TUGAS AKHIR
PENGARUH PENGATURAN KECEPATAN MENGGUNAKAN
METODE PENGATURANFLUKSITERHADAP EFISIENSI PADA
MOTOR ARUS SEARAH KOMPON
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Oleh
BAMBANG HIDAYAT
NIM:100402006
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Dengan Nama Allah Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang
Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia yang dilimpahkan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul :
PENGARUH PENGATURAN KECEPATAN MENGGUNAKAN METODE PENGATURAN FLUKSI TERHADAP EFISIENSI PADA MOTOR ARUS SEARAH
KOMPON
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang wajib dipenuhi untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu Almarhum Ayah Soerip N tercinta dan Ibunda tercinta Tasmiah yang senantiasa mencurahkan kasih sayang dan doa yang tiada terhitung kepada penulis serta tiada bosan-bosannya mengasuh, mendidik, dan membimbing penulis dari sejak lahir hingga sekarang
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. Bapak Ir.Syamsul Amien , M.S selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing, membantu dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msiselaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT-USU, dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT-USU.
4. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU yang telah memberi izin riset di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-FT-USU. 5. Om Isroi Tanjung, ST (Om Roy) selaku Pegawai di Laboratorium Konversi Energi
Listrik FT-USU yang telah banyak membantu penulis selama menjalani masa perkuliahan.
6. Seluruh Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik ElektroFT-USU.
7. Mahraniy, seorang teman, sahabat, dan penyemangat yang istemewa. Terima kasih atas semua bantuannya,motivasi dan dukungan yang luar biasa serta doanya kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini
8. Semua Keluarga Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU, Djaka Cindy Djamin ,Zulfahmi Dhuha ,Diky Ikhsan,Aspar Nasution serta M.Zein
9. Kak meirina,Bang Parlin’08,Bang Syarief’08,Bg Baychan’07,Bg borong’07,Bg irvan Rosicky’08,Bang Bundel’09 serta Bang Marfans’09 yang mau berbagi pengalaman kepada penulis sehingga Penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Sahabat-sahabat terbaikku angkatan 2010Irsyad (yang katanya mirip tapir), Adi Hutasuhut,Yudha,Riki(bosski),Lutphi,Enda,Deni,Hendra,Kevin(kribo),Suhendri,Dilla,Sy lvester,Andika Kangen Band,Fontes,Sesep dan Yang lain yang tak bisa disebutkan satu persatu terimakasih astas semuanya
12. Junior-juniorku yang baik hati,Yusmanita hanim’13,Yaumi’13,Dona’13,Elsya’13,Eli’12, Muadzah’12,Yohana’13,Maria’13,Emir’11,Rico’11,Gading’12 dan serta adik-adik junior yang telah membagi ilmu kepada penulis.
13. Seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung selama menjalani masa perkuliahan di Departemen Teknik Elektro FT-USU.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir ini.Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis pribadi dan juga semua pihak yang membutuhkannya.
Medan, Mei2014 Penulis
ABSTRAK
Di dalam industri motor arus searah penguatan kompon digunakan untuk menggerakkan beban yang memiliki putaran relatif kostan.pengaturan putaran pada motor arus searah kompon mutlak dilakukan untuk mendapatkan putaran yang bervariasi sesuai kebutuhan maka ada beberapa cara yang bisa digunakan dan salah satunya adalah metode pengaturan kecepatan motor dengan menggunakan metode pengaturan fluksi(Ø) dengan cara menambahkan tahanan pada kumparan medan sehingga arus yang mengalir dapat diatur.
penambahan tahanan pada metode tersebut maka dapat merubah besaran-besaran yang pada motor tersebut terutama pada efisiensi motor.maka dari itu dalam tugas akhir ini penulis menganilis seberapa besar pengaruh pengaturan kecepatan menggunakan metode pengaturan fluksi terhadap efisiensi pada motor arus searah kompon sehingga didapat jenis motor searah kompon yang memiliki efisiensi terbaik.berdasarkan hasil penelitian didapat bahwa semakin cepat putaran motor arus searah maka efisiensi juga cenderung meningkat.pada motor arus searah kompon pendek didapat putaran tertinggi dengan 1900 Rpm dengan efisiensi sebesar 45,65% sedangkan pada motor searah kompon panjang memiliki putaran tertinggi 1850 Rpm dengan efisiensi sebesar 43,14%.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iv
DAFTAR ISI... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah………. . 2
1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Metode Penulisan ... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II MOTOR ARUS SEARAH 2.1 Umum ... 6
2.2 Konstruksi Motor Arus Searah ... 7
2.3 Prinsip Kerja Motor Arus Searah ... 11
2.4Reaksi Jangkar ... 15
2.5 Jenis-Jenis Motor Arus Searah... 18
2.5.1 Motor Arus Searah Penguatan Bebas ... 19
2.5.2 Motor Arus Searah Penguatan Sendiri ... 20
2.5.2.2 Motor Arus Searah Penguatan Shunt ... 21
2.5.2.3 Motor Arus Searah Penguatan Kompon ... 22
2.5.2.3.1 Motor Arus Searah Penguatan Kompon Pendek ... 23
2.5.2.3.2 Motor Arus Searah Penguatan Kompon Panjang ... 24
2.6Gaya Gerak Listrik Lawan Pada Motor Arus Searah ... 26
2.7 Karakteristik Motor Arus Searah Penguatan Kompon ... 27
2.7.1 Karakteristik Torsi – Arus Jangkar (T/Ia)... 28
2.7.2 Karakteristik Putaran – Arus Jangkar (n/Ia) ... 29
2.7.3 Karakteristik Torsi – Putaran (T/n) ... 30
2.8Metode Pengaturan Kecepetan Motor DC ... 31
2.8.1 Metode Pengaturan Tahanan Jangkar ... 32
2.8.2 Metode Pengaturan Fluksi ... 33
2.8.3 Metode Ward Leonard ... 35
2.8Rugi-Rugi Motor DC ... 36
2.9Efisiensi Motor DC Kompon ... 40
2.9.1Efesiensi Mekanis ... 41
2.9.2Efesiensi Elektris ... 42
BAB III METODE PENELITIAN 3.1Tempat dan Waktu ... 43
3.2 Metode pengumpulan data ... 42
3.3 Langkah-Langkah Penilitian ... 44
