View of TE MOTOR INDUKSI 3 PHASA SEBAGAI PENGGERAK MESIN WINDER ACW
MOTOR INDUKSI 3 PHASA SEBAGAI PENGGERAK MESIN WINDER ACW
1
2 Yaya Finayani , Muhammad Alhan
1. Teknik Elektro, Politeknik Pratama Mulia , Surakarta 57149, Indonesia
2.Teknik Elektro, Politeknik Pratama Mulia , Surakarta 57149, Indonesia
ABSTRACT
Winder ACW (Automatic Craft Winder) merk BARMAG the function is
roll of the yarn, Winder ACW machine have five motor, this contol speed motor
induction is inverter, the inverter voltage 590Vdc. In this Aplication the function
of inverter to keep motor stabilitation match with nessecary speed. The function
Inverter the difference voltage DC to AC. The inverter circuit to purpose motor 3
phase speed control that is PWM circuit. Function base Inverter most the
difference is function Frq (frequency), function drv (drive), function acc
(accelerations), and function dcc (deceleration). One of the developed system is 3
phase induction motor, to make the modern system so the vector control method
was developed to solve the weaknees in induction motor. In this inverter system
as one component used by industry machine as one Winder ACW Machine. .Keyword: induction motor, winder ACW machine, automatic craft winder,
winderPENDAHULUAN sangat berperan penting dalam kehidupan manusia terutama Perkembangan teknologi di dalam menyelesaikan suatu bidang elektronika mengalami pekerjaan. Semakin pesat perkembangan dan kemajuan perkembangan teknologi yang sangat pesat, sehingga elektronika sekarang juga secara otomatis berpengaruh pada berdampak di dunia industri, pola pikir dan cara hidup terutama pada industri tekstil manusia. Perkembangan teknologi yang membutuhkan inovasi guna
77 memenuhi target produksi yang tidak mungkin di lakukan manusia dengan waktu yang rilatif singkat. Di dalam proses produksi indutri tekstil terutama dalam proses pembuatan benang banyak sekali di jumpai aplikasi penggunaan komponen elektronika, baik berkaitan dengan arus kuat maupun arus produksi benang harus melalui beberapa tahap, salah satunya adalah proses penggulungan benang yang sesuai dengan kebutuhan produksi. Proses penggulungan benang di sebut dengan istilah “winding”, dan proses tersebut di lakukan dengan menggunakan mesin winder. Pada mesin Winder terdapat 5 buah motor 3 phasa,antara lain motor spindle 1, motor spindle 2, motor traverse, motor contact pressure roll, dan motor rotor/brake sehingga proses produksi dapat mencapai tingkatan yang maksimal tanpa harus membuang waktu untuk menghambat proses produksi benang yang berkualitas tinggi. PT. MUTU GADING TEKSTIL adalah perusahaan yang bergerak di bidang tekstil produksi benang.Perusahaan tersebut memiliki beberapa bagian, yang salah satunya adalah bagian spinning department.
Dimana pada department spinning di lakukan proses produksi dari bahan mentah yang di namakan CHIP yaitu Polyester yang di olah menjadi benang yang berkualitas tinggi, dalam proses produksi ini di lakukan oleh beberapa mesin yang salah satunya mesin winder ACW. Dengan sistem elektronika yang bekerja secara otomatis di masalah yang di hadapi menyangkut jumlah produksi benang di PT. MUTU GADING TEKSTIL. Dengan memanfaatkan kerja dari motor 3 phasa pada system penggulungan benang maka hasil produksi dapat di tingkatkan sesuai dengan kebutuhan.
