kinerja motor listrik.pdf

8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf

1/29

i

KINERJA MOTOR LISTRIKTHE PERFORMANCE OF ELECTRIC MOTOR

TUGAS BESAR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Mesin Listrik II

Proglam Diploma III – Semester IV

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2013

Disusun Oleh

Aji Muharam Somantri 111321005

Ega Cahya Septian 111321013

Muhammad Fajar Kautsar 111321023

Muhammad Nursyeha 111321024


2/29


3/29

iii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberikan pertolongan

dalam setiap kesulitan yang ada selama pengerjaan pembuatan tugas besar mata

kuliah Mesin listrik II. Atas berkat rahmat-Nya, pengerjaan pembuatan karya tulis

Mesin listrik II yang dilakukan di Kampus Politeknik Negeri Bandung dapat

terselesaikan dengan baik. Pembuatan karya tulis ini merupakan salah satu tugas

besar mata kuliah Mesin Listrik II yang harus dilaksanakan dan dikerjakan oleh

Mahasiswa pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik

Negeri Bandung.

Pada pengerjaan pembuatan tugas besar mata kuliah Mesin listrik II ini pada

prinsipnya adalah menerapkan disiplin ilmu yang penulis miliki dalam bentuk karya

tulis yang disusun secara sistematis. Tujuan kami membuat karya tulis ini adalah

untuk mencoba menyalurkan ilmu yang didapat selama di bangku kuliah. Menambah

pengetahuan dan keterampilan yang dimiliki oleh mahasiswa, menjadikan

mahasiswa agar lebih siap menghadapi dunia kerja, dan sebagai salah satu motivasi

untuk terus mengembangkan keahlian dan potensi diri yang dimiliki, kami

mengangkat tema dengan judul Kinerja Motor Listrik. Dalam cakupan Materi yang

kami ambil dari judul tadi, kami akan menjelaskan bagaimana efisiensi yang akan

dihasilkan oleh sebuah motor listrik yang dipasang dengan beban yang berbeda-beda.

Penulis menyadari bahwa penyusunan pembuatan karya tulis ini tidak akan

terwujud tanpa bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis sangat berterima kasih

yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Sofian Yahya, Drs.,SST. selaku Dosen pengajar mata kuliah Mesin Listrik

II.

2. Sdr. Muhammad Fajar Kautsar selaku pembantu dalam proses pencetakan dan

penjilidan.


4/29

iv

3. Sdr. Aji Muharam, Ega Cahya dan Muhammad Nursyeha sebagai pembantu

dalam proses pencarian referensi.

4. Rekan-rekan kampus Politeknik Negeri Bandung angkatan 2011.

5. Rekan-rekan dan semua pihak yang telah membantu serta memberikan dukungan

yang tidak bisa kami sebutkan satu persatu.

Penulis sadar sepenuhnya, dalam penulisan dan penyusunan karya tulis ini,

banyak terdapat kekurangan dan kelemahan. Dengan rendah hati penulis menerima

kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun. Semoga laporan ini

dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Bandung, Mei 2013

Penulis


5/29

v

DAFTAR ISI

ABSTRAK ........................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ iv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vi

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................. 1

1.3 Rumusan Masalah ................................................................................ 2

1.4 Batasan Masalah ................................................................................... 2

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................... 3

2.1 Teori Penunjang Efisiensi Motor Listrik .............................................. 3

2.2 Pengertian Motor Listrik ...................................................................... 4

2.3 Jenis-Jenis Motor Listrik ...................................................................... 6


6/29

vi

BAB III KINERJA MOTOR LISTRIK .......................................................... 7

3.1 Efisiensi Motor Listrik ......................................................................... 7

3.1.1 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Efisiensi Motor Listrik .... 9

3.1.2 Mengurangi Rugi-rugi Pada Motor Listrik Untuk

Meningkatkan Efisiensi ............................................................. 10

