1,2,3,4,5) Diploma III Elektronika, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta Jakarta, Indonesia

muhamadiqbal7@gmail.com

Abstract— The TransJakarta transport infrastructure is aims to

menjadi transportasi yang aman, terpadu, tertib, lancar,

reduce traffic jams in Jakarta by diverting private vehicle users to

nyaman, ekonomis, efisien, efektif, dan terjangkau oleh

TransJakarta. But most of people are reluctant to move to the

masyarakat luas. Angkutan ini dilengkapi jalur dan

Transjakarta, because it can’t assure the travel time and sometimes

infrastruktur yang dibangun khusus agar dapat menjamin

longer than personal vehicles. Attempts to sterilize TransJakarta lane has been done, but still less effective. Autocracy is a prototype

waktu tempuh yang lebih cepat.

of latest security system by using the RFID system combined with

Namun pada kenyataanya jalur bus Transjakarta yang

the Roadblocker. The use of RFID aims to differentiate between

seharusnya diperuntukan untuk bus Transjakarta acap kali

Trasnjakarta and other vehicles, while the use of Roadblocker aims

“diserobot“ oleh pengguna jalan lain. Menurut data dinas

to keep inaccessible by other vehicles. With that combination and

perhubungan, jumlah pelanggaran di jalur busway mencapai

controlled by a microcontroller system, the lane or bus-way can

11.859 pelanggaran. Upaya penyerobotan tersebut selain

only be used for TransJakarta. The stages are done in this

memperlambat waktu tempuh bus Transjakarta juga dapat

research include the study of literature, observation, designing,

berakibat fatal dalam bentuk kecelakaan. Berdasarkan data Sub

manufacturing, testing, and refinement. With the Smoothness of

Direktorat Penegak Hukum Ditlantas Polda Metro Jaya,

bus-way, TransJakarta can run with optimum speed on the lane and more faster. If TransJakarta could be run faster and cheaper,

menunjukan tingkat kecelakaan yang cukup serius yakni 145

the people who use personal vehicles will move to TransJakarta

kasus pada tahun 2009 dan 303 kasus pada tahun 2010.

and it will reduce the traffic jams in Jakarta.

Oleh Karena itu, upaya mensterilkan jalur busway merupakan PR besar yang harus segera dicarikan jalan

Keywords : Autocracy, Transjakarta, Traffic Jams, RFID,

keluarnya. Upaya yang telah dilakukan, diantaranya seperti

RoadBlocker

peninggian separator busway, penjagaan petugas dan pemasangan portal otomatis, hingga penindakan tegas dalam

ENDAHULUAN I. P

bentuk penilangan ternyata belum sepenuhnya efektif. Hal tersebut disebabkan karena, para petugas dan pengguna jalan

A. Latar Belakang belum disiplin dalam menegakan aturan dan sistem yang dibuat Sebagai kota metropolitan, Jakarta memiliki banyak

masih memungkinkan pengguna jalan merobos jalur bus masalah, salah satunya adalah kemacetan lalu lintas di jalan

Transjakarta.

raya. Kemacetan ini timbul dikarenakan tidak seimbangnya Upaya yang harus dilakukan adalah membuat alat yang antara kapasitas jalan dengan jumlah kendaraan yang

secara sistemik memaksa para pengguna jalan selain melewatinya. Hal ini terjadi karena semakin banyaknya mobil-

transjakarta tidak dapat memasuki jalur bus Transjakarta. mobil pribadi serta kurangnya rasa kedisiplinan para pengguna

Upaya tersebut dapat dilakukan dengan memanfaatkan jalan. Dampak ekonomi yang timbul akibat kemacetan ini

teknologi RFID sebagai akses jalan dam pemasangan sangat besar, mulai dari tingginya konsumsi bahan bakar,

roadblocker sebagai penghalang dalam bentuk teknologi keterlambatan distribusi barang, maupun kerugian material

Autocracy.

lainya. Menurut Dr. Heru Sutomo dari Pusat Studi Transportasi

B. Perumusan Masalah

dan Logistik (Pustral) menyatakan bahwa saat ini kerugian Berdasarkan latar belakang di atas, maka perumusan akibat kemacetan telah mencapai hampir Rp 35 triliun per

masalah dalam PKM KC ini adalah

tahun, baik dari konsumsi bahan bakar yang mencapai Rp 12 “Bagaimana merancang dan membangun prototipe triliun per tahun maupun biaya operasional kendaraan yang

Autocracy (automatic transjakarta security system) yang dapat mencapai Rp 23 triliun tiap tahunya.

mensterilkan jalur bus Transjakarta dari penyerobotan Guna mengatasi masalah tersebut Pemprov DKI Jakarta

pengguna jalan lain?”

telah memiliki route map transportasi masal dalam bentuk

C. Tujuan

Transjakarta Busway, Subway, Monorail, maupun Mass Rapid Tujuan yang diharapkan dalam Program PKM-KC ini Transport (MRT). Dari sekian alternatif angkutan masal

adalah mensterilkan jalur busway dari penyerobotan oleh tersebut, baru Transjakarta busway yang dapat direalisasikan.

pengguna jalur lain.

Sebagai trasnportasi masal, transjakarta diharapkan mampu

D. Manfaat

Manfaat yang diharapkan dari pembuatan Prototipe memiliki tingkat kehandalan yang memadai saat akan Autocracy ini adalah dapat memberikan kepastian waktu

diaplikasikan di lapangan termasuk melakukan pengujian tempuh perjalanan Transjakarta, mengurangi resiko kecelakaan

kekuatan alat dengan uji tumbukan dengan mobil dengan skala di jalur bus Transjakarta, serta mendorong masyarakat untuk

yang sama.

beralih ke transportasi umum.