3.4 Peralatan yang digunakan ... 45
3.5Rangkaian Pengambilan Data ... 46
3.5.1Percobaan pengaturan kecepatan tanpa beban ... 47
3.6Prosedur Percobaan ... 48
3.6.1Percobaan pengaturan kecepatan tanpa beban ... 48
3.6.21Percobaan pengaturan kecepatan berbeban... 49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum ... 50
4.2 Hasil Penelitian ... 50
4.2.1Data Pengujian ... 51
4.3Analisis Data Pengujian ... 52
4.4 Grafik Hasil Pengujian ... 58
4.4.1 Grafik Pengujian Motor DC Penguatan Kompon Pendek ... 58
4.4.2 Grafik Pengujian Motor DC Penguatan Kompon Panjang ... 60
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 63
5.2 Saran ... .. 64
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Konstruksi motor arus searah bagian stator Gambar 2.2Konstruksi motor arus searah bagian rotor
Gambar 2.3 Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan magnet Gambar 2.4 Prinsip perputaran motor arus searah
Gambar 2.5 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan medan Gambar 2.6 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan jangkar
Gambar 2.7 Hasil kombinasi antara fluksi medan dan fluksi jangkar Gambar 2.8Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan bebas Gambar 2.9Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan seri Gambar 2.10Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan shunt
Gambar 2.11Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon pendek kumulatif (bantu)
Gambar 2.12Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon pendek differensial (lawan)
Gambar 2.13Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon panjang kumulatif (bantu)
Gambar 2.14Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon panjang differensial (lawan)
Gambar 2.15Kurva karakteristik torsi – arus jangkar (T/Ia) Gambar 2.16Kurva karakteristik putaran – arus jangkar (n/Ia) Gambar 2.17Kurva karakteristik torsi – putaran (T/n)
Gambar 2.18Rangkaian Ekivalen Metode Tahanan Jangkar
Gambar 2.20 Rangkaian Ekivalen Penambahan tahanam Seri Medan Shunt dan Jangkar Gambar 2.21Diagram Aliran Daya Motor DC
Gambar 3.1Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shunt Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan tanpa beban
Gambar 3.2Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shunt Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan berbeban
Gambar 3.3Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shun dan jangkart Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan tanpa beban
Gambar 3.4Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shun dan jangkart Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan berbeban
Gambar 3.5Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shunt Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan tanpa beban
Gambar 3.6Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shunt Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan berbeban
Gambar 3.7Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shun dan jangkart Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan tanpa beban
Gambar 3.8Rangkaian Percobaan penambahan Tahanan Seri medan Shun dan jangkart Pada Motor Dc Kompon panjang keadaan berbeban
Gambar 4.1 Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shunt Kompon Pendek
Gambar 4.2 Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shunt Kompon Pendek
Gambar 4.4 Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shuntdan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Pendek Gambar 4.5 Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shunt dan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Pendek Gambar 4.6 Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
medan shuntdan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Pendek Gambar 4.7 Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
medan shuntdan jangkar(tahanan Jangkar berubah) Kompon Pendek Gambar 4.8 Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
medan shunt dan jangkar(tahanan Jangkar berubah) Kompon Pendek Gambar 4.9 Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
medan shuntdan jangkar(tahanan jangkar berubah) Kompon Pendek
Gambar 4.10 Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shunt Kompon Panjang
Gambar 4.11 Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shunt Kompon Panjang
Gambar 4.12 Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shunt Kompon Panjang
Gambar 4.13 Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shuntdan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Panjang Gambar 4.14 Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
medan shunt dan jangkar(tahanan medan shunt berubah) Kompon Panjang Gambar 4.15 Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
Gambar 4.16 Efisiensi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada medan shuntdan jangkar(tahanan Jangkar berubah) Kompon Panjang Gambar 4.17 Fluksi Vs Putaran pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
medan shunt dan jangkar(tahanan Jangkar berubah) Kompon Panjang Gambar 4.18 Fluksi Vs Efisiensi pada pengaturan Kecepatan penambahan Tahanan pada
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1Tipe dan jenis kerugian Motor DC Tabel 2.2Kerugian-kerugian pada mesin DC
Tabel 4.1Data hasil pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan Medan Shunt pada Motor DC Kompon Pendek tanpa beban
Tabel 4.2Data hasil pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan Medan Shunt pada Motor DC Kompon Pendek berbeban
Tabel 4.3Data hasil pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan Medan Shunt pada Motor DC Kompon Panjang tanpa beban
Tabel 4.4Data hasil pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan Medan Shunt pada
Tabel 4.5 Hasil analisis Data pengujian Pengaturan Kecepatan Penambahan Tahanan Medan Shunt pada Motor DC Kompon Pendek
