaan asudut asebesar 120 derajat ayang posisinya awaktu tertentu antara di

(56)

kedua dan memiliki perbedaan posisi akan adapat adilihat aamplitudonya ajuga ada yang dimulai di suatu bagian yaitu yang ada berada yang dimana dimulai dari C-B’-A-C’-B-A’.

aaaaGambar 2.5 e merupakan proses pertama terjadinya medan putar dengan waktu ketiga dan memiliki perbedaan aposisi alalu juga dapat disamakansehingga memiliki perbedaan asudut asebesar a120 derajat ayang aposisinya awaktu tertentu maka

akanadapat adilihat aamplitudonya dimulai dari B’-A-C’-B-A-C.aaaa aaaaGambar 2.5 f merupakan proses pertama terjadinya medan putar dengan waktu

keempat dan memiliki perbedaan posisi lalu jugadapat disamakansehingga memiliki perbedaan sudut sebesar 120 derajat yang posisinya waktu tertentu maka akan adapat dilihat apada abentuk aamplitudonya adimulai dari A-C’-B-A’-C-B’.

Oleh karena itu, auntuka mesin dengan jumlah kutub lebih dari dua, kecepatan putaranaadariaasinkronadiaditurunkanadenganasuatuabagianasebagaiaberikuta[5]:aaaa aaaa = 120

a

(rpm)...(2.1) Dimana :

f = frekuensi (Hz) p = jumlah kutub

= kecepatan sinkron (rpm)

2.4 Prinsip Kerja Motor Induksi 3 Fasa

Jika pada belitan stator diberi tegangan tiga fasa, maka pada stator akan dihasilkan arus tiga fasa. Motor induksi adalah peralatan pengubah energi listrik keenergi mekanik. Listrik yang diubah merupakan listrik tiga phasa. Arus pada rotor didapat dari arus induksi dimana arus ini berada dalam medan magnetik sehingga akan terjadi gaya (F) pada rotor yang akan menggerakkan rotor dalam arah tegak lurus medan. Arus ini

(57)

akan mengalir melalui belitan yang akan menimbulkan fluks dan karena aadanya perbedaan sudut fasa sebesar 120 derajat antara ketiga fasanya, maka akan timbul medan putar dengan kecepatan sinkrontegangan tiga fasa, maka pada stator akan dihasilkanaputaranapadaamotorainduksiatigaafasaadenganapersamaana2.1.aDiabagian statorasendiriatimbulateganganadiatiapafasaadenganarumusayangaditurunkanadengana: aaa = 4,44 a(V)…….……….(2.2) Dimanaa:

aaa=ateganganapadaastatora(Volt) 4,44a=akonstanta

faaaa=afrekuensia(Hz)

aa=ajumlahalilitan

= fluks (Wb)

Dalam keadaan rotor masih diam, medan putar stator akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada kumparan timbul tegangan induksi dengan rumus seperti pada persamaan 2.2.Karena kumparan rotor membentuk rangkaian tertutup, maka GGL tersebut akan menghasilkan arus . Adanya arus di dalam kumparan rotor akan menhasilkan medan magnet rotor. Interaksi medan magnet rotor dengan medan putar stator akan menimbulkan gaya F pada rotor. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya F cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah medan putar stator. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya F cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah medan putar stator. Adanya arus di dalam kumparan rotor akan menhasilkan medan magnet rotor. Perputaran rotor akan semakin menigkat hingga mendekati kecepatan sinkron rotor akan menghasilkan medan magnet rotor. Adanya arus di dalam menjadi suatu akan

(58)

menghasilkan medan magnet rotor. Kecepatan sinkron medan putar stator ( ) dan kecepatan rotor ( ) disebut dengan slip kemudian dinyatakan dengan [6]:

aaaa = − 100%a(%)………...……….…………...…..(2.3) Dimana :

s = slip (%)

n_! = kefepatan pada stator (rpm)

n) = kefepatan pada rotor (rpm)

