PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT DENGAN METODE DINAMIS (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

  PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT DENGAN METODE DINAMIS (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

  Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik

  Oleh SAMSON M. TAMBUNSARIBU NIM : 090402086

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

  LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT DENGAN METODE DINAMIS Oleh:

SAMSON M. TAMBUNSARIBU NIM: 090402086

  Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

  Sidang pada tanggal 30 bulan April tahun 2014 di depan penguji:

1) Ir. Eddy Warman M.T : Ketua Penguji 2) Ir. Panusur SML.Tobing : Anggota Penguji

  Disetujui oleh: Pembimbing Tugas Akhir Ir. Syamsul Amien M.S NIP: 195306221981031002

  Diketahui oleh: Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si NIP: 19540531 198601 1 002

  

ABSTRAK

  Motor arus searah (DC) adalah motor yang digerakkan oleh energi listrik arus searah dan menghasilkan energi mekanis dalam bentuk putaran. Motor arus searah digunakan secara luas pada berbagai motor penggerak dan pengangkut dengan kecepatan yang bervariasi. Gerak atau putaran yang dihasilkan oleh motor arus searah diperoleh dari interaksi dua buah medan yang dihasilkan oleh bagian jangkar (armature) dan bagian medan (field) dari motor arus searah .

  Pada prinsipnya motor sangat membutuhkan proses penghentian putaran yang cepat, yang mana proses penghentian ini disebut dengan pengereman. Dalam pengereman ada beberapa metode yang kita kenal, diantaranya adalah metode pengereman dinamis, pengereman regeneratif dan pengereman plugging. Pada tugas akhir ini akan dibahas pengaruh posisi sikat terhadap waktu pengereman pada motor arus searah penguatan shunt dengan menggunakan metode dinamis.

  Dari hasil pengujian dan perhitungan dapat dilihat bahwa perubahan posisi sikat berpengaruh terhadap waktu pengereman. Demikian juga halnya dengan tahanan pengereman, tahanan pengereman berbanding lurus dengan waktu pengereman. Pada pengereman dinamik untuk tahanan pengereman yang sama, waktu pengereman tercepat berada pada posisi sikat -30 yaitu sebesar 2,770 detik dan waktu pengereman terlama berada pada posisi sikat +30 yaitu sebesar 16,657 detik.

  Kata Kunci : sikat, pengereman, motor arus searah shunt, metode dinamis.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Kuasa karena atas berkat dan rahmat-Nya, sehingga Penulis diberikan kemampuan untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini, dengan judul:

  “PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN

PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT

DENGAN METODE DINAMIS”.

  Adapun penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  Penulis menyampaikan rasa bangga dan terimakasih yang sungguh luar biasa kepada kedua orang tua saya, Ayahanda H.Tambunsaribu dan Ibunda D.Sianturi, yang menyayangi dan telah membesarkan saya serta mendidik dan selalu mendoakan saya. Dan juga buat saudara-saudara saya, Bang Deflar B.

  Tambunsaribu, dan adik saya Jasi R. Tambunsaribu, Dian W. Tambunsaribu dan Nesi Tambunsaribu.

  Pada kesempatan ini juga, saya mengucapkan terimakasih banyak kepada : 1. Bapak Ir. Syamsul Amin, M.S selaku dosen pembimbing Penulis yang telah membantu dan membimbing Penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT-USU.

  3. Bapak Ir. Panusur SML. Tobing dan Ir. Eddy Warman, M.T selaku dosen penguji Penulis yang telah membantu dan membimbing Penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

  4. Bapak F. Rizal Batubara, ST. M.Ti selaku dosen wali Penulis yang telah membantu dan membimbing Penulis dalam menjalani masa perkuliahan.

  5. Seluruh staf pengajar dan karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membekali Penulis dengan ilmu pengetahuan selama menjalani perkuliahan.

  6. Teman terbaik saya Nciho A.C Capah. Terimakasih atas dukungan dan doa- doanya. Teman-teman nongkrong Tian, Wanti, Reno, Dedi, David’Birong dan juga Bro Jujur Sitanggang dan Andre Chunk.

  7. Seluruh teman-teman di Ikatan Mahasiswa Dairi.

  8. Sahabat sekaligus teman-teman stambuk 2009 yang tidak dapat disebutkan satu persatu terutama “Sendok Community”.

  9. Teman satu Kerja Praktek Joseph N, Alfonso S, Thanks F.S, Fransisco S.

  10. Jesayas, Raymon, Bambang, Silvester, Rizky, yang telah membantu Penulis dalam mengambil data di laboratorium.

  Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, baik itu dari segi isi maupun susunan tata bahasanya. Untuk itu Penulis dengan tangan terbuka menerima saran dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan tugas akhir ini. Akhir kata, Penulis berharap tugas akhir ini bisa bermanfaat dan menambah wawasan bagi para pembacanya.

  Medan, Maret 2014 Samson M. Tambunsaribu

  

DAFTAR ISI

ABSTRAK ............................................................................................................. i KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii DAFTAR ISI ........................................................................................................ iv DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vi DAFTAR TABEL ............................................................................................. viii

  2.2 Konstruksi Motor Arus Searah.............................................................. 7

  2.6.3 Belitan Kompensasi (Compensating Windings) ...................... 24

  2.6.2 Kutub Bantu (Interpole) .......................................................... 23

  2.6.1 Pergeseran Sikat (Brush Shifting) ........................................... 21

  2.6 Mengatasi Masalah Reaksi Jangkar ................................................... 21

  2.5 Reaksi Jangkar ................................................................................... 18

  2.4 Gaya Gerak Listrik Lawan Pada Motor Arus Searah ......................... 17

  2.3 Prinsip Kerja Motor Arus Searah ....................................................... 13

  2.1 Umum .................................................................................................... 6

  BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1

  BAB II DASAR TEORI ................................................................................... 6

  1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................... 4

  1.5 Metode Penulisan .................................................................................. 4

  1.4 Rumusan Masalah ................................................................................. 3

  1.3 Batasan Masalah.................................................................................... 3

  1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan .............................................................. 2

  1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1

  2.7 Jenis - jenis Motor Arus Searah ......................................................... 24

  2.7.1 Motor Arus Searah Penguatan Bebas ...................................... 24

  4.4 Rangkaian Pengereman Dinamis Motor DC Penguatan Shunt .......... 39

  5.2 Saran Kesimpulan ....................................................................................... 53

  5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 53

  BAB V KESIIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 53

  4.8 Grafik Pengujian Beberapa Posisi Sikat Pada Pengereman Dinamis Motor Arus Searah Penguatan Shunt ................................................. 51

  4.7 Analisa Data Pengujian ...................................................................... 44

  4.6 Data Hasil Pengujian ......................................................................... 41

  4.5 Prosedur Pengujian Pengereman Dinamis ......................................... 40

  4.3 Spesifikasi Motor ............................................................................... 38

  2.7.2 Motor Arus Searah Penguatan Sendiri .................................... 25

  4.2 Peralatan Pengujian ............................................................................ 38

  4.1 Umum ................................................................................................. 37

  BAB IV PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT DENGAN METODE DINAMIS ............ 37

  3.4 Pengereman Dinamis........................................................................... 33

  3.3 Pengereman Regeneratif ..................................................................... 32

  3.2 Pengereman Plugging.......................................................................... 31

  3.1 Umum .................................................................................................. 30

  BAB III PENGEREMAN MOTOR ARUS SEARAH .................................. 30

  DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 54

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konstruksi Motor Arus Searah (DC) ................................................... 7Gambar 2.2 Konstruksi Motor Arus Searah (DC) Bagian Stator............................. 8Gambar 2.3 Konstruksi Motor Arus Searah (DC) Bagian Rotor ............................. 8Gambar 2.4 Konstruksi Kutub dan Penempatannya ................................................ 9Gambar 2.5 Sikat Pada Motor DC ....................................................................... 10Gambar 2.6 Inti Jangkar yang Berlapis-lapis ........................................................ 12Gambar 2.7 Komutator .......................................................................................... 13Gambar 2.8 Pengaruh Penempatan Konduktor Yang Dialiri Arus Listrik Dalam

  Medan Magnet ................................................................................... 13

Gambar 2.9 Kaidah Tangan Kanan ....................................................................... 14Gambar 2.10 Prinsip Perputaran Motor Arus Searah ............................................ 15Gambar 2.11 Aturan Tangan Kiri Untuk Prinsip Kerja Motor DC ....................... 16Gambar 2.12 Fluksi yang Dihasilkan oleh Kumparan Medan .............................. 18Gambar 2.13 Fluksi yang Dihasilakn oleh Kumparan Jangkar ............................. 19Gambar 2.14 Hasil Kombinasi Antara Fluksi Medan dan Fluksi Jangkar ............. 20Gambar 2.15 Pelemahan GGM Akibat Pergeseran Bidang Netral ....................... 22Gambar 2.16 Kumparan Mesin DC yang Dilengkapi dengan Kutub Bantu ........ 23Gambar 2.17 Motor Arus Searah Penguatan Bebas ............................................... 24Gambar 2.18 Motor Arus Searah Penguatan Shunt ............................................... 26Gambar 2.19 Motor Arus Searah Penguatan Seri ................................................. 27Gambar 2.20 Motor Arus Searah Penguatan Kompond Pendek ........................... 28Gambar 2.21 Motor Arus Searah Penguatan Kompond Panjang ........................... 29Gambar 3.1 Rangkaian Pengereman Plugging dengan Membalik Arus Jangkar .. 32Gambar 3.2 Pengereman Dinamis pada Motor Arus Penguatan Shunt ............... 33Gambar 3.3 Rangkaian Pengereman Dinamis Dilengkapi dengan Rangkaian

  Kontrolnya ........................................................................................ 35

Gambar 4.1 Rangkaian Pengereman Dinamis Motor DC Penguatan Shunt .......... 39

  

DAFTAR TABEL

  Tabel 4.1a Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -30 ............................ 41 Tabel 4.1b Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -20 ............................ 41 Tabel 4.1c Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -10 ........................... 42 Tabel 4.1d Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat 0 ............................... 42 Tabel 4.1e Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat +20 ........................... 43 Tabel 4.1f Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat +30 ........................... 43 Tabel 4.2a Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -30 ....... 45 Tabel 4.2b Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -20 ...... 46 Tabel 4.2c Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -10 ...... 47 Tabel 4.2d Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat 0 .......... 48 Tabel 4.2e Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat +20 ...... 50 Tabel 4.2f Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat +30 ...... 51