TUGAS AKHIR
TUGAS AKHIR
PERENCANAAN MOTOR PADA DONGKRAK HIDROLIK
PERENCANAAN MOTOR PADA DONGKRAK HIDROLIK
OTOMATIS DENGAN KAPASITAS 1-10 TON UNTUK
OTOMATIS DENGAN KAPASITAS 1-10 TON UNTUK
KENDARAAN TRUCK
KENDARAAN TRUCK
Disusun oleh: Disusun oleh: AMRAN MARADO AMRAN MARADONANA 201071015E012 201071015E012 ``KONSENTRA
KONSENTRASI
SI MESIN IMANUFAKTUR
MESIN IMANUFAKTUR
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
JAKARTA 2011
JAKARTA 2011
LEMBARAN PERSETUJUAN LEMBARAN PERSETUJUAN
MAKALAH TA MAKALAH TA
Tugas Akhir ( Skripsi ) Berjudul : Tugas Akhir ( Skripsi ) Berjudul :
PERENCANAAN MOTOR PADA DONGKRAK HIDROLIK OT
PERENCANAAN MOTOR PADA DONGKRAK HIDROLIK OTOMATISOMATIS
DENGAN KAPASITAS 1-10 TON UNTUK KENDARAAN TRUCK
DENGAN KAPASITAS 1-10 TON UNTUK KENDARAAN TRUCK
Dibuat oleh : Dibuat oleh : Nama
Nama : : AMRAN AMRAN MARADONAMARADONA No
No Pokok Pokok : : 201071015E01201071015E0122
Untuk melengkapi persyaratan pendaftaran seminar Tugas Akhir sesuai dengan Untuk melengkapi persyaratan pendaftaran seminar Tugas Akhir sesuai dengan kurikulum pendidikan di konsentrasi Teknik Industri jurusan Teknik Mesin kurikulum pendidikan di konsentrasi Teknik Industri jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Jayabaya
Fakultas Teknologi Industri Universitas Jayabaya
Makalah ini
Makalah ini DAPAT DISAHKAN dan dinyatakan DAPAT DIAJUKAN DALAMDAPAT DISAHKAN dan dinyatakan DAPAT DIAJUKAN DALAM SEMINAR TUGAS AKHIR
SEMINAR TUGAS AKHIR
Jakarta, 18 February Jakarta, 18 February 2012 2012 Menyetujui; Menyetujui; Pembimbing Pembimbing
LEMBARAN PERSETUJUAN LEMBARAN PERSETUJUAN
MAKALAH TA MAKALAH TA
Tugas Akhir ( Skripsi ) Berjudul : Tugas Akhir ( Skripsi ) Berjudul :
PERENCANAAN MOTOR PADA DONGKRAK HIDROLIK OT
PERENCANAAN MOTOR PADA DONGKRAK HIDROLIK OTOMATISOMATIS
DENGAN KAPASITAS 1-10 TON UNTUK KENDARAAN TRUCK
DENGAN KAPASITAS 1-10 TON UNTUK KENDARAAN TRUCK
Dibuat oleh : Dibuat oleh : Nama
Nama : : AMRAN AMRAN MARADONAMARADONA No
No Pokok Pokok : : 201071015E01201071015E0122
Untuk melengkapi persyaratan pendaftaran seminar Tugas Akhir sesuai dengan Untuk melengkapi persyaratan pendaftaran seminar Tugas Akhir sesuai dengan kurikulum pendidikan di konsentrasi Teknik Industri jurusan Teknik Mesin kurikulum pendidikan di konsentrasi Teknik Industri jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Jayabaya
Fakultas Teknologi Industri Universitas Jayabaya
Makalah ini
Makalah ini DAPAT DISAHKAN dan dinyatakan DAPAT DIAJUKAN DALAMDAPAT DISAHKAN dan dinyatakan DAPAT DIAJUKAN DALAM SEMINAR TUGAS AKHIR
SEMINAR TUGAS AKHIR
Jakarta, 18 February Jakarta, 18 February 2012 2012 Menyetujui; Menyetujui; Pembimbing Pembimbing
Ir. Iwan Setiono. M.T Ir. Iwan Setiono. M.T
LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir (Skripsi) berjudul : Tugas Akhir (Skripsi) berjudul :
PERENCANAAN MOTOR PADA DONGKRAK HIDROLIK OT
PERENCANAAN MOTOR PADA DONGKRAK HIDROLIK OTOMATISOMATIS
DENGAN KAPASITAS 1-10 TON UNTUK KENDARAAN TRUCK
DENGAN KAPASITAS 1-10 TON UNTUK KENDARAAN TRUCK
Dibuat oleh : Dibuat oleh : Nama
Nama Lengkap Lengkap :: Amran MaradonaAmran Maradona Nomor
Nomor Pokok Pokok :: 201071015E012201071015E012
Untuk melengkapi persyaratan kurikulum pendidikan di konsentrasi Teknik Untuk melengkapi persyaratan kurikulum pendidikan di konsentrasi Teknik Manufaktur Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi
Manufaktur Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri UniversitasIndustri Universitas Jayabaya.
