BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISIS
4.4 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi
Untuk mempermudah penganalisaan dengan menggunakan rangkaian-rangakaian ekivalen, lebih dahulu ditinjau keadaan motor induksi dimana motor induksi sebagai satu
transformator. Pentransferan energi dari stator ke rotor dari satu motor induksi adalah besaran induksi elektromagnetik, karenanya motor induksi dapat dianggap sebagai transformator dengan stator merupakan primer dan rotor sebagai rangkaian sekunder tegangan Er diserap dalam impedansi rotor.
Dalam diagram vektor gambar, V1adalah tegangan fasa stator; R1dan X1adalah tahanan stator dan reaktansi bocor pada lilitan fasa stator. Tegangan (V1) menghasilkan fluks magnet,dimana primer (stator) dan dalam sekunder (rotor) timbul tegangan induksi Er (S.E2). Tegangan terminal sekunder tidak ada sebab keseluruhan tegangan induksi Ertelah habis terpakai dalam rangkaian tertutup dari rotor, dengan demikian:
V1= E1+ I1(R1+ X1)
Besarnya Er tergantung pada faktor transformasi tegangan antara stator dan rotor, dan juga tergantung pada slip. Seakan-akan seluruhnya tegangan Er diserap dalam impedansi rotor.
Er = I2. Z2
Atau Er = I2. ( R2+ X2)
Gambar 7Rangkaian Motor Induksi
Dalam diagram vektor, Io adalah arus primer tanpa beban. Arus ini mempunyai dua komponen yaitu komponen rugi besi ( Ic), yang menghasilkan rugi motor, arus magnetisasi ( Im) yang menghasilkan fluks magnet.
Dengan demikian: Io2= ( Ic)2+ ( Im)2
Umumnya pada transformator, Io adalah kecil. Hal ini disebabkan reaktansi pada transformator rendah. Seperti halnya pada ransformator, harga sekunder dapat ditransfer ke primer atau sebaliknya. Peralihan impedansi atau resistansi dari sekunder ke primer harus dikali dengan a2, sedangkan arus dibagi dengan a. rangkaian ekivalen motor induksi dimana semua harga stator di transfer ke primer
Sedangkan rangkaian ekivalen motor induksi dapat dilihat pada gambar
Gambar. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi
4.5 Kerugian Pada Motor Listrik
a). Kerugian panas internal motor listrik Pada dasarnya setiap motor listrik yang beroperasi cenderung mengeluarkan panas. Panas ini timbul oleh karena adanya kerugian-kerugian daya yang dihasilkan motor listrik. Kerugian ini antara lain:
1. Rugi-rugi inti, yaitu energi yang diperlukan untuk memagnetisasikan beban inti (histerisis) dan kerugian-kerugian karena timbulnya arus listrik yang kecil yang mengalir pada inti (arus eddy).
2. Rugi-rugi tembaga, yaitu rugi-rugi panas (I²R) pada lilitan stator karena arus listrik (I) mengalir melalui penghantar kumparan dengan tahanan (R).
3. Kerugian fluks bocor, yaitu akibat dari fluks bocor yang diinduksikan oleh arus beban bervariasi sebagai kuadrat arus beban.
4. Kerugian angin dan gesekan, kerugian ini diakibatkan oleh gesekan angin dan bantalan terhadap putaran motor. b). Panas eksternal motor listrik Dalam melakukan tugas operasinya, motor listrik sebagai sumber tenaga mekanik untuk penggerak haruslah dilindungi terhadap gangguan-gangguan eksternal, yang dapat menimbulkan panas pada motor listrik saat beroperasi.
Gangguan-gangguan eksternal itu antara lain:
1. Gangguan mekanik, meliputi:
a. Bantalan (bearing) yang sudah aus.
b. Salah satu tegangan fasa terbuka akibat kontaktor yang rusak.
c. Kumparan stator yang terhubung singkat.
