Start Motor Dc Shunt Dan Motor Dc Seri Dengan Thyristor Controller Sesuai Dengan Respon Arus Start
START MOTOR DC SHUNT DAN MOTOR DC SERI DENGAN
THYRISTOR CONTROLLER SESUAI DENGAN RESPON ARUS START
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh
EVAN F.O. MANURUNG
NIM : 090402051
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
START MOTOR DC SHUNT DAN MOTOR DC SERI DENGAN
THYRISTOR CONTROLLER SESUAI DENGAN RESPON ARUS START
Oleh :
EVAN F.O. MANURUNG
NIM : 090402051
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 18 Bulan November Tahun 2015 di depan penguji :
1. Ketua Penguji
2. Anggota Penguji
: Ir. Riswan Dimzi, M.T.
: Ir. Raja Harahap, M.T.
Disetujui Oleh:
Pembimbing Tugas Akhir
(Ir. Syamsul Amin, MS)
NIP : 195306221981031002
Diketahui Oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik USU
(Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si.)
NIP : 19540531 198601 1 002
\
ABSTRAK
Motor listrik adalah mesin yang mengkonversi energi listrik ke energi mekanik.
Ketika motor tidak bekerja maka tidak akan ada ggl balik yang dihasilkan pada
armatur. Jika tegangan supply diberikan secara penuh pada armatur , armatur akan
menyerap arus yang sangat besar karena tahanan armatur yang relatif kecil. Arus
yang besar ini akan mentrip fuse dan akan merusak komutator dan sikat motor.
Untuk mencegah hal ini, sebuah tahanan tambahan diberikan secara seri pada
armatur (sepanjang durasi periode start, misalkan 5 sampai 10 detik) yang akan
membatasi arus start ke nilai yang aman. Tahanan starting akan berkurang secara
bertahap ketika motor mencapai kecepatan dan menghasilkan ggl balik yang dapat
mengatur kecepatannya sendiri. Tugas akhir ini mensimulasikan start Motor DC
Shunt dan Motor DC Seri dengan thyristor controller sesuai dengan respon arus
start. Hasil yang diperoleh bahwa pada start Motor DC Shunt dan Motor DC Seri
dengan menggunakan thyristor controller dapat menurunkan arus start ke nilai yg
aman dan mengurangi tahanan starting secara bertahap.
Kata kunci : Start Motor DC, Thyristor Controller, Arus Start
i
KATA PENGANTAR
Penulis memanjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat
dan hikmat yang diberikanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir yang berjudul “START MOTOR DC SHUNT DAN MOTOR DC SERI
DENGAN THYRISTOR CONTROLLER SESUAI DENGAN RESPON ARUS
START”. Tugas Akhir ini merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan
Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa dalam selama masa kuliah dan pengerjaan Tugas
Akhir ini, penulis mendapat banyak dukungan, bimbingan, dan bantuan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua, Drs.D.Manurung dan Drs. D. Hutagaol, adik dan
semua keluarga yang telah mendoakan dan memberikan banyak
bantuan selama penulis menjalani masa perkuliahan.
2. Bapak Ir. Syamsul Amin M.S., selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir yang telah memberikan banyak bimbingan dan pengarahan
dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Raja Harahap, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir
yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir
ini.
4. Bapak Ir. Riswan Dinzi, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir
yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir
ini.
ii
5. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si., selaku Ketua Departemen
Teknik Elektro FT USU serta Bapak Rachmad Fauzi S.T., M.T.
selaku sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU yang banyak
memberi motivasi selama penulis menjalani kuliah.
6. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik penulis selama
masa perkuliahan.
7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah
membantu penulis dalam pengurusan administrasi, terkhusunya Bang
Martin atas bimbingan administrasi kampus.
8. Kelompok Lost Child (Bang Bonar, Rianto, Leo, Adventus, Jhon
Palmer), dan adik-adikku (Miska, Dewi, Sarah, Ami, Andre, Arvinta,
Anita), terima kasih untuk dukungan, bantuan, semangat, dan doanya
selama ini.