Jayabaya.
makalah ini telah diperiksa keabsahannya dan telah disetujui Pembimbing, makalah ini telah diperiksa keabsahannya dan telah disetujui Pembimbing, sehingga
sehingga DAPAT DISAHKAN dan dinyatakan DAPAT DIAJUKAN DALAMDAPAT DISAHKAN dan dinyatakan DAPAT DIAJUKAN DALAM SEMINAR TUGAS AKHIR
SEMINAR TUGAS AKHIR
Jakarta, 18 February Jakarta, 18 February 2012 2012 Menyetujui; Menyetujui; Pembimbing, Pembimbing,
KATA PENGANTAR KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim Bismillahirrahmanirrahim
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memudahkan jalan Segala puji bagi Allah SWT yang telah memudahkan jalan hamba-hambaNya yang beriman dan bertaqwa, serta mengutus seorang yang mulia hambaNya yang beriman dan bertaqwa, serta mengutus seorang yang mulia sebagai suri tauladan kita, Rasullulah SAW yang telah mengeluarkan kita dari sebagai suri tauladan kita, Rasullulah SAW yang telah mengeluarkan kita dari alam kejahiliyahan kepada cahaya i
alam kejahiliyahan kepada cahaya iman.man.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menempuh Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menempuh Sidang Sarjana Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Industri, Universitas Jayabaya. Sidang Sarjana Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Industri, Universitas Jayabaya. Pada penyusunan tugas akhir ini, banyak pihak-pihak yang telah membantu baik Pada penyusunan tugas akhir ini, banyak pihak-pihak yang telah membantu baik itu berupa bimbingan, saran, kritik, serta
itu berupa bimbingan, saran, kritik, serta bantuan materi.bantuan materi.
Untuk itu pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima Untuk itu pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan kepada yang terhormat :
kasih dan penghargaan kepada yang terhormat : 1.
1. Bapak Ir.Iwan setBapak Ir.Iwan setiono, MT selaku piono, MT selaku pembimbing utamembimbing utama dalam Tugas Akha dalam Tugas Akhir,ir, yang telah memberikan pengarahan serta ilmu dalam penyusunan Tugas yang telah memberikan pengarahan serta ilmu dalam penyusunan Tugas Akhir.
Akhir. 2.
2. Bapak Ir. Djamhir Djamruddin, MT selaku KBapak Ir. Djamhir Djamruddin, MT selaku Ketua Jurusan Teketua Jurusan Teknik Mesin,nik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Jayabaya.
Fakultas Teknologi Industri, Universitas Jayabaya.
3. Kepada kedua Orang tua saya, terima kasih atas doa dan dukungan 3. Kepada kedua Orang tua saya, terima kasih atas doa dan dukungan
memberi dorongan untuk saya tetap bersemangat. memberi dorongan untuk saya tetap bersemangat. 4.
4. Kepada seluruh mKepada seluruh mahasiswa tim tugas ahasiswa tim tugas akhir dongkrak, yang akhir dongkrak, yang selalu salingselalu saling mendukung dan mensupport dalam mengerj
mendukung dan mensupport dalam mengerjakan tugas akhir ini.akan tugas akhir ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan serta kekhilafan. Untuk itu, saran, masukan, kritik dan terdapat kekurangan serta kekhilafan. Untuk itu, saran, masukan, kritik dan koreksi yang membangun untuk kemajuan bersama sangat diharapkan.
Untuk semua kawan, sahabat, serta saudaraku terima kasih atas segala Untuk semua kawan, sahabat, serta saudaraku terima kasih atas segala bantuan dan dukungannya . Semoga Allah SWT memberi balasan atas bantuan dan dukungannya . Semoga Allah SWT memberi balasan atas segala kebaikanmu. InsyaAllah Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita segala kebaikanmu. InsyaAllah Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua, terutama kepada rekan-rekan yang ingin mengetahui perihal analisa semua, terutama kepada rekan-rekan yang ingin mengetahui perihal analisa vibrasi.
vibrasi. Akhir
Akhir kata, kata, saya berharap saya berharap semoga Tugas semoga Tugas Akhir iAkhir ini bisa ni bisa membantu dalammembantu dalam menentukan viskositas terhadap pelumas
menentukan viskositas terhadap pelumas..
Jakarta, 17 Jakarta, 17 Februari 2012 Februari 2012 Penulis, Penulis, (AMRAN MARADONA) (AMRAN MARADONA)
PERENCANAAN MOTOR PADA DONGKRAK HIDROLIK OTOMATIS DENGAN KAPASITAS 1-10 TON UNTUK KENDARAAN TRUCK
Oleh
Amran Maradona
ABSTRAK
Pada Skripsi ini dibahas mengenai bagaimana menentukan motor dan sistem pengontrolan yang tepat digunakan untuk dongkrak hidrolik dengan mempertimbangkan mekanisme design kalkulasi yang tepat
Pemanfaatan motor DC untuk menggerakan mekanik tuas yang kemudian tuas menggerakan dongkrak hydraulic,yang mana dikendalikan oleh switch
button control untuk mengatur pergerakan tuas. Pengaturan putaran motor DC dilakukan oleh motor DC yang mengontrol arah putaran motor forward (maju) atau reverse (mundur. Setelah mencapai posisi maksimum motor DC dapat berputar berkebalikan dengan arah putaran sebelumnya.Jadi, perputaran motor DC forward dan reverse kendalikan oleh driver motor.
Alat ini merupakan sejenis dongkrak yang perinsip kerjanya
menggunakan energi listrik. Pada saat alat ini disambungkan ke accu slider bergerak maju mundur secara horizontalyang mengakibatkan tuas engkol menghasilkan tekanan yang dapat menggerakan hydraulic.