2. Gangguan fisik sekeliling, meliputi:
a. Terjadi kerusakan akibat terbentur sesuatu sehingga terjadi perubahan fisik pada motor listrik.
b. Suhu kamar dimana motor listrik tersebut dioperasikan.
c. Pendinginan (kipas) motor yang tidak baik.
3. Gangguan dalam operasi dari sistem keseluruhan a. Akibat pembebanan lebih.
b. Akibat pengasutan motor listrik.
c. Kenaikan suhu pada kumparan.
Bila arus listrik (I) mengalir dalam rangkaian dengan tahanan (R) selama t detik, nilai kalorifik J (Joule) adalah:
J = I2.R.t (Joule)
Oleh karena itu, bila motor listrik dijalankan, suhu motor akan naik sebanding dengan waktu kerjanya sehingga jika motor beroperasi, kenaikan suhunya dapat diketahui dengan mengukur tahanan kumparan sebelum dan sesudah dioperasikan selama waktu tertentu dengan menggunakan persamaan:
RC = 1+ a ( t1) RH 1+a ( t2 ) Dimana:
Rc = Tahanan kumparan sebelum dioperasikan (Ohm) Rh = Tahanan kumparan setelah dioperasikan (Ohm)
α = Koefisien temperatur tahanan dari tembaga (0,00428 Ohm/°C) t1 = Temperatur ruang awal (°C)
t2 = Temperatur setelah beroperasi (°C)
4.6 Definisi Roda Gigi ( Gear )
Definisi roda gigi adalah salah satu bentuk sistem transmisi yang mempunyai fungsi mentransmisikan gaya, membalikkan putaran, mereduksi atau menaikkan putaran/
kecepatan. Umumnya roda gigi berbentuk silindris, di mana di bagian tepi terdapat bentukan-bentukan yang menyerupai (mirip) gigi ( bergerigi ).
Selanjutnya akan dijelaskan secara singkat tentang roda gigi.
A. Roda Gigi
Jenis jenis profil gigi pada Roda gigi : 1. Profil gigi sikloida ( Cycloide)
Struktur gigi melengkung cembung dan cekung mengikuti pola sikloida . Jenis gigi ini cukup baik karena presisi dan ketelitiannya baik, dapat meneruskan daya lebih besar dari jenis yang sepadan, juga keausannya dapat lebih lama. Tetapi mempunyai kerugian, diantaranya pembuatanya lebih sulit dan pemasangannya harus lebih teliti ( tidak dapat digunakan sebagai roda gigi pengganti/change wheel), dan harga lebih mahal .
2. Profil gigi evolvente
Struktur gigi ini berbentuk melengkung cembung, mengikuti pola evolvente. Jenis gigi ini struktur cukup sederhana, cara pembuatanya lebih mudah, tidak sangat presisi dan maupun teliti, harga dapat lebih murah , baik ekali digunakan untuk roda gigi ganti. Jenis profil gigi evolvente dipakai sebagai profil gigi standard untuk semua keperluan transmisi.
Berdasarkan srukturnya, bentuk gigi Roda gigi dibagi menjadi:
1. Gigi lurus ( spur gear)
Bentuk gigi ini lurus dan paralel dengan sumbu roda gigi.
2. Gigi miring ( helical gear)
Bentuk gigi ini menyilang miring terhadah sumbu roda gigi.
3. Gigi panah ( double helical / herring bone gear)
bentuk gigi berupa panah atau miring dengan kemiringan berlawanan.
4. Gigi melengkung/bengkok (curved/spherical gear )
Merupakan rodagigi yang mempunyai bentuk gigi melengkung mengikuti pola tertentu ( lingkaran/ellips).
Terdapat dua buah roda gigi atau lebih. Oleh karena ini, akan menimbulkan sebuah kerjasama antar roda gigi. Kerjasama berdasarkan sumbunya akan dibedakan menjadi : a. Sumbu roda gigi sejajar/parallel.
Biasanya dapat berupa kerjasama rodagigi lurus, miring atau spherical.
b. Sumbu roda gigi tegak lurus berpotongan.