9. Keluarga Harmonika 76 ( Bang Baga, Iqnatius, Hans, Tommy,
Ramson, Yuki, dan Lela), terima kasih untuk dukungan, doa, dan
kebersamaannya.
10. Teman-teman pelayanan UKM KMK USU UP FT, terima kasih untuk
dukungan dan doanya selama ini.
11. Teman-teman stambuk 2009 (Lamcan, Raymon, Daniel, Felix, David
Tampubolon, David Aritonang, Alvin, Jehuda, Alfonso dan semua
stambuk 2009 lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu) yang
selalu saling memberi semangat, bantuan dan cerita selama
perkuliahan.
iii
12. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah
memberi dukungan dan bantuan.
13. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna. Oleh
karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dalam rangka memperbaiki dan
melengkapi Tugas Akhir ini. Penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini
dapat berguna dan dikembangkan di kemudian hari.
Medan, Juli 2015
Penulis
Evan F.O. Manurung
NIM. 090402051
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK .............................................................................................................. i
KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................. 3
1.4 Tujuan ................................................................................................. 3
1.5 Manfaat ............................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Motor DC ............................................................................................ 5
2.1.1 Prinsip Kerja Motor DC ............................................................ 5
2.1.2 Persamaan Tegangan Motor DC ................................................ 9
2.1.3 Starting Motor DC ................................................................... 11
v
2.2 Thyristor ........................................................................................... 17
2.3 Start Motor DC dengan Thyristor Controller ................................... 20
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Bahan dan Peralatan ......................................................................... 23
3.4 Variabel yang Diamati ...................................................................... 23
3.5 Prosedur Penelitian ........................................................................... 23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Persiapan Data .................................................................................. 25
4.1.1 Motor DC Shunt ...................................................................... 25
4.1.2 Motor DC Seri ......................................................................... 26
4.1.3 Tahanan Starting Motor DC Shunt .......................................... 27
4.1.4 Tahanan Starting Motor DC Seri ............................................. 30
4.1.5 Rangkain Sensor Start Motor DC Shunt .................................. 32
4.1.6 Rangkain Sensor Start Motor DC Seri .................................... 33
4.1.7 Rangkain Start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller .34
4.1.8 Rangkain Start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller ... 35
4.2 Hasil Simulasi Start Motor DC Shunt .............................................. 37
4.3 Hasil Simulasi Start Motor DC Seri ................................................. 48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 58
5.2 Saran ................................................................................................. 60
vi
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 61
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Penampang kumparan rotor dari atas…..……………..……………..5
Gambar 2.2 Penampang garis medan magnetik……..…………………………….6
Gambar 2.3 Penampang dari depan Motor DC …………………………………...8
Gambar 2.4 Rangkaian ekivalen Motor DC Shunt.……..………..……………...10
Gambar 2.5 Rangkaian ekivalen Motor DC Seri ………………………………..10
Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen Motor DC Shunt dengan tahanan tambahan
terhubung seri………………….……….…………………………...12
Gambar 2.7 Rangkaian ekivalen Motor DC Seri dengan tahanan tambahan
terhubung seri ………………………….…………………………...12
Gambar 2.8 Rangkain pengurangan tahanan mekanik…...……………………...13
Gambar 2.8 Diagram rangkaian Motor DC Shunt dengan tahanan seri yang diatur
dengan Thyristor Controller ……...…...……………...…………...18
Gambar 2.10 Grafik Arus –Waktu saat start dengan tahanan seri .……………...19
Gambar 2.11 Simbol Rangkaian Thyristor ……………………………………...20
Gambar 2.12 Karakteristik i-v Thyristor ………………………………………...20