2.5 Rangkaian Ekivalen Pada Motor Induksi

Sebuah motor induksi identik dengan sebuah transformator. Oleh sebab itu, rangkaianaekivalenamotorainduksiamiripadenganasuatuarangkaianaekivalenatransform ator. Perbedaannya hanyalah bahwa kumparan rotor dari motor induksi berputar, yang berfungsi untuk menghasilkan daya mekanik. Rangkaian ekivalen motor induksi dihasilkan dengan cara yang sama sebagaimana halnya pada transformator. Semua parameter-parameter rangkaian ekivalen yang akan dijelaskan berikut mempunyai nilai-nilai perfasa hal ini dimaksudkan untuk mempermudah analisis. Rangkaian ekivalen motor induksi dihasilkan dengan cara yang sama sebagaimana juga halnya dengan pembentukan rangkaian ekivalen yang dimana rangkaian ekivalen tersebuit juga digunakan untuk menyederhanakan bagian dari perhitungan yang digunakan pada motor induksi tiga fasa rotor sangkar untuk membentuk dalam perhitungan yang singkat dan juga memiliki persamaan yang tepat sesuai dengan yang diperlukan saat menganalisis di pakai juga untuk perhitungan theory halnya pada transformator bahwa kumparan rotor dari motor induksi dapat juga berputar dan digunakan adanya suatu rangkaian ekivalen untuk membentuk suatu bagian yang dimana juga akan membentuk

(59)

tiga fasa dan begitu juga untuk yang lain dan juga rangkaian ekivalen dari motor seperti pada Gambar 2.6 sebagai berikut :

Gambar 2.6 Gambar rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa

Gambar di atas merupaka gambar rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa yang memiliki suatu bagian stator dan rotor yang dimana pada motor. Pada bagian stator dan rotor dapatadijelaskan simbol-simbolya gambar sebagai berikut [7] :

*aa=ateganganasumbera(V)

= arus dari tegangan sumber (A)

+ = arus primer yang mengalir saat bagian komponen rugi-rugi (A)

,- = resistansi tembaga (ohm)

./ = induktansi magnetik (henry)

, = resistansi pada stator (ohm) . = induktansi pada stator (henry)

= tegangan pada stator (V)

0 = tegangan pada bagian rotor (V) (S = slip karena tegangan di rotor muncul karena adanyaa induksi tegangan untuk stator dan slip).

0. = tegangan pada induktansi pada bagian rotor (V) (S = slip karena tegangan di rotor muncul karena ada induksi tegangan dari stator dan slip).

(60)

, = resistansi pada bagian rotor (ohm) = arus yang mengalir pada rotor (A)

2.6 Cara Yang Perlu Dilakukan Untuk Mengatur Putaran Pada Motor Induksi 3 Fasa

Cara yang dilakukan untuk mengatur putaran motor induksi dapat dijelaskan bagaimana mengaturnya agar tidak terjadi kesalahan dengan cara sebagai berikut:

1. Mengaturanilaiadariajumlahakutubapadaamotor Dapat dilakukan dengan cara menyesuaikan jumlah kutub yang ada dengan yang diperlukan untuk menghasilkan putaran yang diinginkan dengan pemahaman dari rumus : n_! = (120 x f) / p. Dari rumus dapat disimpulkan bahwa jumlah kutub berbanding terbalik dengan kecepatan putaran sehingga semakin kecil nilai dari jumlah kutub maka kecepatan putaran akan besar nilainya.

2. MengaturanilaiadariaFrekuensiaSumber

Dapat dilakukan dengan menggunakan alat yaitu inverter yang digunakan untuk mengatur frekuensi yang kemudian setelah diatur maka disupply ke peralatan listrik yang memerlukannya dengan pemahaman dari rumus :n_! = (120 x f) / p. Dari rumus dapat disimpulkan bahwa frekuensi berbanding lurus dengan kecepatan putaran sehingga semakin besar frekuensi yang dihasilkan oleh inverter maka kecepatan putaran semakin besar.

3. MengaturanilaiadariaTeganganaSumber

Dapat dilakukan dengan menggunakan alat yaitu inverter yang digunakan untuk mengatur tegangan. Persamaan dari torsi motor induksi tiga phasa menjelaskan bahwa torsi sebandingdengan pangkat dua tegangan yang diberikan. Pada beban tertentu dengan menganggap besarnya tahanan rotor dan reaktansi rotor konstan serta slip yang kecil, dengan merubah nilai tegangan input maka akan konstan

(61)

serta slip yang kecil maka perubahan kecepatan ada. Pengaturan putaran motor induksi tiga phasa dengan cara mengatur tegangan sumber mempunyai daerah kerja yang sempit.

