DESAIN PROTOTIPE MOTOR INDUKSI 3 FASA Desain Prototipe Motor Induksi 3 Fasa.
DESAIN PROTOTIPE MOTOR INDUKSI 3 FASA
TUGAS AKHIR
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat Untuk
Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh:
JUMANTO
D 400 100 041
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Tugas Akhir dengan judul “DESAIN PROTOTIPE MOTOR INDUKSI
3 FASA”ini diajukan oleh :
Nama : Jumanto
NIM
: D400 100 041
Guna memenuhi kelengkapan sebagai syarat tugas akhir untuk menyelesaikan
Program Sarjana (S1) pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta. Tugas akhir ini telah diperiksa dan disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Dosen Pembimbing I
( Hasyim Asy’ari, ST, MT )
Dosen Pembimbing II
( Agus Supardi, ST, MT )
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir ini dengan judul “DESAIN PROTOTIPE MOTOR
INDUKSI 3 FASA”. Tugas Akhir ini telah diajukan dan dipertahankan di depan
dewan penguji Tugas Akhir Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta, pada :
Hari
:
Tanggal
:
Dewan Penguji Tugas Akhir :
1. Hasyim Asy’ari, ST, MT
2. Agus Supardi, ST, MT
...............................
...............................
3. Aris Budiman, ST, MT
4. Umar, ST, MT
...............................
...............................
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Ir.Sri Sumarjono,MT, P.hD.Umar, ST, MT.
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan hidayah dan
inayahNYA, sehingga sampai detik ini masih diberi kesempatan untuk
menjalankan perintahNYA dan menjauhi laranganNYA. Sholawat serta salam
bagi Nabi Muhammad SAW beserta, keluarga, sahabat dan pengikutnya yang
selalu ditunggu dan dinanti syafa’atnya dihari akhir nanti, amin.. yaa robbal
allamin.
Alhamdulillah hanya padaMU ya Allah, dengan hidayahMU penulis dapat
menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas akhir ini disusun dan
diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan gelar Sarjana Teknik di
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. Adapun judul
yang penulis ajukan adalah :“Desain Prototipe Motor Induksi 3 Fasa”
Penyusunan tugas akhir ini penulis mendapatkan dukungan dan saran
dari berbagai pihak, guna mendapatkan hasil yang lebih baik.Penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada :
1. Bapak Ir.Sri Sumarjono,MT, P.hD selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiayah Surakarta.
2. Bapak Umar, ST, MT selaku Ketua Program Studi Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Hasyim Asy’ari, ST, MT selaku Pembimbing I yang telah
memberikanbimbingan, dukungan, dan pengarahan kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
iv
4. Bapak Agus Supardi, ST, MT selaku selaku Pembimbing II yang telah
memberikanbimbingan, dukungan, dan pengarahan kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini..
5. Bapak Aris Budiman, ST, MT dan Bapak Umar, ST, MT. selaku penguji
Tugas Akhir.
6. Bapak Ir. Jatmiko, MT selaku Pembimbing Akademik yang telah banyak
membimbing selama menempuh studi di Teknik Elektro UMS.
7. Bapak dan ibu dosen atas kesediannya membimbing dan memberikan
waktunya kepada penulis selama di Teknik Elektro.
8. Ayahanda Tukirin dan Ibunda Aminnatun tercinta “terima kasih atas do’a,
kasih sayang, dukungan, dan materi yang senantiasa tercurah untuk
Ananda” yang selalu memberikan “segalanya“ untuk kehidupan dan
keberhasilan Ananda.
9. KakakkuSaryanti, S.pd dan adik-adikku tersayang Djoko Sasongko dan
Hasan Bakrie ”terima kasih atas dukungan, nasehat dan kebersamaanya”
10. Staf Tata Usaha dan staf Laboratorium Teknik Elektroyang telah banyak
membantu dan memberikan kemudahankepada penulis selama menempuh
studi Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
11. Staf Tata Usaha, staf akademik maupun non akademik yang telah
memberikan kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
v
12. Teman-temanku seperjuangan Teknik Elektro 2010 dan keluarga besar
”poyoye”, Hilda jembling, fajar kriwil, ari arek, sumartanto musmunk,
hangga ronde, yang selalu menemani & menyemangati dalam pengerjaan
skripsi, agus babe & agus plonco yang membantu pengerjaan alat tugas
akhir, amri amfar selalu saya repotkan masalah birokrasi laboratorium
dalam peminjaman alat serta peminjaman tempat, rozaq doel, laksa genter
yang selalu ngecroki, novix, aim viktor, agus balap selalu membantu
dalam pengujian alat, arif, eker doni, feri, ardhiya bejo, teguh, agung, ralif
uyyeh, dua jekek, edi, tifando, ridho, indra, anton, anta, galih jambul, serta
teman-teman yang tidak bisa saya sebut satu per satu.