DAFTAR ISI JUDUL...……….………....………...i LEMBAR PERSETUJUAN...……….…...ii LEMBAR PENGESAHAN...……….………...iii LEMBAR PERNYATAAN...………...iv KATA PENGANTAR...……….……….……...v ABSTRAK………...……….……….……….…...vi DAFTAR ISI……...……….……….……..…...vii DAFTAR GAMBAR……...……….……….……..…...xi DAFTAR TABEL……...……….……….……..…...xii
BAB 1 PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah...`...1
Perumusan Masalah...1
Tujuan Penulisan...2
Pembatasan masalah...2
Metode pengumpulan data...2
Sistematika Pembahasan...3
BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Motor...4
2.2 Jenis Motor listrik...6
2.3 Motor DC...7
2.3.1 Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited...9
2.3.2 Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited : motor shunt...9
2.3.3 Motor DC daya sendiri: motor seri...10
2.3.4 Motor DC Kompon/Gabungan...10
2.5 Motor sinkron...12
2.6 Motor induksi...13
. 2.6.1 .Klasifikasi motor induksi...14
2.6.2. Kecepatan motor induksi...15
2.7. Hubungan antara beban, kecepatan dan torque...17
2.8 Motor DC...17
2.8.1. Prinsip Kerja Motor Dc...17
2.8.2. Putaran Motor DC...18
2.8.3 Pengaturan Kecepatan Motor DC...19
2.8.4. Konstruksi motor DC...21
2.8.5 Starting Motor DC...24
BAB 3 METODOLOGI PENULISAN 3.2 Diagram Alir Proses...27
3.2 Tempat dan Waktu penelitian...28
4.1 Bagaimana sebuah motor bekerja...30
4.2 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIK...31
. 4.2.1 Efisiensi motor lisrik...31
4.3 Beban motor...34
4.3.1 Mengapa mengkaji beban motor...34
4.3.2 Bagaimana mengkaji beban motor...34
4.3.3 Pengukuran daya masuk...35
4.4 Perhitungan Daya Motor ...36
4.4.1 Perhitungan daya motor untuk memutar tuas penggerak dongkrak...36
4.4.2 Perhitungan Daya Motor untuk Menggerakkan Tuas penggerak...37
BAB 5 PENUTUP 5.1 Kesimpulan...40
5.2 Saran...41
Daftar Pustaka...42
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Kaidah tangan kiri...4
Gambar 2 : Model kerja Motor DC...5
Gambar 3. Interaksi penghantar berarus diantara medan magnet...6
Gambar 4. Motor DC...8
Gambar 5. Karakteristik motor DC shunt...9
. Gambar 6. Karakteristik motor seri DC...10
Gambar 7. Karakteristik motor komponen DC...11
Gambar 8 Motor Sinkron...12
Gambar 9. Motor Induksi...14
Gambar10. Grafik torque...16
Gambar 13: Karakteristik putaran fungsi tegangan jangkar...19
Gambar 14 : Pengaturan teganga Jangkar dengan sudut penyalaan Thyristor...20
Gambar 17 : Proses pembangkitan Torsi Motor DC...20
Gambar 18: Hubungan belitan penguat medan dan Jangkar Motor DC...22
Gambar 19 : Pengecekan sifatelektromagnetik pada JangkarMotor DC...23
Gambar 20 : Starting Motor DC dengan Tahanan Depan jangkar...23
Gambar 21 Karakteristik arus Pengasutan Motor DC...24
.
Gambar 22 : Drop tegangan Penguat Medan Seri dan Jangkar Motor DC...25
Gambar 23 : Kehilangan motor ( US
DOE )...25
Gambar 24 : Efisiensi motor beban
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Klasifikasi jenis utama motor listrik...7
Table 2 : Jenis kehilangan pada motor induksi...32
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Kendaraan roda empat adalah salah satu teknologi yang berkembang pesat Pada masa ini. Oleh karena itu terdapat banyak sekali komponen yang sangat vital. Salah satunya ban, Ban mempunyai batas waktu untuk digunakan, dan bila terdapat kebocoran pada ban harus diganti. Oleh sebab itu, maka dibutuhkan alat untuk mengganti Ban tersebut. Alat yang biasnya digunakan adalah Dongkrak hidrolik otomatis.
1.2 Perumusan Masalah
Dalam penyusunan TA / Skripsi ini penulis ingin membahas dan membuat suatu alat yang berhubungan dengan Mechanical Enginering, dengan pertimbangan dari situ maka penulis memilih pembuatan dan penelitian pada alat Dongkrak hidrolik Otomatis dengan Remote Control. Hal-hal yang akan dipelajari dan dibahas dalam laporan tugas akhir ini cara kerja dan pengerjaan dongkrak hidrolik dengan sistem remote control.
Dari uraian diatas maka timbul suatu permasalahan,antara lain sebagai berikut :
1. Bagaimanakah cara membuat dongkrak hidrolik otomatis dengan pengendali sistem kontrol yang tepat.
2. Bagaimanakah cara mengkaji kinerja dongkrak hidrolik dengan sistem kontrol sehingga bisa dianalisis kelebihan dan kekurangannya.
3. Bagaimana rancangan sistem tersebut dapat berjalan dengan aman dan praktis.
1.3 Tujuan Penulisan
Maksud dari judul ini adalah untuk merealisasikan sistem penggerak tuas dongkrak hidrolik secara otomatis dengan pengendali remote control. Tujuan dari pembuatan alat ini adalah :
1. Untuk memahami tentang mekanisme dongkrak hidrolik dengan sistem control. 2. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kerja dongkrak hidrolik dengan sistem kontrol.
1.4 Pembatasan Masalah
1. Perancangan motor penggerak tuas hidrolik
2. Perancangan sistem kontrol penggerak tuas hidrolik
1.5 Metoda Pengumpulan Data
Tugas akhir yang dilakukan oleh penulis dalam kurun waktu yang relative singkat metoda pengumpulan data yang digunakan adalah :
1. Mendesign serta mengkalkulasi beban motor yang di butuhkan
2. Menentukan sistem pengontrolan gerakan pada dongkrak hidrolik otomatis 3. Mengunpulkan data-data mengenai jenis-jenis motor dan spesifikasinya 4. Mentukan spesifikasi motor yang dibuthkan
1.6 Sistematika Pembahasan
Adapun sistematika pembahasan tugas akhir ini adalah bab dan sub bab sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan
Berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metode pengumpulan data, dan sistematika penulisan.
Bab II Landasan Teori
Pengertian hidrolik, pengertian motor,spesifikasi motor berdasarkan beban yang di kenakan, sistem pengontrolan
Bab III Metodologi Penelitian
Berisi tentang diagram alir proses, tempat dan waktu peneli tian Bab IV Berisi tentang perhitungan perencanaan Pemilihan motor pada
dongkrak hidrolik otomatis dengan kapasitas 1-10 Ton Bab V Berisi tentang kesimpulan dan saran
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Motor
Motor DC atau Motor Arus Searah adalah mesin listrik yang mengubah energi listrik arus searah menjadi energi mekanik. Terdapat 2 (dua) prinsip dasar yang melatarbelakangi kerja motor DC. Yang pertama yaitu adanya aliran arus yang melewati sebuah konduktor atau Yang kedua adalah gaya pada
penghantar bergerak dalam medan magnet. Besarnya gaya yang didesakkan untuk menggerakkan berubah sebanding dengan kekuatan medan magnet, besarnya arus yang mengalir pada penghantar,
dan panjang penghantar.gaya tersebut sering disebut gaya Lorentz. Sesuai dengan rumus:
F =B I l (Newton)…………..( 1 ) Dimana:
F = Gaya pada kumparan (Newton) B = Kuat medan magnet (Tesla) I = Arus yang mengalir (Ampere) l = Panjang kumparan (meter)
Gambar 2 : Model kerja Motor DC
Percobaan sederhana prinsip kerja motor dapat dilakukan dengan menggunakan sepasang magnet permanen berbentuk U, sebatang kawat
digantung di kedua sisi ujungnya, pada ujung kawat dihubungkan sumber listrik DC g a m b ar - 2 . Arus listrik mengalir dari terminal positif (+) ke batang kawat sebesar I amper ke terminal negatif ( -). Kawat yang dipotong garis medan magnet, pada batang dihasilkan gaya tolak sebesar F searah panah.
Arah dari garis gaya magnet tergantung dari arah arus yang mengalir pada kumparan dan arah dari garis-garis fluks magnet antara dua kutub. Sebagaimana
diilustrasikan pada gambar 2. Medan magnet mengembang diantara dua kutub dari magnet permanen atau induksi elektromagnet. Ketika penghantar berarus ditempatkan diantara dua kutub magnet, maka menghasilkan pembengkokan garis gaya. Sehingga,di satu sisi memusatkan kedua medan magnet
menimbulkan medan magnet yang kuat dan disisi lain berlawanan menimbulkan medan magnet yang lemah. Garis gaya magnet yang kuat cenderung lurus
keluar dan menekan kearah garis gaya magnet yang lemah. Dan menyebabkan penghantar tersebut
berputar berlawanan arah jarum jam.
Gambar 3. Interaksi penghantar berarus diantara medan magnet
Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input , konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut
dibawah ini.
Peralatan Energi Listrik: Motor Listrik
Tabel 1. Klasifikasi jenis utama motor listrik
2.3 Motor DC
Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional . Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Table 1 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama:1
K u t u b m e d a n . Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua
kutub magnet akan
menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
D i n a m o . Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi
elektromagnet.
Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
C o m m u t at o r . Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC.
Kegunaannya adalah
untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam
transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
Gambar 4. Motor DC
Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk
penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.
Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo di tunjukkan dalam persamaan
berikut:
Gaya elektromagnetik: E = KΦN Torque: T = KΦIa
Dimana:
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt) Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit) T = torque electromagnetik
Ia = arus dinamo
K = konstanta persamaan
2.3.1 Motor DC sumber daya terpisah/Separately Exc ited
Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/
separately excited.
2.3.2 Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited : motor s h u n t
Pada motor shunt , gulungan medan (medan shunt ) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.
Gambar 5. Karakteristik motor DC shunt
Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):
Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga
torque tertentu
setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk
penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam
susunan seri
dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan
(kecepatan bertambah).
2.3.3 Motor DC daya sendiri: motor seri
Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt ) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo. Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997;
memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5).
Gambar 6. Karakteristik motor seri DC
2.3.4 Motor DC Kompon/Gabungan
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt ) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dynamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam ga mbar 6. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan
kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque
penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek,
Gambar 7. Karakteristik motor komponen DC
2.4 Motor AC
Motor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor li strik memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor" seperti ditunjukkan daalam Gambar 7. Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi
2.5 Motor sinkron
Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada kecepa tan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk
memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang
menggunakan banyak listrik.
Gambar 8 Motor Sinkron
Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7):2
R o t o r . Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi
adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited , yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
Stator . Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding
dengan frekwensi yang dipasok. Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003):
Dimana:
f = frekwensi dari pasokan frekwensi P= jumlah kutub
2.6 Motor induksi
Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang
sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC.3
a . K o m p o n en
Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8):4
Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan d alam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua
ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, l apisan ganda dan terdistribusi.
Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian
dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada
batang as dengan sikat yang menempel padanya.
Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk
membawa gulungan
tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan
diberi spasi geometri sebesar 120 derajat
Gambar 9. Motor Induksi
2.6.1 .Klasifik asi moto r induk si
Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok ut ama (Parekh, 2003):
Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator ,
beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan
motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci
Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh
pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor , jaringan listrik , dan grinder . Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.
2.6.2. Kecepatan mo tor ind uks i
Motor induksi bekerja sebagai berikut. Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor
berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah.
Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut di sebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring , dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/ slip ring motor ”. Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/ geseran (Parekh, 2003):
% Slip = Ns – Nb x 100 Ns
Dimana:
Ns = kecepatan sinkron dalam RPM Nb = kecepatan dasar dalam RPM
2.7. Hubu ngan antara beban, kecepatan dan to rque
Mencapai 80% kecepatan penuh, torque berada pada tingkat tertinggi
(“ pull-out torque”) dan arus mulai turun.
Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torque dan stator
turun ke nol.
Gambar10. Grafik torque
2.8 Motor DC
Gambar 11. Prinsip Kerja Motor DC
Arus mengalir melalui kumparan jangkar dari sumber tegangan dc,
menyebabkan jangkar beraksi sebagai magnet. Gambar 3. menjelaskan prinsip kerja motor dc
magnet permanent.
1. Pada posisi 1 arus electron mengalir dari sikat negative menuju ke sikat positif. Akan timbul torsi yang menyebabkan jangkar berputar berlawanan arah jarum jam.
2. Ketika jangkar pada posisi 2, sikat terhubung dengan kedua segmen komutator. Aliran arus pada jangkar terputus sehingga tidak ada torsi yang dihasilkan .
Tetapi, kelembaman menyebabkan jangkar tetap berputar melewati titik netral. 3. Pada posisi 3, letak sisi jangkar berkebalikan dari letak sisi
4. Jangkar berada pada titik netral. Karena adanya kelembaman pada poros jangkar, maka jangkar berputar terus-menerus.
2.8.2. Putaran Motor DC
Motor DC magnet permanent dapat berputar apabila ada arus yang mengalir pada kumparan jangkar sehingga menimbulkan fluks jangkar. Fluks jangkar tersebut berinteraksi dengan fluks magnet utama yang menghasilkan
gaya untuk memutar jangkar (torsi). Arah dari putaran jangkar tersebut tergantung dari arah arus elektron
yang mengalir pada kumparan jangkar. Poros motor dc dapat berputar searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam.Untuk menentukan arah putaran
motor diperlihatkan pada gambar 4 tanda (x) menunjukan arah arus electron yang menjauhi kita dan tanda (•) menunjukan arah arus electron yang mendekati kita. Tanda panah besar menunjukan arah putaran jangkar yang berlawanan arah jarum jam. Ketika posisi jangkar berada tegak lurus dengan fluks magnet utama, tidak ada reaksi medan magnet antara fluks jangkar dengan fluks magnet utama. Karena moment inersia, putaran jangkar terus berlanjut.
Gambar 12. Proses interaksi jangkar
untuk putar berlawanan arah jarum jam Sedangkan untuk putaran motor dc searah jarum jam, arah arus elektron dibalik dengan cara mengubah polaritas sumber tegangan atau mengubah kutub pada ujung kumparan jangkar.
2.8.3 Pengaturan Kecepatan Motor DC
Saat motor DC berputar maka dalam rangkaian jangkar terjadi ggl lawan sebesar Ui. Jika tegangan sumber DC yaitu UA diatur besarannya, apa yang terjadi dengan putaran motor DC ? Besarnya tegangan lawan Ui berbanding lurus dengan putaran motor dan berbanding terbalik dengan medan magnetnya Ui E.n. Jika arus eksitasi Ie dibuat konstan maka
fluk medan magnet E akan konstan. Sehingga persamaan putaran motor
berlaku rumus n Ui/ E, sehingga jika tegangan sumber DC diatur besarannya, maka putaran motor akan berbanding lurus dengan tegangan ke rangkaian
jangkar
Gambar 13: Karakteristik putaran fungsi tegangan jangkar
Pengaturan tegangan sumber DC yang menuju ke rangkaian jangkar menggunakan
sumber listrik AC tiga phasa dengan penyearah gelombang penuh tiga buah diode dan tiga buah thyristor . Sekering F1 berguna untuk mengamankan rangkaian diode dan thyristor jika terjadi gangguan pada belitan motor DC.
Gambar 14 : Pengaturan teganga Jangkar dengan sudut penyalaan Thyristor
Dengan mengatur sudut phasa triger, maka penyalaan thyristor dapat diatur besarnyategangan DC yang menuju rangkaian jangkar A1-A2. Belitan penguat terpisah F1- F2 diberikan sumber DC dari luar, dan besarnya arus eksitasi dibuat konstan besarnya.
