MOTOR LISTRIK DAN MOTOR BAKAR EKSTERNAL

Loading.... (view fulltext now)

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

Laporan Praktikum Hari, tanggal : Rabu, 4 Maret 2015 Peralatan Industri Pertanian Dosen : Ir. Ade Iskandar, M.Si

Asisten :

1. Delmar Zakaria Firdaus F34110093 2. Sendy Twin Sitoresmi F34110096 3. Ade Supriatna F34110116

MOTOR LISTRIK DAN MOTOR BAKAR EKSTERNAL

Oleh :

1. Pratiwi Wulandari F34130109

2. Humairah F34130116

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

(2)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Mesin atau alat di dalam suatu industri merupakan komponen teknologi yang tidak dapat dilepaskan dalam suatu penanganan dan pengolahan bahan. Mesin atau alat tersebut diantaranya motor listrik dan mesin boiler. Motor listrik merupakan sebuah perangkat yang merubah energi listrik ke energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk memutar empeller pompa, menggerakkan kompessor, mengangkat bahan dan lain-lainnya. Mesin ini juga digunakan dalam alat rumah tangga seperti blender, mixer, kipas angin, dan lainnya (Boentarto 2007).

Selain motor listrik, salah satu pembangkit tenaga yang paling banyak digunakan di industri dalam skala besar adalah mesin boiler. Mesin ini lebih banyak digunakan di industri karena menghasilkan tenaga yang lebih besar dibanding mesin lainnya. Berbagai bentuk boiler telah berkembang mengikuti kemajuan teknologi dan evaluasi dari produk-produk boiler sebelumnya yang dipengaruhi gas buang boiler yang mempengaruhi lingkungan dan steam. Perkembangan ini membuat dampak positif dan efisien dalam penggunaan boiler (Boemtarto 2007).

Semua mesin pembangkit tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Oleh karena itu, diperlukan adanya pengenalan terhadap mesin tersebut.

Tujuan

Masiswa dapat mengenal komponen-komponen serta menjelaskan prinsip kerja dari motor listrik serta mengenalkan fungsi, prinsip kerja, cara kerja dan bagian-bagian dari boiler.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengamatan [Terlampir]

Pembahasan

(3)

dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan. Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan) (Boentarto 2007). Aplikasi motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air , penyedot debu, blender, dan alat lainnya. Dan motor listrik yang umum digunakan di dunia industri adalah motor listrik asinkron, conveyor, compressor, rotary kilns, dan pompa air.

Komponen utama dari motor listrik adalah stator dan rotor. Stator adalah bagian dari motor listrik yang tidak dapat bergerak. Stator terdiri dari rumah dengan alur-alur yang dibuat dari pelat pelat yang dipejalkan berikut tutupnya. Sedangkan rotor adalah bagian dari motor listrik yang dapat bergerak. Bentuk rotor motor induksi, yaitu terdiri dari pelat-pelat yang di pejalkan berbentuk silinder. Di sekeliling terdapat alur alur kemudian di tempatkan batang batang kawat. Batang kawat tersebut biasanya di buat dari tembaga, bagian bagian ini adalah bagian yang bergerak (Suwarto 2008).

Selain dari dua komponen di atas bagian dari motor listrik yang lainnya adalah celah udara adalah jarak antara kedudukan stator dengan rotor, terminal adalah titik penyambungan sumber tenaga dengan ujung ujung kumparan motor, bearing adalah bantalan AS motor, badan motor adalah tempat lilitan stator, slip ring adalah penghubung antara tahanan asut dengan kumparan motor (khusus rotor lilit), kipas terpasang pada rotor (AS motor) sebagai media pendingin saat motor beroprasi, dan tutup motor (body) adalah pelindung motor dari lingkungan (Suwarto 2008).

Motor listrik memiliki sistem proteksi motor listrik yang dipasang untuk melindungi motor listrik yang sedang bekerja dari kerusakan akibat beban lebih (overload), arus lebih (over current), akibat adanya hubungan singkat dan kadang-kadang adanya tegangan hilang maka di perlukan pengaman motor yang memadai. Adapun komponen dari proteksi motor listrik yaitu Circuit Breaker (CB) adalah alat yang berfungsi sebagai penghubung dan pemutus arus pada rangkaian instalasi motor yang di lengkapi dengan pengaman yang akan trip, apabila terjadi hubung singkat. Biasanya CB yang digunakan untuk motor listrik adlah CB magnetic. Fuse (Sekring) merupakan pengaman motor dari gangguan arus lebih apabila terjadi hubung singkat pada rangkaian instalasi motor. Kawat fuse akan memutuskan rangkaian apabila nilai arusnya melebihi batas kemampuan fuse itu sendiri. Overload berfungsi mengamankan motor dari kerusakan akibat adanya beban lebih (overload). Proteksi ini akan bekerja membatasi arus pada motor listrik saat beroperasi. Grounding (Sistem Pembumian), selain alat pengaman diatas pada motor listrik juga harus dipasang pembumian, hal ini penting untuk menjaga keselamatan jiwa manusia dan peralatan listrik terhadap bahaya sentuh jika terjadi arus bocor pada motor tersebut ( Suwarto 2008).