3.1.3 Perhitungan Efisiensi Motor Listrik ......................................... 13

3.2 Beban Motor Listrik ............................................................................. 15

3.2.1 Metode Penentuan Beban Motor Untuk Peningkatan

Efisiensi ..................................................................................... 15

3.2.2 Jenis-jenis Beban Motor Listrik ................................................ 17

BAB IV PENUTUP ........................................................................................... 20

4.1 Kesimpulan ........................................................................................... 20

4.2 Saran .................................................................................................. 21

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 22


7/29

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Motor Listrik ...................................................................................... 4

Gambar 2. Generator Listrik ............................................................................... 4

Gambar 3. Transformator .................................................................................... 4

Gambar 4. Jenis-jenis Motor Listrik .................................................................... 6

Gambar 5. Rugi Energi Pada Motor Listrik ........................................................ 7

Gambar 6. Persentase Efisiensi Beban Penuh..................................................... 8

Gambar 7. Motor Dengan Efisiensi Tinggi ......................................................... 11

Gambar 8. Conveyors .......................................................................................... 18

Gambar 9. Rotary Klins ....................................................................................... 18

Gambar 10. Pompa Displacement Konstan ......................................................... 18

Gambar 11. Pompa Sentrifugal ........................................................................... 18

Gambar 12. Fan Motor ........................................................................................ 18


8/29

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dalam dunia kerja sekarang ini, banyak sekali industri menggunakan

motor listrik untuk pengoperasian dan proses produksinya. Kelancaran akan sistem

produksi di industri sangat ditentukan oleh kinerja dari motor listrik yang digunakan.

Motor yang sering digunakan adalah motor jenis AC tiga fasa. Motor ini memiliki

kelebihan dari segi teknis dan segi ekonomis. Segi teknis, motor ini memiliki daya

yang besar, konstruksi yang sederhana, kokoh dan perawatannya yang mudah,

sedangkan dari segi ekonomis, motor ini memiliki harga yang murah sehingga

motor jenis AC mulai menggeser penggunaan motor dc dalam dunia industri.

Pemilihan Motor yang digunakan harus mempertimbangkan efisiensi yang akan

dihasilkan oleh motor itu sendiri.

Berdasarkan uraian tersebut, Penulis mencoba membuat sistem

pengoperasian kinerja motor listrik agar menghasilkan efisiensi yang baik. Dalam

hal ini adalah pemilihan jenis beban yang dipasang dan cara meningkatkan efisiensi

pada motor listrik serta bagaimana agar efisiensi motor listrik konstan ketika

dioperasikan.

Dengan rancangan pembahasan yang kami susun ini diharapkan

mempermudah pemilihan dan pemasangan motor listrik untuk menghasilkan efisiensi

yang baik ketika dioperasikan dengan jenis beban yang berbeda-beda.

1.2 Identifikasi Masalah

Penentuan jenis beban pada motor listrik akan mempengaruhi baik buruknya

efisiensi. Peningkatan efisiensi pada motor listrik diperlukan untuk meningkatkan

hasil produksi pada pengoperasian motor listrik.


9/29

2

1.3 Rumusan Masalah

Dari latar belakang dan identifikasi masalah diatas, maka dapat dirumuskan

beberapa permasalahan antara lain :

1. Apa saja jenis Efisiensi ?

2. Apa yang mempengaruhi efisiensi ?

3. Bagaimana agar efisiensi lebih baik ?

4. Bagaimana mengurangi kerugian pada motr listrik ?

1.4 Batasan Masalah

Untuk menjaga agar pembahasan materi dalam tugas besar ini lebih terarah,

penulis menetapkan suatu batasan masalah sebagai berikut :

1. Tidak membahas motor dengan efisiensi tinggi.

2. Tidak membahas kinerja jenis-jenis motor listrik.

3. Tidak membahas secara rinci sifat beban pada motor listrik.

4. Tidak membahas rugi-rugi pada motor listrik.


10/29

3

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Teori Penunjang Efisiensi Motor Listrik