4. MengaturanilaiadariaTahananaLuar Dilakukan dengan mengatur nilai dari jumlah motor induksi tiga phasa yang dipasang diluar dari motor induksi dan menyesuaikan antara nilai kecepatan putaran dengan tahanan luar.Perbandingan antara nilai tahanan luar dengan nilai kecepatan putaran berbanding terbalik karena saat adanya tahanan luar maka torsi semakin besar [8].

2.7 Hubungan Antara Frekuensi, Kecepatan dan Torsi

1. Hubunganafrekuensiadenganatorsi

Kecepatan sinkron motor induksi tergantng pada frekuensi input. Untuk menjagaagar konstan, maka tegangan dan frekuensi input tervariasi sama dan sebanding. Jika frekuensi dibuat dua kali, maka frekuensi juga dibuat dua kali. Jikaa frekuensi adan ategangan ainput adinaikkan, maka kecepatan putar motor akan semakin cepat.

2.aaHubunganakecepatanadenganatorsi

aaaaBerdasarkan rumus Pm = 1 . T jika dayamekanik (Pm) dianggap konstan maka aaaabesarnya torsi tergantung dari kecepatan sudut (ω). Jika putaran rotor

aaaadipercepat, maka torsi yang dihasilkan kecil, sedangkan jika torsinya besar

aaaamakaakecepatannyaapunaakanamenjadiasemakinalambatadanamenurunadiaadanya

aaaasehinggaamenghasilkanatorsiamenurunadanajuga pada bagian itu juga akan

aaaamembentuk bagian yang dimana juga bagian tersebut merupakan suatu hal yang

(62)

3.aaHubunganateganganadenganatorsiaaa aaaaBesarnya torsi suatu motor induksi tergantung pada tegangan lalu frekuensi

aaaayangadiberikanauntukastator.aBilaafatetapamakaaTa«aV2adanasebaliknya[9].

2.8aPenggunaanaInverteraPadaaPengaturanaPutaranaMotoraInduksiaaa aaaaInverter yang digunakan adalah inverter tiga fasa dengan frekuensi dan tegangan berubah dan pada inverter ini ditambahkan suatu rangkaian yang mampu mengubah besar perubahan tegangan yang terjadi menjadi perubahan frekuensi dan Gambar 2.7 dari pengaturan putaran motor induksi tiga fasa yang terdiri daria:

1. Rangkaian penguatan (untuk memberikan penguatan tegangan saat mengatur frekuensi dapat diubah menjadi tegangan searah dengan bantuan tegangan (*₃). 2. Rangkaian pembatas (untuk memberikan batasan frekuensi saat tegangan searah

lalu level tegangan dc dengan memberikan periode tertentu).

3. Rangkaian pembentuk harga mutlak (untuk memberikan nilai dari frekuensi yang telah diatur dengan akurat).

4. Rangkaian integrasi (untuk menghilangkan frekuensi tinggi saat melakukan pengaturan frekuensi dan pemberian nilai frekuensi).

5. Rangkaian pembentuk gelombang sinusa (untuk mengubah suatu gelombang dari gelombang arus searah bolak-balik yang dapat diatur frekuensinya).

6. Simbol *₃ adalah tegangan masukan yang diperlukan untuk memperkuat rangkaian penguatan saat menerima tegangan dan frekuensi arus bolak-balik untuk dapat dibentuk menjadiategangan dan frekuensi arus searah.

7. Titik A adalah keluaran dari rangkaian integrator yang dimana saat menghasilkan keluaran pada titik A maka untuk menghilangkan frekuensi-frekuensi yang dapat mengganggu gelombang pada keluaran titik A dapat diatasi dengan memberikan

(63)

tegangan arus searah sebagai penetralisir untuk frekuensi yang dapat mengganggu stabilan gelombangseperti pada Gambar 2.7 berikut:

Gambar 2.7 Gambar Rangkaian Blok Inverter 3 fasa dengan frekuensiadanategangan berubah...

