PENGARUH PENGATURAN TAHANAN SHUNT DAN SERI
TERHADAP PUTARAN DAN EFISIENSI MOTOR ARUS
SEARAH KOMPON
(Aplikasi pada Departemen Listrik P4TK, Medan)
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh :
NAMA : ANDRI SITORUS NIM : 080402082
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
PENGARUH PENGATURAN TAHANAN SHUNT DAN SERI
TERHADAP PUTARAN DAN EFISIENSI MOTOR ARUS
SEARAH KOMPON
Oleh : ANDRI SITORUS
NIM : 080402082
Tugas Akhir ini diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Sidang pada tanggal 21 bulan Mei tahun 2014 di depan penguji : 1. Ir. Eddy Warman, M.T. : Ketua Penguji
2. Ir. Masjkur Sjani, M.T. : Anggota Penguji
Diketahui Oleh : Disetujui Oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro Pembimbing Tugas Akhir
Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. Ir. Syamsul Amien, M.S. NIP. 1954 0531 1986 011 002 NIP. 1953 0622 1981 031 002
ABSTRAK
Motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik berupa putaran rotor. Putaran dan efisiensi merupakan besaran yang menentukan kinerja dari suatu motor arus searah. Dengan pengaturan tahanan shunt, putaran motor arus searah kompon panjang rata-rata lebih cepat 7,78% dibanding motor arus searah kompon pendek dengan tegangan terminal 50 V. Sedangkan dengan pengaturan tahanan seri, putaran motor arus searah kompon panjang rata-rata hanya lebih cepat 0,847% dibanding motor arus searah kompon pendek dengan tegangan terminal 150 V. Efisiensi motor arus searah kompon panjang lebih baik dibanding motor arus searah kompon pendek dengan pengaturan tahanan seri, sebaliknya efisiensi motor arus searah kompon pendek lebih baik dibandingkan motor arus searah kompon panjang dengan pengaturan tahanan shunt.
Kata kunci : motor arus searah kompon, tahanan shunt dan seri, putaran,
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia yang dilimpahkan sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini serta shalawat beriring salam penulis sampaikan ke junjungan alam Nabi Muhammad SAW. Adapun tugas akhir ini dibuat untuk memenuhi syarat kesarjanaan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang berjudul:
PENGARUH PENGATURAN TAHANAN SHUNT DAN SERI
TERHADAP PUTARAN DAN EFISIENSI MOTOR ARUS
SEARAH KOMPON
Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ayahanda I. Sitorus dan Ibunda tercinta (Alm.) Yusnita, sebagai motivator sejati bagi penulis, melindungi dan menyayangi serta memberikan yang terbaik bagi penulis. Saudara-saudari penulis, Ahmad Anwar Sitorus beserta istri, (Alm.) Andi Putra Sitorus, Andani Putra Sitorus dan Indah Yuliani Sitorus.
2. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S., selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Eddy Warman, M.T., selaku dosen wali penulis, atas bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan.
4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU dan Bapak Rahmad Fauzi, S.T., M.T., selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU.
5. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada saya dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU atas bantuan administrasinya.
6. Pembimbing peneliti di P4TK Medan, Bapak Simatupang dan Bapak Efrin, beserta seluruh pegawai Departemen Listrik P4TK Medan.
7. Teman-teman TE 2008, teman kos, ibu kos beserta anak, teman-teman di Tembok Baru dan sudaro-sudaro SMA di Tanjungbalai.
8. Dan pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhir kata, tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, masih banyak kesalahan dan kekurangan, namun penulis tetap berharap semoga tugas akhir ini bisa bermanfaat dan memberikan inspirasi bagi pengembangan selanjutnya.
