TUGAS AKHIR
ANALISIS PERNGARUH REAKSI JANGKAR TERHADAP
KECEPATAN DAN TORSI MOTOR ARUS SEARAH SHUNT
DAN KOMPON
(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:
TRENDY TAMPUBOLON NIM: 110402048
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Motor arus searah adalah sebuah mesin arus searah yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Mesin arus searah dapat berfungsi sebagai motor maupun generator karena konstruksinya identik. Penggunaan motor arus searah sering kita jumpai di Industri dan pabrik-pabrik, sehingga motor diharapkan memiliki kinerja yang maksimal sebagai penggerak suatu beban mekanik. Untuk memenuhi semuannya ini, maka diperlukan motor arus searah yang memiliki kecepatan dan torsi tinggi. Pada saat motor DC dibebani, akan mengalir arus jangkar yang mengakibatkan terjadinya reaksi jangkar. Reaksi jangkar akan mempengaruhi kinerja pada motor DC, untuk mengatasinya adalah dengan penambahan kutub bantu dan pergeseran sikat pada motor DC.
Pada tugas akhir ini, penulis menganalisa perbandingan kecepatan dan torsi motor arus searah shunt dan kompon akibat penambahan dan kutub pergeseran sikat. Berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan, Kecepatan dan torsi motor dc shunt pada posisi sikat +100 dan tanpa kutub bantu sebesar 710 rpm dan 2,18 N-m lebih tinggi dibandingkan motor dc kompon pendek pada posisi sikat +200 dan tanpa kutub bantu sebesar 600 rpm dan 2,10 N-m.
KATA PENGANTAR
Penulis bersyukur kepada Allah Bapa Yang Maha Kuasa dan Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan anugerahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :
“
ANALISIS PERNGARUH REAKSI JANGKAR TERHADAP
KECEPATAN DAN TORSI MOTOR ARUS SEARAH SHUNT
DAN KOMPON
”(Aplikasi pada Lab.Konversi Energi Listrik Fakultas Teknik USU)
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang wajib dipenuhi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik pada departemen Teknik Elektro FT USU.
Tugas Akhir ini penulis persembahankan untuk kedua orangtua yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak terhingga yaitu almarhum Sabam M.T Tampubolon dan Rumia D Simatupang yang telah membesarkan, mendidik, dan mendoakan dengan penuh kasih sayang serta abang penulis yang memberi dukungan, semangat dan kepercayaannya.
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 :
2. Bapak Ir. Masykur Sy ,MT selaku Dosen Wali penulis yang telah membimbing dan mengarahkan penulis selama masa perkuliahan..
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT-USU.
4. Bapak Rachmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro, FT-USU.
5. Bang Roy, sebagai staff administrasi Laboratorium Konversi Energi Listrik, Aspar Nasution dan M.Zein yang sudah menyediakan waktu dan pikiranya, dan semua staff asisten di Laboratorium Konversi Energi Listrik.
6. Riandy sembiring, Christo surbakti, Marluhut sugiro, Abang senior Rahim sitompul dan Jesayas Sihombing yang telah membantu penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini.
7. Bang Marthin,Kak Ester,Kak Umi,Pak Ponijan dan Bang Dipo, selaku staf pegawai Departemen Teknik Elektro,Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi selama perkuliahan.
8. Semua teman-teman kuliah, par bahagia, par susuk, dan par pasar 1, khususnya sebagai inspirasi Lae Roni, Riko, Tony, Risjen, Sandro , Wahyudi , serta teman seperjuangan dan senasib dalam jatuh bangun di perkuliahan, M. Harris, Mangatur, Afrisanto , Irvan, Ari, Yuda, Ricky, Henry.
9. Semua teman-teman kelompok lab dan nim terdekat, seprianti, Fandry, Guntur, Andri Simamora, Dhani, Ikhyar.
10. Semua teman-teman clan COC Elektro Usu, khususnya penggagas Yoga, Fikry, Zein, Wahyudi dan reshuflenya clan Inisayalae yaitu Ari, Tony, Denago, Mian. 11. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada senior dan junior yang telah
membantu penulis selama perkuliahan.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca, khususnya mahasiswa yang ingin lebih mengetahui dan mendalami Tugas Akhir Penulis.
