LAPORAN PRAKTIKUM MOTOR AC
PENYUSUN: NUR AHMAT(4311215106)
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PANCASILA JAKARTA SELATAN 2012
1
KATA PENGANTAR Atas limpahan taufik dan hidayah Allah SWT, penyusun bersyukur atas terseles terselesaik aikan an lapora laporan n prakti praktikum kum proses proses produk produksi si yang yang berjud berjudul ul MOTOR AC, dalam kurun waktu yang telah ditentukan. Penyusun mengharapkan karya tulis ini dapat membantu pihak pihak yang memerlukan, serta untuk menambah wawasan dan ilmu pengetahuan bagi semua pembaca. Selain itu, juga untuk memenuhi persyaratan nilai dari mata kuliah prktikum produksi. Laporan ini memuat pendahuluan ,landasan teori praktikum, jurnal praktikum , jawaban pertanyaan serta penutup atau pembahasan. Tidak lupa dalam hal ini penyusun berterimakasih kepada Allah SWT. Memanjatkan syukur atas kehadiran –Nya ,serta kepada semua pihak yang membantu secara langsung maupun maupun tidak langsung. Penyusun menyadari tidak ada manusia yang luput dari kesalahan. Begitu juga dengan penyusunan laporan ini, bila terdapat kekurangan maupun maupun kesalahan, kesalahan, penyusun penyusun mohon maaf dan sangat mengharapkan mengharapkan kritik yang membangun dari pembaca. Demikian laporan ini disusun, semoga dapat berguna di kemudian hari serta dapat memberikan banyak manfaat.
Jakarta, 3 desember 2012 Penyusun,
Nanang Wahdiat
2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR…………………………………………………………… …. DAFTAR ISI……………………………………………………………………….. BAB I PENDAHULUAN………………………………………………………. BAB II LANDASAN TEORI PRAKTIKUM………………………………… Skema Mesin Freis……………………………………………………………. Alat Bantu Pada Mesin Freis…………………………………………. Jenis Mesin Freis……………………………………………………………….. Jenis Pahat Potong Pada Mesin Freis………………………… Jenis pemotong Pada Mesin Freis………………………………… BAB III JURNAL PRAKTIKUM……………………………………………………….. A.
Maksud
danTujuan……………………………………………........ B.
Alat dan
Bahan………………………………………………….. C.
Langkah Kerja Praktikum…………………………..
3
D.
Kesimpulan dan Analisis
Kerja………………………………… E.
Gambar Benda
Kerja…………………………………………. BAB IV JAWABAN PERTANYAAN……………………………………………………. BAB V PENUTUP……………………………………………………………… …………………….. DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………… ……….
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Praktikum Proses Produksi
Pengetahuan dan ketrampilan yang menjurus pada satu bidang pekrjaan yag di peroleh melalui pendidikan kesarjanaan, secara khusus
4
memerlukan media yang bersifat melatih penerapannya dan memperjelas fungsi yang sebenarnya. Hal ini berkaitan dengan tuntutan agar secara langsung dapat menerapkan teori-teori yang telah dikuasai seebagai pengetahuan yang bermanfaat bagi orang banyak. Pengetahuan dan ketrampilan ilmu teknik yang merupakan salah satu bidang ilmu yang pendidikannya memerlukan pendekatan pada fungsi yang sesungguhnya di tengah masyarakat. Salah satu media yang diprogramkan untuk hal tersebut serta mewujudkan sinkronasi antara teori yang di dapat dengan praktik secara langsung adalah melakukan praktikum di laboratorium. Pelaksanaan praktikum proses produksi ini tidak terbatas pada praktikum laboratorium saja tetapi juga praktik pengeenalan lingkungan kerja yang mungkin nantinya akan sangat familiar bagi seorang sarjana teknik, termasuk penerapan disiplin kerja dalam membangun kejasama antara individu. Selain itu juga menambah wawasan secara berdikari dengan adanya laporan praktikum dibawah bimbingan yang terarah . Laboratorium Proses Produksi merupakan salah satu laboratorium yang berada dalam lingkungan Fakultas Teknik Universitas Pancasila. Praktikum Proses Produksi di laboratorium proses produksi dilaksanakan selama empat bulan dan di bagi lima praktikum adapun materi praktikum salah satunya adalah: 1. Motor ac,
B. Maksud dan Tujuan Sebagai seorang sarjana teknik melakukan praktikum merupakan mutlak dilaksanakan. Pelaksanaan praktikum merupakan perpaduan antara materi teori dan praktek yang dilakukan diharapkan
setelah
melakukan
di Laboratorium. Sehingga dapat
prktikum
Proses
Produksi
dapat
memperluas cakrawala pandangan mahasiswa yaitu:
1. Untuk mendapatkan pengalaman-pengalaman praktis dan teknis. 2. Mermperlihatkan ketrampilan dan pengetahuan jadi bukan mengejar nilai saja.
