i LAPORAN TUGAS AKHIR
STUDI TENTANG SISTEM PENGASUTAN MOTOR LISTRIK
VARIABLE FREQUENCY DRIVE DI.PT UNILEVER
OLEOCHEMICAL INDONESIA
Diajukan guna melengkapi persyaratan untuk mencapai derajat Ahli Madya (A.Md)
Oleh:
SUWANDI
NIM: 1505031009
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, karena berkat rahmat-Nya tugas akhir ini dapat diselesaikan penulis tepat pada waktunya. Laporan akhir ini disusun sebagai syarat untuk memenuhi salah satu kurikulum pada Jurusan teknik elektro program studi teknik listrik politeknik negeri medan. Dalam memenuhi kurikulum tersebut, penulis mendapat kesempatan melaksanakan praktik kerja lapangan sekaligus melakukan studi di PT.Unilever Oleochemical Indonesia selama kurang lebih satu bulan setengah dari tanggal 19 Februari 2018 sampai 29 Maret 2018.
Di dalam pembuatan laporan akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan, dan penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat menyempurnakan laporan ini.
Dengan terlaksana studi ini penulis menyadari tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak di tempat studi berlangsung maupun dalam pembuatan laporan ini. Sehingga pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada kedua orang tua dan keluarga yang selalu memberikan bantuan berupa moral, materil dan doa kepada penulis, dan menyampaikan ucapan terima kaasih kepada yang terhormat:
1. Bapak Syahruddin selaku Direktur Utama Politeknik Negeri Medan.
2. Bapak Nobert Sitorusselaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan.
3. Bapak Suparmono selaku Kepala Program Studi Teknik Listrik. 4. Bapak Suparmono selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.
5. Bapak Cecep Junaedi selaku HR Manager PT.Unilever Oleochemical Indonesia.
6. Bapak Rudi Gunawan selaku Assistant Manager Departemen Instrument Control Automation Electrical (ICAE).
iii
8. Seluruh karyawan PT.Unilever Oleochemical Indonesia terkhusus di bidang Engeneering yang telah membantu sehingga penulis mendapatkan tambahan ilmu dan pengetahuan selama melakukan study di lapangaSeluruh Teman-Teman kelas EL-6B dan Teman-Teman-Teman-Teman yang melaksanakan PKL di PT.Unilever Oleochemical Indonesia.
9. Semua pihak yang telah memebantu penulis dalam penulisan Laporan ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih pada semua yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan akhir dan semoga ini berguna dan menambah pengetahuan bagi yang membacanya.
Medan, 11 Agustus 2018
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PERSETUJUAN ... i
KATA PENGANTAR ...ii
BAB 2 KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... 6
2.1 Kajian Pustaka ... 6
2.2 Landasan Teori ... 7
2.2.1 Motor induksi 3 fasa ... 7
2.2.2 Pengasutan motor tegangan penuh dari motor induksi AC……….19
2.2.3 Pengasutan tegangan dikurangi ... 22
2.2.4 Penggunaan sistem control VSD ... 29
v
2.2.6 Inverter komutasi gate ... 33
2.2.7 Sistem kontrol variable frekuensi drive (VFD) ... 38
2.2.8 Sumber tenaga listrik ... 41
2.2.8 Pengaruh harmonisa ... 42
BAB 3METODELOGI PENELITIAN ... 44
3.1. Metode yang Digunakan ... 44
3.1.1 Metode diskusi ... 44
3.1.2 Metode tinjauan lapangan ... 44
3.1.3 Metode studi literatur... 44
3.2. Data yang Diperlukan ... 44
3.2.1 Foto peralatan ... 44