Gambar 2.12 Karakteristik ideal i-v Thyristor ……………………...…………...21
Gambar 3.1 Flowchart pensimulasian start Motor DC Shunt dan motor DC Seri
dengan Thyristor Contorller ………..……….…….……………...23
Gambar 4.1 Diagram rangkaian start Motor DC Shunt dengan Thyristor
Controller ….……………………………………………………...32
Gambar 4.2 Rangkaian delay dengan RL …………..………………………….33
vii
Gambar 4.3 Diagram rangkaian start Motor DC Seri dengan Thyristor
Controller ………………………………………………………....33
Gambar 4.4
Rangkain Start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 4 kali arus nominal……….……………..……...34
Gambar 4.5 Rangkain Start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 3 kali arus nominal……….……………..……...35
Gambar 4.6
Rangkain Start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 2 kali arus nominal………….…………..……...35
Gambar 4.7
Rangkain Start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller dimana
memiliki 1 tahanan start……………………..……….…..………..36
Gambar 4.8
Rangkain Start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
Controller dimana memiliki 2 tahanan start ………..………...…..36
Gambar 4.9
Rangkain Start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
Controller dimana memiliki 3 tahanan start ………….…………..37
Gambar 4.10 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt tanpa Thyristor
Controller …..…….…………………….…………………………38
Gambar 4.11 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt 31,5 kW tanpa Thyristor
Controller …..…….…………………….…………………………38
Gambar 4.12 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 4 kali arus nominal. ……………………...…….39
Gambar 4.13 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 3 kali arus nominal. ……………………...…….41
Gambar 4.14 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 2 kali arus nominal. ……………………...…….42
viii
Gambar 4.15 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dimana arus start 4 kali arus
nominal……………………………………..…….…………….....44
Gambar 4.16 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dimana arus start 1,75 kali arus
nominal……………………………………..…….…………….....45
Gambar 4.17 Grafik n-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 4 kali arus nominal…………….…………….....46
Gambar 4.18 Grafik n-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 3 kali arus nominal …………………….…........47
Gambar 4.19 Grafik n-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 2 kali arus nominal………………….……….....47
Gambar 4.20 Grafik n-t arus start Motor DC Shunt 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dimana arus start 4 kali arus
nominal…………….………………………………………..….....48
Gambar 4.21 Grafik n-t arus start Motor DC Shunt 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dimana arus start 2 kali arus
nominal…………….………………………………………..….....48
Gambar 4.22 Grafik i-t arus start Motor DC Seri tanpa Thyristor
Controller ……...………….……………………………………....49
Gambar 4.23 Grafik i-t arus start Motor DC Seri 31,5 kW tanpa Thyristor
Controller ……...………….……………………………………....49
Gambar 4.24 Grafik i-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 1 tahanan start ………….……..…………….…….....…...50
ix
Gambar 4.25 Grafik i-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 2 tahanan start ……………...………….………….....…...51
Gambar 4.26 Grafik i-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 3 tahanan start ……...…………………….……….....…...52
Gambar 4.27 Grafik i-t arus start Motor DC Seri 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dengan 1 tahanan start
……...…………………….……….....…........................................53
Gambar 4.28 Grafik i-t arus start Motor DC Seri 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dengan 3 tahanan start
……...…………………….……….....…........................................54
Gambar 4.29 Grafik n-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 1 tahanan start ……...……………………….……...….....55
Gambar 4.30 Grafik n-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 2 tahanan start …...…………………………….…...….....56
Gambar 4.31 Grafik n-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 3 tahanan start ……...………………………….…...….....56
Gambar 4.32 Grafik n-t arus start Motor DC Seri 31,5 kWdengan Thyristor
Controller dengan 1 tahanan start
……...………………………….…...…..........................................57
Gambar 4.33 Grafik n-t arus start Motor DC Seri 31,5 kWdengan Thyristor
Controller dengan 3 tahanan start
……...………………………….…...…..........................................57
x
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 1 tahanan Motor DC