Efisiensi merupakan suatu ukuran keberhasilan yang dinilai dari segi besarnya

sumber/biaya untuk mencapai hasil dari kegiatan yang dikerjakan. Efisiensi

merupakan suatu ukuran dalam membandingkan rencana penggunaan masukan

dengan penggunaan yang direalisasikan atau perkataam lain penggunaan yang

sebenarnya. Mulyamah (1987;3) [1]

Sedangkan pengertian efisiensi menurut SP.Hasibuan (1984;233-4) [2]

. yang mengutip

pernyataan H. Emerson adalah :

“Efisiensi adalah perbandingan yang terbaik antara input (masukan) dan output (hasil

antara keuntungan dengan sumber-sumber yang dipergunakan), seperti halnya juga

hasil optimal yang dicapai dengan penggunaan sumber yang terbatas. Dengan kata

lain hubungan antara apa yang telah diselesaikan.”

Dan menurut Soekartawi (1989:29) [3]

., mengemukakan bahwa efisiensi pemasaran

akan terjadi jika :

1. Biaya pemasaran bisa ditekan sehingga ada keuntungan

2. Pemasaran dapat lebih tinggi

3. Prosentase pembedaan harga yang dibayarkan konsumen dan produsen tidak terlalu

tinggi.

4. Tersedianya fasilitas fisik pemasaran.


11/29

4

2.2 Pengertian Motor Listrik

Motor Listrik merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling luas

digunakan karena kesederhanaannya, konstruksinya yang kuat dan karakteristik kerja

yang baik. Sementara Motor Sinkron adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada

kecepatan sinkron tanpa slip. Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada

kecepatan tetap pada sistem frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan arus DC untuk

pembangkitan daya dan memiliki torsi awal yang rendah, dan oleh karena itu motor

sinkron cocok untuk penggunaan awal untuk beban rendah seperti kompresor udara

perubahanfrekuensi dan generator motor. Motor sinkron mampu memperbaiki faktor

daya sistem sehingga sering digunakan pada sistem yang menggunakan banyak listrik

(Zuhal, 1999)[4]

.

Dalam ilmu fisika (physical science), teknologi rekayasa kelistrikan

(electrical engineering technology) dan teknologi rekayasa permesinan (automotive

engineering technology) yang dinamakan mesin listrik (electrical machines)

dibedakan atas 3 kelompok besar, yaitu:

a. Motor listrik atau generator mesin, disebut motor (pemuntir).

b. Generator listrik atau motor mesin, disebut generator (pembangkit).

c. Transformator listrik atau transformer listrik, disingkat trafo (pengalih,

pemindah).

Gambar 1. Motor

Listrik

Gambar 2. Generator

Listrik

Gambar 3.

Transformator


12/29

5

Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan

sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi

mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa,

fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan

digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik, kipas

angin).

Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan

bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum adalah sama, yaitu:

a. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

b.

Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah

lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan

magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

c. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar

kumparan.

d. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan

tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh

susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Motor listrik sudah menjadi kebutuhan kita sehari-hari untuk menggerakkan

peralatan dan mesin yang membantu perkerjaan. Untuk memutar baling-baling pada

kipas angin, digunakan motor listrik. Demikian juga, motor listrik digunakan pada

peralatan rumah tangga lainnya seperti: hair dryer , blender , pompa air, mesin cuci,

mesin jahit, bor listrik dll.

Mesin-mesin pertanian terutama mesin pengolahan hasil pertanian dan mesin-

mesin di industri pun banyak yang menggunakan tenaga putarnya dari motor listrik.

Pada motor bakar, motor listrik digunakan sebagai motor starter.


13/29

6

Pada traktor pertanian, motor listrik dugunakan pada motor starter dan wiper .