3.2.2 Diagram rangkaian kontrol dan daya motor ... 45
3.2.3 Buku panduan pemasangan variable frequency drive ... 45
3.3. Waktu dan Tempat Studi ... 45
3.4. Peralatan yang Digunakan ... 45
3.4.1 Motor induksi 3 fasa ... 45
3.4.2 Name plat motor induksi 3 fasa ... 46
3.4.3 Peralatan yang digunakan saat pengasutan motor secara VFD ... 48
3.4.4 Fungsi perangkat VFD... 51
3.4.5 Rangkaian kontrol dan daya sistem pengasutan VFD ... 59
3.4.6 Aplikasi sistem pengasutan VFD ... 62
BAB 4HASIL DAN PEMBAHASAN... 65
4.1. Hasil ... 65
4.2. Pembahasan ... 65
4.2 2 Perubahan kecepatan terhadap pengaturan frekuensi ... 66
4.2 3 Aplikasi VFD di PT.unilever oleochemical indonesia ... 68
BAB 5PENUTUP... 69
5.1. Kesimpulan ... 69
5.2. Saran ... 69
vii DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2. 1 Arus induksi rotor... 7
Gambar 2. 2 Rotor sangkar tupai ... 9
Gambar 2. 3 Rotor lilit ... 10
Gambar 2. 4 Rangkaian pengganti rotor motor induksi dengan tinjauan sederhana. ... 11
Gambar 2. 5 Rangkaian ekivalen motor induksi 3 fasa per fasa ... 11
Gambar 2. 6 Rangaian ekivalen dengan rotor disesuaikan terhadap stator. ... 12
Gambar 2. 7 Rangkaian ekivalen pendekatan motor induksi 3 fasa per fasa. ... 12
Gambar 2. 8 Perbandingan antara motor yang berefisien tinggi dengan motor standar ... 17
Gambar 2. 9 Pengasutan magnetis tiga fasa ... 21
Gambar 2. 10 Pengasutan tahanan primer... 23
Gambar 2. 11 Pengasut ototransformator... 24
Gambar 2. 12 Pengasutan bintang segitiga ... 25
Gambar 2. 13 Pengasut bagian lilitan dua start ... 26
Gambar 2. 14 Penggunaan SCR tegangan dan arus yang dapat dapat ditingkatkan dengan pelan dan tanpa step pada motor... 27
Gambar 2. 15 Pengasutan lunak dan pengontrolan pembata arus ... 29
Gambar 2. 16 Blok diagram VSD dasar... 30
Gambar 2. 17 Rangkaian jembatan penyearah 6 dioda komutasi 3 fasa ... 31
Gambar 2. 18 Rangkaian jembatan penyearah thyristor 6 pulsa terkontrol ... 32
Gambar 2. 19 Rangkaian inverter ac ... 34
Gambar 2. 20 Modulasi bentuk gelombang kotak ... 35
Gambar 2. 21 Bentuk gelombang tegangan da arus PWM sinus ... 36
Gambar 2. 22 Inverter 3 fasa menggunakan gate-controlled switches ... 37
Gambar 2. 23 Output modulasi gelombang kotak-kuasi ... 37
ix
Gambar 3. 1 Fat high pressure motor di lantai nol fatty acid ... 47
Gambar 3. 2 Peralatan sistem pengasutan VFD bagian dalam panel ... 48
Gambar 3. 3 Lampu indikator, dan tampilan perangkat VFD bagian pintu panel 48 Gambar 3. 4 tampilam interface, connection, switch, dan terminal dan terminal block. ... 49
Gambar 3. 5 fungsi pada perangkat variable frequency drive (VFD)... 51
Gambar 3. 6 Rangkaian daya sistem kendali motor VFD yang dihubungkan ke DCS ... 59
Gambar 3. 7 Rangkaian sistem kendali motor VFD yang dihubungkan ke DCS 60 Gambar 3. 8 Motor berfungsi sebagai pompa air panas untuk didinginkan di cooling water, dan fan. ... 62
Gambar 3. 9 Conveyor(roda berjalan) di ruang bagging. ... 63
Gambar 3. 10 motor recycling glycerine pump ... 64
DAFTAR LAMPIRAN
xi ABSTRAK
STUDI TENTANG SISTEM PENGASUTAN MOTOR LISTRIK VARIABLE FREQUENCY DRIVE DI PT.UNILEVER OLEOCHEMICAL
INDONESIA
(2018: x+ Halaman + Daftar Gambar + Daftar tabel + Daftar Lampiran )
Suwandi 150503109