Shunt….…………………………………...…....................................39
Tabel 4.2 Hasil perhitunganarus puncak 1 tahanan Motor DC
Shunt...…………..………………………...…....................................41
Tabel 4.3 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 2 tahanan Motor DC
Shunt…...…………………..……………...…....................................42
Tabel 4.4 Hasil perhitungan arus puncak 2 tahanan Motor DC
Shunt……...……………………..………...…....................................42
Tabel 4.5 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 3 tahanan Motor DC
Shunt……...…………..…………………...…....................................43
Tabel 4.6 Hasil perhitungan arus puncak 3 tahanan Motor DC
Shunt……….……………………………...…....................................43
Tabel 4.7 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 1 tahanan Motor DC Shunt 31,5
kW………...…………..…………………...…....................................44
Tabel 4.8 Hasil perhitungan arus puncak 1 tahanan Motor DC Shunt 31,5
kW………….……………………………...…....................................44
Tabel 4.9 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 1 tahanan Motor DC Shunt 31,5
kW………...…………..…………………...…....................................45
Tabel 4.10 Hasil perhitungan arus puncak 3 tahanan Motor DC Shunt 31,5
kW………….……………………………...…....................................46
Tabel 4.11Hasil simulasi waktu dan arus puncak 3 tahanan Motor DC
Seri....……………………………………...…....................................50
xi
Tabel 4.12 Hasil perhitungan arus puncak 1 tahanan Motor DC
Seri....……………………………………...…....................................50
Tabel 4.13 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 2 tahanan Motor DC
Seri...…..………………...………………...…....................................51
Tabel 4.14 Hasil perhitungan arus puncak 2 tahanan Motor DC
Seri...………….…………………………...…....................................51
Tabel 4.15 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 3 tahanan Motor DC
Seri...….…………………………………...…....................................52
Tabel 4.16 Hasil perhitungan arus puncak 3 tahanan Motor DC
Seri...……...…………………..…………...…....................................53
Tabel 4.17 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 1 tahanan Motor DC Seri 31,5
kW...….…………………………………...…....................................53
Tabel 4.18 Hasil perhitungan arus puncak 1 tahanan Motor DC Seri 31,5
kW...……...…………………..…………...…....................................53
Tabel 4.19 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 3 tahanan Motor DC Seri 31,5
kW...….…………………………………...…....................................54
Tabel 4.20 Hasil perhitungan arus puncak 3 tahanan Motor DC Seri 31,5
kW...……...…………………..…………...…....................................55
xii
THYRISTOR CONTROLLER SESUAI DENGAN RESPON ARUS START
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh
EVAN F.O. MANURUNG
NIM : 090402051
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
START MOTOR DC SHUNT DAN MOTOR DC SERI DENGAN
THYRISTOR CONTROLLER SESUAI DENGAN RESPON ARUS START
Oleh :
EVAN F.O. MANURUNG
NIM : 090402051
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 18 Bulan November Tahun 2015 di depan penguji :
1. Ketua Penguji
2. Anggota Penguji
: Ir. Riswan Dimzi, M.T.
: Ir. Raja Harahap, M.T.
Disetujui Oleh:
Pembimbing Tugas Akhir
(Ir. Syamsul Amin, MS)
NIP : 195306221981031002
Diketahui Oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik USU
(Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si.)
NIP : 19540531 198601 1 002
\
ABSTRAK
Motor listrik adalah mesin yang mengkonversi energi listrik ke energi mekanik.
Ketika motor tidak bekerja maka tidak akan ada ggl balik yang dihasilkan pada
armatur. Jika tegangan supply diberikan secara penuh pada armatur , armatur akan
menyerap arus yang sangat besar karena tahanan armatur yang relatif kecil. Arus
yang besar ini akan mentrip fuse dan akan merusak komutator dan sikat motor.
Untuk mencegah hal ini, sebuah tahanan tambahan diberikan secara seri pada
armatur (sepanjang durasi periode start, misalkan 5 sampai 10 detik) yang akan
membatasi arus start ke nilai yang aman. Tahanan starting akan berkurang secara
bertahap ketika motor mencapai kecepatan dan menghasilkan ggl balik yang dapat
mengatur kecepatannya sendiri. Tugas akhir ini mensimulasikan start Motor DC
Shunt dan Motor DC Seri dengan thyristor controller sesuai dengan respon arus
start. Hasil yang diperoleh bahwa pada start Motor DC Shunt dan Motor DC Seri
dengan menggunakan thyristor controller dapat menurunkan arus start ke nilai yg
aman dan mengurangi tahanan starting secara bertahap.