TUJUAN Mendeskripsikan kerja motor induksi
3 phasa sebagai penggerak mesin winder ACW di PT. MUTU GADING TEKSTIL Jl Solo-Purwodadi km 11 Karanganyar sehingga diperoleh informasi ilmiah tentang aplikasi motor listrik di industri khususnya industri tektil yang meliputi cara kerja dan perawatan perbaikan (trouble shotting). Selain itu juga didapat mengetahui perangkat- perangkat elektronik di industri. METODOLOGI kumparanya, sehingga bodi Teknik Pengumpulan motornya harus lebih besar. Data/Informasi Untuk mengatasi hal ini maka Data atau informasi diperoleh dari tegangan motor harus dinaikkan, pengamatan langsung di industri di mana rumus untuk mencari (PT. MUTU GADING TEKSTIL) arus adalah berbanding lurus tentang mesin Winder ACW, dengan tegangan motor . bagian-bagian mesin, rangkaian penggerak, motor listrik, bagian pengendali mesin, serta trouble Keuntungan dan Kerugian juga ditambah dari buku-buku Keuntungan : referensi baik dari perpustakaan
1. Konstruksi sangat kuat maupun dari internet. dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar.
2. Harganya relatif murah DASAR TEORI dan kehandalannya
A. Motor Induksi 3 phasa tinggi
Motor induksi adalah suatu mesin
3. Efisiensi relatif tinggi listrik yang merubah energi pada keadaan normal, listrik menjadi energi gerak ( tidak ada sikat sehingga mekanik ) dengan menggunakan rugi gesekan kecil. medan listrik dan mempunyai
4. Biaya pemeliharaan slip antara medan stator dan rendah karena medan rotor. pemeliharaan motor
Motor induksi tiga phase pada hampir tidak diperlukan. umumnya banyak digunakan pada industri. Untuk motor
Kerugian berkapasitas 200 KW biasanya
1. Kecepatan tidak mudah dirancang dengan tegangan dikontrol rendah sedangkan untuk kapasitas
2. Power faktor rendah pada di atas 200 KW ke atas dengan beban ringan tegangan menengah. Hal ini
3. Arus start biasanya 5 dikarenakan semakin besar motor, sampai 7 kali dari arus tentu arusnya pun semakin besar, nominal yang berarti harus mamakai kawat yang besar sebagai Konstruksi Motor 3 Phasa Konstruksi motor induksi 3 phasa terdiri dari: a. Stator Stator adalah bagian dari mesin yang tidak berputar dan terletak pada bagian luar. Dibuat dari besi bundar berlaminasi dan mempunyai alur sebagai tempat meletakkan kumparan.
Konstruksi stator terdiri dari :
1. Rumah stator dari besi tuang.
2. Inti stator dari besi lunak atau baja silicon.
3. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempat meletakan belitan.
4. Belitan stator dari tembaga. Belitan sator dirangkai untuk motor induksi tiga fasa tetapi juga dapat di rangkai untuk motor induksi satu fasa, disamping itu juga dirangkai untuk jumlah kutub tertentu.
b. Rotor Adalah bagian dari mesin yang berputar bebas dan letaknya bagian dalam. Terbuat dari besi laminasi yang mempunyai slot dengan batang alumunium / tembaga yang dihubungkan singkat pada ujungnya .
Konstruksi rotor terdiri dari :
1. Inti rotor bahannya sama dengan inti stator.
2. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempa meletakan belitan.
3. Belitan rotor bahannya dari tembaga, dari konstruksi lilitan akan memberikan dua macam rotor yakni : Motor induksi dengan rotor sangkar Motor induksi dengan rotor belitan 4. Poros atau as.
Rotor dan stator membentuk rangkaian magnetis, berbentuk silindris yang simetris dan diantaranya terdapat celah udara. Celah udara antara stator dan rotor, kalau terlalu luas maka effisiensi rendah, sebalikanya jika terlalu sempit menimbulkan kesukaran mekanis pada mesin. apabila ada beda perputaran maka akan menimbulkan slip.
