TUGAS AKHIR - Pengaruh Pengaturan Kecepatan Menggunakan Metode Pengaturan Fluksi Terhadap Efisiensi Pada Motor Arus Searah Kompon
TUGAS AKHIR PENGARUH PENGATURAN KECEPATAN MENGGUNAKAN METODE PENGATURANFLUKSITERHADAP EFISIENSI PADA MOTOR ARUS SEARAH KOMPON
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Oleh
BAMBANG HIDAYAT NIM:100402006 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
KATA PENGANTAR
Dengan Nama Allah Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia yang dilimpahkan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul
:
PENGARUH PENGATURAN KECEPATAN MENGGUNAKAN METODE
PENGATURAN FLUKSI TERHADAP EFISIENSI PADA MOTOR ARUS SEARAH
KOMPON
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang wajib dipenuhi untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu Almarhum Ayah Soerip N tercinta dan Ibunda tercinta Tasmiah yang senantiasa mencurahkan kasih sayang dan doa yang tiada terhitung kepada penulis serta tiada bosan-bosannya mengasuh, mendidik, dan membimbing penulis dari sejak lahir hingga sekarang
Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.
Bapak Ir.Syamsul Amien , M.S selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing, membantu dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak DR.Ali Hanafiah Rambe, ST,MT selaku Dosen Wali penulis yang telah membimbing dan mengarahkan penulis selama masa perkuliahan.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msiselaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT-USU, dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT- USU.
4. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi Listrik FT- USU yang telah memberi izin riset di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU.
5. Om Isroi Tanjung, ST (Om Roy) selaku Pegawai di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU yang telah banyak membantu penulis selama menjalani masa perkuliahan.
6. Seluruh Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik ElektroFT-USU.
7. Mahraniy, seorang teman, sahabat, dan penyemangat yang istemewa. Terima kasih atas semua bantuannya,motivasi dan dukungan yang luar biasa serta doanya kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini 8. Semua Keluarga Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU, Djaka Cindy Djamin
,Zulfahmi Dhuha ,Diky Ikhsan,Aspar Nasution serta M.Zein 9. Kak meirina,Bang Parlin’08,Bang Syarief’08,Bg Baychan’07,Bg borong’07,Bg irvan
Rosicky’08,Bang Bundel’09 serta Bang Marfans’09 yang mau berbagi pengalaman kepada penulis sehingga Penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Sahabat-sahabat terbaikku angkatan 2010Irsyad (yang katanya mirip tapir), Adi Hutasuhut,Yudha,Riki(bosski),Lutphi,Enda,Deni,Hendra,Kevin(kribo),Suhendri,Dilla,Sy lvester,Andika Kangen Band,Fontes,Sesep dan Yang lain yang tak bisa disebutkan satu persatu terimakasih astas semuanya 11. Teman-temanKP di PLN sektor Belawan “Tim pencari Signal” Rizky
Kurniawan,Selamat Aryadi dan Cahya Ramadani terimakasih atas semua bantuannya dan kapan kita berebut signal lagi
12. Junior-juniorku yang baik hati,Yusmanita hanim’13,Yaumi’13,Dona’13,Elsya’13,Eli’12,
Muadzah’12,Yohana’13,Maria’13,Emir’11,Rico’11,Gading’12 dan serta adik-adik junior yang telah membagi ilmu kepada penulis.
13. Seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung selama menjalani masa perkuliahan di Departemen Teknik Elektro FT-USU.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir ini.Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis pribadi dan juga semua pihak yang membutuhkannya.
Medan, Mei2014 Penulis
Bambang Hidayat
ABSTRAK
Di dalam industri motor arus searah penguatan kompon digunakan untuk menggerakkan beban yang memiliki putaran relatif kostan.pengaturan putaran pada motor arus searah kompon mutlak dilakukan untuk mendapatkan putaran yang bervariasi sesuai kebutuhan maka ada beberapa cara yang bisa digunakan dan salah satunya adalah metode pengaturan kecepatan motor dengan menggunakan metode pengaturan fluksi(Ø) dengan cara menambahkan tahanan pada kumparan medan sehingga arus yang mengalir dapat diatur. penambahan tahanan pada metode tersebut maka dapat merubah besaran-besaran yang pada motor tersebut terutama pada efisiensi motor.maka dari itu dalam tugas akhir ini penulis menganilis seberapa besar pengaruh pengaturan kecepatan menggunakan metode pengaturan fluksi terhadap efisiensi pada motor arus searah kompon sehingga didapat jenis motor searah kompon yang memiliki efisiensi terbaik.berdasarkan hasil penelitian didapat bahwa semakin cepat putaran motor arus searah maka efisiensi juga cenderung meningkat.pada motor arus searah kompon pendek didapat putaran tertinggi dengan 1900 Rpm dengan efisiensi sebesar 45,65% sedangkan pada motor searah kompon panjang memiliki putaran tertinggi 1850 Rpm dengan efisiensi sebesar 43,14%.