Kata kunci : Start Motor DC, Thyristor Controller, Arus Start
i
KATA PENGANTAR
Penulis memanjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat
dan hikmat yang diberikanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir yang berjudul “START MOTOR DC SHUNT DAN MOTOR DC SERI
DENGAN THYRISTOR CONTROLLER SESUAI DENGAN RESPON ARUS
START”. Tugas Akhir ini merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan
Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa dalam selama masa kuliah dan pengerjaan Tugas
Akhir ini, penulis mendapat banyak dukungan, bimbingan, dan bantuan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua, Drs.D.Manurung dan Drs. D. Hutagaol, adik dan
semua keluarga yang telah mendoakan dan memberikan banyak
bantuan selama penulis menjalani masa perkuliahan.
2. Bapak Ir. Syamsul Amin M.S., selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir yang telah memberikan banyak bimbingan dan pengarahan
dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Raja Harahap, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir
yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir
ini.
4. Bapak Ir. Riswan Dinzi, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir
yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir
ini.
ii
5. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si., selaku Ketua Departemen
Teknik Elektro FT USU serta Bapak Rachmad Fauzi S.T., M.T.
selaku sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU yang banyak
memberi motivasi selama penulis menjalani kuliah.
6. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik penulis selama
masa perkuliahan.
7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah
membantu penulis dalam pengurusan administrasi, terkhusunya Bang
Martin atas bimbingan administrasi kampus.
8. Kelompok Lost Child (Bang Bonar, Rianto, Leo, Adventus, Jhon
Palmer), dan adik-adikku (Miska, Dewi, Sarah, Ami, Andre, Arvinta,
Anita), terima kasih untuk dukungan, bantuan, semangat, dan doanya
selama ini.
9. Keluarga Harmonika 76 ( Bang Baga, Iqnatius, Hans, Tommy,
Ramson, Yuki, dan Lela), terima kasih untuk dukungan, doa, dan
kebersamaannya.
10. Teman-teman pelayanan UKM KMK USU UP FT, terima kasih untuk
dukungan dan doanya selama ini.
11. Teman-teman stambuk 2009 (Lamcan, Raymon, Daniel, Felix, David
Tampubolon, David Aritonang, Alvin, Jehuda, Alfonso dan semua
stambuk 2009 lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu) yang
selalu saling memberi semangat, bantuan dan cerita selama
perkuliahan.
iii
12. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah
memberi dukungan dan bantuan.
13. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna. Oleh
karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dalam rangka memperbaiki dan
melengkapi Tugas Akhir ini. Penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini
dapat berguna dan dikembangkan di kemudian hari.
Medan, Juli 2015
Penulis
Evan F.O. Manurung
NIM. 090402051
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK .............................................................................................................. i
KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................. 3
1.4 Tujuan ................................................................................................. 3
1.5 Manfaat ............................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Motor DC ............................................................................................ 5
2.1.1 Prinsip Kerja Motor DC ............................................................ 5
2.1.2 Persamaan Tegangan Motor DC ................................................ 9
2.1.3 Starting Motor DC ................................................................... 11
v
2.2 Thyristor ........................................................................................... 17
2.3 Start Motor DC dengan Thyristor Controller ................................... 20
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Bahan dan Peralatan ......................................................................... 23
3.4 Variabel yang Diamati ...................................................................... 23
3.5 Prosedur Penelitian ........................................................................... 23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Persiapan Data .................................................................................. 25
4.1.1 Motor DC Shunt ...................................................................... 25