Medan, 21 Mei 2014 Penulis
2.4 Motor Arus Searah Kompon ... 14
2.5 Efisiensi ... 20
2.6 Putaran ... 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 27
3.1 Pengukuran ... 27
3.1.1 Tempat dan Waktu ... 27
3.1.2 Alat dan Bahan ... 27
3.1.3 Rangkaian Percobaan ... 28
3.1.4 Prosedur Percobaan ... 30
3.1.5 Diagram Alur Prosedur Percobaan ... 33
BAB IV HASIL DAN ANALISA ... 35
4.1 Pengukuran Putaran Akibat Pengaturan Tahanan Seri Pada Motor Arus Searah Kompon ... 35
4.2 Pengukuran Putaran Akibat Pengaturan Tahanan Shunt Pada Motor Arus Searah Kompon ... 40
4.3 Pengukuran Efisiensi Akibat Pengaturan Tahanan Seri dan Shunt Pada Motor Arus Searah Kompon ... 45
BAB V PENUTUP ... 52
5.1 Kesimpulan ... 52
5.2 Saran ... 53
vi
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Halaman
2.1 Kerangka motor arus searah ... 5
2.2 Konstruksi kutub dan penempatannya ... 6
2.3 Inti jangkar yang berlapis-lapis ... 7
2.4 Penempatan sikat pada komutator ... 9
2.5 Aturan tangan kiri untuk menentukan arah medan magnet dari konduktor yang dialiri arus ... 10
2.6 Konduktor yang dialiri arus pada suatu medan magnet ... 11
2.7 Aksi motor ... 12
2.8 Prinsip kerja sederhana motor arus searah ... 13
2.9 Rangkaian ekuivalen motor arus searah kompon ... 16
2.10 Mesin arus searah dengan penguat kompon hubungan shunt pendek ... 17
2.11 Mesin arus searah dengan penguat kompon hubungan shunt panjang ... 18
2.12 Rangkaian ekuivalen pengaturan tahanan seri pada motor arus searah kompon panjang ... 18
2.13 Rangkaian ekuivalen pengaturan tahanan seri pada motor arus searah kompon pendek ... 19
2.14 Rangkaian ekuivalen pengaturan tahanan shunt pada motor arus searah kompon panjang ... 19
2.15 Rangkaian ekuivalen pengaturan tahanan shunt pada motor arus searah kompon pendek ... 20
2.16 Diagram aliran daya motor arus searah ... 22
2.17 Grafik perubahan putaran setelah pengaturan tahanan shunt dan tahanan seri tetap pada motor arus searah kompon ... 26 2.18 Grafik perubahan putaran setelah pengaturan tahanan seri dan tahanan
shunt tetap pada motor arus searah kompon ... 26 3.1 Rangkaian percobaan pengaturan tahanan seri pada motor arus searah
kompon pendek ... 28 3.2 Rangkaian percobaan pengaturan tahanan shunt pada motor arus searah
kompon pendek ... 29 3.3 Rangkaian percobaan pengaturan tahanan seri pada motor arus searah
kompon panjang ... 29 3.4 Rangkaian percobaan pengaturan tahanan shunt pada motor arus searah
kompon panjang ... 30 4.1 Grafik perbandingan putaran terhadap tahanan seri pada motor kompon
panjang dan motor kompon pendek untuk beban 0,25 Nm ... 37 4.2 Grafik perbandingan putaran terhadap tahanan seri pada motor kompon
panjang dan motor kompon pendek untuk beban 0,5 Nm ... 37 4.3 Grafik perbandingan putaran terhadap tahanan seri pada motor kompon
panjang dan motor kompon pendek untuk beban 0,75 Nm ... 38 4.4 Grafik perbandingan putaran terhadap tahanan shunt pada motor
kompon panjang dan motor kompon pendek untuk beban 0,25 Nm ... 42 4.5 Grafik perbandingan putaran terhadap tahanan shunt pada motor
kompon panjang dan motor kompon pendek untuk beban 0,5 Nm ... 42 4.6 Grafik perbandingan putaran terhadap tahanan shunt pada motor
viii 4.7 Grafik perbandingan efisiensi dengan tahanan seri pada motor kompon
panjang dan motor kompon pendek dengan beban 0,25 Nm, 0,5 Nm, dan 0,75 Nm ... 49 4.8 Grafik perbandingan efisiensi dengan tahanan shunt pada motor kompon
panjang dan motor kompon pendek dengan beban 0,25 Nm, 0,5 Nm, dan 0,75 Nm ... 50
DAFTAR TABEL
No. Judul Halaman
4.1 Data hasil pengukuran putaran setelah pengaturan tahanan seri pada
motor kompon panjang ... 35 4.2 Data hasil pengukuran putaran setelah pengaturan tahanan seri pada
motor kompon pendek ... 35 4.3 Data hasil pengukuran putaran setelah pengaturan tahanan shunt pada
motor kompon panjang ... 40 4.4 Data hasil pengukuran putaran setelah pengaturan tahanan shunt pada
motor kompon pendek ... 40 4.5 Data hasil perhitungan efisiensi setelah pengaturan tahanan seri pada
motor kompon panjang ... 45 4.6 Data hasil perhitungan efisiensi setelah pengaturan tahanan seri
pada motor kompon pendek ... 46 4.7 Data hasil perhitungan efisiensi setelah pengaturan tahanan shunt pada
motor kompon panjang ... 46 4.8 Data hasil perhitungan efisiensi setelah pengaturan tahanan shunt pada