13. Rekan-rekan kerja di Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro (KMTE)
terimakasih sudah mengajarkanku banyak hal dari cara mengadakan acara,
cara berbirokrasi dikampus, cara berkomunikasi di muka umum dan masih
banyak hal yang lain.
14. Teman-teman kost An-Nur, setio hartadi yang selalu mengejek tetapi
dalam maksud memotivasi, burhan, bang hendras, wayan, dan lain-lain.
15. Teman-teman desa kauman kemusu boyolali, cepuk sahabat terbaik sedari
kecil, rudianto sahabat sekaligus saudaraku, cimeng, templeng, sengon,
adit, mas antok kisana, kampret, tompel, doble mus mus dan lain-lain.
16. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
vi
Dengan segala kerendahan hati penulis berharap semoga karya ini
memberikan manfaat kepada semua pihak dan bagi penulis sendiri pada
khususnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat dan bersifat
membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.Akhir kata.
Surakarta, ...Juni 2014
Penulis
vii
MOTTO
Wahai manusia, sesungguhnya engkau harus bekerja keras (sungguh-sungguh dan
tekun) menuju keridhoan Tuhanmu, maka pasti kamu akan menemui-Nya. (AlInsyiqaq:6)
Sebuah impian yang besar didalam pikiran yang aktif, tidak ada gunanya
ketegasan untuk bertindak. (Mario Teguh)
Sabar itu tak terbatas, Ikhlas itu tak berbekas, hebat itu bukan karna selalu
mendapatkan keinginannya tapi orang hebat itu adalah orang yang dapat
mengalahkan hawa nafsunya (Anwar Zahid)
Hidup layaknya seperti kamera, kalau mau hasil bagus, harus fokus. (Sam
Maulana)
viii
Sekarang atau ditunda pekerjaan itu akan sama-sama dikerjakan, maka lebih baik
kerjakanlah sekarang. (Risma Laksana)
PERSEMBAHAN
Karya kecil ini kupersembahkan untuk yang tercinta dan terkasih :
1. Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya yang tanpa batas
kepada umat islam sehingga penulis mampu menyelesaikan laporan tugas
akhir.
2. Nabi Muhammad SAW yang telah membawa umat islam dari jaman
kebodohan menuju jaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan dan
teknologi.
3. Ibunda dan Ayahanda TercintaSebagai tanda bakti, hormat, dan rasa terima
kasih yang tiada terhingga kupersembahkan karya kecil ini kepada Ibu dan
Ayah yang telah memberikan kasih sayang, segala dukungan, dan cinta
kasih yang tiada terhingga yang tiada mungkin dapat kubalas hanya
dengan selembar kertas yang bertuliskan kata cinta dan persembahan.
4. Kakak dan adik-adikku yang tiada hentinya memberikan dukungan,
nasehat dan motivasi.
5. Kakek dan nenekku yang selalu memberi nasehat-nasehat tentang
kehidupan, terimakasih mbah-mbahku.
6. Teman-teman seangkatan Teknik Elektro 2010 yang selalu rame ketika
berkumpul, yang selalu kompak dalam segala hal dan sama-sama berjuang
hingga mencapai puncak dari masa pembelajaran.
ix
7. Segenap Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro (KMTE).
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL..............................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ..............................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN................................................................................ iii
KATA PENGANTAR............................................................................................ iv
MOTTO.................................................................................................................. viii
PERSEMBAHAN .................................................................................................. ix
DAFTAR ISI .........................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xiv
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv
DAFTAR KONTRIBUSI....................................................................................... xvi
ABSTRAKSI..........................................................................................................xviii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2. Perumusan Masalah........................................................................
2
1.3. Batasan Masalah.............................................................................
2
1.4. Tujuan Penelitian............................................................................
3
1.5. Manfaat Penelitian .........................................................................
3
1.6. Sistematika Penulisan.....................................................................
3
x
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Telaah Penelitian ............................................................................