B. Mesin Winder ACW Mesin Winder ACW merk “BARMAG” adalah suatu mesin yang berfungsi untuk melakukan proses penggulungan benang setelah benang tersebut melalui proses pengolahan dari CHIP ( Polyester ) menjadi gulungan benang yang sesuai dengan berat dari gulungan benang yang sesuai standart dari PT. MUTU sudah automatisasi,karena pada GADING TEKSTIL. system kendali mesin sudah Proses produksi benang di PT. dicontrol secara otomatis, selain MUTU GADING TEKSTIL di menggunakan dan menggerakkan lakukan di Departement spinning, motor 3 phasa mesin ini juga proses pembuatan benang adalah memanfaatkan kerja dari system sebagai berikut : pneumatic dengan menggunakan angin sebagai pendukungnya, CHIP CRISTALIZER DRYER untuk mengontrol katup yang di (Polyester) (pemisahan) (pengeringan) gunakan untuk peralatan terdapat 5 buah motor 3 phasa NOOZLE (Penggerak OILING EXTRUDER (Pemompa bahan SPIN PUMP yaitu motor spindle 1, motor (pemberian bahan utama) oli) utama) spindle 2, motor traverse, motor contact pressure roll,dan motor WINDER rotor/brake system kerja dari MACHINE mesin winder tersebut adalah (penggulungan benang yang masih kering dan keras karena bahan utama yang di keringkan pada dryer di pompa untuk diberikan oli agar benang yang kering dapat menjadi benang yang lembut. Benang di umpankan pada mesin winder yang didalamnya terdapat yarn
Gambar 1. Skema proses break detector yang berfungsi pembuatan benang untuk mendeteksi benang umpan agar benang tersebut tidak putus
Dalam proses penggulungan saat proses penggulungan, benang menggunakan mesin sehingga dapat menghentikan Winder ACW “BARMAG” yang proses produksi. Dalam mesin di buat oleh perusahaan winder yaitu mesin yang BARMAG, JERMAN. Mesin ini di menggunakan motor 3 phasa pandang lebih efisien dalam sebagai komponen utama untuk penggunaannya, di banding mesin proses penggulungan benang, ada tipe sebelumnya, yaitu Winder 5 buah motor 3 phasa dalam ACW. Sistem kerja dari mesin mesin winder ACW, diantaranya :
Motor Traverse Adalah motor induksi 3 phasa yang berfungsi untuk menggerakkan benang agar selalu dideteksi oleh Yarn Break Detector, motor traverse adalah motor yang mempunyai Daya 0,57 Kw yang menghasilkan putaran 4.400 rpm, memiliki frekuensi 220 Hz, memiliki arus 330V.
Motor Contact Pressure Roll Adalah motor induksi 3 phasa yang berfungsi untuk mengatur agar gulungan dapat stabil dan rapi, motor contact pressure roll adalah motor yang mempunyai Daya 2,9 Kw yang menghasilkan putaran 14.830 rpm, memiliki frekuensi 250 Hz, memiliki arus 5,5 A, dan mempunyai tegangan 380V.
Motor Spindle 1 dan Spindle 2 Adalah Motor Induksi 3 phasa yang merupakan motor utama dalam mesin Winder ACW yang mempunyai fungsi sebagai penggerak bobbin chuks yaitu alat yang digunakan untuk tempat paper tube sebagai proses penggulungan benang, pada dasarnya motor tersebut bekerja secara bergantian setelah salah satu dari bobbin chuks telah selesai proses penggulungan benang, motor soindle 1 dn spindle 2 adalah motor yang mempunyai Daya 4,2 Kw, yang menghasilkan putaran 20.750 rpm, memiliki frekuensi 350 Hz, memiliki arus 75 A, dan mempunyai tegangan 380V.
Motor Rotor/Brake Adalah motor 3 phasa yang agar motor spindle 1 dan spindle 2 terjadi perpindahan posisi dan motor spindle 1 dan spindle 2 dapat bergantian dalam melakukan proses penggulungan benang, motor rotor/brake adalah motor 0,035 Kw yang menghasilkan putaran 405 rpm, memiliki frekuensi 50 Hz, memiliki arus 3,04 A, dan mempunyai tegangan 63V.
Dalam mesin winder juga terdapat Sensor Proximity Switch yang berfungsi untuk mengatur dan mendeteksi volume gulungan benang agar gulungan tersebut mempunyai berat yang sesuai standart PT. MUTU GADING TEKSTIL.