Adapun bentuk gelombangbagian seperti pada Gambar 2.8sebagai berikut:

Gambar 2.8 Gambar Output Blok 3

Gambar diatas merupakan gelombang keluaran saat berada pada rangkaian pembentuk harga mutlak / harga tetap dari tegangan yang frekuensinya agar terjadi perubahan untuk membentuk gelombang yang terdiri dari suatu sehingga dapat dibentuk berdasarkan sesuatu yang dapat dibuat dan dihasilk berdasarkan pada suatu asal yang dimana pada bagian yang sesuai dengan pembentukan dari dan kemudian adanya hal tersebut juga menghasilkan suatu bagian yang dimana ada pembagian dari bentuk yang akan menghasilkan suatu bagian yang ada dan juga kemudian di bentuk suatu pembagian berdasarkan pada hasil yang da dan yang juga untuk dibagi perubahan

(64)

frekuensi dan tegangan. Proses pembentukan suatu gelombang yang juga dimulai dalam kiri ke kananada juga seperti pada Gambar 2.9 berikuta:

Gambar 2.9 Gambar Output Blok 4

Gambar diatas merupakan gelombang output saat berada pada rangkaian integrator yang dimana setelah diberikan nilai frekuensi dan tegangan yang ditetapkan dari rangkaian pembentuk harga absolute. Proses pembentukan dari gelombang dimulai dari kiri ke kananada juga seperti pada Gambar 2.10 berikut:

Gambar 2.10 Gambar Output Blok 5 (Sebelum diubah menjadigelombang sinus)

Gambar diatas adalah bentuk gelombang yang akan diubah menjadi gelombang sinus murni agar menjadi frekuensi dan tegangan ac secara bertahap dan frekuensi juga tegangan nya dapat diatur sesuai dengan yang diperlukan untuk kerja motor induksi saat digunakan sebagai penggerak untuk menghasilkan daya yang sesuai dan tepat lalu akurat yang sesuai dengan yang dibutuhkan oleh sistem.

Inverter digunakan untuk mengatur frekuensi motor induksi agar dapat mengendalikan kecepatan motor induksi yang diikuti dengan pengaturan tegangan masuka(*₄) yang sebanding dengan frekuensi tersebut karena untuk fluks konstan.

(65)

Inverter merupakan peralatan untuk merubah tegangan arus bolak-balik dengan frekuensi tertentu (dalam hal ini frekuensi dari PLN) menjadi tegangan arus searah yang diproses dengan rangakaian switching supaya frekuensi konstan (50Hz) dapat dirubah sesuai kebutuhan, kemudian dirubah menjadi tegangan bolak-balik yangatelahaberubah.aaaaaa

Beban listrik / keluaran dari inverter dapat digunakan untuk pompa hidrolik umpan air yang berupa motor induksi AC, putar sesuai frekuensi input dengan range lebih lebar dengan persamaan ns = (120 x f) / p dengan cara ini sangat efisien dan daerah pengaturan pun cukup lebar dan mahal [10].

2.9 Penggunaan Motor Induksi Pada Pompa Air Boiler

Motor Induksi yang digunakan pada pompa air boiler adalah motor induksi tiga fasa untuk menggerakkan pompa air boiler yang air yang digunakan adalah air demineralisasiHasil terakhir air yang sudah melalui proses demin /air yang mengalami proses air demineralisasi. Pompa memiliki dua kegunaan utama, yaitu:

1. Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air) dari bawah tanah keapompa air.

2. Mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan) dari mesin yang satu ke mesin lain.

Air pengisi boiler ditampung pada 4 buah tangki (tangki penampung air) atau yang sering disebut tangki condensate yang berkapasitas total 2650 m6.Tipe boiler yang digunakan adalah water tube boiler dengan high pressureboiler feed pump yang dimana tipe ini memiliki karakteristik : boiler ini memiliki tekanan steam operasi lebih dari 15 psig dengan kapasitas antara 4.500-12.000 kg/jam atau menghasilkan air panas dengan tekanan diatas 160 psig atau dengan menggunakan dari suatu temperatur diatas

(66)

2500F. Tekanannya yang tinggi menyebabkan boiler ini dapat membangkitkan energi listrik dan sisanya dapat didaura untuk amengoperasikan proses di industri.

Cara kerja water tube boiler adalah proses pengapian terjadi di luar pipa, kemudian panas yang dihasilkan memanaskan pipa yang berisi air dan sebelumnya air tersebut dikondisikan terlebih dahulu melalui ekonomisir, kemudian uap yang dihasilkan terlebih dahulu dikumpulkan di dalam sebuah penampung uap. Sampai tekanan dan temperatur sesuai, melalui tahap pemanasan kedua dan tahap pemanasan pertama, baru uap dilepaskan ke pipa utama distribusi. Berikut merupakan visual boiler seperti pada Gambar 2.11berikuta:

Gambar 2.11 Boiler tipe air

Gambar diatas adalah gambar dari boiler tipe air yang dimana saat boiler bekerja menggunakan air yang diuapkan yang sesuai dengan yang dibutuhkan saat proses penguapan oleh boiler agar melalui jumlah air yang disesuaikan dengan tekanan yang ingin dihasilkan untuk digunakan uap tersebut generator turbin uap seperti percobaan dengan menggunakan dari suatu bagian yang ada dengan karakteristik boiler tipe air adalah:

(67)

2. Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan yang berasal dari air.

3. Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi dan juga untuk meningkatkan efisiensi panas yang tinggi.

Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau uapan. Air panas atau uapan pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalahmedia yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi uap, volumenya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak,sehingga boiler harus dijaga dengan sangat baik. Sistem boiler terdiri dari sistem air umpan, sistem uapan dan sistem bahan bakar [11].

2.10 Perhitungan Kinerja Pompa

Perhitungan kinerja pompa yang memerlukan kerja motor induksi untuk menghasilkan data yang akurat juga dapat dibentuk sehingga juga dapat menghasilkan persamaan yang dibentuk juga dengan kemudian diturunkan agar dapat menjadi rumus sesuaiakemudianadibentukadanadirumuskanasuatuarumusauntukadibentukaberdasarkn padaaatetapanaasebagaiaaberikuta:aaaaa

Dayaakeluarapompaa(kW)a=a7 8 9 8 : 8 ;

+++ < 6=++…………..………...(2.4) Dimana :aaaaaaaaaaaaaaaaaa :: aa

(68)

Ha=abagianapembuangana(m)

>a=amassaajenisafluidaa(kg/m3) ga=apercepatan gravitasi (m/s2)

Dan untuk mengetahui daya masuk yang dibutuhkan untuk kerja motor induksi tiga fasa dihasilkanasehingga ajuga untuk dipakai menggunakanrumusa:

aaaaaDayaamasuka=a√3x* CosΦ a(W)……….(2.5) Dimana :

Daya masuk = daya masuk (W) * = tegangan (V)

= arus (I) CosΦ = faktor daya

Pada pembentukannya, ada juga yang mengambil data secara langsung dan ada juga dengan menggunakan rumus dan mengambil data secara langsung mengukur debit pada pompa air boiler dengan cermat sehingga diperoleh suatu ketepatan dalam hal mengambil dan menyusun lalu menampung air yang mengalir pada pembebanan tertentu lalu mendapatkan nilai dari debit suatu pompa air boiler dan juga kemudian untuk ke boiler saat pengolahan dengan menggunakan aturan yang diturunkanajuga dengan aberdasarkan asal dari rumusa:

aaaaaQ = /

H(kg/I

6₎_{…..………..………...………(2.6)}

Dimana :

Qa=aflowa(kg/I6) ma=amassaa(kg) v = volume (I6)

(69)

Kemudian ditentukan kembali nilai Q dengan rumus yang berbeda untuk satuan yang berbeda dan nilai v menggunakan alat current meter lalu nilai Q juga didapat berdasarkan turunan dari rumus juga adan adengan menggunakan rumusa:

aaaaaQ = v.A (m6/jam)…….………...………...(2.7) Dimana :

Qa=adebitaaira(m6/jam) va=akecepatanaaliranaaira(m/s) A = luas penampang (m )

Dan juga pada penyusunan dari suatu nilai yang tepat pada saat pengaturan data yang diperlukan dalam hal yang digunakan yaitu dengan mengambil data secara akurat dan juga tepat maka menggunakan suatu rumus yang dimanan untuk menghasilkan suatu bilangan yang baik dan juga benar pada saat penyusunannya digunakan di percobaan dengan cara untuk menghasilkan nilai yang tepat dan kemudian untuk menghitung efisiensi motor induksi yang menggunakan inverter dengan menggunakan persamaan yang berdasarkan pada perhitungan dari rumusa:

aaaaan = LMNO

L4P (%)………....…………....……...………(2.8)

Dimana :

Pouta=adayaakeluarana(W) Pin = daya masuk (W)

(70)

2.11 Standar Air Umpan Pada Pompa Air Boiler

Air umpan adalah air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi uap. Dan sedangkan sistem air umpan adalah sistem penyediaan air secara otomatis untuk pompa di boiler sesuai diperlukan uap atau proses yang dari penguapan air.

