PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT
DENGAN METODE DINAMIS
(Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh
SAMSON M. TAMBUNSARIBU
NIM : 090402086
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT
DENGAN METODE DINAMIS
Oleh:
SAMSON M. TAMBUNSARIBU NIM: 090402086
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada tanggal 30 bulan April tahun 2014 di depan penguji:
1) Ir. Eddy Warman M.T : Ketua Penguji 2) Ir. Panusur SML.Tobing : Anggota Penguji
Disetujui oleh:
Pembimbing Tugas Akhir
Ir. Syamsul Amien M.S NIP: 195306221981031002
Diketahui oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU
ABSTRAK
Motor arus searah (DC) adalah motor yang digerakkan oleh energi listrik
arus searah dan menghasilkan energi mekanis dalam bentuk putaran. Motor arus
searah digunakan secara luas pada berbagai motor penggerak dan pengangkut
dengan kecepatan yang bervariasi. Gerak atau putaran yang dihasilkan oleh motor
arus searah diperoleh dari interaksi dua buah medan yang dihasilkan oleh bagian
jangkar (armature) dan bagian medan (field) dari motor arus searah.
Pada prinsipnya motor sangat membutuhkan proses penghentian putaran
yang cepat, yang mana proses penghentian ini disebut dengan pengereman. Dalam
pengereman ada beberapa metode yang kita kenal, diantaranya adalah metode
pengereman dinamis, pengereman regeneratif dan pengereman plugging. Pada
tugas akhir ini akan dibahas pengaruh posisi sikat terhadap waktu pengereman
pada motor arus searah penguatan shunt dengan menggunakan metode dinamis.
Dari hasil pengujian dan perhitungan dapat dilihat bahwa perubahan posisi
sikat berpengaruh terhadap waktu pengereman. Demikian juga halnya dengan
tahanan pengereman, tahanan pengereman berbanding lurus dengan waktu
pengereman. Pada pengereman dinamik untuk tahanan pengereman yang sama,
waktu pengereman tercepat berada pada posisi sikat -300 yaitu sebesar 2,770 detik
dan waktu pengereman terlama berada pada posisi sikat +300 yaitu sebesar 16,657
detik.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Kuasa karena
atas berkat dan rahmat-Nya, sehingga Penulis diberikan kemampuan untuk dapat
menyelesaikan tugas akhir ini, dengan judul:
“PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN
PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT DENGAN METODE DINAMIS”.
Adapun penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar kesarjanaan pada Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara.
Penulis menyampaikan rasa bangga dan terimakasih yang sungguh luar
biasa kepada kedua orang tua saya, Ayahanda H.Tambunsaribu dan Ibunda
D.Sianturi, yang menyayangi dan telah membesarkan saya serta mendidik dan
selalu mendoakan saya. Dan juga buat saudara-saudara saya, Bang Deflar B.
Tambunsaribu, dan adik saya Jasi R. Tambunsaribu, Dian W. Tambunsaribu dan
Nesi Tambunsaribu.
Pada kesempatan ini juga, saya mengucapkan terimakasih banyak kepada :
1. Bapak Ir. Syamsul Amin, M.S selaku dosen pembimbing Penulis yang telah
membantu dan membimbing Penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT-USU.
3. Bapak Ir. Panusur SML. Tobing dan Ir. Eddy Warman, M.T selaku dosen
penguji Penulis yang telah membantu dan membimbing Penulis dalam
4. Bapak F. Rizal Batubara, ST. M.Ti selaku dosen wali Penulis yang telah
membantu dan membimbing Penulis dalam menjalani masa perkuliahan.
5. Seluruh staf pengajar dan karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membekali Penulis dengan
ilmu pengetahuan selama menjalani perkuliahan.
6. Teman terbaik saya Nciho A.C Capah. Terimakasih atas dukungan dan
doa-doanya. Teman-teman nongkrong Tian, Wanti, Reno, Dedi, David’Birong dan
juga Bro Jujur Sitanggang dan Andre Chunk.
7. Seluruh teman-teman di Ikatan Mahasiswa Dairi.
8. Sahabat sekaligus teman-teman stambuk 2009 yang tidak dapat disebutkan
satu persatu terutama “Sendok Community”.
9. Teman satu Kerja Praktek Joseph N, Alfonso S, Thanks F.S, Fransisco S.
10.Jesayas, Raymon, Bambang, Silvester, Rizky, yang telah membantu Penulis
dalam mengambil data di laboratorium.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna,
baik itu dari segi isi maupun susunan tata bahasanya. Untuk itu Penulis dengan
tangan terbuka menerima saran dan kritik dari pembaca dengan tujuan
menyempurnakan dan mengembangkan tugas akhir ini. Akhir kata, Penulis
berharap tugas akhir ini bisa bermanfaat dan menambah wawasan bagi para
pembacanya.
Medan, Maret 2014
DAFTAR ISI
1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan ... 2
1.3 Batasan Masalah... 3
1.4 Rumusan Masalah ... 3
1.5 Metode Penulisan ... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II DASAR TEORI ... 6
2.1 Umum ... 6
2.2 Konstruksi Motor Arus Searah... 7
2.3 Prinsip Kerja Motor Arus Searah ... 13
2.4 Gaya Gerak Listrik Lawan Pada Motor Arus Searah ... 17
2.5 Reaksi Jangkar ... 18
2.6 Mengatasi Masalah Reaksi Jangkar ... 21
2.6.1 Pergeseran Sikat (Brush Shifting) ... 21
2.6.2 Kutub Bantu (Interpole) ... 23
2.6.3 Belitan Kompensasi (Compensating Windings) ... 24
2.7.1 Motor Arus Searah Penguatan Bebas ... 24
2.7.2 Motor Arus Searah Penguatan Sendiri ... 25
BAB III PENGEREMAN MOTOR ARUS SEARAH ... 30
3.1 Umum ... 30
3.2 Pengereman Plugging... 31
3.3 Pengereman Regeneratif ... 32
3.4 Pengereman Dinamis... 33
BAB IV PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT DENGAN METODE DINAMIS ... 37
4.1 Umum ... 37
4.2 Peralatan Pengujian ... 38
4.3 Spesifikasi Motor ... 38
4.4 Rangkaian Pengereman Dinamis Motor DC Penguatan Shunt ... 39
4.5 Prosedur Pengujian Pengereman Dinamis ... 40
4.6 Data Hasil Pengujian ... 41
4.7 Analisa Data Pengujian ... 44
4.8 Grafik Pengujian Beberapa Posisi Sikat Pada Pengereman Dinamis Motor Arus Searah Penguatan Shunt ... 51
BAB V KESIIMPULAN DAN SARAN ... 53
5.1 Kesimpulan ... 53
5.2 Saran Kesimpulan ... 53
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konstruksi Motor Arus Searah (DC) ... 7
Gambar 2.2 Konstruksi Motor Arus Searah (DC) Bagian Stator... 8
Gambar 2.3 Konstruksi Motor Arus Searah (DC) Bagian Rotor ... 8
Gambar 2.4 Konstruksi Kutub dan Penempatannya ... 9
Gambar 2.5 Sikat Pada Motor DC ... 10
Gambar 2.6 Inti Jangkar yang Berlapis-lapis ... 12
Gambar 2.7 Komutator ... 13
Gambar 2.8 Pengaruh Penempatan Konduktor Yang Dialiri Arus Listrik Dalam Medan Magnet ... 13
Gambar 2.9 Kaidah Tangan Kanan ... 14
Gambar 2.10 Prinsip Perputaran Motor Arus Searah ... 15
Gambar 2.11 Aturan Tangan Kiri Untuk Prinsip Kerja Motor DC ... 16
Gambar 2.12 Fluksi yang Dihasilkan oleh Kumparan Medan ... 18
Gambar 2.13 Fluksi yang Dihasilakn oleh Kumparan Jangkar ... 19
Gambar 2.14 Hasil Kombinasi Antara Fluksi Medan dan Fluksi Jangkar ... 20
Gambar 2.15 Pelemahan GGM Akibat Pergeseran Bidang Netral ... 22
Gambar 2.16 Kumparan Mesin DC yang Dilengkapi dengan Kutub Bantu ... 23
Gambar 2.17 Motor Arus Searah Penguatan Bebas ... 24
Gambar 2.18 Motor Arus Searah Penguatan Shunt ... 26
Gambar 2.19 Motor Arus Searah Penguatan Seri ... 27
Gambar 2.20 Motor Arus Searah Penguatan Kompond Pendek ... 28
Gambar 2.21 Motor Arus Searah Penguatan Kompond Panjang ... 29
Gambar 3.2 Pengereman Dinamis pada Motor Arus Penguatan Shunt ... 33
Gambar 3.3 Rangkaian Pengereman Dinamis Dilengkapi dengan Rangkaian
Kontrolnya ... 35
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1a Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -300 ... 41
Tabel 4.1b Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -200... 41
Tabel 4.1c Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -100 ... 42
Tabel 4.1d Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat 00 ... 42
Tabel 4.1e Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat +200 ... 43
Tabel 4.1f Data Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat +300 ... 43
Tabel 4.2a Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -300... 45
Tabel 4.2b Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -200 ... 46
Tabel 4.2c Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat -100 ... 47
Tabel 4.2d Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat 00 ... 48
Tabel 4.2e Hasil Perhitungan Pengereman Dinamis Pada Posisi Sikat +200 ... 50