F. Penyempurnaan

E. Potensi Tahap ini melakukan penyempurnaan terhadap prototipe Teknologi Autocracy merupakan terobosan baru yang

yang telah dibangun, upaya penyempurnaan dilakukan dengan sangat cocok untuk di aplikasikan di semua koridor jalur

mempertimbangan berbagai kemungkinan yang bisa timbul di busway jika dibandingkan dengan semua penerapan sterilisasi

lapangan.

jalur bus Transjakarta yang telah diterapkan. Pemanfaatan teknologi RFID mengakibatkan jalur bus Transjakarta tidak dapat dilalui oleh kendaraan selain bus Trasnjakarta, kombinasi

ASIL D III. H AN P EMBAHASAN roadblocker menjadikan jalur bus Transjakarta steril dari upaya

A. Studi literatur

penerobosan secara paksa oleh kendaraan lain. Dengan begitu Hasil studi literatur menunjukan bahwa berbagai penerapan bus Transjakarta dapat berjalan dengan kecepatan optimum

teknologi yang dilakukan seperti penjagaan petugas, pada jalurnya sehingga waktu tempuh lebih cepat. Apabila bus

pemasangan palang otomatis hingga tindakan tegas penilangan Transjakarta dapat berjalan lancar dan biaya yang dikeluarkan

dari pihak kepolisian belum mampu secara efektif mensterilkan lebih murah, maka masyarakat pengguna kendaraan pribadi

jalur bus Tranjakarta. Studi juga menunjukkan bahwa secara akan beralih menggunakaan Transjakarta dan hal itu akan

ekonomi kerugian karena kemacetan Jakarta telah menembus mengurangi kemacetan di Jakarta.

angka Rp. 35 Triliun per tahun (berdasarkan data KADIN DKI Jakarta). Pada aspek kesehatan dampak buruk akibat kemacetan dapat menggangu kesehatan.

Hasil literatur menunjukkan bahwa penyerobotan jalur bus Metode dalam Pelaksanaan PKM-KC ini adalah

ETODE II. M

trasjakarta selain berakibat pada lamanya waktu tempuh bus eksperimen dengan tahapan sebagai berikut :

transjakarta juga beresiko timbulnya kecelakaan. Berdasarkan

A. Study literatur data Sub Direktorat Penegak Hukum Ditlantas Polda Metro Tahap ini melakukan kajian terhadap literatur dari berbagai

Jaya, menunjukan tingkat kecelakaan yang cukup serius yakni sumber baik dari media cetak maupun media elektronik untuk

145 kasus pada tahun 2009 dan 303 kasus pada tahun 2010. dapat menelaah secara mendalam permasalahan kemacetan di

Studi literatur yang dilakukan mengarahkan pada satu kota-kota besar termasuk Jakarta, serta berbagai penerapan

kesimpulan awal bahwa penerapan teknologi sterilisasi jalur teknologi yang telah dilakukan untuk mengurai kemacetan

bus Transjakarta yang telah dilakukan tidak efektif karena tidak termasuk

menggunakan sistem yang secara tidak langsung memaksa Transjakarta dari upaya penyerobatan paksa yang dilakukan

diantaranya upaya

mensterilkan jalur

bus

para pengguna jalan untuk tidak menyerobot jalur bus oleh kendaraan lain.

Transjakarta.

B. Survey Lapangan Tahap ini melakukan survei langsung ke lokasi dengan

B. Survei Lapangan

melakukan pengamatan secara langsung/visual berbagai Hasil survei lapangan menunjukkan bahwa semua jalur bus kejadian dan permasalahan yang muncul di sepanjang jalur bus

Trasnsjakarta diserobot oleh pengedara lain baik sepeda motor, Transjakarta.

mobil pribadi maupun kendaraan umum, hal tersebut

C. Perancangan alat mengakibatkan kemacetan di jalur bus Transjakarta di semua Tahap ini melakukan perancangan terhadap Autocracy

koridor. Hasil pengamatan langsung juga menunjukkan bahwa yang akan dibangun, perancangan dilakukan dengan

penyerobotan jalur bus Transjakarta telah mengaibatkan mempertimbangkan hasil kajian literatur dan survei lapangan

lamanya tunggu dan waktu tempuh bus transjakarta terutama yang telah dilakukan pada tahap sebelumnya. Perancangan juga

pada jam-jam sibuk saat pagi dan sore hari waktu jam masuk memperhatikan detail kelanjutan sistem saat akan diaplikasikan

dan pulang kantor jika dibangkan dengan saat malam. langsung di lapangan kelak termasuk berbagai kemungkinan

Hasil pengamatan langsung menunjukkan bahwa upaya yang terjadi di lapangan seperti kebanjiran, listrik padam,

sterilisasi jalur bus Transjakarta dengan petugas kurang efektif maupun upaya pengrusakan sistem.

karena petugas terkadang mentolerir kendaraan lain masuk ke

D. Pembuatan alat jalur bus Transjakarta, termasuk masih ditemui petugas yang Pembuatan prototipe Autocracy di laksanakan di

malah mengarahkan kendaraan lain untuk masuk jalur bus Laboratorium Mesin Listrik, Pengukuarn dan Kalibrasi Jurusan

Transjakata saat jalur umum mengalami kemacetan parah. Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta dengan memakan waktu selama 5 bulan dimulai dari

C. Perancangan Sistem

pertengahan bulan Februari sampai dengan pertengahan bulan Berdasarkan hasil kajian dan survei lapangan, prototipe Juli.

yang dibangun dirancang dengan skala 1 : 25, dengan

E. Uji Coba Alat menggunakan acuan persimpangan jalur bus transjakarta. Tahap ini melakukan uji coba terhadap prototipe Autrocacy

Perancangan dibuat agar bus Transjakarta dapat melaju dengan yang telah dibangun, ujicoba dilakukan dengan melakukan

kecepatan normal ketika melewati persimpangan (tanpa harus pengukuran terhadap parameter pada setiap blok, hal ini

berhenti) dengan memasang lampu lalu lintas untuk putar balik dilakukan untuk memastikan bahwa sistem yang dibangun

bagi pengendara jalur umum, lampu dirancang memberikan bagi pengendara jalur umum, lampu dirancang memberikan

Perancangan dibuat dengan memasang sistem RFID yang dikombinasikan dengan Roadblocker. Penggunaan RFID bertujuan agar jalur Trasnjakarta dapat membedakan Transjakarta dengan kendaraan biasa. Sedangkan penggunaan Roadblocker bertujuan agar pintu jalur bus Tranjakarta tidak dapat diterobos secara paksa oleh kendaraan lain. Dengan kombinasi keduanya yang di kontrol melalui sistem mikrokontroler, maka jalur hanya dapat digunakan untuk bus Transjakarta.