5
2.2. Landasan Teori...............................................................................
6
2.2.1. Motor Induksi.............................................................................
6
2.2.2. Motor Induksi 3 Fasa ................................................................
7
2.2.3. Kontruksi Motor Induksi............................................................ 12
2.2.3.1. Kontruksi Stator Motor Induksi ........................................... 12
2.2.3.2. Kontruksi Rotor Motor Induksi............................................ 13
2.2.4. Konstruksi Motor Induksi 3 Fasa .............................................. 14
2.2.5. Medan Putar (rotating magnetic field) ....................................... 15
2.2.6. Slip Motor Induksi ..................................................................... 17
2.2.7. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi............................................ 18
2.2.8. Prinsip Kerja Motor Induksi....................................................... 19
2.2.9. Faktor Gaya Gerak Listrik Induksi Pada Kumparan .................. 20
2.2.10 Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa ............................................ 21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Prosedur Prosedur .......................................................................... 23
3.1.1 Waktu dan Tempat .................................................................... 23
3.1.2 Persiapan Yang Dilakukan ......................................................... 23
3.2. Bahan dan Peralatan Pendukung .................................................... 24
3.2.1. Bahan dan Peralatan Utama ...................................................... 24
3.2.1.1. Bahan................................................................................... 24
3.2.1.1. Peralatan Utama ................................................................. 24
xi
3.2.2. Peralatan Pendukung ................................................................. 25
3.3. Alur Penelitian................................................................................ 25
3.3.1. Studi Literatur ........................................................................... 25
3.3.2. Pengumpulan Data ..................................................................... 25
3.3.3. Perancangan Alat ....................................................................... 25
3.3.4. Pembuatan Alat ......................................................................... 26
3.3.5. Finishing Alat ............................................................................ 26
3.3.6. Pengujian Alat ........................................................................... 26
3.3.7. Analisa Data .............................................................................. 26
3.3.8. Pengambilan Kesimpulan .......................................................... 26
3.4. Diagram Alur Penelitian ................................................................ 27
3.4.1 Urutan Alur Penelitian................................................................ 27
3.4.2 Diagram Alur Penelitian............................................................. 29
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian .............................................................................. 30
4.1.1. Hasil PercobaanKaleng Modifikasi ......................................... 30
4.1.2. Hasil Percobaan Kaleng Tanpa Modifikasi ............................. 31
4.2. Analisa Data ................................................................................... 31
4.2.1. Analisa Percobaan Prototipe Dengan Kaleng Modifikasi ....... 32
4.2.2. Analisa Percobaan Prototipe Tanpa Kaleng Modifikasi ......... 34
4.2.3. Perbandingan Kaleng .............................................................. 35
4.2.4. Perbandingan Kecepatan Putar Dengan Hitung Rumus ......... 36
BAB VPENUTUP
xii
5.1. Kesimpulan..................................................................................... 39
5.2. Saran .............................................................................................. 40
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 41
LAMPIRAN .......................................................................................................... 42
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Lilitan pada stator motor 3 fasa ........................................................
8
Gambar 2.2. Grafik arus 3 fasa ..............................................................................
9
Gambar 2.3. Rotor belitan ..................................................................................... 11
Gambar 2.4. Rotor Sangkar ................................................................................... 12
Gambar 2.5. Belitan Stator dari tembaga .............................................................. 13
Gambar 2.6. Konstruksi motor listrik 3 fasa ......................................................... 15
Gambar 2.7. Belitan stator motor induksi ............................................................. 16
Gambar 2.8. Medan putar motor induksi 3 fasa .................................................... 17
Gambar 2.9. Rangkaian ekivalen motor induksi ................................................... 19
Gambar 2.10. Sambung bintang ............................................................................ 21
Gambar 2.11. Sambung delta ................................................................................ 22
Gambar 3.1. Blok diagram pengujian alat ............................................................. 28
Gambar 3.2. Diagram Alur Penelitian ................................................................... 29
Gambar 4.1. Grafik hubungan tegangan dengan kecepatan putar (RPM) ............ 32
Gambar 4.2. Grafik hubungan tegangan dengan kecepatan putar kaleng tanapa
modifikasi............................................................................................................... 34
Gambar 4.3. Grafik perhitungan slip (%) motor ................................................... 41
xiv
DAFTARTABEL
Tabel 4.1 Pengukuran tegangan input, arus dan RPM ....................................... 30
Tabel 4.2 Pengukuran tegangan input, arus dan RPM dengan kaleng tanpa
modifikasi ........................................................................................... 31
Tabel 4.3. Perhitungan slip ................................................................................... 37
xv
DAFTAR KONTRIBUSI
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir ini tidak terdapat karya
yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu Perguruan
Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis
diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Setelah berkonsultasi dengan Bapak Hasyim Asyi’ari, S.T, M.T mengenai
judul Tugas Akhir dan beliau bersedia untuk membimbing penulis dalam
menyusun laporan Tugas Akhir ini. Beliau juga menyarankan untuk dosen
pembimbing II Tugas Akhir ini adalah Bapak Agus Supardi, ST, M.T. Setelah
seminar Proposal Tugas Akhir ada beberapa saran dan masukkan dari dosen
penguji demi perbaikkan Tugas Akhir ini.