Penggunaan motor listrik ini semakin berkembang karena memiliki keunggulan

dibandingkan motor bakar, misalnya:

a.

kebisingan dan getaran lebih rendah,

b. kecepatan putaran motor bisa diatur,

c. lebih bersih,

d. lebih kompak, dan

e. hemat dalam pemeliharaan.

2.3 Jenis-jenis Motor Listrik

Dibawah ini adalah bagan mengenai macam – macam motor listrik

berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi yang terangkum

dalam klasifikasi motor listrik.

Gambar 4. Jenis-jenis Motor Listrik


14/29

7

BAB III

KINERJA MOTOR LISTRIK

3.1 Efisiensi Motor Listrik

Motor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban

tertentu. Pada proses ini, kerugian energi ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 5.Rugi Energi Pada Motor Listrik

Efisiensi motor ditentukan oleh rugi daya yang dapat dikurangi hanya oleh

perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi. Rugi daya dapat bervariasi dari

kurang lebih 2% hingga 20%. Tabel memperlihatkan jenis rugi daya untuk motor

induksi.

Jenis Rugi DayaPersentase Rugi Daya

( 100% )

Rugi tetap atau Rugi Inti 25 %

Rugi Variabel : Rugi stator ( I R ) 34 %

Rugi Variabel : Rugi Rotor (I R ) 21 %Rugi Gesekan dan Angin 15 %

Rugi Beban Yang Menyimpang 5 %


15/29

8

Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai “perbandingan keluaran daya

motor yang digunakan terhadap keluaran daya totalnya”.

Terdapat hubungan yang jelas antara efisiensi motor dan beban. Pabrik motor

membuat rancangan motor untuk beroperasi pada beban 50-100% dan akan paling

efisien pada beban 75%. Tetapi, jika beban turun dibawah 50% efisiensi turun dengan

cepat seperti ditunjukkan pada Gambar dibawah.

Gambar 6.Persentase efisiensi beban penuh

Mengoperasikan motor dibawah laju beban 50% memiliki dampak pada

faktor dayanya. Efisiensi motor yang tinggi dan faktor daya yang mendekati 1 sangat

diinginkan untuk operasi yang efisien dan untuk menjaga biaya rendah untuk seluruh

pabrik, tidak hanya untuk motor.

Untuk alasan ini maka dalam mengkaji kinerja motor akan bermanfaat bila

menentukan beban dan efisiensinya. Pada hampir kebanyakan negara, merupakan

persyaratan bagi pihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat

label motor/nameplate. Namun demikian, bila motor beroperasi untuk waktu yang

cukup lama, kadang-kadang tidak mungkin untuk mengetahui efisiensi tersebut sebab

pelat label motor kadangkala sudah hilang atau sudah dicat.

Untuk mengukur efisiensi motor, maka motor harus dilepaskan

sambungannya dari beban dan dibiarkan untuk melalui serangkaian uji. Hasil dari uji


16/29

9

tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh

pembuatnya.

Jika tidak memungkinkan untuk memutuskan sambungan motor dari beban,

perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor. Lembar

fakta dari US DOE memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor

standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini.

Nilai efisiensi disediakan untuk:

1. Motor dengan efisiesi standar 900, 1200, 1800 dan 3600 rpm

2. Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP

3. Dua jenis motor: motor anti menetes terbuka/ open drip-proof (ODP) dan

motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total/ enclosed fan-cooled motor

(TEFC)

4. Tingkat beban 25%, 50%, 75% dan 100%.

Lembar fakta juga menjelaskan tiga kategori metode yang lebih canggih untuk

mengkaji efisiensi motor: peralatan khusus, metode perangkat lunak, dan metode

analisis. Dengan kata lain, survei terhadap motor dapat dilakukan untuk menentukan

beban, yang juga memberi indikasi kinerja motor.