D. Block Diagram Sistem Cara kerja sistem Prototipe Autocracy dapat dijelaskan

Gambar. 1

melalui diagram blok sebagai berikut. Pada gambar 1 diatas terlihat foto prototipe Autocracy dengan ukuran panjang 3 meter dan lebar 1 meter. Dengan

E. Cara Kerja Sistem

skala 1: 25 dari keadaan aslinya.

Berdasarkan blok diagaram sistem prototipe Autocracy di atas, rangkaian mendapat catu daya 5V DC, 9V DC, 220V AC,

H. Hasil pengukuran

dan sumber angin. Catu daya 5V DC untuk mensupplay RF ID reader manual dan mikrokontroler, catu daya 9V DC untuk

Pengukuran Catu Daya

mensupply RF ID reader buka dan tutup otomatis, sedangkan Data hasil pengukuran 2 catu daya menunjukan bahwa kompresor untuk menggerakan roadblocker. Sistem bekerja

tegangan input yang diberikan ke sistem sebesar 223V AC dimulai ketika bus melewati sensor cahaya, kemudian lampu

tegangan tersebut sesuai dengan spesifikasi catu daya yang di putar balik berubah menjadi kuning dan kemudian merah.

buat yakni sebesar 200 V- 250 V AC. Sedangkan tegangan Setelah bus melewati sensor reader RF ID lampu indikator

yang dihasilkan sebesar 9,13 V DC dan 4,98 VDC, tegangan Autocracy menjadi hijau, kemudian valve mendapat pemicu

tersebut sudah sesuai dengan tegangan yang di butuhkan oleh dari driver selenoid dan membuat angin dari kompresor bisa

sistem yakni 9- 12 VDC dan 4,5- 5V DC. menggerakan roadblocker maka bus bisa melewatinya. Ketika

sensor reader RF ID mendeteksi bus lewat, proses penutupan

RF ID

roadblocker terjadi seperti pembukaan roadblocker. Dan lampu Data hasil pengukuran tersebut menunjukan bahwa ketika indikator berubah menjadi merah kembali dan lampu lalu lintas

sensor RF ID membaca tegangan keluaranya sebesar 4,75V menjadi hijau. Sistem memungkinkan apabila sensor otomatis

DC dan ketika tidak membaca menghasilkan tegangan keluaran tidak terbaca, dapat dilakukan secara manual dengan

sebesar 5,75V DC. Sedangkan sensor RF ID manual menempelkan kartu RF ID ke sensor RF ID manual.

menghasilkan tegangan keluaran sebesar 2,81V DC ketika membaca dan 3,37V ketika tidak membaca. Selanjutnya

F. Flowchart Program Keterangan Flowchart:

Driver Selenoid

LtH = Lampu lalu lintas Hijau Driver selenoid mendapat dua buah sumber tegangan, LtK = Lampu lalu lintas Kuning

4,98V DC dan 223V AC. Dengan kedua sumber tegangan ini LtM = Lampu lalu lintas Merah

driver slenoid dapat bekerja. Input driver ini berasal dari Li M = indikator Roadblocker Merah

keluaran port mikrokontroler dengan tegangan 4,83V DC Li H = indikator Roadblocker Hijau

ketika berlogika high dan sebesar 0,05V DC ketika berlogika RB = Raodblocker

low.

G. Prototipe

Mikrokontroler

Berdasarkan data pengukuran diatas, mikrokontrol mendapat sumber tegangan sebesar 4,98V DC tegangan tersebut

memenuhi tegangan kerja mikrokontroler. Sedangkan tegangan keluaran mikrokontroler sebesar 0,01 - 0,05V DC untuk logika low, dan sebesar 4,82 - 4,96V DC untuk logika high.

sudah

cukup

Pengukuran Lampu Lalu Lintas

Berdasarkan data pengukuran diatas, tegangan masukan pada lampu sebesar 4,95V DC ketika meyala dan 0,03 - 0,04V DC ketika mati.

Pengukuran Jarak Pembacaan Sensor RF ID kemungkinan pengrusakan fisik, pemadaman fisik, serta respon Berdasarkan data hasil pengukuran, jarak optimal

sistem terhadap kecepatan busway pada jalur persimpangan. pembacaan sensor RF ID sejauh 4,5cm.

Pengukuran Keseluruhan Sistem U CAPAN T ERIMA K ASIH Berdasarkan data pada tabel diatas, ketika mobil biasa dan

Ucapan terimakasih diberikan kepada pihak pihak yang bus melewati jalur busway reader RF ID tidak merespon,

telah berkontribusi baik langsung maupun tidak langsung, sehingga roadblocker masih dalam kondisi tertutup, namun saat

selama proses studi, survei, perancangan, pembuatan prototipe bus transjakarta melewati busway, RF ID merespon dan

autocracy : (1) Dirjen Dikti, kementrian pendidikan dan roadbloker

kebudayaan, (2) Civitas Universitas Negeri Jakarta, (3) Berdasarkan dari semua data diatas Prototipe Autocracy dapat

dapat bekerja (membuka

dan menutup).

Orangtua dan Dosen Pembimbing serta berbagai pihak yang mensterilkan jalur bus Transjakarta karena dengan pemasangan

tidak dapat disebutkan satu persatu

alat ini, jalur bus Transjakarta hanya bisa di buka dan ditutup

oleh transjakarta saja.