Benang
umpan Yarn Break detector Penggulu ngan Hasil gulungan DownGrade Texturiz ing Tidak ya Gambar 2. Sistem Penggulungan Pada Mesin Winder
Proses Penggulungan akan berlangsung apabila benang umpan yang sudah mendapatkan oli terpasang secara Break Detector. Sistem Kerja dari Yarn break detector apabila mendeteksi benang maka akan berlogika 1 dan lampu indicator akan menyala kerena resistansi pada yarn break detector naik, dan apabila yarn break detector tidak mendeteksi benang atau benang putus maka akan berlogika 0 dan lampu akan mati kerena resistansi pada yarn break detector turun. Untuk memaksimalkan gulungan benang maka kecepatan motor harus sesuai dengan standar pabrikan yaitu BARMAG, Pada mesin winder terdapat pengendali mesin termasuk pengendali kecepatan motor yang disebut “Winder Inverter Sistem”, yang berfungsi untuk mengendalikan mesin dan juga motor 3 phasa. Pada mesin mempunyai tegangan input DC-BUS sebesar 590Vdc Dan input fuse sebesar 25A, untuk arus inverter pada motor traverse 6A, arus inverter pada motor rotor/brake 6A, Arus inverter pada motor spindle 1 dan 2 total sebesar 33A, dan untuk arus pada inverter pressure roll sebesar 9A. Di samping Winder Inverter Sistem sebagai pengendali motor, maka pada motor masing-masing mepunyai speed sensor untuk Bagian dari mesin winder ini akan di pergunakan untuk memutar bobbin chuks, Yang di gunakan sebagai penggulung benang, ketika pemasangan paper tube telah di lakukan maka proses penggulungan akan di mulai. Bobbin Chuks terpasang berhubungan dengan motor spindle 1 dan spindle 2 motor pada mesin winder ACW menggunakan motor induksi 3 phasa dan kecepatannya di control inverter.
HASIL DAN PEMBAHASAN Prinsip Kerja Mesin Winder ACW Mesin Winder ACW adalah mesin yang digunakan untuk proses penggulungan benang, yang digunakan sebagai penggerak adalah motor induksi 3 phasa, pada motor 3 phasa mempunyai rangkaian pengendali yang berfungsi untuk mengendalikan kecepatan motor tersebut yaitu inverter. Inverter tersebut mengendalikan dari system kerja motor pada mesin winder secara keseluruhan, dan prinsipkerja dari inverter adalah mengubah tegangan DC menjadi AC,dimana tegangan dan frekuensinya dapat diatur. Didalam diagram dari mesin kerja dari mesin winder ACW, dalam diagram tersebut dapat dijelaskan tegangan dari power signal input atau DC BUS di alirkan menuju ke operating panel, conection board rear, power board motor 3 phasa, system kerja dari mesin tersebut adalah benang yang diumpankan dari oiling noozle akan dideteksi oleh Yarn Break Detector dan di gerakkan agar benang dapat selalu terdeteksi oleh Yarn Break Detector. Setelah benang tersebut terdeteksi oleh Yarn Break Detector dan tidak terjadi putus pada benang, selanjutnya benang tersebut dirapikan dan distabilkan gulungannya oleh motor contact pressure roll. Lalu benang di gulung oleh motor Spindle dalam mesin winder dan berhenti melakukan proses penggulungan saat benang tersebut mencapai volume berat yang sesuai standart dari pabrik. Dalam sistem pengendali kecepatan motor yaitu inverter dan ada dua jenis Inverter yang umum digunakan pada system mesin industry yaitu :
a. Inverter dengan frekuensi dan tegangan keluaran yang konstan CVF (Constant
