KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf

i

KINERJA MOTOR LISTRIK

THE PERFORMANCE OF ELECTRIC MOTOR

TUGAS BESAR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Mesin Listrik II Proglam Diploma III – Semester IV

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2013

Disusun Oleh

Aji Muharam Somantri 111321005 Ega Cahya Septian 111321013 Muhammad Fajar Kautsar 111321023 Muhammad Nursyeha 111321024

ii

ABSTRAK

Efisiensi Motor Lisrik merupakan faktor penting yang harus dipertimbangkan saat membeli atau memasang motor listrik yang selanjutnya akan dioperasikan dengan data beban yang berbeda-beda. Efisiensi motor listrik akan sangat mempengaruhi kinerja motor listrik itu sendiri. Banyak hal yang dapat mempengaruhi baik atau buruknya efisiensi pada motor listrik. Ketika efisiensi sebuah motor listrik dikatakan baik, maka kinerjanya akan lebih maksimal. Jenis beban motor listrik juga sangat mempengaruhi efisiensinya, setiap beban yang dipasang dan dioperasikan oleh motor listrik maka akan mempengaruhi baik atau tidaknya efisiensi. Terlebih lagi Motor Listrik banyak digunakan di Industri yang ketika efisiensinya baik maka proses dan hasil produksinya akan baik dan tidak merugikan Industri tersebut.

Kata kunci : Motor listrik, Kinerja Motor Listrik, Efisiensi Motor Listrik, Beban Motor Listrik.

iii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberikan pertolongan dalam setiap kesulitan yang ada selama pengerjaan pembuatan tugas besar mata kuliah Mesin listrik II. Atas berkat rahmat-Nya, pengerjaan pembuatan karya tulis Mesin listrik II yang dilakukan di Kampus Politeknik Negeri Bandung dapat terselesaikan dengan baik. Pembuatan karya tulis ini merupakan salah satu tugas besar mata kuliah Mesin Listrik II yang harus dilaksanakan dan dikerjakan oleh Mahasiswa pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung.

Pada pengerjaan pembuatan tugas besar mata kuliah Mesin listrik II ini pada prinsipnya adalah menerapkan disiplin ilmu yang penulis miliki dalam bentuk karya tulis yang disusun secara sistematis. Tujuan kami membuat karya tulis ini adalah untuk mencoba menyalurkan ilmu yang didapat selama di bangku kuliah. Menambah pengetahuan dan keterampilan yang dimiliki oleh mahasiswa, menjadikan mahasiswa agar lebih siap menghadapi dunia kerja, dan sebagai salah satu motivasi untuk terus mengembangkan keahlian dan potensi diri yang dimiliki, kami mengangkat tema dengan judul Kinerja Motor Listrik. Dalam cakupan Materi yang kami ambil dari judul tadi, kami akan menjelaskan bagaimana efisiensi yang akan dihasilkan oleh sebuah motor listrik yang dipasang dengan beban yang berbeda-beda.

Penulis menyadari bahwa penyusunan pembuatan karya tulis ini tidak akan terwujud tanpa bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis sangat berterima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Sofian Yahya, Drs.,SST. selaku Dosen pengajar mata kuliah Mesin Listrik II.

2. Sdr. Muhammad Fajar Kautsar selaku pembantu dalam proses pencetakan dan penjilidan.

iv 3. Sdr. Aji Muharam, Ega Cahya dan Muhammad Nursyeha sebagai pembantu

dalam proses pencarian referensi.

4. Rekan-rekan kampus Politeknik Negeri Bandung angkatan 2011.

5. Rekan-rekan dan semua pihak yang telah membantu serta memberikan dukungan yang tidak bisa kami sebutkan satu persatu.

Penulis sadar sepenuhnya, dalam penulisan dan penyusunan karya tulis ini, banyak terdapat kekurangan dan kelemahan. Dengan rendah hati penulis menerima kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Bandung, Mei 2013

v

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i KATA PENGANTAR ... ii DAFTAR ISI ... iv DAFTAR GAMBAR ... vi BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Identifikasi Masalah ... 1 1.3 Rumusan Masalah ... 2 1.4 Batasan Masalah ... 2

BAB II LANDASAN TEORI ... 3

2.1 Teori Penunjang Efisiensi Motor Listrik ... 3

2.2 Pengertian Motor Listrik ... 4

vi

BAB III KINERJA MOTOR LISTRIK ... 7

3.1 Efisiensi Motor Listrik ... 7

3.1.1 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Efisiensi Motor Listrik .... 9

3.1.2 Mengurangi Rugi-rugi Pada Motor Listrik Untuk Meningkatkan Efisiensi ... 10

3.1.3 Perhitungan Efisiensi Motor Listrik ... 13

3.2 Beban Motor Listrik ... 15

3.2.1 Metode Penentuan Beban Motor Untuk Peningkatan Efisiensi ... 15

3.2.2 Jenis-jenis Beban Motor Listrik ... 17

BAB IV PENUTUP ... 20

4.1 Kesimpulan ... 20

4.2 Saran ... 21

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Motor Listrik ... 4

Gambar 2. Generator Listrik ... 4

Gambar 3. Transformator ... 4

Gambar 4. Jenis-jenis Motor Listrik ... 6

Gambar 5. Rugi Energi Pada Motor Listrik ... 7

Gambar 6. Persentase Efisiensi Beban Penuh... 8

Gambar 7. Motor Dengan Efisiensi Tinggi ... 11

Gambar 8. Conveyors ... 18

Gambar 9. Rotary Klins ... 18

Gambar 10. Pompa Displacement Konstan ... 18

Gambar 11. Pompa Sentrifugal ... 18

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dalam dunia kerja sekarang ini, banyak sekali industri menggunakan motor listrik untuk pengoperasian dan proses produksinya. Kelancaran akan sistem produksi di industri sangat ditentukan oleh kinerja dari motor listrik yang digunakan. Motor yang sering digunakan adalah motor jenis AC tiga fasa. Motor ini memiliki kelebihan dari segi teknis dan segi ekonomis. Segi teknis, motor ini memiliki daya yang besar, konstruksi yang sederhana, kokoh dan perawatannya yang mudah, sedangkan dari segi ekonomis, motor ini memiliki harga yang murah sehingga motor jenis AC mulai menggeser penggunaan motor dc dalam dunia industri. Pemilihan Motor yang digunakan harus mempertimbangkan efisiensi yang akan dihasilkan oleh motor itu sendiri.

Berdasarkan uraian tersebut, Penulis mencoba membuat sistem pengoperasian kinerja motor listrik agar menghasilkan efisiensi yang baik. Dalam hal ini adalah pemilihan jenis beban yang dipasang dan cara meningkatkan efisiensi pada motor listrik serta bagaimana agar efisiensi motor listrik konstan ketika dioperasikan.

Dengan rancangan pembahasan yang kami susun ini diharapkan mempermudah pemilihan dan pemasangan motor listrik untuk menghasilkan efisiensi yang baik ketika dioperasikan dengan jenis beban yang berbeda-beda.

1.2 Identifikasi Masalah

Penentuan jenis beban pada motor listrik akan mempengaruhi baik buruknya efisiensi. Peningkatan efisiensi pada motor listrik diperlukan untuk meningkatkan hasil produksi pada pengoperasian motor listrik.

2

1.3 Rumusan Masalah

Dari latar belakang dan identifikasi masalah diatas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan antara lain :

1. Apa saja jenis Efisiensi ?

2. Apa yang mempengaruhi efisiensi ? 3. Bagaimana agar efisiensi lebih baik ?

4. Bagaimana mengurangi kerugian pada motr listrik ?

1.4 Batasan Masalah

Untuk menjaga agar pembahasan materi dalam tugas besar ini lebih terarah, penulis menetapkan suatu batasan masalah sebagai berikut :

1. Tidak membahas motor dengan efisiensi tinggi. 2. Tidak membahas kinerja jenis-jenis motor listrik.

3. Tidak membahas secara rinci sifat beban pada motor listrik. 4. Tidak membahas rugi-rugi pada motor listrik.

3

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Teori Penunjang Efisiensi Motor Listrik

Efisiensi merupakan suatu ukuran keberhasilan yang dinilai dari segi besarnya sumber/biaya untuk mencapai hasil dari kegiatan yang dikerjakan. Efisiensi merupakan suatu ukuran dalam membandingkan rencana penggunaan masukan dengan penggunaan yang direalisasikan atau perkataam lain penggunaan yang sebenarnya. Mulyamah (1987;3) [1]

Sedangkan pengertian efisiensi menurut SP.Hasibuan (1984;233-4) [2]. yang mengutip pernyataan H. Emerson adalah :

“Efisiensi adalah perbandingan yang terbaik antara input (masukan) dan output (hasil antara keuntungan dengan sumber-sumber yang dipergunakan), seperti halnya juga hasil optimal yang dicapai dengan penggunaan sumber yang terbatas. Dengan kata lain hubungan antara apa yang telah diselesaikan.”

Dan menurut Soekartawi (1989:29) [3]., mengemukakan bahwa efisiensi pemasaran akan terjadi jika :

1. Biaya pemasaran bisa ditekan sehingga ada keuntungan 2. Pemasaran dapat lebih tinggi

3. Prosentase pembedaan harga yang dibayarkan konsumen dan produsen tidak terlalu tinggi.

4

2.2 Pengertian Motor Listrik

Motor Listrik merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling luas digunakan karena kesederhanaannya, konstruksinya yang kuat dan karakteristik kerja yang baik. Sementara 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 torsi awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal untuk beban rendah seperti kompresor udara perubahanfrekuensi dan generator motor. Motor sinkron mampu memperbaiki faktor daya sistem sehingga sering digunakan pada sistem yang menggunakan banyak listrik (Zuhal, 1999) [4].

Dalam ilmu fisika (physical science), teknologi rekayasa kelistrikan (electrical engineering technology) dan teknologi rekayasa permesinan (automotive engineering technology) yang dinamakan mesin listrik (electrical machines) dibedakan atas 3 kelompok besar, yaitu:

a. Motor listrik atau generator mesin, disebut motor (pemuntir).

b. Generator listrik atau motor mesin, disebut generator (pembangkit). c. Transformator listrik atau transformer listrik, disingkat trafo (pengalih,

pemindah). Gambar 1. Motor Listrik Gambar 2. Generator Listrik Gambar 3. Transformator

5 Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik, kipas angin).

Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum adalah sama, yaitu:

a. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

b. Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

c. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan.

d. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Motor listrik sudah menjadi kebutuhan kita sehari-hari untuk menggerakkan peralatan dan mesin yang membantu perkerjaan. Untuk memutar baling-baling pada kipas angin, digunakan motor listrik. Demikian juga, motor listrik digunakan pada peralatan rumah tangga lainnya seperti: hair dryer, blender, pompa air, mesin cuci, mesin jahit, bor listrik dll.

Mesin-mesin pertanian terutama mesin pengolahan hasil pertanian dan mesin-mesin di industri pun banyak yang menggunakan tenaga putarnya dari motor listrik. Pada motor bakar, motor listrik digunakan sebagai motor starter.

6 Pada traktor pertanian, motor listrik dugunakan pada motor starter dan wiper. Penggunaan motor listrik ini semakin berkembang karena memiliki keunggulan dibandingkan motor bakar, misalnya:

a. kebisingan dan getaran lebih rendah, b. kecepatan putaran motor bisa diatur, c. lebih bersih,

d. lebih kompak, dan

e. hemat dalam pemeliharaan.

2.3 Jenis-jenis Motor Listrik

Dibawah ini adalah bagan mengenai macam – macam motor listrik berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi yang terangkum dalam klasifikasi motor listrik.

7

BAB III

KINERJA MOTOR LISTRIK

3.1 Efisiensi Motor Listrik

Motor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu. Pada proses ini, kerugian energi ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 5.Rugi Energi Pada Motor Listrik

Efisiensi motor ditentukan oleh rugi daya yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi. Rugi daya dapat bervariasi dari kurang lebih 2% hingga 20%. Tabel memperlihatkan jenis rugi daya untuk motor induksi.

Jenis Rugi Daya Persentase Rugi Daya ( 100% )

Rugi tetap atau Rugi Inti 25 %

Rugi Variabel : Rugi stator ( I2R ) 34 % Rugi Variabel : Rugi Rotor (I2R ) 21 %

Rugi Gesekan dan Angin 15 %

8 Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai “perbandingan keluaran daya motor yang digunakan terhadap keluaran daya totalnya”.

Terdapat hubungan yang jelas antara efisiensi motor dan beban. Pabrik motor membuat rancangan motor untuk beroperasi pada beban 50-100% dan akan paling efisien pada beban 75%. Tetapi, jika beban turun dibawah 50% efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar dibawah.

Gambar 6.Persentase efisiensi beban penuh

Mengoperasikan motor dibawah laju beban 50% memiliki dampak pada faktor dayanya. Efisiensi motor yang tinggi dan faktor daya yang mendekati 1 sangat diinginkan untuk operasi yang efisien dan untuk menjaga biaya rendah untuk seluruh pabrik, tidak hanya untuk motor.

Untuk alasan ini maka dalam mengkaji kinerja motor akan bermanfaat bila menentukan beban dan efisiensinya. Pada hampir kebanyakan negara, merupakan persyaratan bagi pihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor/nameplate. Namun demikian, bila motor beroperasi untuk waktu yang cukup lama, kadang-kadang tidak mungkin untuk mengetahui efisiensi tersebut sebab pelat label motor kadangkala sudah hilang atau sudah dicat.

Untuk mengukur efisiensi motor, maka motor harus dilepaskan sambungannya dari beban dan dibiarkan untuk melalui serangkaian uji. Hasil dari uji

9 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya.

Jika tidak memungkinkan untuk memutuskan sambungan motor dari beban, perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor. Lembar fakta dari US DOE memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini. Nilai efisiensi disediakan untuk:

1. Motor dengan efisiesi standar 900, 1200, 1800 dan 3600 rpm 2. Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP

3. Dua jenis motor: motor anti menetes terbuka/ open drip-proof (ODP) dan motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total/ enclosed fan-cooled motor (TEFC)

4. Tingkat beban 25%, 50%, 75% dan 100%.

Lembar fakta juga menjelaskan tiga kategori metode yang lebih canggih untuk mengkaji efisiensi motor: peralatan khusus, metode perangkat lunak, dan metode analisis. Dengan kata lain, survei terhadap motor dapat dilakukan untuk menentukan beban, yang juga memberi indikasi kinerja motor.

3.1.1 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Efisiensi Motor Listrik

Efisiensi motor listrik tidak hanya ditentukan oleh jenis motor ataupun kualitas motor yang digunakan. Efisiensi motor juga dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya :

a. Usia Motor

Motor baru cenderung lebih efisien dibandingkan dengan motor yang sudah lama digunakan.

b. Kapastas Motor

Sebagaimana kebanyakan peralatan, efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya.

10 c. Kecepatan Motor

Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien. d. Jenis Motor

Jenis Motor yang dipasang atau digunakan sangat mempengaruhi efisiensinya.

e. Suhu

Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP).

f. Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi. g. Beban Motor

Jenis Beban yang dipasang sangat mempengaruhi efisiensi dari motor.

3.1.2 Mengurangi Rugi-rugi Pada Motor Listrik Untuk Meningkatkan Efisiensi

Motor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energi. Dibanding dengan motor standar, Perbaikan desain difokuskan pada penurunan kehilangan mendasar dari motor termasuk penggunaan baja silikon dengan tingkat kehilangan yang rendah, inti yang lebih panjang (untuk meningkatkan bahan aktif), kawat yang lebih tebal (untuk menurunkan tahanan), laminasi yang lebih tipis, celah udara antara stator dan rotor yang lebih tipis, batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium, bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil, dan lain-lain. Motor dengan energi yang efisien mencakup kisaran kecepatan dan beban penuh yang luas. Efisiensinya 3% hingga 7% lebih tinggi dibanding dengan motor standar sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 7 yang menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinya.

11 Gambar 7. Motor Dengan Efisiensi Tinggi

Sebagai hasil dari modifikasi untuk meningkatkan kinerja, biaya untuk motor yang energinya efisien lebih besar daripada biaya untuk motor standar. Biaya yang lebih tinggi seringkali akan terbayar kembali dengan cepat melalui penurunan biaya operasi, terutama pada penggunaan baru atau pada penggantian motor yang masa pakainya sudah habis. Akan tetapi untuk penggantian motor yang ada yang belum habis masa pakainya dengan motor yang efisien energinya, tidak selalu layak secara finansial, oleh karena itu direkomedasikan untuk mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusak.

Rugi-rugi yang terjadi pada motor bisa diakibatkan oleh rugi inti, rugi tembaga, rugi gesekan dan angin, dan rugi mekanik. Rugi-rugi inilah yang dapat mempengaruhi baik buruknya efisiensi motor listrik. Untuk mengantisipasi/mengurangi rugi-rugi yang terjadi pada motor listrik dapat dilakukan dengan beberapa cara sehingga ketika rugi-rugi tersebut dpat dikurangi maka efisiensi motor akan lebih baik dan meningkat.

Tabel dibawah ini adalah cara mengurangi rugi-rugi pada motor listrik sehingga dapat dilakukan peningkatan efisiensi.