R EFERENCES

[1] Akhmad, Al Antoni. 2009. Perancangan Simulasi Sistem Berdasarkan pembahasan diatas dapat maka dapat

ESIMPULAN IV. K

Pergerakan Dengan Pengontrolan Pneumatik Untuk Mesin disimpulkan

Pengamplas Kayu Otomatis. Jurnal Sriwijaya, Vol 18 no : 3. persimpangan sistem sensor telah berhasil mendeteksi

bahwa saat bus

transjakarta

mendekati

[2] Murdiono, Jatmiko. 2006. Persepsi Konsumen Terhadap keberadaan bus, dan merubah lampu lalu lintas bagi jalur

Pelayanan "Busway" TransJakarta. Jurnal Ekubak 3. umum dari hijau menjadi berwarna merah, sehingga pada saat

[3] Perdana, M. Andi. 2013. Macet Terus, Jakarta Rugi Rp 65 bus transjakarta akan melewati persimpangan semua kendaraan

Tahun. pada jalur biasa yang akan memutar balik dipaksa berhenti. Hal

Triliun

per

http://www.tempo.co/read/news/2013/03/24/214468984/Macet- tersebut menunjukan bahwa sistem telah berhasil melakukan

Terus-Jakarta-Rugi-Rp-65-Triliun-per-Tahun. Diakses pada tanggal 20 Oktober 2013

pengamanan dari kemungkinan kecelakaan bagi kendaraan di jalur umum, pada saat akan melakukan putar balik di

[4] Prabaswara, C. P., Christyono, Y., & Setiyono, B. 2012. persimpangan jalur bus Transjakarta.

Perancangan Sistem Keamanan Akses Pintu Menggunakan Radio Frequency Identification (Rfid) Dan Sms (Short Message

Pada saat bus transjakarta mendekati roadblocker

Service). TRANSIENT, Vol 1 no: 4.

(penghalang), sistem sensor RF ID telah berhasil mendeteksi [5] Sulistyanto, Nanang. 2008. Pemrograman Mikrokontroler keberadaan bus, untuk kemudian membuka roadblocker dan

R8C/13. Jakarta : PT. Elex Media Komputindo merubah lampu indikator dari warna merah menjadi warna

[6] Unit Pengelola Transjakarta Busway. 2013. Kinerja Jumlah hijau. Sistem juga berhasil memberikan akses bagi bus

Pendapatan.

trasnjakarta untuk memasuki

http://transjakarta.co.id./publikasi.php?q=1pXPwtjR4g==. menggunakan kartu manual saat sensor otomatis tidak

Diakses pada tanggal 21 Agustus 2013. berfungsi.

[7] VIVAnews.com.2010. Setiap Hari Ada 3 Kecelakaan di Jalur Selain itu, prototipe yang telah dibagun juga telah

Busway. http://log.viva.co.id/news/read/204257-setiap-hari-ada- memperhitungkan faktor faktor lain, seperti kebanjiran,

3-kecelakaan-di-jalurbusway. Diakses pada tanggal 19 Oktober 2013

Analisis Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa pada Tegangan Tidak Seimbang dan Dampak Ekonominya

pada Industri

A. Syarifuddin

Hammada abbas dan Rafiuddin Syam

Jurusan Teknik Elektro Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Politeknik Negeri Ujung Pandang

Universitas Hasanuddin Makassar, Indonesia

Makassar, Indonesia syarifuddin.pnup@yahoo.co.id

rafiuddinsyam@gmail.com

Abstract— Penelitian ini bertujuan menentukan persentase

penerangan, pemanas dan lain-lain, maupun beban tiga fasa

penurunan daya poros dan torsi poros yang disebabkan tegangan

seperti motor induksi tiga fasa secara bersama-sama. Beban

tidak seimbang, menentukan persentase peningkatan rugi daya dan

satu fasa ini cenderung menyebabkan sistem pembebanan tidak

suhu isolasi , dan persentase penurunan kecepatan putaran pada

seimbang

karena beban-beban satu fasa mempunyai

tegangan tidak seimbang, dan menentukan kerugian industri yang disebabkan motor induksi tiga fasa beroperasi pada tegangan tidak

karakteristik, faktor daya dan waktu pengoperasian yang

seimbang. Dalam pengujian laboratorium, dibuat simulasi

berbeda-beda [1]. Akibatnya terjadi ketidakseimbangan

tegangan tidak seimbang sebagai masukan motor induksi tiga fasa.

tegangan pada beban tiga fasa, yaitu tegangan pada ketiga fasa

Pada beban nominal konstan, tegangan tidak seimbang dibuat

tidak seimbang atau tidak sama besar. Ketidakseimbangan

bervariasi dengan persentase ketidakseimbangan mulai dari 0

tegangan ini berpengaruh secara langsung terhadap kinerja

hingga 5 %. Data yang diperoleh dari pengujian laboratorium

motor induksi tiga fasa, seperti kecepatan putaran, daya poros

berupa data arus rotor tidak seimbang, daya masukan dan

dan torsi poros menjadi menurun, konsumsi daya listrik dan

kecepatan putaran, dan data dari industri berupa data tegangan

suhu isolasi motor menjadi meningkat [3].

masukan, daya keluaran, efisiensi dan kecepatan putaran. Data

Mengingat tegangan tidak seimbang pada motor induksi

tegangan dan arus tidak seimbang dianalisis dengan menggunakan metode komponen simetri. Hasil penelitian menunjukkan pada

tiga fasa ini menimbulkan dampak yang merugikan, baik

ketidakseimbangan tegangan 1 %, rugi daya meningkat 5,01 %,

secara teknik maupun ekonomi, NEMA (National Electrical

suhu isolasi meningkat 2º C; kecepatan putaran, daya poros, dan

Manufacturers Association) memberikan batasan, yakni

torsi poros menurun masing-masing 0,7, 6,89 dan 6,92 %, dan

ketidakseimbangan tegangan yang diizinkan hanya sampai

umur isolasi berkurang dari 86000 jam menjadi 75000 jam. Pada

dengan 1 % tanpa derating (penurunan daya keluaran motor)

ketidakseimbangan tegangan 5 %, rugi daya meningkat 34,26 %,

dan maksimum 5 % dengan derating [4].

suhu isolasi meningkat 50º C; kecepatan putaran, daya poros dan torsi poros menurun masing-masing 4,79, 29,07 dan 29,14 %, dan umur

isolasi berkurang

INJAUAN II. T P USTAKA

ketidakseimbangan tegangan 0,61 % di industri pakan ternak ayam PT.Charoen Pokphand Indonesia Makassar, rugi daya motor

Berdasarkan standar IEC (International Electrotechnical

meningkat 2,65 kW, biaya tenaga listrik meningkat Rp

Commission) , persentase ketidakseimbangan tegangan, F v (%)

11.938.070 per tahun, hasil produksi berkurang 612 ton dan

dari tegangan tiga fasa tidak seimbang ditentukan dengan

kerugian akibat berkurangnya hasil produksi Rp 306.000.000 per

metode komponen simetri, dan dinyatakan sebagai

tahun.

perbandingan antara tegangan urutan negatif, V a2 (V) dengan tegangan urutan positif, V a1 (V) [1], yaitu :

Kata kunci---industri, ketidakseimbangan tegangan, motor induksi tiga fasa.