4.1.2 Motor DC Seri ......................................................................... 26
4.1.3 Tahanan Starting Motor DC Shunt .......................................... 27
4.1.4 Tahanan Starting Motor DC Seri ............................................. 30
4.1.5 Rangkain Sensor Start Motor DC Shunt .................................. 32
4.1.6 Rangkain Sensor Start Motor DC Seri .................................... 33
4.1.7 Rangkain Start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller .34
4.1.8 Rangkain Start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller ... 35
4.2 Hasil Simulasi Start Motor DC Shunt .............................................. 37
4.3 Hasil Simulasi Start Motor DC Seri ................................................. 48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 58
5.2 Saran ................................................................................................. 60
vi
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 61
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Penampang kumparan rotor dari atas…..……………..……………..5
Gambar 2.2 Penampang garis medan magnetik……..…………………………….6
Gambar 2.3 Penampang dari depan Motor DC …………………………………...8
Gambar 2.4 Rangkaian ekivalen Motor DC Shunt.……..………..……………...10
Gambar 2.5 Rangkaian ekivalen Motor DC Seri ………………………………..10
Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen Motor DC Shunt dengan tahanan tambahan
terhubung seri………………….……….…………………………...12
Gambar 2.7 Rangkaian ekivalen Motor DC Seri dengan tahanan tambahan
terhubung seri ………………………….…………………………...12
Gambar 2.8 Rangkain pengurangan tahanan mekanik…...……………………...13
Gambar 2.8 Diagram rangkaian Motor DC Shunt dengan tahanan seri yang diatur
dengan Thyristor Controller ……...…...……………...…………...18
Gambar 2.10 Grafik Arus –Waktu saat start dengan tahanan seri .……………...19
Gambar 2.11 Simbol Rangkaian Thyristor ……………………………………...20
Gambar 2.12 Karakteristik i-v Thyristor ………………………………………...20
Gambar 2.12 Karakteristik ideal i-v Thyristor ……………………...…………...21
Gambar 3.1 Flowchart pensimulasian start Motor DC Shunt dan motor DC Seri
dengan Thyristor Contorller ………..……….…….……………...23
Gambar 4.1 Diagram rangkaian start Motor DC Shunt dengan Thyristor
Controller ….……………………………………………………...32
Gambar 4.2 Rangkaian delay dengan RL …………..………………………….33
vii
Gambar 4.3 Diagram rangkaian start Motor DC Seri dengan Thyristor
Controller ………………………………………………………....33
Gambar 4.4
Rangkain Start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 4 kali arus nominal……….……………..……...34
Gambar 4.5 Rangkain Start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 3 kali arus nominal……….……………..……...35
Gambar 4.6
Rangkain Start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 2 kali arus nominal………….…………..……...35
Gambar 4.7
Rangkain Start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller dimana
memiliki 1 tahanan start……………………..……….…..………..36
Gambar 4.8
Rangkain Start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
Controller dimana memiliki 2 tahanan start ………..………...…..36
Gambar 4.9
Rangkain Start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
Controller dimana memiliki 3 tahanan start ………….…………..37
Gambar 4.10 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt tanpa Thyristor
Controller …..…….…………………….…………………………38
Gambar 4.11 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt 31,5 kW tanpa Thyristor
Controller …..…….…………………….…………………………38
Gambar 4.12 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 4 kali arus nominal. ……………………...…….39
Gambar 4.13 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 3 kali arus nominal. ……………………...…….41
Gambar 4.14 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 2 kali arus nominal. ……………………...…….42
viii
Gambar 4.15 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dimana arus start 4 kali arus
nominal……………………………………..…….…………….....44
Gambar 4.16 Grafik i-t arus start Motor DC Shunt 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dimana arus start 1,75 kali arus
nominal……………………………………..…….…………….....45
Gambar 4.17 Grafik n-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 4 kali arus nominal…………….…………….....46
Gambar 4.18 Grafik n-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 3 kali arus nominal …………………….…........47
Gambar 4.19 Grafik n-t arus start Motor DC Shunt dengan Thyristor Controller
dimana arus start 2 kali arus nominal………………….……….....47
Gambar 4.20 Grafik n-t arus start Motor DC Shunt 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dimana arus start 4 kali arus
nominal…………….………………………………………..….....48
