LAPORAN PRAKTEK
KARAKTERISTIK MOTOR DC EKSITASI TERPISAH
Nama : Mohammad Fakhri Yusuf /NIM : 2102321036 Kelompok : 3
Nama anggota kelompok :
1. Mohamad Bagas Aditya 2. Muhamad Azriel Saefudin 3. Muhammad Firman Kusdanardi 4. Nabila Lufky Khairunnisa 5. Nadhia Salsabila
Tanggal Praktek : Selasa, 10 Oktober 2023 Tanggal Penyerahan Laporan : Selasa, 24 Oktober 2023 Dosen : Ir.Benhur Nainggoan, MT
BAB I Tujuan
1. TUJUAN
Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan praktikan :
- Dapat menggambarkan karakteristik motor DC eksitasi terpisah dari data hasil pengukuran.
- Dapat mengoperasikan motor DC eksitasi terpisah untuk variasi beban.
- Dapat menggunakan alat-alat ukur, ampere meter, volt meter, dan tacometer dengan variasi beban.
BAB II Dasar Teori
2. Dasar Teori
2.1. Rangkaian Ekivalen dan Persamaan Matematis
Rangkaian ekivalen motor DC eksitasi terpisah ditunjukkan seperti pada gambar 1. Dari gambar tersebut terlihat bahwa belitan medan dihubung terpisah dari belitan jangkar.
Keduanya disuplai dari sumber tegangan yang berbeda.
Gambar 1.Rangkaian ekivalen motor DC eksitasi terpisah.
60
Maka sesuai dengan hokum kirchof bahwa arus yang mengalir pada kumparan jangkar tidak sama dengan arus yang mengalir pada kumparan medan, sehingga persamaan matematisnya adalah
...(1)
Daya masuk motor adalah
VIa= Eo Ia+ Ia2 Ra + If Rf... (2) atau,
dengan,
Pi = Pm + Rugi-rugi Cu pada belitan medan jangkar dan
belitan medan seri ... (3)
Pi = Daya masukan ke motor
Pm = Daya mekanik kotor yang dikonversi dari daya listrik
Daya mekanik Pm terdiri dari daya pada poros Psh, daya gesekan bantalan dan angin , dan rugi –rugi inti inti. Dengan demikian daya bersih pada poros Psh adalah
Psh= Pm – ( Rugi gesekan bantalan + kipas angin + rugi inti ) ... (4) Torsi jangkar Ta adalah
Pm = IaEb = Ta. 2𝜋 𝑁 ...(5)
𝑎
𝑠ℎ
𝑇 = 𝑃𝑚𝑥60
2𝜋𝑁
Sedangkan torsi bersih pada poros Tsh adalah
...(6)
𝑃 = 𝑃𝑠ℎ𝑥60
2𝜋𝑁
...(7)
Tsh adalah torsi bersih rotor untuk memutar beban.Efisiensi motor kotor (gross) adalah
5𝑔 = 𝑃𝑚 𝑥 100 ...(8)
𝑃i
Efisiensi poros bersih motor adalah
5𝑠ℎ = 𝑃𝑠ℎ 𝑥 100 ... (9)
𝑃i
2.2.Karakteristik Motor DC Seri
Ada tiga jenis karakteristik utama mesin DC eksitasi terpisah yaitu (a). Karakteristik Kopel
Ta=f(Ia) V = Konstan
Ia=I= Variabel
Ta
Gambar 2.
Karakteristik kopel
Ia
(b). Karakteristik Kecepatan n=f(Ia)
V = Konstan Ia=I= Variabel
n
Gambar 3. Karakteristik kecepatan
Ia
(c). Karakteristik Mekanis n=f(Ta)
V = Konstan Ia=I= Variabel
n
Gambar 4. Karakteristik mekanis
Ta
BAB III Daftar Peralatan
3. Peralatan Yang Digunakan Peralatan yang digunakan adalah
Volt meter = 4 bh Ampere meter = 4 bh Penyearah 3 fasa = 1bh Penyearah 1 fasa = 1 bh
Tacometer = 1 bh
Kabel power = 30 Kabel colok = 30
Saklar = 6 bh
Lampu = 6 x 100 W
Multi tester = 1 bh Trafo regulator 3 fasa = 1 bh Trafo regulator 1 fasa = 1 bh
BAB IV
Langkah Kerja, Data Percobaan dan Tugas
4. 1 Langkah Kerja
4.1.1 Percobaan untuk untuk karakteristik motor DC eksitasi terpisah
PANEL MEJA DC
Gambar 5. Rangkaian percobaan motor DC eksitasi terpisah.
Gambar 6. Beban motor generator DC eksitasi terpisah.
+ -
PANEL MEJA AC 3 Fasa
A
V
MOTOR DC
REGULATOR E1
L1 L2 L3 A1
E2
A B2
OUTPUT L1 L2 L3
L1 L2 L3 L1
I NPUT +
L2 L3
V -
PENYEARAH
Langkah percobaan:
1. Rangkai seperti pada gambar 5 dan 6 2. Berikan eksitasi If motor pada ratingnya
3. Berikan tegangan masukan motor V setahap demi setahap hingga putaran motor 3000 rpm.
4. Berikan eksitasi generator if hingga tegangan terminal 220 V.
5. Berikan beban generator 100 W dengan switch on satu saklar kemudian catat arus dan tegangan masukan motor. Tuliskan data hasil pengukuran pada tabel 1.