(4)

besar dan ketergantungannya pada aliran listrik, jika PLN putus maka berhentilah operasinya ( Boentarto 2007).

Motor listrik dapat dibagi menjadi dua, yaitu motor listrik tiga fasa dan satu fasa. Motor listrik tiga fasa memiliki dua komponen dasar yaitu stator dan rotor, bagian rotor dipisahkan dengan bagian stator oleh celah udara yang sempit (air gap) dengan jarak antara 0,4 mm sampai 4 mm. Tipe dari motor listrik tiga fasa berdasarkan lilitan pada rotor dibagi menjadi dua macam yaitu rotor belitan (wound rotor) adalah tipe motor induksi yang memiliki rotor terbuat dari lilitan yang sama dengan lilitan statornya dan rotor sangkar tupai (Squirrel-cage rotor) yaitu tipe motor induksi dimana konstruksi rotor tersusun oleh beberapa batangan logam yang dimasukkan melewati slot-slot yang ada pada rotor motor induksi, kemudian setiap bagian disatukan oleh cincin sehingga membuat batangan logam terhubung singkat dengan batangan logam yang lain ( Wiratmaja 2010).

Prinsip kerja motor listrik tiga fasa adalah apabila sumber tegangan tiga fase dipasang pada kumparan stator, akan timbul medan putar. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada batang konduktor dari rotor akan timbul GGL induksi. Karena batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup maka GGL akan menghasilkan arus (I). Adanya arus (I) di dalam medan magnet akan menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yan g dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. GGL induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator. Artinya agar GGL induksi tersebut timbul, diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator dengan kecepatan berputar rotor ( Wiratmaja 2010).

Motor listrik satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor listrik tiga fasa, dimana pada motor listrik tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada motor listrik satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2). Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama. Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama.

(5)

kumparat rotor tersebut. Sesuai dengan hukum Lenz, arah dari arus ini adalah medan magnet yang dihasilkan melawan medan magnet yang menghasilkannya. Arus rotor ini menghasilkan medan magnet rotor dan membentuk kutub-kutub pada permukaan rotor. Kutub-kutub ini juga berada pada sumbu dengan arah yang berlawanan pada kutub-kutub stator, maka tidak ada momen putar yang dihasilkan pada kedua arah sehingga rotor tetap diam. Dengan demikian, motor induksi satu fasa tidak dapat diasut sendiri dan membutuhkan rangkain bantu untuk menjalankannya (Wiratmaja 2010).

Boiler merupakan alat yang digunakan untuk menghasilkan uap/steam untuk berbagai keperluan. Jenis air dan uap air sangat dipengaruhi oleh tingkat efisiensi boiler itu sendiri. Pada mesin boiler, jenis air yang digunakan harus dilakukan demineralisasi terlebih dahulu untuk mensterilkan air yang digunakan, sehingga pengaplikasian untuk dijadikan uap air dapat dimaksimalkan dengan baik. Untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi, digunakan komponen economizer untuk meningkatkan efisiensi dari uap air yang dihasilkan (Djokosetyardjo 1990). Prinsip kerja boiler secara umum yaitu air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran bahan bakar sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar. Uap yang dihasilkan boiler adalah uap superheat dengan tekanan dan temperatur yang tinggi.

Perbedaan boiler pipa api dan pipa air meliputi prinsi kerja, karakteristik, dan aplikasinya. Prinsip kerja dari boiler pipa api ini adalah gas panas dari hasil pembakaran dialirkan melalui sebuah pipa dimana disekeliling pipa terdapat air sehingga gas panas tersebut memanaskan air yang terdapat di dalam boiler secara konduksi panas sehingga terbentuk uap panas. Uap (steam) yang dihasilkan oleh boiler pipa api ini memiliki tekanan dan kapasitas yang rendah. Sedangkan prinsip kerja dari boiler pipa air ini adalah air dilewatkan melalui pipa kemudian pipa tersebut dipanaskan dengan cara dibakar dengan api sehingga air berubah menjadi uap air . Uap yang dihasilkan boiler pipa air ini memiliki tekanan dan kapasitas yang lebih tinggi. (Djokosetyardjo 1990). Karakteristik boiler pipa api yaitu yang mengalir pada pipa adalah api dan gas nyala hasil pembakaran yang menjadi energi panas, dimana panas tersebut diserap secara konduksi melalui dinding pipa. Sedangkan pada boiler pipa air yang yang mengalir melalui pipa adalah air. Energi panas pembakaran bahan bakar ditransfer dari luar pipa air boiler (Sihombing 2009). Contoh aplikasi boiler pipa api yaitu ketel Scocth, ketel Cochan dan Corn Wall. Contoh aplikasi boiler pipa air yaitu Ketel Babcock and Wilcock, Ketel La mont, Ketel Benson, Ketel Takuma (Djokosetyardjo 1990).

(6)

menghasilkan air panas, dimana bisa digunakan untuk instalasi pemanas bertekanan rendah dll (Prabowo 2013).