Kata kunci :fluksi putaran,efisiensi
DAFTAR ISI
.................................................................................... i
KATA PENGANTAR ABSTRAK ...................................................................................................... iv DAFTAR ISI ................................................................................................... v
..................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...........................................................................................
1 1.2 Perumusan Masalah……………………………………………………. .
2 1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan ...................................................................
2 1.3 Batasan Masalah ........................................................................................
3 1.4 Metode Penulisan .......................................................................................
3 1.5 Sistematika Penulisan ...............................................................................
4 BAB II MOTOR ARUS SEARAH 2.1 Umum ........................................................................................................
6 2.2 Konstruksi Motor Arus Searah ..................................................................
7 2.3 Prinsip Kerja Motor Arus Searah ...............................................................
11 2.4Reaksi Jangkar ...........................................................................................
15 2.5 Jenis-Jenis Motor Arus Searah...................................................................
18 2.5.1 Motor Arus Searah Penguatan Bebas .................................................
19 2.5.2 Motor Arus Searah Penguatan Sendiri ...............................................
20 2.5.2.1 Motor Arus Searah Penguatan Seri .........................................
20
2.5.2.2 Motor Arus Searah Penguatan Shunt .......................................
32 2.8.2 Metode Pengaturan Fluksi ..................................................................
47
46 3.5.1Percobaan pengaturan kecepatan tanpa beban ...............................
45 3.5Rangkaian Pengambilan Data .....................................................................
44 3.4 Peralatan yang digunakan ..........................................................................
42 3.3 Langkah-Langkah Penilitian ......................................................................
43 3.2 Metode pengumpulan data .........................................................................
42 BAB III METODE PENELITIAN 3.1Tempat dan Waktu ......................................................................................
41 2.9.2Efesiensi Elektris .....................................................................................
40 2.9.1Efesiensi Mekanis ....................................................................................
36 2.9Efisiensi Motor DC Kompon ......................................................................
35 2.8Rugi-Rugi Motor DC ..................................................................................
33 2.8.3 Metode Ward Leonard ............................................................................
31 2.8.1 Metode Pengaturan Tahanan Jangkar ................................................
21 2.5.2.3 Motor Arus Searah Penguatan Kompon ..................................
30 2.8Metode Pengaturan Kecepetan Motor DC ..................................................
29 2.7.3 Karakteristik Torsi – Putaran (T/n) ...................................................
a ) ......................................
2.7.2 Karakteristik Putaran – Arus Jangkar (n/I
28
a
)...........................................2.7.1 Karakteristik Torsi – Arus Jangkar (T/I
27
26 2.7 Karakteristik Motor Arus Searah Penguatan Kompon .............................
24 2.6Gaya Gerak Listrik Lawan Pada Motor Arus Searah .................................
23 2.5.2.3.2 Motor Arus Searah Penguatan Kompon Panjang .........
22 2.5.2.3.1 Motor Arus Searah Penguatan Kompon Pendek ...........
3.5.21Percobaan pengaturan kecepatan berbeban................................ 48
3.6Prosedur Percobaan ....................................................................................
48 3.6.1Percobaan pengaturan kecepatan tanpa beban ...............................
48
3.6.21Percobaan pengaturan kecepatan berbeban................................ 49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum ........................................................................................................
50 4.2 Hasil Penelitian ..........................................................................................
50 4.2.1Data Pengujian ...............................................................................
51 4.3Analisis Data Pengujian ..............................................................................
52 4.4 Grafik Hasil Pengujian ...............................................................................
58 4.4.1 Grafik Pengujian Motor DC Penguatan Kompon Pendek ................
58 4.4.2 Grafik Pengujian Motor DC Penguatan Kompon Panjang ................
60 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ................................................................................................