Gambar 4.21 Grafik n-t arus start Motor DC Shunt 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dimana arus start 2 kali arus
nominal…………….………………………………………..….....48
Gambar 4.22 Grafik i-t arus start Motor DC Seri tanpa Thyristor
Controller ……...………….……………………………………....49
Gambar 4.23 Grafik i-t arus start Motor DC Seri 31,5 kW tanpa Thyristor
Controller ……...………….……………………………………....49
Gambar 4.24 Grafik i-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 1 tahanan start ………….……..…………….…….....…...50
ix
Gambar 4.25 Grafik i-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 2 tahanan start ……………...………….………….....…...51
Gambar 4.26 Grafik i-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 3 tahanan start ……...…………………….……….....…...52
Gambar 4.27 Grafik i-t arus start Motor DC Seri 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dengan 1 tahanan start
……...…………………….……….....…........................................53
Gambar 4.28 Grafik i-t arus start Motor DC Seri 31,5 kW dengan Thyristor
Controller dengan 3 tahanan start
……...…………………….……….....…........................................54
Gambar 4.29 Grafik n-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 1 tahanan start ……...……………………….……...….....55
Gambar 4.30 Grafik n-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 2 tahanan start …...…………………………….…...….....56
Gambar 4.31 Grafik n-t arus start Motor DC Seri dengan Thyristor Controller
dengan 3 tahanan start ……...………………………….…...….....56
Gambar 4.32 Grafik n-t arus start Motor DC Seri 31,5 kWdengan Thyristor
Controller dengan 1 tahanan start
……...………………………….…...…..........................................57
Gambar 4.33 Grafik n-t arus start Motor DC Seri 31,5 kWdengan Thyristor
Controller dengan 3 tahanan start
……...………………………….…...…..........................................57
x
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 1 tahanan Motor DC
Shunt….…………………………………...…....................................39
Tabel 4.2 Hasil perhitunganarus puncak 1 tahanan Motor DC
Shunt...…………..………………………...…....................................41
Tabel 4.3 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 2 tahanan Motor DC
Shunt…...…………………..……………...…....................................42
Tabel 4.4 Hasil perhitungan arus puncak 2 tahanan Motor DC
Shunt……...……………………..………...…....................................42
Tabel 4.5 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 3 tahanan Motor DC
Shunt……...…………..…………………...…....................................43
Tabel 4.6 Hasil perhitungan arus puncak 3 tahanan Motor DC
Shunt……….……………………………...…....................................43
Tabel 4.7 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 1 tahanan Motor DC Shunt 31,5
kW………...…………..…………………...…....................................44
Tabel 4.8 Hasil perhitungan arus puncak 1 tahanan Motor DC Shunt 31,5
kW………….……………………………...…....................................44
Tabel 4.9 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 1 tahanan Motor DC Shunt 31,5
kW………...…………..…………………...…....................................45
Tabel 4.10 Hasil perhitungan arus puncak 3 tahanan Motor DC Shunt 31,5
kW………….……………………………...…....................................46
Tabel 4.11Hasil simulasi waktu dan arus puncak 3 tahanan Motor DC
Seri....……………………………………...…....................................50
xi
Tabel 4.12 Hasil perhitungan arus puncak 1 tahanan Motor DC
Seri....……………………………………...…....................................50
Tabel 4.13 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 2 tahanan Motor DC
Seri...…..………………...………………...…....................................51
Tabel 4.14 Hasil perhitungan arus puncak 2 tahanan Motor DC
Seri...………….…………………………...…....................................51
Tabel 4.15 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 3 tahanan Motor DC
Seri...….…………………………………...…....................................52
Tabel 4.16 Hasil perhitungan arus puncak 3 tahanan Motor DC
Seri...……...…………………..…………...…....................................53
Tabel 4.17 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 1 tahanan Motor DC Seri 31,5
kW...….…………………………………...…....................................53
Tabel 4.18 Hasil perhitungan arus puncak 1 tahanan Motor DC Seri 31,5
kW...……...…………………..…………...…....................................53
Tabel 4.19 Hasil simulasi waktu dan arus puncak 3 tahanan Motor DC Seri 31,5
kW...….…………………………………...…....................................54
Tabel 4.20 Hasil perhitungan arus puncak 3 tahanan Motor DC Seri 31,5
kW...……...…………………..…………...…....................................55
xii