Persyaratan air umpan boiler diperlukan untuk menghindari endapan yang dibentuk dari air yang menyebabkan endapan kerak pada boiler dan sistem penunjang sehinggaaharusajugaadidapataairapengisiaketeladidapatkanadaria2asumbera:

a.aAirAKondensat

Didapatkan dari hasil pengembunan uap bekas yang telah digunakan sebagai pemanas pada media penggerak utama, baik itu uap kering dan uap kenyang, yang telah digunakan sebagai penggerak turbine uap dan mesin uap akan menghasilkan uap bekas tersebut ditampung pada suatu pipa da bertekanan 0,6-1,5 kg/cm2 (sesuai yang diinginkan), digunakan sebagai pemanas nira, penguapan dan masakan dan karena perbedaan panas antara uap kenyang dengan nira encer dan nira kental yang dipanaskan tersebut, maka terjadilah pengembunan yang disebut kondensat. Kondensat tersebut ditampung dan dialirkan ke stasiun boiler, sebagai air pengisi ketel dan air kondensat yangatepatadanabaikadipakaiamemenuhiapersyaratanadenganapHa8,5,azataCaaCO3a2, besiasebagaialogamaFea0,002adanaoksigenasebagaiazataO2a0,02.

b.aAiraDemineralizeraaaaaa aaaaaaaDidapatkan dari raw Water yang telah melalui proses penjernihan dan pemurnian atau proses pemurnian air. Air yang didapatkan dari sumur bor, ditampung pada kolam air, dipompa kedalam tangki penyaringan utama yang berfungsi sebagai penyaring kotoran-kotoran alam misalnya : lumpur, dsb. Setelah melalui sand filter, air diteruskan melaui penyaringan yang kedua yang berfungsi sebagai pelunak air yaitu pengikat kotoran kimia misalnya : Magnesium (Mg) dan Calsium (Ca) yang disebut

(1)

3. Bapak Ir. Raja Harahap, MT, selaku dosen penguji Tugas Akhir yang telah memberikan masukan dan arahan demi perbaikan Tugas Akhir penulis.

4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi, selaku Ketua Departemen Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak dan Ibu dosen pengajar Departemen Teknik Elektro yang telah memberi bekal ilmu dan bimbingan kepada penulis selama perkuliahan. 6. Bapak dan Ibu pegawai administrasi Departemen Teknik Elektro yang

membantu dalam pengurusan administrasi selama perkuliahan sampai penyusunan Tugas Akhir.

7. Bapak J. Ginting dari PT. Socfin Indonesia yang membantu dalam penyusunan Tugas Akhir penulis.

8. Semua mahasiswa elektro stambuk 2012, 2013 dan 2014.

Akhir kata penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir penulis. Akhir kata, semoga Tulisan ini bermanfaat bagi penulis dan semua pihak yang membutuhkannya.

Medan, Agustus 2016

Penulis,

(Michael Sibarani) 120402093

(2)

vi DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... iv

DAFTAR TABEL ... viii

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Batasan Masalah... 2

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Umum ... 4

2.2 Konstruksi Motor Induksi... 4

2.2.1 Stator ... 5

2.2.2 Rotor ... 6

2.3 Medan Putar ... 7

2.4 Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa ... 9

2.5 Rangkaian Ekivalen Pada Motor Induksi ... 11

2.6 Cara Yang Perlu Dilakukan Untuk Mengatur Putaran Pada Motor Induksi Tiga Fasa ... 13

2.7 Hubungan Antara Frekuensi, Kecepatan dan Torsi ... 14

(3)

2.8 Penggunaan Motor Induksi Pada Pompa Air Boiler ... 15

2.9 Penggunaan Motor Induksi Pada Pompa Air Boiler... 18

2.10 Perhitungan Kinerja Pompa ... 20

2.11 Standar Air Umpan Pada Pompa Air Boiler ... 23

2.12 Penggunaan Uap Boiler Pada Generator Turbin Uap ... 25

BAB III. METODE PENELITIAN ... 27

3.1 Tempat dan Waktu ... 27

3.2 Bahan dan Peralatan... 27

3.3 Pelaksanaan Penelitian... 27

3.4 Variabel yang Diamati ... 28

3.5 Flowchart Penelitian ... 29

3.6 Prosedur Penelitian ... 30

3.6.1 Rangkaian percobaan... 30

3.6.2 Prosedur percobaan... 31

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 33

4.1 Umum ... 33

4.2 Data Percobaan... 34

4.2.1 Data percobaan motor induksi mengatur frekuensi ... 34

4.2.2 Data percobaaan motor induksi mengatur tegangan ... 35

4.2.3 Data percobaan dari motor induksi untuk penggerak pada pompa air boiler ... 36

4.2.4 Data pada moto untuk digunakan pada pompa air boiler... 37

(4)

viii 4.3.1 Perbandingan Data Kecepatan Putaran Motor Induksi (Satuan RPM)