Penelitian ini dilakukan disebuah bengkel teknik, penulis mencari alat
dan bahan yang sesuai dengan rancangan.Setelah alat dan bahan terkumpul
kemudian melakukan perakitan desain motor, melilit kumparan pada koker di inti
besi, dan merangkai prototipe motor induksi.Dalam perancangan dan perakitan
penulis melakukan beberapa kali eksperimen / percobaan untuk mendapatkan hasil
yang maksimal dan alat bisa dilakukan pengujian.
xvi
Setelah alat berhasil diuji di Laboratorium Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta, kemudian mencatat hasil data keluaran dari alat
tersebut untuk analisa dalam Tugas akhir ini.
Demikian daftar konstribusi penulis buat dengan sejujur-jujurnya.
Surakarta, ...Juni 2014
Mengetahui
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
( Hasyim Asy’ari, ST, MT )
( Agus Supardi, ST, MT )
Mahasiswa
( Jumanto )
xvii
ABSTRAKSI
Hampir disetiap rumah tangga dan industri dewasa ini menggunakan
mesin listrik yang dapat beroperasi sebagai generator baik satu fasa maupun tiga
fasa.Jenis mesin listrik yang umum digunakan sebagai motor penggerak atau
peralatan dalam industri adalah motor induksi. Hal ini disebabkan karena jenis
motor induksi mempunyai kelebihan-kelebihan dibandingkan dengan jenis motor
lainnya, antara lain karena konstruksinya sederhana dan harganya yang relative
murah serta lebih ringan.Penelitian ini bertujuan membuat prototipe motor
induksi 3 fasa dan mengetahui karakteristik hasil output RPM dari motor induksi
tersebut.
Desain prototipe motor induksi 3 fasa pada bagian statornya
memanfaatkan bahan-bahan seperti koker sebanyak 6 buah dengan ukuran 6 cm x
4,2 cm, inti besi atau current berbentuk E sebanyak 168 buah dengan ukuran 6,6
cm x 4,4 cm dan current berbentuk I sebanyak 174 buah dengan ukuran 6,6 cm,
untuk kumparannya menggunakan kawat email berdiameter 0,3 mm dengan
jumlah 2200 lilitan. Pada bagian rotornya memanfaatkan kaleng bekas diberi
belitan mengelilingi sisi-sisi kaleng.Pengujian motor induksi 3 fasa pada saat
kaleng diberi belitan dan kaleng tanpa belitan. Pengamatan yang dilakukan
adalah pengambilan data terkait tegangan input, arus dan RPM.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada saat tegangan 50 volt rotor
belum dapat berputar. Namun pada saat tegangan 75 volt sampai 200 volt rotor
dapat berputar secara perlahan sesuai tegangan yang dimasukkan, kecepatan
putar rotor tersebut mencapai 290,3 RPM. Sedangkan pada saat rotor tanpa
diberi belitan penelitian menunjukkan bahwa pada saat tegangan 50 volt sampai
125 volt rotor belum dapat berputar, kemudian pada saat tegangan 150 volt
sampai 200 volt rotor dapat berputar namun sangat pelan hanya mencapai
kecepatan putar maksimal 64,4 RPM. Hal ini disebabkan pada saat rotor tanpa
diberi belitan, karena rotor tidak dapat menangkap medan magnet yang
dikeluarkan oleh stator sehingga kumparan rotor tidak dapat mengalami gaya
Lorentz yang menimbulkan torsi yang cenderung menggerakkan rotor sesuai arah
pergerakan medan induksi stator.