12 Area Kehilangan

Energi/Daya Peningkatan Efisiensi

Besi

 Digunakan Gauge yang lebih tipis. Sebab kehilangan inti baja yang lebih rendah menurunkan kehilangan Eddy Current.  Inti lebih panjang yang dirancang

menggunakan baja akan mengurangi kehilangan karena massa jenis flux operasi

yang lebih rendah.

Stator ( I2R)

Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebih besar yang dapat meningkatkan luas lintang penggulungan stator. Hal ini akan menurunkan tahanan ( R ) dari penggulungan dan mengurangi kerugian daya karena aliran arus ( I )

Rotor ( I2R)

Penggunaan Batang Konduktor rotor yang lebih besar meningkatkan potongan lintang, dengan demikian akan merendahkan tahanan konduktor ( R ) dan kerugian daya yang diakibatkan oleh aliran Arus ( I )

Gesekan Dan angin

Menggunakan rancangan fan ( kipas ) yang rendah , sehingga dapat menurunkan kerugian daya yang diakibatkan oleh pergerakan udara.

Kerugian Beban Yang Menyimpang

Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedur pengendalian kualitas yang ketat, sehingga dapat meminimalisir dari kerugian beban yang menyimpang.

13

3.1.3 Perhitungan Efisiensi Motor Listrik

Efisiensi motor listrik adalah hasil penguarangan antara Daya Output dan daya input listrik.

Efisiensi Motor listrik ketika Daya Output diukur dalam Watt :

Jika Daya Output diukur dalam Watt (W), efisiensi dapat dinyatakan sebagai:

 =

x 100%

……….…(1)

dimana :

η

m = Efisiensi motor

Pout = Daya Output Motor (Watt, W) Pin = Daya Input motor (Watt, W)

Efisiensi Motor listrik ketika Daya Output diukur dalam HP :

Jika output daya diukur dalam tenaga kuda (Hp), efisiensi dapat dinyatakan sebagai:

η =

x 100%

……….(2)

dimana :

Pout = Daya Output Motor ( HP ) Pin = Daya Input Motor (Watt, W)

14 Tabel Data Efisiensi berdasarkan Daya Motor dalam satuan HP :

Daya Motor

( Hp ) Nominal Minimum Effisiensi

1 - 4 78.8 % 5 - 9 84.0 % 10 - 19 85.5 % 20 - 49 88.5 % 50 - 99 90.2 % 100 - 124 91.7 % > 125 92.4 %

15

3.2 Beban Motor Listrik

Karena sulit untuk mengkaji efisiensi motor pada kondisi operasi yang normal, beban motor dapat diukur sebagai indikator efisiensi motor. Dengan meningkatnya beban, faktor daya dan efisinsi motor bertambah sampai nilai optimumnya pada sekitar beban penuh.

Survei beban motor dilakukan untuk mengukur beban operasi berbagai motor di seluruh pabrik. Hasilnya digunakan untuk mengidentifikasi motor yang terlalu kecil. (mengakibatkan motor terbakar) atau terlalu besar (mengakibatkan ketidak efisiensian). US DOE merekomendasikan untuk melakukan survei beban motor yang beroperasi lebih dari 1000 jam per tahun.

3.2.1 Metode Penentuan Beban Motor Untuk Peningkatan Efisiensi

Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu:

1. Pengukuran Daya Masuk

Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 100%.

2. Pengukuran Jalur Arus

Beban ditentukan dengan membandingkan ampere terukur (diukur dengan alat analisis daya) dengan laju ampere. Metode ini digunakan bila faktor daya tidak diketahui dan hanya nilai ampere yang tersedia. Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persentase pembebanan kurang dari 50%

16 3. Metode Slip

Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh. Ketelitian metode ini terbatas namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alat analisis daya).

Karena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan, maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fasa.

Pengukuran Daya Masuk / Input Beban :

Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut :

Dimana,

Pi = Daya tiga fase dalam kW

V = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan, nilai tengah garis ke garis 3 fase

I = RMS arus, nilai tengah 3 fase PF = Faktor daya dalam desimal

Alat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung. Industri yang tidak memiliki alat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukur tegangan, arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masuk.

Dimana,

17 Pi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW

Contoh Perhitungan :

Pertanyaan:

Pengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45 kW dengan efisiensi beban penuh 88%.