Antara Data Hasil Percobaan Dengan Hasil Teori... 37

4.3.1.1 Pengaturan Frekuensi ... 37

4.3.1.2 Pengaturan Tegangan ... 43

4.3.2 Perhitungan Daya Masuk Pada Motor Induksi Tiga Fasa... 48

4.3.3 Perhitungan Daya Keluar Pada Pompa Air Boiler ... 51

4.3.4 Perhitungan Efisiensi Pada Motor Induksi Tiga Fasa ... 60

4.3.5 Grafik Hasil Percobaan ... 64

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 73

5.1 Kesimpulan ... 73

5.2 Saran ... 74

DAFTAR PUSTAKA ... 75

LAMPIRAN ... 77

(5)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Konstruksi umum motor induksi ... 5

Gambar 2.2 Stator ... 5

Gambar 2.3 Rotor sangkar tupai... 6

Gambar 2.4 Konstruksi rotor belitan... 7

Gambar 2.5 Medan putar motor induksi 3 fasa ... 8

Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa ... 12

Gambar 2.7 Gambar rangkaian blok inverter 3 fasa dengan frekuensi dan tegangan aberubah ... 16

Gambar 2.8 Gambar output blok 3 ... 16

Gambar 2.9 Gambar output blok 4 ... 17

Gambar 2.10 Gambar output blok 5 (Sebelum diubah menjadi gelombang sinus) .... 17

Gambar 2.11 Boiler tipe air ... 19

Gambar 3.1 Flowchart Penelitian ... 29

Gambar 3.2 Diagram percobaan pengaturan frekuensi... 30

Gambar 3.3 Diagram percobaan pengaturan tegangan ... 31

Gambar 4.1 Grafik antara beban dengan kecepatan pengaturan frekuensi ... 64

Gambar 4.2 Grafik antara beban dengan kecepatan pengaturan tegangan ... 66

Gambar 4.3 Grafik daya masukan dari motor terhadap debit air ... 67

Gambar 4.4 Grafik daya masukan dari motor terhadap cos phi ... 69

(6)

x DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Data hasil pengukuran perubahan frekuensi terhadap kecepatan putaran .... 34

Tabel 4.2 Data hasil pengukuran perubahan tegangan terhadap kecepatan putaran .... 35

Tabel 4.3 Data masukan dari motor untuk penggerak pada pompa air boiler ... 36

Tabel 4.4 Data dari motor induksi untuk digunakan pada pompa air boiler ... 37

Tabel 4.5 Perhitungan dari data keluar pada pompa air boiler ... 57

Tabel 4.6 Daya masuk yang dibutuhkan untuk pompa air boiler pada debit air ... 58

Tabel 4.7 Data masukan dari motor ke pompa air boiler terhadap beban ... 59

Tabel 4.8 Efisiensi motor induksi terhadap pompa air boiler ... 63

Penggunaan Inverter Untuk Pengaturan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)

LAMPIRAN PRAKTIKUM

PT. SOCFIN INDONESIA

DATA PERCOBAAN TUGAS AKHIR

DAFTAR PUSTAKA

BAB III

METODE PENELITIAN

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

a

Parts

Dokumen yang terkait

Analisa Pengaruh Satu Fasa Stator Terbuka Terhadap Torsi Dan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa ( Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU )

Studi Pemakaian Kapasitor Untuk Menjalankan Motor Induksi Tiga Fasa Pada Sistem Satu Fasa (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

Analisis Karakteristik Motor Induksi Tiga Phasa Sebagai Generator (Aplikasi pada P4TK M edan)

Analisis Starting Motor Induksi Tiga Phasa Pada PT. Berlian Unggas Sakti Tj. Morawa

Penggunaan Inverter Untuk Pengaturan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)

Penggunaan Inverter Untuk Pengaturan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)

Penggunaan Inverter Untuk Pengaturan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)

Penggunaan Inverter Untuk Pengaturan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)

Penggunaan Inverter Untuk Pengaturan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)

Penggunaan Inverter Untuk Pengaturan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan