TUGAS AKHIR
ANALISIS PERBANDINGAN PENGATURAN KECEPATAN DENGAN METODE FLUX MAGNET DAN METODE WARD LEONARD
TERHADAP EFISIENSI PADA MOTOR DC SHUNT
(Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik USU)
Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Energi
Oleh:
GODELIFO SITANGGANG NIM :120402122
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Motor listrik merupakan perangkat elekromagnetis yang mengubah energi
listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik terbagi menjadi beberapa jenis, salah
satunya adalah Motor DC. Motor DC memerlukan tegangan searah pada kumparan
medan untuk diubah menjadi energi mekanik.
Dalam proses pengubahan energi tersebut, terdapat beberapa proses yang
terjadi pada motor dc, salah satu proses yang terjadi adalah pengaturan putaran motor.
Pada motor dc, terdapat beberapa metode dalam melakukan pengaturan putaran
motor. Pengaturan yang terdapat pada motor dc ialah pengaturan putaran dengan
metode flux magnet, tahanan jangkar, dan tegangan terminal (ward leonard). Setiap
metode memengaruhi kinerja atau efisiensi motor.
Pada penelitian ini, penulis memilih untuk melakukan pengujian bagaimana
pengaruh dari pengaturan putaran motor dengan metode flux magnet dan metode
ward leonard terhadap efisiensi motor. Setelah mengetahui bagaimana pengaruh
setiap metode terhadap efisiensi motor, penulis melakukan perbandingan efisiensi
dari metode-metode yang dilakukan.
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur atas rahmat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
dan karuniaNya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik oleh penulis.
Tugas Akhir ini adalah bagian dari kurikulum yang harus ditempuh sebagai
salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir
ini adalah :
ANALISIS PERBANDINGAN PENGATURAN KECEPATAN DENGAN
METODE FLUX MAGNET DAN WARD LEONARD TERHADAP EFISIENSI
PADA MOTOR DC SHUNT
(APLIKASI PADA LABORATORIUM DASAR KONVERSI ENERGI USU)
Tugas Akhir ini juga penulis persembahkan secara khusus kepada kedua
orang penulis, Ayahanda ( Gustafinus Sitanggang) dan Mama ( Normawaty Br.
Siringoringo) serta abang dan kakak tersayang ( Rupina, Bihara W, Marice, Modesto,
Guido, Bulan Indah, Bintang) yang selalu memberikan semangat dan mendoakan
penulis selama menempuh pendidikan di Universitas Sumatera Utara.
Selama menjalani kuliah hingga penyelesaian tugas akhir ini, penulis juga
banyak mendapatkan dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis
1. Bapak Ir. Raja Harahap, M.T. , selalu Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang
telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya dalam membimbing, dan
mengarahkan penulis agar dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan
sebaik-baiknya.
2. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S. , selaku Dosen Penguji I dan selaku Kepala
Laboratorium Konversi Energi Listrik Universitas Sumatera Utara, yang telah
banyak memberikan kritik dan saran yang membangun serta memberikan
waktu dan tempat penelitian di laboratorium USU.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. , selaku Dosen Penguji II dan selaku
Ketua Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara, yang telah
banyak memberikan motivasi dan saran yang memicu semangat penulis untuk
segera menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Syahrawardi, selaku Dosen Pembimbing Akademik penulis, yang
selama ini telah banyak memberikan arahan dan wejangan selama menjalani
masa perkuliahan di USU.
5. Seluruh bapak/ Ibu Dosen Pengajar Di Departemen Teknik Elektro, yang telah
memberikan dan membagikan ilmu pengetahuan yang sangat berharga bagi
penulis.
6. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro yang telah membantu proses
administrasi penulis selama perkuliahan.
7. Kepada Keluarga Besar Corona Mea Vos Estis, teriring khusus, kepada Ketua
CMVE Medan, Abangda Alex Bintana Bukit, S.H, yang telah menjadi bintang
8. Kepada Keluarga Besar Kenanga Sari, Evi Santi dan Anza, yang telah
menjadi kemilau kembang api yang tak pernah berkesudahan kemeriahannya.
9. Kepada Keluarga Besar Pondok Keluarga, David Rumbun, Dedi, Afriando,
dkk, yang menjadi teman bermain penulis.
10.Kepada sahabat, Albertwan Benjamin, teman seperjuangan Kerja Praktek.
11.Kepada para Lae dan Appara Teknik Elektro 2012, Santo D Siringoringo,
Melkisedek Sitanggang, Mangihut Simatupang, Jonner silitonga, David
Situmorang, Riovan Sipahutar, Ricart, dkk.
12.Kepada Sahabat lama, Arkadius Manurung, semoga nasib mempertemukan
kita di masa depan.
13.Kepada Ilham Bagus Setiawan, yang menjadi teman penulis dalam melakukan
percobaan.
14.Kepada para senior dan adek adek junior, yang tidak dapat disebutkan satu
persatu.
15.Kepada Namboru Tiur, Lae manurung, Tulang Sahata, Nanguda balam,
DAFTAR ISI
ABSTRAK..………...i
KATAPENGANTAR………ii
DAFTAR ISI………. v
DAFTAR GAMBAR……… ix
DAFTAR TABEL………. xi
DAFTAR LAMPIRAN………... xii
BAB I PENDAHULUAN……….... 1
1.1Latar Belakang………. 1
1.2Rumusan Masalah……… 2
1.3Tujuan Penelitian………. 2
1.4Batasan Masalah……….. 3
1.5Manfaat Penulisan……… 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA………... ……... 4
2.1 Motor DC………... 4
2.2 Konstruksi Motor………... 5
2.3 Prinsip Kerja Motor DC……….. 10
2.5 Gaya Gerak Lawan Listrik Lawan Motor DC………. 13
2.6 Jenis-Jenis Motor DC………... 14
2.6.1 Motor DC Penguatan Bebas………. 14
2.6.2 Motor DC Penguatan Sendiri………... 15
2.6.2.1 Motor DC Penguatan Shunt………... 16
2.6.2.2 Motor DC Penguatan Seri………. 17
2.6.2.3 Motor Dc Penguatan Kompon………... 18
2.6.2.3.1 Motor DC Kompon Pendek…………... 18
2.6.2.3.2 Motor DC Kompon Panjang………... 19
2.7 Metode Pengaturan Putaran Motor DC………... 27
2.7.1 Pengaturan Putaran Dengan Metode Flux Magnet………….. 20
2.7.2 Pengaturan Putaran Dengan Metode Arus Armatur…………. 21
2.7.3 Pengaturan Putaran Dengan Metode Ward Leonard…………21
2.8 Rugi-Rugi Motor DC………... 22
2.9 Efisiensi Motor DC……….. 23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN……… 24
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian……….. 24
3.2 Metode Pengumpulan Data……….. 24
3.2.1. Metode Dokumentasi ………... 24
3.2.2. Metode Observasi ……….. 25
3.3.1 Percobaan Dengan Metode Flux Magnet………... 25
3.3.2 Percobaan Dengan Metode Ward Leonard……….. 26
3.4 Rangkaian Percobaan dan Prosedur Percobaan……… 28
3.4.1 Percobaan Dengan Metode Flux Magnet……….…. 28
3.4.2 Percobaan Dengan Metode Ward Leonard……….. 30
3.5 Variabel Yang Diamati……….31
3.5.1 Variabel Dengan Metode Flux Magnet………. 31
3.5.2 Variabel Dengan Metode Ward Leonard……….. 31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN………. 32
4.1 Umum……….. 32
4.2 Data Percobaan………... 32
4.2.1 Pengaturan Kecepatan Dengan Metode Flux Magnet……….. 32
4.2.2 Pengaturan Kecepatan Dengan Metode Flux Ward Leonard.. 34
4.3 Analisis Data……… 35
4.3.1 Pengaturan Kecepatan dengan Metode Flux Magnet………... 35
4.3.2 Pengaturan Kecepatan dengan Metode Ward Leonard……… 39
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……….. 45
5.1 Kesimpulan……….. 45
5.2 Saran ………... 46
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gambar Konstruksi Motor DC... ……...……...……...……...……... 5
Gambar 2.2 Konstruksi Motor DC Bagian Stator (Bagian yang diam)…….……... 6
Gambar 2.3 Konstruksi Motor DC Bagian Rotor (Bagian yang bergerak)... ……... 6
Gambar 2.4 Kaidah Tangan Kiri Flemming.. ……...……...……...……...……... 11
Gambar 2.5 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan medan.. ……...……. ……... 12
Gambar 2.6 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan jangkar.. ……...……...……... 12
Gambar 2.7 Fluksi yang dihasilkan oleh interaksi kumparan jangkar
dan kumparan medan. ……...……...……...……...……...……... 13
Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguatan Bebas…….……...……... 14
Gambar 2.9 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguatan Shunt……..……...……... 16
Gambar 2.10 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguatan Seri……..……...……... 17
Gambar 2.11 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguatan Kompon Pendek...……... 18
Gambar 2.12 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguatan Kompon Panjang. ……... 19
Gambar 2.13 Pengaturan putaran dengan Metode Fluxi Magnet…..…….. ……... 21
Gambar 2.14 Pengaturan putaran dengan Meode Arus Armatur…..……...……... 21
Gambar 2.15 Pengaturan putaran dengan Metode Ward Leonard… ……...……... 22
Gambar 3.1 Rangkaian Percobaan Pengaturan Putaran dengan Metode Flux
Magnet Tanpa Beban. ……...……...……...……...…….. ……... 28
Gambar 3.2 Rangkaian Percobaan Pengaturan Putaran dengan Metode Flux
Gambar 3.3 Rangkaian Percobaan Pengaturan Putaran dengan
Metode Ward Leonard……...……...……...……...……...……... 29
Gambar 4.1 Grafik Fluksi Vs Putaran………...……...……...……...……... 43
Gambar 4.2 Efisiensi Vs Putaran…...……...……...……...……...……....……... 43
Gambar 4.3 Tegangan Vs Putaran….……...……...……...……...……...……... 44
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Dengan Metode
Flux Magnet Pada Kondisi tak Berbeban………... 33
Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Dengan Metode
Flux Magnet Pada Kondisi Berbeban………... 33
Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Dengan Metode
Ward Leonard... 34
Tabel 4.4 Data Hasil Analisis Dengan Metode
Flux Magnet ……... 39
Tabel 4.5 Data Hasil Analisis Dengan Metode
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Daftar Hadir Praktikum Pengujian………... I
Lampiran 2 Daftar Peminjaman Alat…... ……...……...……...……...…….. II
Lampiran 3 Data Percobaan ………...……. III
Lampiran 4 Perhitungan Dengan Metode Flux Magnet………...…….. IV