F v  ( V a 2 ) /( V a 1 ) x 100 %

Tegangan urutan negatif dan tegangan urutan positif Diperkirakan 80 % motor listrik yang digunakan industri

ENDAHULUAN I. P

ditentukan berdasarkan data tegangan pada fasa a, V a (V), diseluruh dunia pada saat ini merupakan motor induksi tiga

tegangan pada fasa b, V b (V), dan tegangan pada fasa c, V c fasa [1]. Motor induksi tiga fasa ini banyak digunakan sebagai

(V), yaitu :

penggerak alat-alat produksi, memutar pompa, fan, konveyor dan lain-lain, karena mempunyai konstruksi sederhana, kokoh,

V a 2 1  1 / 3 ( V a  aV b  a V c )

harga lebih murah, dan mudah pemeliharaannya [2]. Pada umumnya motor induksi tiga fasa di industri di Indonesia

V a 2  1 / 3 ( V a 2  a V b  aV c )

memperoleh pasokan daya listrik dari sumber tegangan tiga

dengan :

fasa PLN. Sumber tegangan tiga fasa ini dimanfaatkan baik untuk mengoperasikan beban satu fasa seperti lampu

a = 1  120 = -0,5 + j 0,866 a = 1  120 = -0,5 + j 0,866

komponen urutan negatif, dan daya poros P sh (kW) serta torsi poros T sh (N-m) yang dihasilkan dinyatakan dengan :

Tegangan masukan tidak seimbang pada motor induksi tiga fasa menyebabkan timbulnya arus rotor urutan positif dan urutan

negatif. Jika arus rotor pada masing-masing fasa 2

sh  3 ( 1  s )( I r ' ) ( R r / s )

dinyatakan dengan I ra ,I rb dan I rc , arus rotor urutan positif, I r1

(5) (A) dan arus rotor urutan negatif, I r2 (A) ditentukan sebagai

th ( R r / s )

2 berikut : 2

r / s )  ( X th  X r )

Motor induksi tiga fasa yang dioperasikan pada tegangan w s [( R th  R r / s ) 2 ( X )  2 th  X r ] tidak seimbang ini akan menghasilkan daya poros dan torsi

poros urutan positif dan urutan negatif secara bersama-sama Pada (5) dan (6), I r ’ (A) adalah arus rotor per fasa dilihat dari dan saling berlawanan [1]. Jika dinyatakan daya poros urutan

sisi stator, R r (Ω ) dan X r (Ω ) adalah resistansi dan reaktansi positif adalah P sh1 , daya poros urutan negatif adalah P sh2 , torsi

rotor per fasa dilihat dari sisi stator. Jika dinyatakan tegangan poros urutan positif adalah T sh1 , torsi poros urutan negatif

masukan per fasa dengan V 1 (V), resistansi stator per fasa

dengan R (Ω ), reaktansi stator per fasa dengan X daya poros total, P sh (kW) dan torsi poros total T (N-m)

adalah T sh2 dan resistansi rotor per fasa adalah R 2 (Ω ), maka

1 1 (Ω ), dan

reaktansi magnetisasi dengan X m (Ω ), maka tegangan ekivalen ditentukan sebagai berikut :

Thevenin, V th (V), resistansi ekivalen Thevenin, R th (Ω ), dan reaktansi ekivalen Thevenin, X th (Ω ) ditentukan sebagai

P sh  P sh 1  P sh 2 (3) berikut :

V th m 

T sh  T sh 1  T sh 2

2 r 1  I r 2 /( 2  s )]

jX ( R jX )

th 

 R th  jX th

Slip s pada (3) dan (4) diperoleh dari perbedaan relatif antara kecepatan putaran sinkron, n s (rpm) dengan kecepatan putaran

Daya keluaran, P o (kW) yang diberikan kepada beban rotor, n r (rpm), yaitu :

mekanik adalah selisih antara daya poros dengan rugi rotasi, P fw (kW), yaitu :

P o = P sh -P fw

Jika frekuensi sumber tegangan disimbolkan dengan f (Hz) dan jumlah kutub adalah p, maka kecepatan sudut sinkron w s

Jika dinyatakan P i (kW) adalah daya masukan, η nm (%)

(rad/sec) pada (4) dinyatakan dengan : adalah efisiensi nominal, P ls (kW) adalah peningkatan rugi daya, maka faktor pembebanan motor, Lf, dan efisiensi, η (%)

ditentukan sebagai berikut :

Pada kondisi tegangan tidak seimbang ini komponen tegangan urutan negatif membangkitkan fluks medan putar

yang melawan putaran rotor, sehingga kecepatan putaran dan

P o / η nm

torsi poros menjadi menurun [5]. Akibatnya arus yang η  ( P o / P i ) x 100 %  [ 1  ( P ls / P i )] x 100 % mengalir menjadi lebih besar dibandingkan arus nominal

karena seolah-olah motor mendapat beban tambahan. Arus

Jika dinyatakan

η ls (%) adalah efisiensi akibat peningkatan

yang lebih besar ini menyebabkan rugi daya dan suhu isolasi

menjadi meningkat, sedangkan efisiensi motor menjadi rugi daya, maka peningkatan rugi daya listrik atau peningkatan menurun.

konsumsi daya listrik motor, P ls (kW) sebagai akibat penurunan efisiensi dinyatakan dengan :

Salah satu bagian dari tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah membandingkan daya poros dan torsi

P ls  P o Lf ( 100 / η ls  100 / η nm ) (7) poros yang dihasilkan motor pada tegangan tidak seimbang

dengan daya poros dan torsi poros yang dihasilkan motor pada Peningkatan kerugian tenaga listrik, H ls (kWh) karena tegangan seimbang. Pada tegangan seimbang, tidak terdapat

efisiensi menurun selama waktu operasi dalam satu tahun, t op (hours) adalah :