Apa yang terjadi jika tegangan sumber DC dibuat konstan dan pengaturan putaran dilakukan dengan mengatur arus eksitasinya ? Persamaan tegangan jangkar Ui E.n. atau putaran motor n Ui/ E, dengan tegangan Ui konstan
maka karakteristik putaran n berbanding terbalik dengan fluk magnet (1/ E). Artinya ketika arus eksitasi dinaikkan dan harga fluk magnetE meningkat, yang
terjadi justru putaran motor DC makin menurungambar-6.36 .
Dari penjelasan dua kondisi diatas yang dipakai untuk mengatur putaran motor DC untuk mendapatkan momen torsi konstan adalah dengan pengaturan tegangan ke jangkar.
2.8.4. Konstruksi motor DC
Keterangan gambar 5 adalah sebagai berikut:
1. Lubang ventilasi Untuk sirkulasi udara dalam motor. 2. Bodi, terdiri dari 2 bagian, yaitu:
a. Rumah magnet utama.(Housing )
b. Bodi akhir (End Bell ) , untuk melindungi bagian stator dan rotor pada motor.
3. Bantalan (Bearing)
Bantalan berfungsi agar jangkar berputar dengan baik. 4. Kutub magnet utama (Field Poles)
Untuk menghasilkan fluks magnet utama pada motor. Apabila terdapat kumparan penguat medan, letaknya berada diantara kutub-kutub magnet utama.
5. Poros
Merupakan bagian dari rotor yang berfungsi meletakan jangkar agar dapat berputar.
6. Kipas Rotor (Cooling fan)
Kipas ikut berputar ketika poros jangkar berputar.Sehingga, menjaga suhu kumparan jangkar agar tetap stabil ketika beroperasi.
7. Jangkar ( Armature), terdiri dari 3 bagian, yaitu:
a. Inti Jangkar Berfungsi untuk mencegah perputaran arus pusar (Eddy Current ).
Komutator merupakan suatu penyearah mekanik yang membuat
arus dari sumber mengalir pada arah yang tetap walaupun belitan medan berputar.
9. Sikat arang(Brush)
Berfungsi sebagai terminal penghubung antara sumber tegangan dengan komutator.
Gambar 16. Konstruksi motor DC
Konstruksi motor DC terdiri dari dua bagian, yaitu stator bagian motor yang diam dan rotor bagian motor yang berputar. Belitan stator merupakan
elektromagnet, dengan penguat magnet terpisah F1-F2. Belitan jangkar ditopang oleh poros dengan ujung-ujungnya terhubung ke komutator dan sikat arang A1- A2 . Arus listrik DC pada penguat magnet mengalir dari F1 menuju F2
menghasilkan medan magnet yang memotong belitan jangkar. Belitan jangkar diberikan listrik DC dari A2 menuju ke A1. Sesuai kaidah tangan kiri jangkar akan berputar berlawanan jarum jam.
Gambar 17 : Proses pembangkitan Torsi Motor DC
Terjadinya gaya torsi pada jangkar disebabkan oleh hasil i nteraksi dua garis medan magnet. Kutub magnet menghasilkan garis medan magnet dari utara-selatan melewati jangkar. Belitan jangkar yang dialirkan arus listrik DC mengasilkan magnet dengan arah kekiri ditunjukkan panah. Interaksi kedua magnet berasal dari stator dengan magnet yang dihasilkan jangkar
mengakibatkan jangkar mendapatkan gaya torsi putar berlawanan arah jarus jam. Untuk mendapatkan medan magnet stator yang dapat diatur, maka dibuat belitan elektromagnet yang dapat diatur besarnya arus eksitasinya.
Percobaan untuk mengecek apakah belitan jangkar berfungsi dengan baik, tidak ada yang putus atau hubungsingkat dengan inti jangkarnya periksa. Poros jangkar ditempatkan pada dudukan yang bisa berputar bebas.
Gambar 19 : Pengecekan sifatelektromagnetik pada JangkarMotor DC
Alirkan listrik DC melalui komutator, dekatkan sebuah kompas dengan jangkar, lakukan pengamatan jarum kompas akan berputar ke arah jangkar. Hal
ini membuktikan adanya medan elektromagnet pada jangkar, artinya belitan jangkar berfungsi baik. Tetapi jika jarum kompas diam tidak bereaksi, artinya
tidak terjadi elektromagnet karena belitan putus atau hubung singkat ke inti jangkar.
2.8.5 Starting Motor DC
Belitan jangkar nilai tahanan sangat kecil, saat starting arus starting akan besar sekali mengalir pada rangkaian jangkar. Hal ini akan merusak belitan jangkar A1-A2, komutator dan sikat arang. Agar arus starting kecil, maka
ditambahkan tahanan awal pada rangkaian jangkar RV. Setelah motor berputar sampai dicapai putaran
nominalnya tahanan awal RV tidak difungsikan.
Gambar 20 : Starting Motor DC dengan Tahanan Depan jangkar
Gambar 21 Karakteristik arus Pengasutan Motor DC
Untuk mengatur putaran motor DC dilakukan dengan mengatur arus eksitasi penguat medan magnet dengan tahanan geser yang dipasang seri dengan belitan penguat Shunt E1-E2. Pengatur Starting dan pengatur putaran motor DC merupakan satu perangkat yang dipasang pada sebagai pengendali
U/(RV+Rjangkar). Nilai tahanan digeser ke step kedua, berikutnya step tiga, step empat dan step terakhir arus mengalir kejangkar adalah arus nominalnya.
Karakteristik arus jangkar fungsi tahanan RV + Rjangkar .