63 5.2 Saran ....................................................................................................... ..
64 DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
65
DAFTAR GAMBAR
Konstruksi motor arus searah bagian stator
Gambar 2.1
Konstruksi motor arus searah bagian rotor
Gambar 2.2
Gambar 2.3 Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan magnetPrinsip perputaran motor arus searah
Gambar 2.4
Gambar 2.5 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan medanFluksi yang dihasilkan oleh kumparan jangkar
Gambar 2.6
Hasil kombinasi antara fluksi medan dan fluksi jangkar
Gambar 2.7
Gambar 2.8 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan bebasRangkaian ekivalen motor arus searah penguatan seri
Gambar 2.9
Gambar 2.10 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan shuntRangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon pendek
Gambar 2.11
kumulatif (bantu)
Gambar 2.12 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon pendekdifferensial (lawan)
Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon panjangkumulatif (bantu)
Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon panjangdifferensial (lawan) Kurva karakteristik torsi – arus jangkar (T/I )
Gambar 2.15 a
Gambar 2.16 Kurva karakteristik putaran – arus jangkar (n/I )a
Kurva karakteristik torsi – putaran (T/n)
Gambar 2.17
Gambar 2.18 Rangkaian Ekivalen Metode Tahanan JangkarGambar 2.19 Rangkian Ekivalen Penambahan Tahanan Seri medan ShuntGambar 2.20
Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shunt Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan berbeban
Gambar 4.3
Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shunt Kompon Pendek
Gambar 4.2
medan shunt Kompon Pendek
Gambar 4.1 Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan padaMotor Dc Kompon panjang keadaan berbeban
Gambar 3.8 Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shun dan jangkart PadaMotor Dc Kompon panjang keadaan tanpa beban
Gambar 3.7 Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shun dan jangkart PadaGambar 3.6
Rangkaian Ekivalen Penambahan tahanam Seri Medan Shunt dan Jangkar
Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shunt Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan tanpa beban
Gambar 3.5
Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shun dan jangkart Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan berbeban
Gambar 3.4
Motor Dc Kompon panjang keadaan tanpa beban
Gambar 3.3 Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shun dan jangkart PadaKompon panjang keadaan berbeban
Gambar 3.2 Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shunt Pada Motor DcRangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shunt Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan tanpa beban
Gambar 2.21 Diagram Aliran Daya Motor DC Gambar 3.1Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shunt Kompon Pendek
Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
Gambar 4.4
medan shuntdan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Pendek Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
Gambar 4.5
medan shunt dan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Pendek
Gambar 4.6 Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan padamedan shuntdan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Pendek
Gambar 4.7 Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan padamedan shuntdan jangkar(tahanan Jangkar berubah) Kompon Pendek Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
Gambar 4.8
medan shunt dan jangkar(tahanan Jangkar berubah) Kompon Pendek Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
Gambar 4.9
medan shuntdan jangkar(tahanan jangkar berubah) Kompon Pendek Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
Gambar 4.10
medan shunt Kompon Panjang
Gambar 4.11 Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan padamedan shunt Kompon Panjang
Gambar 4.12 Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan padamedan shunt Kompon Panjang
Gambar 4.13 Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan padamedan shuntdan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Panjang Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
Gambar 4.14
medan shunt dan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Panjang Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
Gambar 4.15
medan shuntdan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Panjang
Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
Gambar 4.16
medan shuntdan jangkar(tahanan Jangkar berubah) Kompon Panjang Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
Gambar 4.17
medan shunt dan jangkar(tahanan Jangkar berubah) Kompon Panjang
Gambar 4.18 Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan padamedan shuntdan jangkar(tahanan jangkar berubah) Kompon Panjang
DAFTAR TABEL
Tipe dan jenis kerugian Motor DC
Tabel 2.1
Tabel 2.2 Kerugian-kerugian pada mesin DCData hasil pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan Medan Shunt
Tabel 4.1
pada Motor DC Kompon Pendek tanpa beban Data hasil pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan Medan Shunt
Tabel 4.2
pada Motor DC Kompon Pendek berbeban
Tabel 4.3 Data hasil pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan Medan Shuntpada Motor DC Kompon Panjang tanpa beban
Tabel 4.4 Data hasil pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan Medan Shuntpada
Tabel 4.5 Hasil analisis Data pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan MedanShunt pada Motor DC Kompon Pendek Hasil analisis Data pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan Medan
Tabel 4.6
Shunt pada Motor DC Kompon Panjang