PRD ub  ( n ub / n bl ) xPRD bl

Jika harga hasil produksi dinyatakan dengan Rp/kg, kerugian Jika biaya tenaga listrik dinyatakan dengan Rp/kWh ,

yang terjadi karena proses produksi berlangsung pada peningkatan

biaya tenaga listrik per tahun, CST ls (Rp) tegangan tidak seimbang, CST ub (Rp) ditentukan sebagai adalah :

berikut :

CST ls  H ls xRp / kWh

CST ub  ( PRD bl  PRD ub ) xRp / kg (12)

Hubungan empiris antara persentase ketidakseimbangan ETODE III. M P ENELITIAN tegangan, F v (%) dengan peningkatan suhu isolasi motor,  θ

( ) dinyatakan sebagai berikut : Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium dan industri. Dalam penelitian laboratorium didesain suatu simulasi

2 tegangan tidak seimbang sebagai tegangan masukan motor.  θ  x F v )

Diagram blok penelitian laboratorium ditunjukkan pada gambar 2 berikut ini.

Peningkatan suhu ini sangat mempengaruhi umur isolasi motor, terutama pada waktu motor beroperasi pada beban penuh. Pada umumnya motor induksi tiga fasa yang

Torsi dioperasikan di industri mempunyai isolasi belitan kelas B dan

Tegangan

Motor

beban kelas F. Hubungan grafis antara umur isolasi motor (dalam ribuan jam) dengan peningkatan suhu motor (dalam ºC)

masukan

belitan

ditunjukkan pada gambar 1 berikut ini.

Instrumen Gambar 2. Diagram blok penelitian

Instrumen

Tegangan masukan motor induksi tiga fasa (motor belitan)

1 kW ini merupakan tegangan variabel dari masing-masing fasa keluaran tiga buah ototransformator satu fasa yang terhubung secara bintang. Tegangan keluaran masing-masing ototransformator diatur sedemikian rupa sehingga diperoleh beberapa variasi ketidakseimbangan tegangan masukan motor sesuai dengan kebutuhan penelitian tanpa mengabaikan kondisi keamanan motor. Tegangan masukan ototransformator per fasa 220 V, dan tegangan keluarannya per fasa 0 – 250 V. Adapun simulasi beban motor diatur dengan mengatur setting skala 0 – 5 kg pada torsi pengereman hingga mencapai beban

Gambar 1. Hubungan grafis antara umur isolasi nominal motor, dan setting beban nominal ini dijaga konstan

selama pengujian motor, baik pada tegangan seimbang nominal maupun pada tegangan tidak seimbang. Data yang

Gambar 1. Hubungan grafis antara umur isolasi dengan peningkatan suhu diperoleh dari pengujian laboratorium ini berupa data

tegangan masukan seimbang nominal, beberapa variasi Pada gambar 1, dapat dilihat bahwa setiap peningkatan

isolasi motor.

tegangan masukan tidak seimbang, arus rotor, daya masukan suhu isolasi 10 o

C, umur isolasi motor berkurang 50 %. Pada

dan kecepatan putaran.

ketidakseimbangan tegangan 3 %, suhu isolasi meningkat 18 Dalam penelitian laboratorium ini dilaksanakan juga

C dan umur isolasi motor berkurang hampir 75 % pengujian tanpa beban, pengujian rotor tertahan dan pengujian dibandingkan umur isolasi motor pada saat beroperasi

metode volt-amper untuk memperoleh data parameter motor dan rugi daya konstan. .

dengan tegangan seimbang nominal. Jika hasil produksi berkaitan langsung dengan kecepatan

Dalam penelitian ini tegangan masukan motor yang tidak putaran motor, maka dalam rentang waktu tertentu penurunan

seimbang dikonversi menjadi persentase ketidakseimbangan kecepatan putaran menyebabkan penurunan hasil produksi.

tegangan, arus rotor tidak seimbang dikonversi menjadi arus Jika dinyatakan kecepatan putaran pada tegangan seimbang

rotor urutan positif dan urutan negatif untuk menentukan daya ) nominal adalah n (rpm), kecepatan putaran pada

poros dan torsi poros dengan menggunakan metode komponen (balance

bl`

simetri.

tegangan tidak seimbang (unbalance) adalah n ub (rpm), dan hasil produksi pada tegangan seimbang adalah PRD (kg),

Adapun data yang diperoleh dari penelitian industri adalah

maka hasil produksi pada tegangan tidak seimbang, PRD data tegangan masukan, daya keluaran nominal, faktor daya,

(kg) adalah : efisiensi dan kecepatan putaran dari keseluruhan motor induksi tiga fasa yang beroperasi dalam proses produksi. Data ini digunakan untuk menentukan dampak ekonomi yang

ub ub

tegangan tidak seimbang ini disajikan pada tabel 3 berikut ini. Tabel 3 Daya poros dan torsi poros pada

tegangan tidak seimbang Parameter listrik motor induksi tiga fasa 1 kW per fasa

ASIL IV. H D AN P EMBAHASAN

F v (%) n r (rpm)

P sh (kW) T sh (N-m)

masing-masing adalah resistansi stator 7,241 Ω , resistansi rotor 0,795 Ω , reaktansi bocor stator 8,95 Ω , reaktansi bocor

rotor dilihat dari sisi stator 8,95 Ω , resistansi rotor dilihat dari

sisi stator 5,14 Ω dan reaktansi magnetisasi 111,85 Ω . Rugi

rotasi 0,036 kW, daya keluaran konstan 1 kW dan kecepatan

putaran sinkron 1500 rpm.

A. Persentase Ketidakseimbangan Tegangan

Berdasarkan data tegangan masukan per fasa, ditentukan persentase ketidakseimbangan tegangan motor induksi tiga

Pada kecepatan putaran yang sama, daya poros dan torsi poros fasa dengan menggunakan (1) sebagaimana ditunjukkan pada

yang dihasilkan motor pada tegangan seimbang nominal yang tabel 1 berikut ini.

ditentukan dengan menggunakan (5) dan (6) ditunjukkan pada tabel 4 berikut ini.

Tabel 1 Persentase ketidakseimbangan tegangan

Tegangan masukan

Tabel 4 Daya poros dan torsi poros pada

per fasa (V)

V a1 V a2 F v

tegangan seimbang

(V)

V V V n r (rpm)

P sh (kW)

T (N-m)

Hasil analisis pada tabel 4 dan tabel 5 diatas menunjukkan

B. Arus Rotor Urutan Positif dan Negatif bahwa pada ketidakseimbangan tegangan 1 %, daya poros dan Berdasar data arus rotor per fasa pada setiap persentase

torsi poros masing-masing 1,054 kW dan 7,13 N-m pada ketidakseimbangan tegangan, ditentukan arus rotor urutan

kecepatan putaran 1411 rpm. Pada kecepatan putaran yang positif dan urutan negatif dengan menggunakan (2)

sama pada tegangan seimbang nominal, daya poros dan torsi sebagaimana ditunjukkan pada tabel 2 berikut ini.

poros yang dihasilkan motor masing-masing 1,132 kW dan 7,66 N-m, atau terjadi penurunan daya poros dan torsi poros masing-masing 6,89 dan 6,92 %. Pada ketidakseimbangan

Tabel 2 Arus rotor urutan positif dan urutan negatif tegangan 2 %, daya poros dan torsi poros menurun masing-

Arus rotor per fasa

masing 12,50 dan 12,63 %, dan pada ketidakseimbangan

F V (A)

I r1

I r2

tegangan 5 %, daya poros dan torsi poros menurun masing-

I ra

I rb

I rc

(A)

masing 29,07 dan 29,14 %. Dengan demikian, makin tinggi ketidakseimbangan tegangan, daya poros dan torsi poros yang

dihasilkan motor makin menurun.

D. Peningkatan Rugi Daya dan Penurunan Efisiensi.

Persentase peningkatan rugi daya dan penurunan efisiensi

motor pada tegangan tidak seimbang dengan daya keluaran

motor 1 kW konstan, ditunjukkan pada tabel 5 berikut ini. Tabel 5 Persentase peningkatan rugi daya dan efisiensi

C. Daya Poros dan Torsi Poros

P ls

Peningkatan η ls (%)

Daya poros dan torsi poros pada tegangan tidak seimbang

(%) (kW) (kW)

rugi daya (%)

dengan ketidakseimbangan 0 sampai dengan 5 % `(persentase

direkomendasikan NEMA), ditentukan dengan menggunakan

(3) dan (4) berdasarkan data kecepatan putaran dan arus rotor

Pada tegangan tidak seimbang, kecepatan putaran motor

lebih rendah dibandingkan dengan kecepatan putaran motor pada tegangan seimbang nominal. Persentase penurunan kecepatan putaran motor dari kecepatan putaran nominal pada

Pada tabel 5 terlihat, pada ketidakseimbangan tegangan 1 %, setiap persentase ketidakseimbangan tegangan ditunjukkan rugi daya meningkat dari 0,359 kW menjadi 0,377 kW atau

pada tabel 7 berikut ini.

meningkat 5,01 %, dan efisiensi menurun 0,962 % dari 73,584 % menjadi 72,622 %. Pada ketidakseimbangan

Tabel 7 Persentase penurunan kecepatan putaran tegangan 5 %, rugi daya meningkat 34,26 % dan efisiensi

F v (%) n r (rpm)

Penurunan putaran (%)

menurun 6,108 %. Jadi makin tinggi ketidakseimbangan

tegangan, rugi daya makin meningkat dan efisiensi motor makin menurun.

E. Peningkatan Suhu, Umur Isolasi dan Derating

Peningkatan suhu isolasi motor pada setiap persentase

ketidakseimbangan tegangan ditentukan dengan menggunakan

(10), dan umur isolasi ditentukan secara grafis berdasarkan gambar 1.

Dalam penelitian ini, motor induksi tiga fasa yang Pada tabel 7 terlihat pada ketidakseimbangan tegangan 1 %, digunakan mempunyai isolasi kelas B dengan suhu

kecepatan putaran menurun dari 1421 rpm menjadi 1411 rpm maksimum yang dizinkan 130 ºC. Dalam operasi normal pada

atau menurun 0,7 %, dan pada ketidakseimbangan tegangan 5 beban nominal, suhu operasi motor 80 ºC dan suhu sekeliling

%, kecepatan putaran menurun 4,79 %. Jadi makin tinggi (ambient) sekitar 30 ºC, sehingga suhu isolasi motor 110 ºC

ketidakseimbangan tegangan, kecepatan putaran motor makin dan umur isolasi motor 86000 jam

menurun.

Peningkatan suhu, suhu isolasi dan umur isolasi motor pada setiap persentase ketidakseimbangan tegangan ditunjukkan

G. Dampak Ekonomi pada Industri

pada tabel 6 berikut ini. Dampak ekonomi sebagai akibat ketidakseimbangan tegangan masukan motor induksi tiga fasa yang secara Tabel 6 Peningkatan suhu, suhu isolasi dan umur isolasi

langsung dapat dialami industri adalah meningkatnya biaya

F v Peningkatan Suhu isolasi Umur isolasi

tenaga listrik dan berkurangnya hasil produksi.

(%) suhu (º C)

(ºC)

(jam)

Ketidakseimbangan tegangan di industri pakan ternak ayam

PT. Charoen Pokphand Indonesia Makassar relatif kecil, yakni hanya 0,61 %, artinya hanya 61% dari persentase

ketidakseimbangan tegangan 1 %.