Motor listrik adalah alat yang penting dalam dunia industry yang sering digunakan sebagai penggerak yang menjalankan segala proses produksi di PT. Unilever Oleochemical Indonesia. Motor yang biasa digunakan di industry adalah motor asinkron rotor sangkar tupai, dengan bentuk yang sederhana, lebih handal, dan mudah perawatannya. Penggunaan sistem pengasutanvariable frequency drive
(VFD) pada motor induksi bertujuan untuk dapat mengatur kecepatan putar motor dengan merubah frekuensi, dari frekuensi rendah fmin= 10 Hz, sampai frekuensi maksimum fmax = 50 Hz, dan juga berfungsi agar arus starting yang timbul pada saat melakukan starting dapat diperkecil. Mengetahui aplikasi apa saja yang ada di industry tempat penulis melakukan studi kasus. Metode yang digunakan penulis adalah dengan melakukan diskusi dengan pembimbing lapangan di lokasi penulis melakukan studi, meninjau lapangan, dan studi literatur. Prinsip kerja dari sistem pengasutan motor VFD adalah dengan memberikan tegangan ac 3 fasa lalu di rubah ke tegangan dc agar dapat diatur jumlah frekuensi dan tegangan yang diberikan ke motor listrik ( converter ), dari tegangan dc di rubah kembali menjadi ac (inverter). Dengan nilai frekuensi 38,4 menghasilakn putaran 1152 rpm. Nilai frekuensi sebanding dengan nilai kecepatan putar motor. Aplikasi VFD di PT. Unilever Oleochemical Indonesia digunakan untuk pompa, conveyor, dan fan.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
PT. Unilever Oleochemical Indonesia merupakan perusahan pengolahan bahan mentah yang dihasilkan dari pengolahan kelapa sawit yaitu CPKO dan CPO. Produknya menjadi kebutuhan sehari-hari dengan pertumbuhan bisnis yang sangat pesat di pasar berkembang. PT. Unilever Oleochemical Terdapat 2 Plant produksi yaitu Fatty Acid dan Dove & Soap. Dari produksi tersebut menghasilkan beberapa jenis produk. Untuk melakukan kegiatan usaha produksi pengelolaan kelapa sawit tidak terlepas dari penggunaan motor-motor listrik. Hampir semua industri di dunia selalu motor-motor listrik dalam menggerakkan bidang usaha nya. Motor listrik yang digunakan yakni motor induksi dengan sumber 3 fasa. Teknik pengasutan motor induksi yang digunakan adalah teknik pengasutan Direct On Lien (DOL), Soft Starter dan Variable Frequency Drive. Berbagai jenis produk yang ada, diantaranya ada yang cair, ada yang kental, ada pula yang mudah mengeras bila dalam kondisi suhu yang rendah. Salah satu fungsi motor listrik di industri untuk mengaduk atau mixing. Ketika suatu produk yang kental maka putaran di awal harus lambat dan kecepatan putaran harus di atur sesuai dengan kebutuhan produk, agar produk tersebut dapat di aduk sesuai dengan hasil yang diinginkan. Di sini akan dibahas lebih dalam mengenai starting motor listrik dengan menggunakan variable frequency driveuntuk mengatur kecepatan putaran motor. Adapun teknik pengaturan kecepatan putar motor induksi ini dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu :
a. Mengubah jumlah kutub motor, maka perubahan jumlah kutub (p) atau frekuensi (f) akan mempengaruhi putaran. Jumlah kutub dapat diubah dengan merencanakan kumparan stator sedemikian rupa sehingga dapat menerima tegangan masuk pada posisi kumparan yang berbeda – beda. Biasanya diperoleh 2 perubahan kecepatan sinkron dengan mengubah jumlah kutub dari 2 menjadi 4.