5
3. Menggali lebih jauh lagi pengertian dari pada isi kuliah-kuliah melalui praktikum. 4. Melatih diri membaca gambar/menggambar
benda yang akan di
kerjakan serta mengukurnya. 5. Melatih diri melakukan pengamatan, memilih alat-alat yang digunakan dan menggunakan alat-alat tersebut. 6. Memilih dan menggunakan alat-alat ukur dengan ketelitiannya. 7. Melatih diri berdisiplin, menaati tatatertib dan jadwal yang telah ditentukan. 8. Mengenal dan menggunakan beberapa mesin perkakas. 9. Melatih diri melakukan komunikasi secara lisan maupun tertulis dengan cara membuat laporan praktikum. 10. Melatih diri untuk
mengembangkan
pengetahuan/teori (cognitive
domain), ketrampilan (psychomotor domain) dan sikap affective domain.
Atas dasar itu semua diharapkan agar mahasiswa-mahasiswi dapat melakukan praktikum
Proses Produksi dengan tekun berpengetahuan,
terampil dengan sikap yang baik secara horizontal dan vertical. Adapun tujuuan khusus untuk prktikum pada MOTOR AC ini adalah:
•
Mahasiswa
yang
mengikuti
praktikum
Proses
Produksi
diharapkan dapat mengenal mesin yang digunakan serta cara kerjanya, dalam hal ini khususnya pada mesin MOTOR AC.
BAB II LANDASAN TEORI A. MOTOR AC
6
B. Komponen – Komponen Motor AC
1.Rotor (bagian yang bergerak)
•
Shaft/poros jangkar adalah titik pusat putaran dari jangkar dan sebagai penghubung secara mekanis mesin dengan piranti luar.
•
Rotor core/inti jangkar adalah bagian berputar yang digunakan untuk membawa belitan jangkar.
•
Rotor windings/belitan jangkar adalah sekelompok kumparan yang saling dihubungkan sehingga menghasilkan tegangan yang diinginkan.
•
Cooling fan / kipas pendingin adalah sebagai pendingin mesin.
2.Stator(bagian-bagian yang diam/statis)
•
Frame / kerangka mesin berfungsi untuk membawa flux magnet yang diproduksi oleh kutub. 7
•
Field pole / sepatu kutub berfungsi untuk mengarahkan medan magnet utama agar menyebar sesuai bentuk jangkar.
•
Ball bearing / bantalan poros berfungsi sebagai tempat meletakan shaft / poros
•
Carbon brush / sikat arang berfungsi untuk mengumpulkan arus dari komutator dan menghubungkan dengan sumber listrik ke beban.
•
Slip ring berfungsi untuk menghubungkan belitan / kumparan dengan sikat arang.
Berdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, motor AC (Alternating Current, Arus Bolak-balik) terdiri dari 2 jenis, yaitu: 1. Motor listrik AC / arus bolak-balik 1 fasa 2. Motor listrik AC / arus bolak-balik 3 fasa
Pembahasan dalam artikel kali ini di titik beratkan pada motor listrik AC 1 fasa, yang terdiri dari: 8
• Motor Kapasitor • Motor Shaded Pole • Motor Universal
1. Motor ac 1 phasa Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana pada motor AC tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada motor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2), lihat gambar1.
Gambar 1. Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan magnet Bantu Motor Satu fasa
Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama.