Pada tegangan nominal seimbang, daya keluaran total dari

keseluruhan motor induksi tiga fasa yang beroperasi dalam

proses produksi di industri ini 1084,670 kW dan efisiensi

nominal rata-rata 92,600 %, jadi daya masukan total 1171,350 Pada tabel 6 terlihat pada ketidakseimbangan tegangan 1 %,

kW dan rugi daya total 86,680 kW.

suhu isolasi meningkat 2 ºC menjadi 112 ºC, dan umur Pada ketidakseimbangan tegangan 0,61 %, rugi daya isolasi motor berkurang dari 86000 jam menjadi 75000 jam;

meningkat 3,056 % dari 86,680 kW menjadi 89,330 kW dan dan pada ketidakseimbangan tegangan 5 %, suhu isolasi

efisiensi menurun dari 92,600 % menjadi 92,391 %, atau rugi meningkat 50 ºC menjadi 160 ºC dan umur isolasi motor

daya listrik meningkat 2,650 kW dan efisiensi menurun 0,209 berkurang

%. Apabila ketidakseimbangan tegangan 0,61 % di industri ini ketidakseimbangan tegangan, suhu isolasi makin meningkat

merupakan ketidakseimbangan tegangan rata-rata dalam satu dan umur isolasi motor makin berkurang.

tahun, rugi tenaga listrik selama motor beroperasi dalam Berdasarkan rekomendasi NEMA, pada ketidakseimbangan

waktu 6000 jam per tahun adalah 15900 kWh. Berdasarkan tegangan hingga 1 %, tidak perlu dilakukan derating terhadap

Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 8 Tahun 2011, daya keluaran motor, karena pengaruh peningkatan arus tidak

tarif dasar listrik untuk industri ini adalah Rp.1020/kWh pada signifikan terhadap peningkatan suhu motor. Tetapi pada

waktu beban puncak dan Rp.680/kWh diluar waktu beban ketidakseimbangan tegangan lebih dari 1 sampai dengan 5 %

puncak. Waktu beban puncak berlangsung selama 5 jam sebagai batas toleransi ketidakseimbangan tegangan, NEMA

(20,83 %) dan waktu diluar beban puncak selama 19 jam merekomendasikan dilakukan derating (penurunan daya

(79,17 %). Dengan menggunakan (9), diperoleh peningkatan keluaran). Pada ketidakseimbangan tegangan 2 %, daya

biaya tenaga listrik akibat ketidakseimbangan tegangan keluaran motor diturunkan menjadi 95 %, dan pada

masukan motor induksi tiga fasa di industri ini, yakni Rp ketidakseimbangan 5 % , daya keluaran motor diturunkan

11.938.070 dalam satu tahun.

menjadi 77 % [7]. Hasil produksi industri ini sama dengan kapasitas produksi mixer, yaitu 25 ton per jam atau 150000 ton per tahun pada

F. Persentase Penurunan Kecepatan Putaran putaran nominal 1470 rpm. Pada ketidakseimbangan tegangan 0,61 %, kecepatan putaran menurun 0,427 % menjadi 1464 F. Persentase Penurunan Kecepatan Putaran putaran nominal 1470 rpm. Pada ketidakseimbangan tegangan 0,61 %, kecepatan putaran menurun 0,427 % menjadi 1464

D AFTAR P USTAKA produksi dalam satu tahun 149388 ton, atau terjadi penurunan 612 ton. Apabila diasumsikan keuntungan industri 10 % dari

[1] K.S. Shandu and V. Chaudhary. (2009, February). Steady State harga jual rata-rata produknya, yaitu 10 % dari Rp 5000 per

Modelling of Induction Motor Operating With Unbalanced Supply kg, maka dengan menggunakan (12) diketahui kerugian

Trans. Circuits and Systems. [Online]. 8(2). industri akibat penurunan kecepatan putaran adalah Rp

System. WSEAS

pp. 197-205.

Available: http://www.wseas.us/elibrary/transaction/ circuit/2009/28843.pdf .

306.000.000 dalam satu tahun. [2] B.L.Theraja and A.K. Theraja, Electrical Technology. New .

Delhi: Nirja Construction & Development Co, 1991, pp.866-925. [3] I.Plummer, “Asymmetry In Distribution

Systems: Causes,

ESIMPULAN V. K D AN S ARAN

Harmful Effects and Remedies,” M.S.thesis, Dept. Electrical and Computer Eng., Louisiana State Univ.,

Louisiana, USA, 2011. Berdasarkan pemaparan diatas, dapat disimpulkan bahwa

http:eds-isu.edu/doc/etd-04292011-090330/ makin

[Online]. Available:

tinggi ketidakseimbangan

tegangan

masukan;

unrestricted/plummer_thesis.pdf.

kecepatan putaran, daya poros dan torsi poros yang dihasilkan [4] Schneider Electric. (2006, April). Monitoring Induction Motor For motor induksi tiga fasa makin menurun, rugi daya listrik dan

[Online]. 8 (1). pp. 1-5. Available: http://www.ops-ecat/3000HO0602_part1.pdf suhu isolasi motor makin meningkat.

A. von Jouanne and B.Banerjee. (2001, Oktober). Assessment of Ketidakseimbangan tegangan 0,61 % di industri pakan

[5]

Voltage Unbalance. IEEE Trans. Power Delivery. [Online]. 16(4). ternak ayam PT. Charoen Pokphand Indonesia Makassar

pp.782-789. Available: http://www.cpdee.ufmg.br/-selenios/artigo4. menyebabkan peningkatan biaya tenaga listrik

C.F. Wagner and R.D. Evan, Symmetrical Components. New York: Mc 11.938.070 dan kerugian akibat berkurangnya hasil

Graw – Hill Book Company, 1933, pp. 13-21, 345-351. produksi Rp 306.000.000 dalam satu tahun.

G.A. McCoy, T.Litman and J.G.Douglass. (1993, January). Disarankan beban-beban satu fasa didistribusikan secara

[7]

Motor Selection Handbook, Revision 3. merata

Energy-Efficient Electric

pada ketiga

[Online]. pp. 15-41. Available:

http://wetbook.net/ freestuff/

motor_selection.pdf .

ketidakseimbangan tegangan menjadi lebih rendah; dan [8] A.E.Fitzgerald, C.Kingsley dan S.D. Umans, Mesin–Mesin Listrik. apabila ketidakseimbangan tegangan masukan cukup besar,

Edisi Keempat. Terjemahan oleh Djoko Achyanto.Jakarta:Penerbit disarankan daya keluaran motor induksi tiga fasa diturunkan

Erlangga, 1990, hal. 439-466.

dengan cara menurunkan beban, agar peningkatan arus dan [9] Sen, P. C.. Principles Of Electric Machines And Power Electronics. New York: John Wiley & Sons, 1997, pp. 222-237. suhu isolasi motor menjadi lebih rendah.

1,2,3,4,5) Diploma III Elektronika, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta Jakarta, Indonesia