Biasanya dapat berupa roda gigi trapesium/payung/ bevel dengan profil lurus(radial).
c. Sumbu roda gigi menyilang tegak lurus
Biasanya dapat berupa roda gigi cacing(worm), atau roda gigi miring atau melengkung.
d. Sumbu roda gigi menyilang
Biasanya dapat berupa rodagigi skrup(screw/helical) atau spherical.
e. Sumbu roda gigi berpotongan tidak tegak lurus
Biasanya dapat berupa roda gigi payung/trapesium atau helical dll.
Kerjasama antar roda gigi ini harus memenuhi syarat. Beberapa hal yang cukup penting pada kerjasama roda gigi , apabila dua roda gigi atau lebih bekerja sama maka :
1. Profil gigi harus sama ( spur atau helical dll) 2. Modul gigi harus sama
Modul gigi adalah besaran/dimensi roda gigi, yang dapat menyatakan besar dan kecilnya gigi .Bilangan modul biasanya bilangan utuh, kecuali untuk gigi yang kecil. (Bilangan yang ditulis tak berdimensi, walaupun dalam arti yang sesungguhnya dalam satuan mm )
3. Sudut tekanan harus sama ( sudut perpindahan daya antar gigi)
Sudut tekanan adalah sudut yang dibentuk antara garis singgung dua roda gigi dan garis perpindahan gaya antar dua gigi yang bekerja sama.
Ada dua macam roda gigi sesuai dengan letak giginya :
1. Roda gigi dalam (internal gear), yang mana gigi terletak pada bagian dalam dari lingkaran jarak bagi.
2. Roda gigi luar ( external gear), yang mana gigi terletak dibagian luar dari lingkaran jarak, jenis roda gigi ini paling banyak dijumpai. Roda gigi dalam banyak dijumpai pada transmisi roda gigi planit (planitary gear) dan roda gigi cyclo.
Apabila dua rodagigi dengan gigi luar maka putaran output akan berlawanan arah dengan putaran inputnya, tetapi bila salah satu rodagigi dengan gigi dalam maka arah putaran output akan sama dengan arah putaran input.
4.7 Menentukan dimensi Vanbelt
Dibawah ini adalah tabel toleransi ketidaklurusan pulley ( lihat gambar atas).
No Jarak Shaft – C Toleransi – X
1 300 mm 1.7 mm
2 500 mm 2.9 mm
3 100 mm 5.8 mm
4 1500 mm 8.7 mm
5 2000 mm 11.6 mm
6 2500 mm 14.5 mm
7 3000 mm 17.5 mm
4.8 Menghitung Putaran Motor
Daya untuk memutar rotor dihitung dengan menggunakan rumus :
Keterangan :
m : massa rotor (Kg) n : putaran rotor (rpm)
t : waktu untuk mencapai konstan (diasumsikan 1 detik) d : diameter rotor
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dalam proses pembuataan mesin tersebut kita bisa melihat kalau mesin ini sangat penting dan berguna bagi para home industri sehingga bisa mempermudah membuka lapangan kerja bagi lingkungan sekitar dan juga membantu perekonomian lingkungan sekitar.
5.2 Saran
Mesin tersebut masih memiliki beberapa kekurangan diantaranya suara yang lumayan keras karena adanya putaran dari roda gigi dan beberapa sisa pembuangan penyerut masih lum sempurna masih mengandung polusi.
DAFTAR PUSTAKA
Jevry dwi prananta “Perancangan Alat Peyerut Bambu”. , 10(1),Agustus 2012,
Janu krisdianto, E-Jurnal Agribisnis dan Agrowisata ISSN: 0852-1697 Vol. 30, No. 3, Januari 2011
http://id.scribd.com/doc/1445577699/modul-roda-gigi-lurus
http://gambar teknik.blogspot.com/ukan-dimensi-v-belt.html.
www.otowater.com/tung-putaran-induction-motor.html.
http://id.wikipedia.org/wiki/Motor_listrik
http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/jenis-jenis-motor-listrik