2
permasalahannya adalah bagaimana mengatur frekuensi dengan cara yang efektif dan ekonomis.
c. Mengatur tegangan jala – jala dapat diketahui bahwa kopel sebanding dengan pangkat dua tegangan yang diberikan. Oleh karenanya pengaturan tegangan jala- jala juga berpengaruh terhadap kecepatan putar motor. Cara ini hanya menghasilkan pengaturan putaran yang terbatas (daerah pengaturan sempit) selain itu juga torsi motor tidak maksimal.
d. Pengaturan tahanan luar tahanan luar motor induksi rotor kumparan dapat diatur dengan demikian dihasilkan karakteristik torsi kecepatan yang berbeda – beda. Putaran akan berubah dari waktu ke waktu dengan bertambahnya tahanan luar yang dihubungkan ke rotor.
Dengan kemajuan teknologi dibidang elektronika daya begitu pesatnya, metode - metode diatas kini telah tergantikan oleh penggunaan komponen elektronika daya seperti variable frequency drive. Dari latar belakang
permasalahan tersebut penulis mengangkat sebuah judul “Studi Tentang Sistem Pengasutan Motor Listrik Variable Frequency Drive Di PT.Unilever Oleochemical Indonesia
1.2 Rumusan Masalah
a. Bagaimana prinsip kerja variable frequency drive?
b. Dapat mengetahui perubahan kecepatan putar motor listrik terhadap pengaturan frequency
c. Mengetahui aplikasi dari sistem control variable frequency drive.
1.3 Batasan Masalah
a. Tidak membahas mengenai harmonisasi yang timbul diakibatkan pengaturan frequency.
b. Sistem distribusi control system.
c. Rangkaian elektronika lebih detail dari pengaturan kecepatan motor. d. Tidak membahas lebih dalam mengenai motor listrik 3 fasa.
e. Tidak membahas metode fourier.
1.4 TujuanTugas Akhir
a. Untuk mengetahui bagaimana prinsip kerja variable frequency drive.
b. Untuk membuktikan bagaimana perubahan frequency terhadap kecepatan. c. Untuk mengetahui aplikasi atau penggunaan sistem kontrol variable
frequency drivedi dunia industry.
1.5 Manfaat Tugas Akhir
a. Agar penulis mampu mengatasi permasalahan jika terjadi gangguan. b. Agar penulis mampu mengatur nilai frequencysesuai dengan kecepatan
yang diinginkan.
c. Agar penulis mampu menyesuaikan bidang apa saja untuk penggunaan
variable frequency drive.
1.6 Metodelogi Studi
a. Alur tugas akhir
4
Mulai
Pengumpulan Data
di PT. Unilever
Oleochemical
Indonesia
Studi Pustaka
Perencanaan dan
Penyusunan
Ada
Tidak
Pemeriksaan Tugas
Akhir
Ada Kesalahan ?
b. Metode pengumpulan data
Penyusun laporan tugas akhir ini menggunakan metode :
1) Studi literatur, dilakukan dengan mempelajari beberapa referensi yang memuat maslah yang berhubungan dengan tujuan penulisan
2) Studi kasus, dengan mengumpulkan data-data untuk mendukung penulisan tugas akhir, yang didapat dari praktik kerja lapangan di PT. Unilever Oleochemical Indonesia.
c. Sistematika penulisan
Untuk memudahkan pemahaman dan penulisan maka sistematika penulisannya adalah sebagai berikut :
BAB 1 Pada bab ini dituliskan tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan tugas akhir, manfaat penulisan tugas akhir, dan sistematika penulisan.
BAB 2 Pada bab ini dibahas tentang kajian pustaka dan dasar teori yang digunakan untuk menunjang pembahasan tentang penggunaan sistem control motor listrik variable frequency drive.
BAB 3 Pada bab ini berisi uraian mengenai cara kerja bagaimana terjadinya perubahan frequency terhadap kecepatan, manfaat sistem control ini untuk dunia industry.
BAB 4Pada bab ini berisi mengenai pembahasan dan penerapan sistem control variable frequency driveyang berfungsi sebagai mesin pengaduk produkdi perusahaan PT.Unilever Oleochemical Indonesia.