 V = 418 Volt  I = 37 Amp  PF = 0.81 Hitung beban. Jawab:  Daya Masuk = (1,732 x 418 x 37 x 0,81)/1000 = 21,70 kW  % Pembebanan = [21,70 /(45/0,88)] x 100 = 42,44 %

3.2.2 Jenis-jenis Beban Motor Listrik

Dalam prinsip kerja motor listrik, hal terpenting yang harus dipahami adalah apa yang dimaksud dengan beban motor itu sendiri. Beban mengacu pada keluaran tenaga putar /torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban motor listrik pada umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok diantaranya :

1. Beban Torque Konstan

Adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi.

18 Contoh beban dengan torque konstan adalah Conveyors, Rotary Klins dan pompa Displacement Konstan.

Gambar 8. Conveyors Gambar 9.Rotary Klins

Gambar 10. Pompa Displacement Konstan 2. Beban Dengan Variabel Torque

Adalah beban dengan Torque yang bervariasi dengan kecepatan operasi.

Contoh beban dengan Variabel Torque adalah Pompa Sentrifugal dan fan ( Torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan ).

19 3. Beban Dengan Energi Konstan

Adalah beban dengan permintaan Torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan.

Contoh beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin. Ketiga jenis beban diatas dapat mempengaruhi baik buruknya efisiensi motor listrik. Pada penggunaannya motor listrik selalu disesuaikan dengan kebutuhan, baik itu kebutuhan proses produksi ataupun kebutuhan motor secara fungsional. Tetapi yang harus diperhatikan disini adalah beban yang dipasang akan selalu mempengaruhi efisiensi dari motor itu sendiri. Oleh karena itu sesuaikan beban yang akan dipasang dengan jenis motor yang digunakan sehingga dapat dihasilkan efisiensi yang lebih baik.

20

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari Karya ilmiah yang kami susun dengan judul “Kinerja Motor Listrik” ini dapat kami simpulkan bahwa :

1. Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai “perbandingan keluaran daya motor yang digunakan terhadap keluaran daya totalnya”.

2. Efisiensi motor ditentukan oleh rugi daya yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi.

3. Efisiensi motor yang tinggi dan faktor daya yang mendekati 1 sangat diinginkan untuk operasi yang efisien dan untuk menjaga biaya rendah dalam proses produksi dengan penggunaan motor listrik.

4. Efisiensi motor dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya Usia Motor, Kapastas Motor, Kecepatan Motor, Jenis Motor, Suhu, Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi dan Beban Motor.

5. Rumus Perhitungan Efisiensi Motor Listrik :



=

x 100%

6. Pengukuran beban motor berfungsi untuk mengetahui indikator efisiensi motor listrik.

7. Terdapat tiga metode untuk menentukan efisiensi motor dengan beban motor yang beroperasi secara individu, yakni pengukuran Daya Masuk, pengukuran Jalur Arus, dan Metode Slip.

8. Terdapat tiga jenis beban pada motor listrik, yakni Beban Torque Konstan, Beban Dengan Energi Konstan, Beban Dengan Variabel Torque.

21 4.2 Saran

Dengan kita mengetahui bahwa efisiensi motor itu dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, alangkah lebih baiknya ketika kita ingin menggunakan motor listrik sebagai alat proses produksi baik di industri ataupun proses produksi lainnya yang paling utama adalah sesuaikan jenis motor yang akan digunakan dengan jenis beban yang akan dipasang. Karena selain dipengaruhi oleh beberapa faktor yang sudah dijelaskan sebelumnya, efisiensi juga dipengaruhi oleh jenis beban yang dipasang. Tidak sedikit beban yang dapat mempengaruhi baik atau buruknya efisiensi motor listrik ketika dipasang ataupun dioperasikan.

22

DAFTAR PUSTAKA

[1] Mulyamah , Teori Efisiensi Motor Listrik, Semarang, 1987. [2] SP.Hasibuan, Efisiensi Motor Listrik Jilid 1, Yogyakarta, 1984. [3] Soekartawi, Motor Induksi, 1989

[4] Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta. PT Gramedia Pustaka Utama, 1999.

[5] Malik, Marshal. Penggunaan Motor Induksi Besar Di PLTU. Tugas Akhir Sekolah Tinggi Teknik PLN Jakarta, 2005.

[6] Prih Sumardjati, dkk, Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 3, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

[7] Wildi, Theodore, Electrical Machines, Drives, and Power Systems 3rd, Prentice-Hall International, 1997.

[8] Sofian Yahya, Drs, SST, Bahan Ajar Mesin Listrik I. Polban, 2010 [9] Electrician Toolbox Etc ( E.T.E ), Motor Characteristhic, 1997.