Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Torsi Dan Putaran Pada Motor Arus Searah Penguatan Shunt (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

ANALISIS PENGARUH JATUH TEGANGAN TERHADAP TORSI DAN
PUTARAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT
(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 Jurusan Energi
Listrik

Oleh:
AGUNG KHAIRI
NIM : 090402021

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

Universitas Sumatera Utara

ANALISIS PENGARUH JATUH TEGANGAN TERHADAP TORSI DAN

PUTARAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT
(Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)
Oleh:

AGUNG KHAIRI
090402021

Disetujui oleh:
Pembimbing,

Ir. SYAMSUL AMIEN M.Si
NIP. 19530622 198103 1 002

Diketahui oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,

Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si
NIP. 19540531 198601 1 002

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin senantiasa penulis ucapkan kepada Allah
SWT yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk dapat terlahir di
tengah keluarga yang baik dan karena atas izin-Nya lah maka Tugas Akhir ini
dapat terselesaikan. Tak lupa pula shalawat dan salam kepada Rasulullah
Muhammad SAW yang harus selalu menjadi panutan umat muslim di seluruh
dunia.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada kedua orang tua terhebat di
muka bumi ini yaitu Bapak Asmadi dan Ibu Wahyuni Hasanah S.Pd yang
senantiasa mencurahkan kasih sayang dan doa yang tiada terhitung kepada
penulis, serta adik-adikku tercinta Ridho Khairi, Khaibar Khairi, Haikal Khairi
dan Adzkia Putri Khairia.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :
ANALISIS PENGARUH JATUH TEGANGAN TERHADAP TORSI DAN
PUTARAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT
(Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)
Selama masa kuliah sampai penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga
banyak mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk
itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

Universitas Sumatera Utara

1. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.Si, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
dan Dosen Wali penulis yang telah banyak meluangkan waktu untuk
membimbing dan mengarahkan penulis baik semasa kuliah maupun saat
proses penulisan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT-USU, dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU.

3. Om Isroi Tanjung, ST (Om Roy) selaku Pegawai di Lab. Konversi Energi
Listrik FT-USU yang banyak membantu penulis selama proses pengambilan
data.
4. Seluruh Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Elektro FTUSU.
5. Yulia Erianti, seorang teman, sahabat dan penyemangat yang luar biasa.
Terima kasih atas dukungan dan doanya kepada penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Sahabat-sahabat terbaikku dari angkatan 2009, Rizky (bundil) ST, Rizal
(Wak), Dimas, Yuli, Nisa (Dugong), Marfans Sahabat Mesin (elketro008),
Al Rizi (Rijikos), Dolmen, Adly wkwk, Afit, Dinyok, Bang Faya,
Tondymen, Wangto Tegangan Tinggi, Ahmad, Pak Doni, Fahrul, Nanda,
Mahkur, Kentrick, Teguh, Budi, Arif, Reza, Leo, Asri (jiiaaaaahhh), dan
semua teman-teman angkatan 2009 lainnya.
7. Senior – seniorku yang baik hatinya ( Bang Azhari, Bang Habibi, Bang Azir,
Bang Kukuh, Bang Indra, Bang Luki, Bang Tony, Bang Recky, Bang Aji,

Universitas Sumatera Utara

Kak Siska, dan lain-lain ) yang telah bersedia berbagi pengalaman kepada
penulis selama masa perkuliahan.

8. Adik – adik junior ( Rimbo, Zein, Rais, Endra, Fikry, Yoga, Angga,
Wahyudi, dan lain-lain ) yang selalu siap sedia menolong penulis kapanpun
dibutuhkan.
9. Asisten Lab. Konversi Energi Listrik FT-USU ( Djaka, Diky, Dhuha,
Bembeng ) yang secara ikhlas membantu penulis selama proses
pengambilan data.
10. Kak Senja ( makasih buat printernya ) dan semua sepupuku yang telah
berpartisipasi mengkritik dan membantu penyelesaian tugas akhir ini.
11. 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 Akhirini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi
penyemepurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis pribadi dan juga semua pihak
yang membutuhkannya.