Kata Kunci :prototipe motor induksi, motor induksi 3 fasa, RPM, motor listrik,
rotor.
xviii
TUGAS AKHIR
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat Untuk
Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh:
JUMANTO
D 400 100 041
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Tugas Akhir dengan judul “DESAIN PROTOTIPE MOTOR INDUKSI
3 FASA”ini diajukan oleh :
Nama : Jumanto
NIM
: D400 100 041
Guna memenuhi kelengkapan sebagai syarat tugas akhir untuk menyelesaikan
Program Sarjana (S1) pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta. Tugas akhir ini telah diperiksa dan disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Dosen Pembimbing I
( Hasyim Asy’ari, ST, MT )
Dosen Pembimbing II
( Agus Supardi, ST, MT )
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir ini dengan judul “DESAIN PROTOTIPE MOTOR
INDUKSI 3 FASA”. Tugas Akhir ini telah diajukan dan dipertahankan di depan
dewan penguji Tugas Akhir Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta, pada :
Hari
:
Tanggal
:
Dewan Penguji Tugas Akhir :
1. Hasyim Asy’ari, ST, MT
2. Agus Supardi, ST, MT
...............................
...............................
3. Aris Budiman, ST, MT
4. Umar, ST, MT
...............................
...............................
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Ir.Sri Sumarjono,MT, P.hD.Umar, ST, MT.
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan hidayah dan
inayahNYA, sehingga sampai detik ini masih diberi kesempatan untuk
menjalankan perintahNYA dan menjauhi laranganNYA. Sholawat serta salam
bagi Nabi Muhammad SAW beserta, keluarga, sahabat dan pengikutnya yang
selalu ditunggu dan dinanti syafa’atnya dihari akhir nanti, amin.. yaa robbal
allamin.
Alhamdulillah hanya padaMU ya Allah, dengan hidayahMU penulis dapat
menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas akhir ini disusun dan
diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan gelar Sarjana Teknik di
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. Adapun judul
yang penulis ajukan adalah :“Desain Prototipe Motor Induksi 3 Fasa”
Penyusunan tugas akhir ini penulis mendapatkan dukungan dan saran
dari berbagai pihak, guna mendapatkan hasil yang lebih baik.Penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada :
1. Bapak Ir.Sri Sumarjono,MT, P.hD selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiayah Surakarta.
2. Bapak Umar, ST, MT selaku Ketua Program Studi Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Hasyim Asy’ari, ST, MT selaku Pembimbing I yang telah
memberikanbimbingan, dukungan, dan pengarahan kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
iv
4. Bapak Agus Supardi, ST, MT selaku selaku Pembimbing II yang telah
memberikanbimbingan, dukungan, dan pengarahan kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini..
5. Bapak Aris Budiman, ST, MT dan Bapak Umar, ST, MT. selaku penguji
Tugas Akhir.
6. Bapak Ir. Jatmiko, MT selaku Pembimbing Akademik yang telah banyak
membimbing selama menempuh studi di Teknik Elektro UMS.
7. Bapak dan ibu dosen atas kesediannya membimbing dan memberikan
waktunya kepada penulis selama di Teknik Elektro.
8. Ayahanda Tukirin dan Ibunda Aminnatun tercinta “terima kasih atas do’a,
kasih sayang, dukungan, dan materi yang senantiasa tercurah untuk
Ananda” yang selalu memberikan “segalanya“ untuk kehidupan dan
keberhasilan Ananda.
9. KakakkuSaryanti, S.pd dan adik-adikku tersayang Djoko Sasongko dan
Hasan Bakrie ”terima kasih atas dukungan, nasehat dan kebersamaanya”
10. Staf Tata Usaha dan staf Laboratorium Teknik Elektroyang telah banyak
membantu dan memberikan kemudahankepada penulis selama menempuh
studi Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
11. Staf Tata Usaha, staf akademik maupun non akademik yang telah
memberikan kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
v
12. Teman-temanku seperjuangan Teknik Elektro 2010 dan keluarga besar
”poyoye”, Hilda jembling, fajar kriwil, ari arek, sumartanto musmunk,
hangga ronde, yang selalu menemani & menyemangati dalam pengerjaan
skripsi, agus babe & agus plonco yang membantu pengerjaan alat tugas
akhir, amri amfar selalu saya repotkan masalah birokrasi laboratorium
dalam peminjaman alat serta peminjaman tempat, rozaq doel, laksa genter
yang selalu ngecroki, novix, aim viktor, agus balap selalu membantu
dalam pengujian alat, arif, eker doni, feri, ardhiya bejo, teguh, agung, ralif
uyyeh, dua jekek, edi, tifando, ridho, indra, anton, anta, galih jambul, serta
teman-teman yang tidak bisa saya sebut satu per satu.