Grafik arus belitan bantu Ibantu dan arus belitan utama Iutama berbeda fasa sebesar φ, hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan arus bantu. Medan
9
magnet utama yang dihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar φ dengan medan magnet bantu.
Gambar 2. grafik Gelombang arus medan bantu dan arus medan utama
Gambar 3. Medan magnet pada Stator Motor satu fasa
Belitan bantu Z1-Z2 pertama dialiri arus Ibantu menghasilkan fluks magnet Φ tegak lurus, beberapa saat kemudian belitan utama U1-U2 dialiri arus utama Iutama. yang bernilai positip. Hasilnya adalah medan magnet yang bergeser sebesar 45° dengan arah berlawanan jarum jam. Kejadian ini berlangsung terus sampai satu siklus sinusoida, sehingga menghasilkan medan magnet yang berputar pada belitan statornya. 10
Rotor motor satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu berbentuk batang-batang kawat yang ujung-ujungnya dihubung singkatkan dan menyerupai bentuk sangkar tupai, maka sering disebut rotor sangkar.
Gambar 4. Rotor sangkar
Belitan rotor yang dipotong oleh medan putar stator, menghasilkan tegangan induksi, interaksi antara medan putar stator dan medan magnet rotor akan menghasilkan torsi putar pada rotor.
2.
Motor ac tiga phasa Konstruksi motor 3 phase: Motor induksi tiga fasa memiliki dua komponen dasar yaitu stator dan rotor, bagian rotor dipisahkan dengan bagian stator oleh celah udara yang sempit (air gap) dengan jarak antara 0,4 mm sampai 4 mm. Tipe dari motor induksi tiga fasa berdasarkan lilitan pada rotor dibagi menjadi dua macam yaitu rotor belitan (wound rotor) adalah tipe motor induksi yang memiliki rotor terbuat dari lilitan yang sama dengan lilitan statornya dan rotor sangkar tupai (Squirrel-cage rotor) yaitu tipe motor induksi dimana konstruksi rotor tersusun oleh beberapa batangan logam yang dimasukkan melewati slot-slot yang ada pada rotor motor induksi, kemudian setiap bagian disatukan oleh
11
cincin sehingga membuat batangan logam terhubung singkat dengan batangan logam yang lain.
Prinsip Kerja: Apabila sumber tegangan 3 fase dipasang pada kumparan stator, akan timbul medan putar den gan kecepatan
ns = 120 f/P dimana: Ns = Kecepatan Putar f = Frekuensi Sumber P = Kutub motor
Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada batang konduktor dari rotor akan timbul GGL induksi. Karena batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup maka GGL akan menghasilkan arus (I). Adanya arus (I) di d alam medan magnet akan menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yan g dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. GGL induksi timbul karena terpoton gn ya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator. Artinya agar GGL induksi tersebut timbul, diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan berputar rotor (nr). Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip (s), dinyatakan dengan
12
S= (ns- nr)/ ns
Bila nr = ns, GGL induksi tidak akan timbul dan arus tidak mengalir pada batang konduktor (rotor), dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Dilihat dari cara kerjanya, motor induksi disebut juga sebagai motor tak serempak atau asinkron.
Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi (torque) Gambar di bawah ini menunjukkan grafik hubungan antara torque - kecepatan dengan arus pada motor induksi 3 phase: •
Motor mulai menyala ternyata terdapat
arus start yang tinggi akan tetapi
torque-nya rendah. •
Saat motor mencapai 80% dari kecepatan penuh,
torque-nya mencapai titik
tertinggi dan arusnya mulai menurun. •
Pada saat motor sudah mencapai kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torque dan stator turun ke nol.
Keuntungan motor tiga phasa : •
Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar.
•
Harganya relatif murah dan kehandalannya tinggi. 13
•
Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil.
•
Biaya pemeliharaan rendah karena pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan.
Kerugian Penggunaan Motor Induksi: •
Kecepatan tidak mudah dikontrol
•
Power faktor rendah pada beban ringan
•
Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal
Pengasutan motor 3 phase: Pengasutan merupakan metoda penyambungan kumparan-kumparan dalam motor 3 phase. Ada 2 model penyambungan kumparan pada motor 3 phase: 1. Sambungan Bintang/Star/Y 2. Sambungan Segitiga/Delta
1. Sambungan Star
Sambungan bintang dibentuk dengan menghubungkan salah satu ujung dari ketiga kumparan menjadi satu. Ujung kumparan yang digabung tersebut menjadi titik netral, karena sifat arus 3 phase yang jika dijumlahkan ketiganya hasilnya netral atau nol.