Medan, Juni 2016 Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
BAB I PENDAHULUAN... 1
1.1 LATAR BELAKANG ... 1
1.2 PERUMUSAN MASALAH ... 1
1.3 TUJUAN ... 2
1.4 BATASAN MASALAH ... 2
1.5 MANFAAT ... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 3
2.1 UMUM ... 3
2.2 KONSTRUKSI MOTOR ARUS SEARAH ... 4
2.3 PRINSIP KERJA MOTOR ARUS SEARAH ... 8
2.4 REAKSI JANGKAR ... 12
2.4.1 Pergeseran Sikat (Brush Shifting) ... 16
2.4.2 Penambahan Kutub Bantu (interpole) ... 17
2.5 JENIS-JENIS MOTOR ARUS SEARAH ... 19
2.5.1 Motor Arus Searah Penguatan Bebas ... 19
2.5.2 Motor Arus Searah Penguatan Sendiri ... 20
2.5.2.1 Motor Arus Searah Penguatan Seri ... 21
2.5.2.2 Motor Arus Searah Penguatan Shunt ... 22
2.5.3.3 Motor Arus Searah Penguatan Kompon ... 23
2.6 GAYA GERAK LISTRIK ... 25
2.7 TORSI MOTOR ARUS SERAH ... 26
2.7.1 Torsi Jangkar Motor Arus Serah ... 27
2.7.2 Torsi Poros Motor arus Searah ... 30
2.8 KECEPATAN PUTARAN MOTOR ARUS SEARAH... 31
BAB III METODE PENELITIAN ... 33
3.6 Rangkaian Pengambilan Data ... 35
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1a Konstruksi motor arus searah bagian stator ... 4
Gambar 2.1b Konstruksi motor arus searah bagian rotor ... 4
Gambar 2.2 Inti Kutub dan Sepatu Kutub ... 6
Gambar 2.3 Sikat dan Komotator ... 6
Gambar 2.4 a) Arah fluksi pada kumparan medan dari utara ke selatan ... 7
Gambar 2.4 b) Fluksi pada konduktor ketika dialiri arus ... 7
Gambar 2.5 Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan Magnet ... 9
Gambar 2.6 Prinsip perputaran motor arus searah ... 10
Gambar 2.7 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan medan... 13
Gambar 2.8 Fluksi yang dihasilkan oleh Kumparan jangkar ... 14
Gambar 2.9 Hasil kombinasi antara fluksi medan dan fluksi jangkar ... 14
Gambar 2.10 Timbulnya Bunga Api akibat Reaksi Jangkar ... 16
Gambar 2.11 Pelemahan ggm akibat pergeseran bidang netral ... 17
Gambar 2.12 Pergeseran garis netral akibat reaksi jangkar... 18
Gambar 2.13 Kutub magnet utama dan kutub bantu ... 18
Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan bebas ... 19
Gambar 2.15 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan seri ... 21
Gambar 2.16 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan shunt ... 22
Gambar 2.17 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan kompon Pendek ... 23
Gambar 2.1 Rangkaian ekivalen motor arus searah Penguatan kompon Panjang ... 24
DAFTAR TABEL Table 4.5 Data pengujian posisi sikat motor dc kompon panjang
Tanpa kutub bantu ... 42 Tabel 4.6 Data pengujian posisi sikat motor dc kompon panjang
dengan kutub bantu ... 42 Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Torsi akibat pengaruh Posisi Sikat
Motor DC Shunt Tanpa Kutub Bantu ... 44 Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Torsi akibat pengaruh posisi sikat
Motor dc shunt dengan kutub bantu ... 46 Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Torsi akibat pengaruh posisi sikat motor dc
kompon pendektanpa kutub bantu... 47 Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Torsi akibat pengaruh posisi sikat motor dc
kompon pendek dengan kutub bantu ... 49 Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Torsi akibat pengaruh posisi sikat motor dc
kompon panjang tanpa kutub bantu ... 50 Tabel 4.12 Hasil Perhitungan Torsi akibat pengaruh posisi sikat motor dc
kompon panjang dengan kutub bantu... 51 Tabel 4.13 Perbandingan Kecepatan Motor DC Shunt dan kompon
baik Tanpa Kutub maupun Dengan Kutub Bantu ... 52 Tabel 4.14 Perbandingan Torsi Motor DC Shunt dan kompon