13. Rekan-rekan kerja di Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro (KMTE)
terimakasih sudah mengajarkanku banyak hal dari cara mengadakan acara,
cara berbirokrasi dikampus, cara berkomunikasi di muka umum dan masih
banyak hal yang lain.
14. Teman-teman kost An-Nur, setio hartadi yang selalu mengejek tetapi
dalam maksud memotivasi, burhan, bang hendras, wayan, dan lain-lain.
15. Teman-teman desa kauman kemusu boyolali, cepuk sahabat terbaik sedari
kecil, rudianto sahabat sekaligus saudaraku, cimeng, templeng, sengon,
adit, mas antok kisana, kampret, tompel, doble mus mus dan lain-lain.
16. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
vi
Dengan segala kerendahan hati penulis berharap semoga karya ini
memberikan manfaat kepada semua pihak dan bagi penulis sendiri pada
khususnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat dan bersifat
membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.Akhir kata.
Surakarta, ...Juni 2014
Penulis
vii
MOTTO
Wahai manusia, sesungguhnya engkau harus bekerja keras (sungguh-sungguh dan
tekun) menuju keridhoan Tuhanmu, maka pasti kamu akan menemui-Nya. (AlInsyiqaq:6)
Sebuah impian yang besar didalam pikiran yang aktif, tidak ada gunanya
ketegasan untuk bertindak. (Mario Teguh)
Sabar itu tak terbatas, Ikhlas itu tak berbekas, hebat itu bukan karna selalu
mendapatkan keinginannya tapi orang hebat itu adalah orang yang dapat
mengalahkan hawa nafsunya (Anwar Zahid)
Hidup layaknya seperti kamera, kalau mau hasil bagus, harus fokus. (Sam
Maulana)
viii
Sekarang atau ditunda pekerjaan itu akan sama-sama dikerjakan, maka lebih baik
kerjakanlah sekarang. (Risma Laksana)
PERSEMBAHAN
Karya kecil ini kupersembahkan untuk yang tercinta dan terkasih :
1. Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya yang tanpa batas
kepada umat islam sehingga penulis mampu menyelesaikan laporan tugas
akhir.
2. Nabi Muhammad SAW yang telah membawa umat islam dari jaman
kebodohan menuju jaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan dan
teknologi.
3. Ibunda dan Ayahanda TercintaSebagai tanda bakti, hormat, dan rasa terima
kasih yang tiada terhingga kupersembahkan karya kecil ini kepada Ibu dan
Ayah yang telah memberikan kasih sayang, segala dukungan, dan cinta
kasih yang tiada terhingga yang tiada mungkin dapat kubalas hanya
dengan selembar kertas yang bertuliskan kata cinta dan persembahan.
4. Kakak dan adik-adikku yang tiada hentinya memberikan dukungan,
nasehat dan motivasi.
5. Kakek dan nenekku yang selalu memberi nasehat-nasehat tentang
kehidupan, terimakasih mbah-mbahku.
6. Teman-teman seangkatan Teknik Elektro 2010 yang selalu rame ketika
berkumpul, yang selalu kompak dalam segala hal dan sama-sama berjuang
hingga mencapai puncak dari masa pembelajaran.
ix
7. Segenap Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro (KMTE).
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL..............................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ..............................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN................................................................................ iii
KATA PENGANTAR............................................................................................ iv
MOTTO.................................................................................................................. viii
PERSEMBAHAN .................................................................................................. ix
DAFTAR ISI .........................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xiv
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv
DAFTAR KONTRIBUSI....................................................................................... xvi
ABSTRAKSI..........................................................................................................xviii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2. Perumusan Masalah........................................................................
2
1.3. Batasan Masalah.............................................................................
2
1.4. Tujuan Penelitian............................................................................
3
1.5. Manfaat Penelitian .........................................................................
3
1.6. Sistematika Penulisan.....................................................................
3
x
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Telaah Penelitian ............................................................................
