Penggunaan Inverter Untuk Pengaturan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)

(1)

TUGAS AKHIR

PENGGUNAAN INVERTER UNTUK PENGATURAN PUTARAN MOTOR INDUKSI TIGA FASA ROTOR SANGKAR

(Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonsia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)

Diajukan untuk memenuhi syarat dalam

Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada

Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh

MICHAEL SIBARANI 120402093

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

(2)

(3)

ABSTRAK

Penggunaan inverter untuk pengaturan putaran motor induksi tiga fasa rotor

sangkar digunakan untuk penyesuaian terhadap daya motor yang dihasilkan berdasrkan

keperluan dari mesin atau pompa air boiler sebagai penggerak dengan motor induksi itu

sendiri dengan mengatur frekuensi bersamaan dengan mengatur tegangan agar fluks

magnetik menjadi tidak terganggu dan terjadi keseimbangan.

Pengaturan putaran motor induksi tiga fasa diperlukan untuk mengatur suatu

proses yang dimana saat membutuhkan energi gerak yang dibutuhkan maka

menghasilkan energi gerak yang sesuai tanpa adanya pembuangan energi yag terjadi

sehingga energi yang dihasilkan agar dapat sesuai dengan yang diperlukan secara tepat.

Alat untuk mengatur putaran motor induksi yang digunakan adalah inverter untuk

mengatur putaran dengan frekuensi yang juga saat mengatur frekuensi diperlukan juga

mengatur tegangan agar terjadi keseimbangan fluks magnetik disaat mengatur frekuensi

sehingga tidak merusak komponen inverter.

(4)

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas

kasih dan berkat yang telah diberikan-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “PENGGUNAAN INVERTER UNTUK

PENGATURAN PUTARAN MOTOR INDUKSI TIGA FASA ROTOR SANGKAR (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara)”. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar

Sarjana Teknik di Departemen Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orangtua penulis yang telah

membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya, yaitu Y. Sibarani

dan M. Munthe, saudara kandung penulis Novan Sibarani atas seluruh perhatian dan

dukungannya selama ini.

Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis

mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan

setulus hati penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir

dan dosen pembimbing akademik yang telah banyak meluangkan waktu

dan memberikan ide dalam menyelesaikan Tugas Akhir penulis, dan

senantiasa memberikan bimbingannya selama perkuliahan.

2. Bapak Ir. Eddi Warman, selaku dosen penguji Tugas Akhir yang telah

(5)

3. Bapak Ir. Raja Harahap, MT, selaku dosen penguji Tugas Akhir yang

telah memberikan masukan dan arahan demi perbaikan Tugas Akhir

penulis.

4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi, selaku Ketua Departemen Elektro,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak dan Ibu dosen pengajar Departemen Teknik Elektro yang telah

memberi bekal ilmu dan bimbingan kepada penulis selama perkuliahan.

6. Bapak dan Ibu pegawai administrasi Departemen Teknik Elektro yang

membantu dalam pengurusan administrasi selama perkuliahan sampai

penyusunan Tugas Akhir.

7. Bapak J. Ginting dari PT. Socfin Indonesia yang membantu dalam

penyusunan Tugas Akhir penulis.

8. Semua mahasiswa elektro stambuk 2012, 2013 dan 2014.

Akhir kata penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,

untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi

penyempurnaan Tugas Akhir penulis. Akhir kata, semoga Tulisan ini bermanfaat bagi

penulis dan semua pihak yang membutuhkannya.

Medan, Agustus 2016

Penulis,

(6)

(7)

2.8 Penggunaan Motor Induksi Pada Pompa Air Boiler ... 15

2.9 Penggunaan Motor Induksi Pada Pompa Air Boiler... 18

2.10 Perhitungan Kinerja Pompa ... 20

2.11 Standar Air Umpan Pada Pompa Air Boiler ... 23

2.12 Penggunaan Uap Boiler Pada Generator Turbin Uap ... 25

BAB III. METODE PENELITIAN ... 27

3.1 Tempat dan Waktu ... 27

3.2 Bahan dan Peralatan... 27

3.3 Pelaksanaan Penelitian... 27

3.4 Variabel yang Diamati ... 28

3.5 Flowchart Penelitian ... 29

3.6 Prosedur Penelitian ... 30

3.6.1 Rangkaian percobaan... 30

3.6.2 Prosedur percobaan... 31

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 33

4.1 Umum ... 33

4.2 Data Percobaan... 34

4.2.1 Data percobaan motor induksi mengatur frekuensi ... 34

4.2.2 Data percobaaan motor induksi mengatur tegangan ... 35

(8)

4.3.1 Perbandingan Data Kecepatan Putaran Motor Induksi (Satuan RPM)

Antara Data Hasil Percobaan Dengan Hasil Teori... 37

4.3.1.1 Pengaturan Frekuensi ... 37

4.3.1.2 Pengaturan Tegangan ... 43

4.3.2 Perhitungan Daya Masuk Pada Motor Induksi Tiga Fasa... 48

4.3.3 Perhitungan Daya Keluar Pada Pompa Air Boiler ... 51

4.3.4 Perhitungan Efisiensi Pada Motor Induksi Tiga Fasa ... 60

4.3.5 Grafik Hasil Percobaan ... 64

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 73

5.1 Kesimpulan ... 73

5.2 Saran ... 74

DAFTAR PUSTAKA ... 75

(9)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Konstruksi umum motor induksi ... 5

Gambar 2.2 Stator ... 5

Gambar 2.3 Rotor sangkar tupai... 6

Gambar 2.4 Konstruksi rotor belitan... 7

Gambar 2.5 Medan putar motor induksi 3 fasa ... 8

Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa ... 12

Gambar 2.7 Gambar rangkaian blok inverter 3 fasa dengan frekuensi dan tegangan aberubah ... 16

Gambar 2.8 Gambar output blok 3 ... 16

Gambar 2.9 Gambar output blok 4 ... 17

Gambar 2.10 Gambar output blok 5 (Sebelum diubah menjadi gelombang sinus) .... 17

Gambar 2.11 Boiler tipe air ... 19

Gambar 3.1 Flowchart Penelitian ... 29

Gambar 3.2 Diagram percobaan pengaturan frekuensi... 30

Gambar 3.3 Diagram percobaan pengaturan tegangan ... 31

Gambar 4.1 Grafik antara beban dengan kecepatan pengaturan frekuensi ... 64

Gambar 4.2 Grafik antara beban dengan kecepatan pengaturan tegangan ... 66

Gambar 4.3 Grafik daya masukan dari motor terhadap debit air ... 67

Gambar 4.4 Grafik daya masukan dari motor terhadap cos phi ... 69

(10)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Data hasil pengukuran perubahan frekuensi terhadap kecepatan putaran .... 34

Tabel 4.2 Data hasil pengukuran perubahan tegangan terhadap kecepatan putaran .... 35

Tabel 4.3 Data masukan dari motor untuk penggerak pada pompa air boiler ... 36

Tabel 4.4 Data dari motor induksi untuk digunakan pada pompa air boiler ... 37

Tabel 4.5 Perhitungan dari data keluar pada pompa air boiler ... 57

Tabel 4.6 Daya masuk yang dibutuhkan untuk pompa air boiler pada debit air ... 58

Tabel 4.7 Data masukan dari motor ke pompa air boiler terhadap beban ... 59