6. Lakukan langkah 4 hingga beban generator 600 W kemudian tuliskan hasil pengukuran pada tabel 1.
Tabel 1. Data Pengukuran Karakteristik Motor No Saklar (Beban) Ia(A) V(v) N(rpm)
1 S1 1.2 234 2980
2 S1-2 1.45 234 2950
3 S1-3 1.7 234 2940
4 S1-4 2 234 2930
5 S1-5 2.2 231 2910
6 S1-6 2.5 231 2900
4.1.2 Percobaan untuk Efisiensi Motor DC Eksitasi Terpisah Langkah percobaan:
1. Berikan eksitasi motor If pada nilai ratingnya.
2. Berikan tegangan masukan motor selangkah demi selangkah hingga putaran motor 3000rpm.
3. Tekan saklar 1 pada posisi on. Jika tegangan generator turun, naikkan eksitasi hingga tegangan 200V dan jika putaran turun naikkan tegangan masukan motor hingga putaran 3000 rpm kembali. Hasil pengukuran masukkan pada tabel 2 4. Ulangi langkah 3 hingga beban generator 600 W.
Tabel 2. Data Pengukuran Untuk Menghitung Efidiensi Motor
No Saklar Ia (A) V(v) If(A) Vf(v) N(rpm) Vg (V) Pout Pin η (%)
4.2 Tugas
1. Gambarkan karakteristik motor seperti di atas.
2. Hitung efisiensi motor dan buat kurva efisiensi motor terhadap arus jangkar Ia 3. Jelaskan cara starting motor DC eksitasi terpisah untuk meporeasitan
generator pada tegangan retingnya.
4. Berikan kesimpulan percobaan.
4.3 Jawab
Motor DC Seri
- Karakteristik antara torsi dan kecepatan adalah linier - Torsi yang tinggi pada kecepatan rendah
- Kecepatan motor yang menurun seiring meningkatnya beban - Arus jangkar dan arus medan mengalir di koil yang sama
Gambar 4.3.1 Motor DC Seri
Motor DC Shunt
- Karakteristik antara torsi dan kecepatan adalah parabola - Ketika arus meningkat, torsi juga meningkat secara parabola
- Kece[atan motor relatif konstan meski akan semakin mengecil seiring membesarnya arus jangkar
- Meski tak sekuat motor seri, torsi awal motor shunt cukup baik
- Arus jangkar dan arus medan mengalir di koil yang berbeda, arus medan dikendalikan oleh resistor shunt
Gambar 4.3.2 Motor DC Shunt
Motor DC Kompon
- Kombinasi antara karakterisitik motor DC seri dan motor DC shunt - Memiliki torsi awal yang baik seperti motor DC seri
- Dapat mempertahankan kecepatan seperti motor DC shunt - Memiliki dua rangkaian koil medan
Gambar 4.3.3 Motor DC Kompon 2. Efisiensi motor DC
Efisiensi motor DC dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:
Daya keluaran motor adalah daya yang digunakan untuk menggerakkan beban. Daya input motor adalah daya yang diberikan oleh sumber tegangan.
Dari data yang diberikan, daya keluaran motor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
Pout = Ia × Vf Di mana:
Ia adalah arus jangkar.
Vf adalah tegangan jangkar.
Daya input motor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
Pin = If × Vg Di mana:
If adalah arus medan.
Vg adalah tegangan medan.
Hasil keseluruhan perhitungan efisiensi motor terdapat dalam Tabel 2. Berikut adalah kurva hubungan efisiensi motor terhadap arus jangkar Ia.
3. Berikut langkah langkah dalam memulai motor DC dengan eksitasi terpisah untuk menggerakkan generator pada tegangan ratingnya.
1. Persiapkan perangkat dan sambungan listrik, pastikan bahwa motor dan generator siap untuk dioperasikan serta keduanya telah tersambung ke sumber listrik dengan benar.
2. Berikan arus eksitasi medan terlebih dahulu untuk menciptakan medan magnet yang stabil di belitan medan motor.
3. Berikan tegangan motor. Masukkan tegangan secara bertahap
4. Lakukan pengukuran tegangan generator. Jika tegangan generator tidak mencapai ratingnya, maka perlu disesuaikan eksitasi medannya atau tegangannya.
5. Sesuaikan eksitasi medan. Jika tegangan tidak mencapai ratingnya, maka
diharapkan (misal 220 V)
6. Perhatikan besar putaran, jika putaran turun, sesuaikan tegangan masukannya hingga putaran konstan pada nilai yang diinginkan (misal 3000 rpm)
7. Aktifkan generator. Setelah mencapai tegangan dan putaran yang sesuai, generator dapat diaktifkan.
8. Perhatikan kinerja motor dan generator. Pastikan tegangan dan frekuensi generator sesuai dengan rating yang diinginkan.
9. Beri beban pada generator bila perlu.
10. Selama mengoperasikan motor dan generato diperlukan pemantauan agar semuanya berjalan dengan baik. Berikan penyesuaian bila terjadi perubahan.
4. Kesimpulan
Nilai antara arus medan berbanding terbalik dengan kecepatan putaran motor.
Dimana ketika arus medan semakin besar membesar, maka kecepatan motor akan menurun. Hal ini karena adanya gesekan antara medan magnet dengan rotor yang membesar seiring membesarnya arus medan.
Besaran nilai efisiensi motor DC berbanding lurus dengan nilai arus medan ketika arus medan meningkat, maka efisiensi yang terhitung akan semakin besar. Hal ini karena torsi yang juga mebesar sehingga day outputnya akan membesar.