5
2.2. Landasan Teori...............................................................................
6
2.2.1. Motor Induksi.............................................................................
6
2.2.2. Motor Induksi 3 Fasa ................................................................
7
2.2.3. Kontruksi Motor Induksi............................................................ 12
2.2.3.1. Kontruksi Stator Motor Induksi ........................................... 12
2.2.3.2. Kontruksi Rotor Motor Induksi............................................ 13
2.2.4. Konstruksi Motor Induksi 3 Fasa .............................................. 14
2.2.5. Medan Putar (rotating magnetic field) ....................................... 15
2.2.6. Slip Motor Induksi ..................................................................... 17
2.2.7. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi............................................ 18
2.2.8. Prinsip Kerja Motor Induksi....................................................... 19
2.2.9. Faktor Gaya Gerak Listrik Induksi Pada Kumparan .................. 20
2.2.10 Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa ............................................ 21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Prosedur Prosedur .......................................................................... 23
3.1.1 Waktu dan Tempat .................................................................... 23
3.1.2 Persiapan Yang Dilakukan ......................................................... 23
3.2. Bahan dan Peralatan Pendukung .................................................... 24
3.2.1. Bahan dan Peralatan Utama ...................................................... 24
3.2.1.1. Bahan................................................................................... 24
3.2.1.1. Peralatan Utama ................................................................. 24
xi
3.2.2. Peralatan Pendukung ................................................................. 25
3.3. Alur Penelitian................................................................................ 25
3.3.1. Studi Literatur ........................................................................... 25
3.3.2. Pengumpulan Data ..................................................................... 25
3.3.3. Perancangan Alat ....................................................................... 25
3.3.4. Pembuatan Alat ......................................................................... 26
3.3.5. Finishing Alat ............................................................................ 26
3.3.6. Pengujian Alat ........................................................................... 26
3.3.7. Analisa Data .............................................................................. 26
3.3.8. Pengambilan Kesimpulan .......................................................... 26
3.4. Diagram Alur Penelitian ................................................................ 27
3.4.1 Urutan Alur Penelitian................................................................ 27
3.4.2 Diagram Alur Penelitian............................................................. 29
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian .............................................................................. 30
4.1.1. Hasil PercobaanKaleng Modifikasi ......................................... 30
4.1.2. Hasil Percobaan Kaleng Tanpa Modifikasi ............................. 31
4.2. Analisa Data ................................................................................... 31
4.2.1. Analisa Percobaan Prototipe Dengan Kaleng Modifikasi ....... 32
4.2.2. Analisa Percobaan Prototipe Tanpa Kaleng Modifikasi ......... 34
4.2.3. Perbandingan Kaleng .............................................................. 35
4.2.4. Perbandingan Kecepatan Putar Dengan Hitung Rumus ......... 36
BAB VPENUTUP
xii
5.1. Kesimpulan..................................................................................... 39
5.2. Saran .............................................................................................. 40
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 41
LAMPIRAN .......................................................................................................... 42
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Lilitan pada stator motor 3 fasa ........................................................
8
Gambar 2.2. Grafik arus 3 fasa ..............................................................................
9
Gambar 2.3. Rotor belitan ..................................................................................... 11
Gambar 2.4. Rotor Sangkar ................................................................................... 12
Gambar 2.5. Belitan Stator dari tembaga .............................................................. 13
Gambar 2.6. Konstruksi motor listrik 3 fasa ......................................................... 15
Gambar 2.7. Belitan stator motor induksi ............................................................. 16
Gambar 2.8. Medan putar motor induksi 3 fasa .................................................... 17
Gambar 2.9. Rangkaian ekivalen motor induksi ................................................... 19
Gambar 2.10. Sambung bintang ............................................................................ 21
Gambar 2.11. Sambung delta ................................................................................ 22
Gambar 3.1. Blok diagram pengujian alat ............................................................. 28
Gambar 3.2. Diagram Alur Penelitian ................................................................... 29
Gambar 4.1. Grafik hubungan tegangan dengan kecepatan putar (RPM) ............ 32
Gambar 4.2. Grafik hubungan tegangan dengan kecepatan putar kaleng tanapa
modifikasi............................................................................................................... 34
Gambar 4.3. Grafik perhitungan slip (%) motor ................................................... 41
xiv
DAFTARTABEL
Tabel 4.1 Pengukuran tegangan input, arus dan RPM ....................................... 30
Tabel 4.2 Pengukuran tegangan input, arus dan RPM dengan kaleng tanpa
modifikasi ........................................................................................... 31
Tabel 4.3. Perhitungan slip ................................................................................... 37
xv
DAFTAR KONTRIBUSI
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir ini tidak terdapat karya
yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu Perguruan
Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis
diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Setelah berkonsultasi dengan Bapak Hasyim Asyi’ari, S.T, M.T mengenai
judul Tugas Akhir dan beliau bersedia untuk membimbing penulis dalam
menyusun laporan Tugas Akhir ini. Beliau juga menyarankan untuk dosen
pembimbing II Tugas Akhir ini adalah Bapak Agus Supardi, ST, M.T. Setelah
seminar Proposal Tugas Akhir ada beberapa saran dan masukkan dari dosen
penguji demi perbaikkan Tugas Akhir ini.