Medan,

September 2013

Penulis

Agung Khairi

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Penggunaan motor arus searah akhir - akhir ini mengalami perkembangan,
khususnya dalam pemakaiannya sebagai motor penggerak. Oleh sebab itu, motor
DC dituntut harus memiliki torsi dan putaran yang tinggi. Untuk dapat mencapai
putaran yang konstan maka diperlukan supply tegangan yang baik. Tetapi hal itu
tidak sepenuhnya dapat tercapai mengingat adanya gangguan berupa tegangan
jatuh pada saluran penghantar. Turunnya tegangan supply pada motor selain
mempengaruhi putaran juga mempengaruhi torsi yang dihasilkan oleh motor.
Pada Tugas Akhir ini, penulis menganalisis pengaruh jatuh tegangan
terhadap torsi dan putaran motor DC penguatan shunt dengan menentukan 6 nilai
tegangan terminal yaitu 220, 210, 200, 190, 180 dan 170 Volt. Dari hasil
pengujian, nilai tegangan terminal 220 Volt memiliki torsi dan putaran motor
tertinggi yaitu 9,45 N-m dan 1390 rpm.


Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...................................................................................

i

ABSTRAK ......................................................................................................

iv

DAFTAR ISI ..................................................................................................

v

DAFTAR GAMBAR .....................................................................................

vii


DAFTAR TABEL .........................................................................................

x

BAB I

PENDAHULUAN

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

1

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

2

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

2


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 .............................................................

10

2.4. Reaksi 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


Universitas Sumatera Utara

2.5.2.1. Motor Arus Searah Penguatan Seri ........................................

20

2.5.2.2. Motor Arus Searah Penguatan Shunt .....................................

22

2.5.2.3. Motor Arus Searah Penguatan Kompon .................................

23

2.6. Gaya Gerak Listrik Lawan Pada Motor Arus Searah ...............................

25

2.7. Karakteristik Motor Arus Searah Penguatan Kompon .............................

26

BAB III PENGARUH JATUH TEGANGAN TERHADAP TORSI DAN
PUTARAN PADA MOTOR ARUS SEARAH
3.1. Umum

..................................................................................................

29

3.2. Jatuh Tegangan .........................................................................................

29

3.3. Torsi Motor Arus Searah ..........................................................................

32

3.3.1. Torsi Jangkar Motor Arus Searah ....................................................

34

3.3.2. Torsi Poros Motor Arus Searah ........................................................

37

3.4. Pengaturan Kecepatan Putaran Pada Motor Arus Searah .........................

38

3.5. Pengaruh Turunnya Tegangan Terhadap Persamaan Putaran Dan Torsi
Motor

....................................................................................................

39

BAB IV ANALISIS PENGARUH JATUH TEGANGAN TERHADAP
TORSI DAN PUTARAN PADA MOTOR ARUS SEARAH
PENGUATAN SHUNT
4.1. Umum ........................................................................................................

40

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

40

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

41

4.4. Rangkaian Pengujian ................................................................................

42

Universitas Sumatera Utara

4.4.1. Rangkaian Pengujian Motor DC Penguatan Shunt Pada Kondisi
Tanpa Beban .....................................................................................

42

4.4.2. Rangkaian Pengujian Motor DC Penguatan Shunt Pada Kondisi
Berbeban ...........................................................................................

42

4.5 Prosedur Pengujian ...................................................................................

43

4.5.1. Prosedur Pengujian Motor DC Penguatan Shunt Pada Kondisi
Tanpa Beban ....................................................................................

43

4.5.2. Prosedur Pengujian Motor DC Penguatan Shunt Pada Kondisi
Berbeban ..........................................................................................