Rangkaian motor DC dengan penguat magnet terpisah. Rangkaian jangkar terdiri
dari tahanan jangkar RA. Ketika belitan jangkar berada pada medan magnet dan posisi jangkar berputar, pada jangkar timbul gaya gerak listrik yang arahnya berlawanan
. Pada belitan jangkar terjadi drop tegangan sebesar (IA.RA).
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Proses
MULAI STUDI LAPANGAN PEMILIHAN JENIS MOTOR PERSIAPAN 1.Observasi ( pengamatan prinsip kerja dongkrak secara manual
2. Mempraktekan dongkrak hidrolik manual
1. mengumpulkan artikel- artikel tentang dongkrak hidrolik.
2. Mengumpulkan artikel- artikel tentang sistem pengungkit pada dongkrak hidrolik
3. Mengumpulkan artikel – artikel tantang
jenis atau sistem pengungkit. PEMILIHAN MOTOR STUDI PUSTAKA PENGUJIAN MOTOR PADA DONGKRAK HIDROLIK OTOMATIS KESIMPULAN DAN SARAN
3.2 Tempat dan waktu penelitian 1. Tempat Penelitian
Pada penelitian yang sifatnya perencanaan sistem pengungkit dilakukan tahapan – tahapan penelitian dengan tujuan agar mendapatkan hasil yang maksimal. Untuk mengetahui jenis bahan yang akan digunakan dilakukan di laboratorium di Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Jayabaya dengan berkonsultasi pada dosen pembimbing dan rekan – rekan mahasiswa lainnya. Sedangkan pembuatan alat pengungkit dilakukan di sebuah bengkel di daerah Cakung, Jakarta Timur .
2. Waktu Penelitian
Waktu penellitian dan proses pengerjaan alat dilakukan sejak tanggal 5 Januari 2012. Sampai dengan selesai.
3.3 Metode Peneliltian
Metode yang akan dipakai untuk menyelesaikan permasalahan yang menjadi objek studi adalah sebagai berikut :
1. Metode wawancara
Yaitu metode yang digunakan oleh penulis dengan cara berkonsultasi dengan dosen pembimbing, rekan mahasiswa, pengguna dongkrak hidrolik manual dan karyawan bengkel dalam hal pembuatannya. 2. Metode studi pustaka
Yaitu metode yang digunakan oleh penulis dengan cara membaca literatur-literatur dari pustaka, jurnal ilmiah, makalah, dan artikel dari internet..
3.4 Pengolahan data
Pengolahan data dalam penelitian ini dilakukan dengan cara-cara sebagai berikut :
a. Pengolahan data dilakukan setelah ditentukannya jenis sistem pengungkit yang akan direncanakan
b. Pengolahan data dilakukan setelah pembuatan alat pengungkit yang akan dipasang pada dongkrak hidrolik otomatis.
BAB IV
DATA DAN ANALISA
4.1 Bagaimana sebuah motor bekerja
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama
Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya
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.
Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar
kumparan.
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. Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India, 2004):
B e b a n t o r qu e k o n s t a n adalah beban dimana permintaan keluaran
energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
B e b a n d e ng a n v a r i ab e l to r q u e adalah beban dengan torque yang
bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan). Peralatan Energi Listrik: Motor Li strik
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 2
B e b a n d e ng a n e n e r g i k o n s t a n adalah beban dengan permintaan torque
yang berubah
dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan
adalah peralatan-peralatan mesin.
Komponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor, dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor.
4.2 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIK
Bagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik.5
4.2.1 Efisiensi motor lisrik
Motor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu. Pada
proses ini, kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11.
Gambar 23 : Kehilangan motor ( US DOE )
Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi. Kehilangan
Table 2 : Jenis kehilangan pada motor induksi
Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai “perbandingan keluaran daya motor yang dirgunakan terhadap keluaran daya totalnya.”
Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah:
Usia. Motor baru lebih efisien.
Kapastas. Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan, efisiensi
motor meningkat dengan laju kapasitasnya.
Kecepatan. Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih
efisien.
Jenis. Sebagai contoh, motor kandang tupai biasanya lebih efisien
daripada motor cincingeser
Suhu. Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih
efisien daripada
motor screen protected drip-proof (SPDP)
Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi Beban, seperti yang dijelaskan dibawah
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 tur un dibawah 50% efisiensi turun dengan cepat. Mengoperasikan motor dibawah laju beban 50% memiliki dampak pada faktor dayanya. Efisiensi motor yang tinggi dan faktor daya yang mendekati 1 sangat
tidak hanya untuk motor.
Gambar 24 : Efisiensi motor beban sebagian
Untuk alasan ini maka dalam mengkaji kinerja motor akan bermanfaat bila menentukan beban dan efisiensinya. Pada hampir kebanyakan negara,
merupakan persyaratan bagi fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor. 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 sudahdicat.
Untuk mengukur efisiensi motor, maka motor harus dilepaskan
sambungannya dari beban dan dibiarkan untuk melalui serangkaian uji. Hasil dari uji tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya. Jika tidak memungkikan untuk memutuskan
sambungan motor dari beban, perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor. Lembar fakta dari US DOE
(www1.eere.energy.gov/industry/bestpractices/pdfs/10097517.pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini. Nilai efisiensi disediakan untuk:
Tingkat beban 25%, 50%, 75% dan 100%.
Lembar fakta juga menjelaskan tiga kategori metode yang lebih can ggih untuk mengkajiefisiensi 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. Hal i ni
diterangkan dalam bagian berikut.
4.3 Beban motor
4.3.1 Mengapa mengkaji beban motor
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.