Berdasarkan bahan bakar yang digunakan, boiler dibedakan menjadi 4 yaitu bahan bakar padat, cair, gas dan limbah. Boiler bahan bakar padat, pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara pencampuran bahan bakar padat misalnya batu bara, sampah kota, dan kayu dengan oksigen dan sumber panas, biasanya digunakan pada kapal sebagai penggerak turbin uap yang juga digunakan sebagai motor penggerak utama kapal, untuk peralatan pemanas seperti pemanas ruangan, dan bahan bakar danpPada kapal tanker digunakan sebagai pembersih tangki minyak (Tank Cleaning). Boiler bahan bakar gas, pemanasan yang terjadi antara pembakaran antara LNG (Liquid Natural Gas) dengan oksigen dan sumber panas, boiler ini biasanya digunakan di industri pembuatan pupuk seperti pada PT. Pupuk Sriwidjaja. Komposisi yang terbesar yang dikandung oleh gas alam yang digunakan oleh PT. Pupuk Sriwidjaja adalah Metana (82.45% volume). Boiler bahan bakar limbah, bahan bakar yang digunakan berupa limbah hasil industri tersebut, misalnya boiler yang digunakan pada industri penghasil gula dari tebu. Bahan bakar yang digunakan berupa bagas tebu. Bagas tebu merupakan bahan sampingan dari proses pengolahan tebu menjadi gula pasir (Yudanto 2012). Boiler bahan bakar minyak, pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara pencampuran bahan bakar cair seperti solar, residu, dan kerosin dengan oksigen dan sumber panas, contoh pengunaan boiler ini yaitu pada industri penghasil gula semut yang ada di lapangan praktikum Leuwikopo_IPB Dramaga.

Komponen pada boiler meliputi furnace, steal drum, superheater, air heter, economizer, safety valve dan blowdown valve. Furnance ini merupakan tempat pembakaran bahan bakar. Beberapa bagian dari Furnace diantaranya refractory, ruang perapian, burner, exhaust for flue gas, charge and discharge door. Steam drum merupakan tempat penampungan air panas dan pembangkitan steam. Steam masih bersifat jenuh (saturated steam). Superheater merupakan tempat pengeringan steam dan siap dikirim melalui main steam pipe dan siap untuk menggerakkan turbin uap atau menjalankan proses industri. Air Heater merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan udara luar yang diserap untuk meminimalisasi udara yanglembab yang akan masuk ke dalam tungku pembakaran. Economizer merupakan ruangan pemanas yang digunakan untuk memanaskan air dari air yang terkondensasi dari sistem sebelumnya maupunair umpan baru. Safety valve merupakan saluran buang steam jika terjadi keadaan dimana tekanan steam melebihi kemampuan boiler menahan tekanan steam. Blowdown valve merupakan saluran yang berfungsi membuang endapan yang berada di dalam pipa steam (Nataliana et al 2012).

PENUTUP

Simpulan

(7)

boiler secara umum yaitu air di dalam boiler dipanaskan oleh panas dari hasil pembakaran bahan bakar sehingga terjadi perpindahan panas dari sumber panas tersebut ke air yang mengakibatkan air tersebut menjadi panas atau berubah wujud menjadi uap. Pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar. Uap yang dihasilkan boiler adalah uap superheat dengan tekanan dan temperatur yang tinggi.

Saran

Diharapkan mahasiswa memahami komponen, prinsip kerja dan aplikasi dari motor listrik dan motor bakar eksternal sehingga dapat menerima materi dengan baik untuk praktikum selanjutnya. Diharapkan materi praktikum ini dapat membantu mahasiswa menghadapi UP, UTS dan UAS.

DAFTAR PUSTAKA

Boentarto. 2007. Panduan Praktis Tune-up Mesin Mobil. Malang(ID) : Kawan Pustaka.

Djokosetyardjo MJ. 1990. Penjelasan Lebih Lanjut Tentang Ketel Uap. PT. Pradya Paramitha. Jakarta (ID).

Nataliana D, Taryana N, Farisi ER. 2012. Pengendalian Level Air Pada Steam Drum Boiler berbasis DCS (Distributed Control Sistem). Jurnal Informatika. Vol 3 (1): 18-29.

Prabowo. 2013. Perancangan dan Implementasi Prototype Water Boiler Dengan Sistem Kendali Suhu Air Menggunakan Metode Fuzzy Logic. [Terhubung berkala]. [di unduh pada 2015 maret 8]. Tersedia pada http://digilib.tes.telkomuniversity.ac.id/index.php.

Sihombing H. 2009. Mekanisme Proses Pemanasan Air di Dalam Boiler Dengan Menggunakan Heater Tambahan Untuk Efisiensi Pembakaran. Skripsi. Teknologi Instrumentasi Pabrik. Fakultas Teknik. USU.

Suwarto T. 2008. Mencari dan Memperbaiki Kerusakan Mesin. Jakarta(ID) : Kawan Pustaka.

Wiratmaja IG. 2010. Analisa untuk kerja mesin. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin. Vol 4 (1) : 16-25.

Yudanto 2012. Klasifikasi Bahan Bakar Boiler. [Terhubung Berkala]. [diunduh pada

2015 maret 8]. Tersedia pada

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...