Nilai tegangan phase pada sambungan bintang = √3 x tegangan antar phase 2. Sambungan Delta 14
Sambungan delta atau segitiga didapat dengan menghubungkan kumparan-kumparan motor sehingga membentuk segitiga. Pada sambungan delta tegangan kumparan = tegangan antar phase akan tetapi
arus jaringan sebesar √3 arus line
C. MOTOR SINKRON DAN ASINKRON
1. MOTOR SINKRON
Motor Sinkron adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada kecepatan sinkron, tanpa slip.Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada kecepatan tetap pada sistem frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan arus DC untuk pembangkitan daya dan memiliki tors i awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal untuk beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekuensi dan generator motor. Motor sinkron mampu memperbaiki faktor daya sistem sehingga sering digunakanpada sistem yang menggunakan banyak listrik.
15
• Pada Mesin induksi memiliki karakteristik : - Motor induksi adalah yang paling popular di industri karena kehandalan dan lebih mudah perawatannya - Motor induksi AC cukup murah dan juga memberikan rasio daya yang cukup tinggi - Konstruksi dan pemeliharaan yang sederhana - Faktor daya relatif rendah dan efisiensi • Pada Motor sinkron sangat menarik untuk drive kecepatan rendah - Faktor daya selalu dapat menyesuaikan hingga 1,0 dengan efisiensi tinggi - Dapat meningkatkan faktor daya - Dapat dirancang untuk memberikan torsi awal yang lebih tinggi
Bagian dasar dari sebuah motor sinkron: • Rotor – Perbedaan utama antara motor sinkron dan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan j pada kecepatan putar yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnet rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila di hadapkan pada medan magnet lainnya. • Stator – Menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekuensi yang dipasok. Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut:
PRINSIP KERJA MOTOR SINKRON
• Amortisseur pada rotor menghasilkan Torsi awal dan Mempercepat Torsi untuk mempercepat synchronous motor . • Ketika kecepatan motor mencapai sekitar 97% dari papan RPM, medan arus DC diterapkan ke rotor untuk menghasilkan torsi tarikan dan rotor akan menarik langkah dan mensinkronisasi dengan medan fluks yang berputar di dalam stator. Motor akan dijalankan pada kecepatan sinkron dan menghasilkan torsi yang sinkron atau 16
Synchronous Torque. • Setelah sinkronisasi, dorongan torsi tidak dapat ditingkatkan lagi atau motor akan menjadi di luar kendali. Kadang-kadang, jika kelebihan beban sesaat, motor akan slip dan sinkronisasi ulang. Perlindungan saat dorongan harus disediakan, jika tidak motor akan berjalan sebagai sebuah motor induksi arus tinggi dan memungkinkan kerusakan motor yang parah.
2. MOTOR ASINKRON
Motor AC asikron 3 fasa banyak digunakan pada mesin-mesin penggerak di Industri karena daya keluaran mesin – mesin tersebut lebih besar dari 1. Adapun kelebihan dan kekurangan motor induksi bila dibandingkan dengan jenis motor lainnya, adalah :
Kelebihan Motor Induksi
Mempunyai konstruksi yang sederhana.
Relatif lebih murah harganya bila dibandingkan dengan jenis motor yanglainnya.
Menghasilkan putaran yang konstan.
Mudah perawatannya.
Untuk pengasutan tidak memerlukan motor lain sebagai penggerak mula.
Tidak membutuhkan sikat-sikat, sehingga rugi gesekan bisa dikurangi.
Kekurangan Motor Induksi
Putarannya sulit diatur.
Arus asut yang cukup tinggi, berkisar antara 5 s/d 6 kali arus nominal
17
A.