4.3.2 Bagaimana mengkaji beban motor
Persamaan berikut digunakan untuk menentukan beban: Beban = Pi x η
HP x 0,7457 Dimana,
η = Efisiensi operasi motor dalam % HP = Nameplate untuk Hp
Beban = Daya yang keluar sebagai % laju daya Pi = Daya tiga fase dalam kW
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.
Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara
individu:
P en g u k u r a n d ay a m a s u k . Metode ini menghitung beban sebagai
perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 100%.
P en g u k u r a nn jal u r ar u s . Beban ditentukan dengan membandingkan
amper terukur (diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper. Metode ini digunakan bila factor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia. Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 50%
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). Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum
1000
Pi = V x I x PF x 3 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.
Tahap 2. Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat nama/nameplate atau dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
R r P hp x η = 0.7457 Dimana,
Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW HP = Nilai Hp pada nameplate
ηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensi motor) x 100% P Beban Pir =
Dimana,
Beban = Daya keluar yang dinyatakan dalam % nilai daya Pi = Daya tiga fase terukur dalam kW
Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW
Pada dongkrak hidrolik otomatis menggunakan tuas, motor listrik digunakan untuk menggerakan tuas. Pemakaian motor listrik direncanakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
nmotor = 1450 [rpm]
Pmotor = 0,25 [hp]
Motor dihubungkan ke reduser dengan perbandingan 1 : 20 sehingga didapat :
n = 72,5 [rpm]
4.4.1 Perhitungan daya motor untuk memutar tuas penggerak dongkrak Diameter roda penggerak [ D ] = 300 [mm]
Gaya penggerak penggerak maksimum didapat dari percobaan pengoperasian yang akan dilakukan dan didapat :
F1 = 4 [N] ( Lampiran 1 )
Gaya yang terjadi pada titik potong ∑ M0 = 0
F1 . 220 [mm] – F2 . 130 [mm] = 0
4 [N] . 220 [mm] F2 . 130 [mm] = 0
F2 = 6,76 [N]
Gaya penggerak tuas maksimum didapat dari percobaan pengoperasian yang telah dilakukan dan didapat :
F1 = 4 [N]
F2 = 6,76 [N]
Keterangan :
F1 = Gaya untuk menggerakkan tuas sampai menyentuh
T = F2 . r = 6,76 [N] . 150 [mm] = 1014 [Nmm] = 1,014 [Nm] Kecepatan sudut = 7,59 [rad/det]
Daya yang dibutuhkan adalah : P1 = T. ω
= 1,014 [Nm] . 7,59 [ rad/det] = 7,696 [Watt]
= 1,0316 . 10-2 [Hp]
4.4.2 Perhitungan Daya Motor untuk Menggerakkan Tuas penggerak
Direncanakan pemakaian motor untuk menggerakkan tuas mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
n = 72,5 [rpm] Pmotor = 0,25 [Hp]
Panjang engkol pemutar ( l ) = 2 x Radius langkah engkol (r) = 12 [mm] Koefisien gesek bahan nylon (µ) = 0,25
(www.carbidedepot.com)
Massa tuas yang ditekan + massa penekan + massa tuas = 0,9 [kg] + 2 [kg] + 0,5 [kg] = 3,4 [kg] Fn = 3,4 [kg] . 9,81 [m/s2] = 33,354 [N] Fs = µ . Fn = 0,25 . 33,354 [N]
Fy = Fn = 33,354 [N] Fx= Fs = 8,3385 [N] = = 34,38 [N] Torsi : T = F . r = 34,38 [N] . 12 [mm] = 412,56 [Nmm] = 0,41256 [Nm] Kecepatan sudut : = 7,592 [ rad/det ]
Jadi, daya yang dibutuhkan untuk mekanisme penggerak tuas dalah : P2 = T . ω
= 0,41256 [Nm] . 7,592 [ rad/det ] = 3,132 [ Watt ]
= 4,198 . 10-3 [ Hp ]
Daya total ( Ptot ) yang dibutuhkan dapat dicari dengan menjumlahkan daya motor untuk memutar engkol penggerak dengan daya motor untuk mekanisme penggerak tuas, kemudian dikalikan dengan faktor keamanan :
Fc = 1,3
Ptot = ( P1 + P2 ) . Fc
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Survei beban motor dilakukan untuk mengukur beban operasi motor. Hasilnya digunakan untuk mengidentifikasi motor yang terlalu kecil.
(mengakibatkan motor terbakar) atau terlalu besar (mengakibatkan ketidak efisiensian).Dari hasil perencanaan sistem pengungkit pada dongkrak hidrolik otomatis , dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
1. Motor penggerak yang digunakan adalah motor listrik 1 HP 1 phase dengan putaran 1400 rpm dan putaran rotor penggilas 220 rpm.
2. Daya total ( Ptot ) yang dibutuhkan dapat dicari dengan menjumlahkan daya motor untuk memutar engkol penggerak dengan daya motor untuk mekanisme penggerak tuas, kemudian dikalikan dengan faktor keamanan :
Fc = 1,3
Ptot = ( P1 + P2 ) . Fc
= (1,0316 . 10-2 [Hp] + 4,198 . 10-3 [ Hp ] ) . 1,3 = 0,018868 [ Hp ]
Dari perencanaan, Pmotor = 0,25 [Hp]
5.2 Saran
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 tur un dibawah 50% efisiensi turun dengan cepat. 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor. 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 sudahdicat.