43

4.6 Data Pengujian ..........................................................................................

44

4.6.1. Data Pengujian Motor DC Penguatan Shunt Pada Kondisi Tanpa
Beban ...............................................................................................

44

4.6.2. Data Pengujian Motor DC Penguatan Shunt Pada Kondisi
Berbeban ..........................................................................................

45

4.7 Analisis Data Pengujian ............................................................................

45

4.8 Grafik Pengujian .......................................................................................

49

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ..............................................................................................

50

5.2. Saran .........................................................................................................

50

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................

51

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konstruksi motor arus searah bagian stator .............................

7

Gambar 2.2 Konstruksi motor arus searah bagian rotor ..............................

7

Gambar 2.3 Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan
magnet ......................................................................................

11

Gambar 2.4 Prinsip perputaran motor arus searah .......................................

12

Gambar 2.5 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan medan .........................

15

Gambar 2.6 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan jangkar........................

16

Gambar 2.7 Hasil kombinasi antara fluksi medan dan fluksi jangkar .........

17

Gambar 2.8 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan bebas .........

19

Gambar 2.9 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan seri ............

21

Gambar 2.10 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan shunt..........

22

Gambar 2.11 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon
pendek ......................................................................................

23

Gambar 2.12 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon
panjang .....................................................................................

24

Gambar 2.13 Kurva karakteristik torsi – arus jangkar ( Ta/Ia ) .....................

27

Gambar 2.14 Kurva karakteristik putaran – arus jangkar ( n/Ia ) ..................

28

Gambar 2.15 Kurva karakteristik putaran – torsi ( n/Ta )..............................

28

Gambar 3.1 Suatu pulley yang berputar karena mengalami suatu gaya ......

32

Gambar 4.1 Rangkaian pengujian motor DC penguatan shunt pada kondisi
tanpa beban ..............................................................................

42

Gambar 4.2 Rangkaian pengujian motor DC penguatan shunt pada kondisi

Universitas Sumatera Utara

berbeban ...................................................................................

42

Gambar 4.3 Grafik tegangan terminal vs putaran motor DC shunt .............

49

Gambar 4.4 Grafik tegangan terminal vs torsi motor DC shunt ..................

49

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data hasil pengujian penurunan tegangan terminal motor DC shunt
pada kondisi tanpa beban ...............................................................

45

Tabel 4.2 Data hasil pengujian penurunan tegangan terminal motor DC shunt
pada kondisi berbeban ....................................................................

45

Tabel 4.3 Hasil analisis data penurunan tegangan terminal pada motor DC
shunt ...............................................................................................

48

Universitas Sumatera Utara

Dokumen yang terkait

Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Torsi Dan Putaran Pada Motor Arus Searah Penguatan Shunt (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

10 172 64

Pengaruh Penambahan Kutub Bantu Pada Motor Arus Searah Penguatan Seri Dan Shunt Untuk Memperkecil Rugi-Rugi (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

4 63 93

Analisis Perhitungan Panas Motor DC SHUNT Pada Saat Start Dan Pengereman ( Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU ).

0 30 75

Analisis Penentuan Tahanan Kritis Untuk Pembangkitan Tegangan Pada Generator Arus Searah Penguatan Shunt (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT –USU)

8 112 72

Studi Pengereman Secara Dinamis Pada Motor Arus Searah Penguatan Shunt Dengan Mikrokontroller ( Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-Usu )

1 44 53

Analisa Karakteristik Putaran-Torsi Motor Arus Searah Penguatan Shunt Berkutub Bantu (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik)

2 33 69

Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Torsi Dan Putaran Pada Motor Arus Searah Penguatan Shunt (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

0 0 1

Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Torsi Dan Putaran Pada Motor Arus Searah Penguatan Shunt (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

0 0 5

Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Torsi Dan Putaran Pada Motor Arus Searah Penguatan Shunt (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

0 0 23

Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Torsi Dan Putaran Pada Motor Arus Searah Penguatan Shunt (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

0 0 1