Prinsip kerja Bila pada ke-3 fasa belitan stator diberikan tegangan 3-fasa seimbang
maka pada inti stator akan terjadi medan putar, yang berputar sesuai dengan kecepatan sinkron. N s
=
120 × f
p
N s : kecepatan putaran sinkron F : frekuensi tegangan stator p
: jumlah kutub motor
Fluksi yang berputar di sepanjang inti stator itu akan memotong batang batang konduktor rotor, sehingga terimbas suatu tegangan imbas di rotor. Karena batang rotor terhubung singkat maka akan mengalir arus rotor pada batang batang rotor tersebut, yang merupakan gaya putar rotor. Motor berputar dengan kopel putar sebesar gaya tersebut kali jari-jari (jarak batang konduktor - as).
18
BAB III JURNAL PRAKTIKUM A. Maksud dan Tujuan 1.
Mengenal mesin MOTOR AC dan mempelajari cara kerjanya.
2.
Mengetahui fungsi dari pada motor ac.
3.
Mengetahui prinsip-prinsip kerja motor singkron
4.
Mengetahui karakteristik motor singkron.
B. Alat dan Bahan 1. 1 unit power supply 3 phasa 2. 1 unit penyearah 3. 1 unit base plate 4. 1 unit motor singkron 5. 1 unit rem prony 6. 1 unit alat ukur dc 7. 1 unit amperemeter ac 8. 1 unit voltmeter 9. 1 unit watt meter 10. 1 buah flesibel coupling 11. 1 set kabel penghubung 12. 1 unit tachometer
19
13. 1 set osciloscop
C. Langkah kerja praktikum
1. Hal hal yang harus di perhatikan sebelum memulai percobaan adalah: i. Siapkan alat terlebih dahulu seperti : 1. Osciloscop 2. Tachometer 3. 1 set kabel penghubung 4. Motor listrik yang akan di ukur getarannya (vibration) ii. Ikuti petunjuk pada modul iii. Ikuti petunjuk instruktur. iv. Pastikan unit alat normal semua
2. Lakukan percobaan
D. Table hasil percobaan
Alat
Frekwensi
Mesin (RPM)
CN
(Hz) 50
1726
C Rata-rata
E. Kesimpulan
20
V (cm/s) 0,101 0,290 0,048 0,146
Pengukuran D (mm) 0,012 0,031 0,015 0,019
A (m/s2) 0,68 2,66 2,34 1,89
Dari percobaan di atas bias kita simpulkan bahwa mengukur getaran atau vibration pada mesin sangat penting karena ini merupan titik acuan dalam kelayakan mesin apapun. Dan setiap mesin memiliki standar vibration sendiri sendiri.
BAB IV JAWABAN & PERTANYAAN
Berdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, motor AC (Alternating Current, Arus Bolak-balik) terdiri dari 2 jenis, yaitu: 1. Motor listrik AC / arus bolak-balik 1 fasa 2. Motor listrik AC / arus bolak-balik 3 fasa
Ada berapa jenis di titik beratkan pada motor listrik AC 1 fasa…? Motor AC 1fasa terdiri dari : • Motor Kapasitor • Motor Shaded Pole • Motor Universal 21
APA PERBEDAAN CARA KERJA MOTOR AC 1 FASA & 3 FASA…? 1. Motor ac 1 phasa Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana pada motor AC tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada motor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2), lihat gambar1.
Gambar 1. Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan magnet Bantu Motor Satu fasa
Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama.
Grafik arus belitan bantu Ibantu dan arus belitan utama Iutama berbeda 22
fasa sebesar φ, hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan arus bantu. Medan magnet utama yang dihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar φ dengan medan magnet bantu.
BAB V PENUTUP Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok bahasan
dalam
makalah
ini,
tentunya
masih
banyak
kekurangan
dan
kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi
yang
ada
hubungannya
dengan
judul
makalah
ini.
Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman dusi memberikan kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan dan penulisan makalah di kesempatan-kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.
23
DAFTAR PUSTAKA Utomo, Heri Budi.(2002).Overhaul Trafo Tenaga Tegangan Tinggi & Extra Tinggi. AREVA T&D. (2008). Power Transformers (Vol. 1 Fundamentals). Paris: Areva T&D. Zuhal. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta. PT Gramedia Pustka Utama. 1995. http://pe2nk87.wordpress.com/2010/12/14/72/
24