b. Inverter dengan frekuensi dan tegangan keluaran yang berubah-ubah ( variable ). Umumnya Inverter dengan frekuensi dan tegangan keluaran berubah-ubah di gunakan pada pemakaian khusus untuk mengaendalikan suatu motor 3 phasa maupun motor 1 phasa. Trouble Shotting Mesin Winder ACW Trouble shotting pada mesin Winder ACW diantaranya adalah : Kerusakan Pada Yarn Break Detector Yarn Break Detector adalah sebuah alat yang digunakan sebagai pendeteksi benang umpan yang di gulung oleh mesin winder agar dapat diketahui benang tersebut putus atau tidak sehingga dapat menghambat proses penggulungan benang. Proses Penggulungan akan berlangsung apabila benang umpan yang sudah mendapatkan oli terpasang secara teratur dan terdeteksi oleh Yarn Break Detector. Sistem Kerja dari Yarn break detector apabila mendeteksi benang maka akan berlogika 1 dan lampu indicator akan menyala kerena resistansi pada yarn break detector naik, tidak mendeteksi benang atau benang putus maka akan berlogika 0 dan lampu akan mati kerena resistansi pada yarn break detector turun. Saat terjadi kerusakan dapat diketahui dengan matinya lampu indicator pada Yarn Break Detector, untuk memperbaiki agar mesin dapat bekerja dengan baik yaitu dengan mengganti Yarn Break Detector yang telah disediakan oleh Pabrikan mesin Winder yaitu Barmag. Kerusakan pada Operating Panel Pada saat terjadi kerusakan pada operating panel mesin winder mesin akan sulit dikendalikan karena tombol perintah untuk mengendalikan kinerja dari mesin Winder ACW sehingga dapat menghambat proses penggulungan benang, untuk dapat memperbaiki mesin agar dapat dikendalikan agar proses penggulungan benang lancar yaitu dengan mengganti opreting panel yang tlah di sediakan oleh pabrikan Barmag.
Kerusakan pada speed sensor Setiap motor yang terdapat pada speed sensor yang di gunakan untuk mendeteksi kecepatan masing-masing motor apabila diketahui saat rpm motor tidak sesuai dengan yang terdapat pada computer interface kemungkinan speed sensor yang terdapat pada motor tersebut rusak, sehingga motor tidak berputar sesuai dengan standar rpm, untuk itu dapat memperbaikinya dengan mengganti speed sensor yang telah disediakan oleh pabrikan Barmag. Kerusakan pada sensor proximity switch Sensor proximity switch berfungsi untuk mengatur dan mendeteksi volume gulungan benang agar gulungan tersebut mempunyai berat yang sesuai standart PT. MUTU GADING TEKSTIL. Apabila pada saat proses penggulungan sebelum benang mencapai volume yang diinginkan dan mesin sudah berhenti melakukan proses produksi, terjadi kemungkinan Service Book Winder ACW merk sensor proximity switch BARMAG di PT MUTU bermasalah untuk memperbaiki GADING TEKSTIL. mesin agar dapat menghentikan proses P.M. Patil, J.V. Kulkarni and D. produksi sesuai dengan standart
B. Kshirsagar, A Noble volume berat yang diinginkan firing scheme for three- yaitu dengan mengganti sensor phase controllers, In proximity switch yang di sediakan Proceedings of
Computer Applications in Electrical Engineering
Kesimpulan Recent Advances (CERA01) held at IIT Roorkee, pp412-
phasa dengan rangkaian Inverter biasanya P.M. Patil, Speed Control of 3- menggunakan rangkaian phase induction motor using modulasi lebar pulsa PWM. pulse width modulated
Winder ACW inverter, A dissertation
2. Mesin mempunyai 5 buah motor report submitted to yang keseluruhan masing- Marathwada university, masing kecepatan motor di Aurangabad, 1993. ACSE kendalikan inverter yang Journal, Volume (6), Issue mempunyai tegangan input (3), Oct. , 2006. sebesar 590Vdc.
C. Alton & R. Sundararajan. DAFTAR PUSTAKA (2004). Simple MOSFET-
Based High-Voltage Wiring Diagram Winder ACW Nanosecond Pulse Circuit. merk BARMAG di PT
IEEE Transactions on MUTU GADING Plasma Science, Vol. 32, TEKSTIL. No. 5, Oct 2004.