Penelitian ini dilakukan disebuah bengkel teknik, penulis mencari alat
dan bahan yang sesuai dengan rancangan.Setelah alat dan bahan terkumpul
kemudian melakukan perakitan desain motor, melilit kumparan pada koker di inti
besi, dan merangkai prototipe motor induksi.Dalam perancangan dan perakitan
penulis melakukan beberapa kali eksperimen / percobaan untuk mendapatkan hasil
yang maksimal dan alat bisa dilakukan pengujian.
xvi
Setelah alat berhasil diuji di Laboratorium Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta, kemudian mencatat hasil data keluaran dari alat
tersebut untuk analisa dalam Tugas akhir ini.
Demikian daftar konstribusi penulis buat dengan sejujur-jujurnya.
Surakarta, ...Juni 2014
Mengetahui
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
( Hasyim Asy’ari, ST, MT )
( Agus Supardi, ST, MT )
Mahasiswa
( Jumanto )
xvii
ABSTRAKSI
Hampir disetiap rumah tangga dan industri dewasa ini menggunakan
mesin listrik yang dapat beroperasi sebagai generator baik satu fasa maupun tiga
fasa.Jenis mesin listrik yang umum digunakan sebagai motor penggerak atau
peralatan dalam industri adalah motor induksi. Hal ini disebabkan karena jenis
motor induksi mempunyai kelebihan-kelebihan dibandingkan dengan jenis motor
lainnya, antara lain karena konstruksinya sederhana dan harganya yang relative
murah serta lebih ringan.Penelitian ini bertujuan membuat prototipe motor
induksi 3 fasa dan mengetahui karakteristik hasil output RPM dari motor induksi
tersebut.
Desain prototipe motor induksi 3 fasa pada bagian statornya
memanfaatkan bahan-bahan seperti koker sebanyak 6 buah dengan ukuran 6 cm x
4,2 cm, inti besi atau current berbentuk E sebanyak 168 buah dengan ukuran 6,6
cm x 4,4 cm dan current berbentuk I sebanyak 174 buah dengan ukuran 6,6 cm,
untuk kumparannya menggunakan kawat email berdiameter 0,3 mm dengan
jumlah 2200 lilitan. Pada bagian rotornya memanfaatkan kaleng bekas diberi
belitan mengelilingi sisi-sisi kaleng.Pengujian motor induksi 3 fasa pada saat
kaleng diberi belitan dan kaleng tanpa belitan. Pengamatan yang dilakukan
adalah pengambilan data terkait tegangan input, arus dan RPM.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada saat tegangan 50 volt rotor
belum dapat berputar. Namun pada saat tegangan 75 volt sampai 200 volt rotor
dapat berputar secara perlahan sesuai tegangan yang dimasukkan, kecepatan
putar rotor tersebut mencapai 290,3 RPM. Sedangkan pada saat rotor tanpa
diberi belitan penelitian menunjukkan bahwa pada saat tegangan 50 volt sampai
125 volt rotor belum dapat berputar, kemudian pada saat tegangan 150 volt
sampai 200 volt rotor dapat berputar namun sangat pelan hanya mencapai
kecepatan putar maksimal 64,4 RPM. Hal ini disebabkan pada saat rotor tanpa
diberi belitan, karena rotor tidak dapat menangkap medan magnet yang
dikeluarkan oleh stator sehingga kumparan rotor tidak dapat mengalami gaya
Lorentz yang menimbulkan torsi yang cenderung menggerakkan rotor sesuai arah
pergerakan medan induksi stator.
Kata Kunci :prototipe motor induksi, motor induksi 3 fasa, RPM, motor listrik,
rotor.
xviii