3.1.1 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Efisiensi Motor Listrik

Efisiensi motor listrik tidak hanya ditentukan oleh jenis motor ataupun

kualitas motor yang digunakan. Efisiensi motor juga dipengaruhi oleh

beberapa faktor diantaranya :

a. Usia Motor

Motor baru cenderung lebih efisien dibandingkan dengan motor yang

sudah lama digunakan.

b.

Kapastas Motor

Sebagaimana kebanyakan peralatan, efisiensi motor meningkat

dengan laju kapasitasnya.


17/29

10

c. Kecepatan Motor

Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien.

d. Jenis Motor

Jenis Motor yang dipasang atau digunakan sangat mempengaruhi

efisiensinya.

e. Suhu

Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih

efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP).

f. Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi.

g. Beban Motor

Jenis Beban yang dipasang sangat mempengaruhi efisiensi dari

motor.

3.1.2 Mengurangi Rugi-rugi Pada Motor Listrik Untuk Meningkatkan

Efisiensi

Motor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan

efisiensi energi. Dibanding dengan motor standar, Perbaikan desain

difokuskan pada penurunan kehilangan mendasar dari motor termasuk

penggunaan baja silikon dengan tingkat kehilangan yang rendah, inti yang

lebih panjang (untuk meningkatkan bahan aktif), kawat yang lebih tebal

(untuk menurunkan tahanan), laminasi yang lebih tipis, celah udara antara

stator dan rotor yang lebih tipis, batang baja pada rotor sebagai pengganti

alumunium, bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil, dan lain-lain.

Motor dengan energi yang efisien mencakup kisaran kecepatan dan beban penuh yang luas. Efisiensinya 3% hingga 7% lebih tinggi dibanding

dengan motor standar sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 7 yang

menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan

motor yang efisien energinya.


18/29

11

Gambar 7. Motor Dengan Efisiensi Tinggi

Sebagai hasil dari modifikasi untuk meningkatkan kinerja, biaya untuk

motor yang energinya efisien lebih besar daripada biaya untuk motor standar.

Biaya yang lebih tinggi seringkali akan terbayar kembali dengan cepat melalui

penurunan biaya operasi, terutama pada penggunaan baru atau pada

penggantian motor yang masa pakainya sudah habis. Akan tetapi untuk

penggantian motor yang ada yang belum habis masa pakainya dengan motor

yang efisien energinya, tidak selalu layak secara finansial, oleh karena itu

direkomedasikan untuk mengganti dengan motor yang efisien energinya

hanya jika motor-motor tersebut sudah rusak.

Rugi-rugi yang terjadi pada motor bisa diakibatkan oleh rugi inti, rugi

tembaga, rugi gesekan dan angin, dan rugi mekanik. Rugi-rugi inilah yang

dapat mempengaruhi baik buruknya efisiensi motor listrik. Untuk

mengantisipasi/mengurangi rugi-rugi yang terjadi pada motor listrik dapat

dilakukan dengan beberapa cara sehingga ketika rugi-rugi tersebut dpat

dikurangi maka efisiensi motor akan lebih baik dan meningkat.

Tabel dibawah ini adalah cara mengurangi rugi-rugi pada motor listrik

sehingga dapat dilakukan peningkatan efisiensi.


19/29

12

Area Kehilangan

Energi/DayaPeningkatan Efisiensi

Besi

Digunakan Gauge yang lebih tipis. Sebab

kehilangan inti baja yang lebih rendah

menurunkan kehilangan Eddy Current .

Inti lebih panjang yang dirancang

menggunakan baja akan mengurangi

kehilangan karena massa jenis flux operasi

yang lebih rendah.

Stator ( I2R)

Menggunakan lebih banyak tembaga dankonduktor yang lebih besar yang dapat

meningkatkan luas lintang penggulungan stator.

Hal ini akan menurunkan tahanan ( R ) dari

penggulungan dan mengurangi kerugian daya

karena aliran arus ( I )

Rotor ( I2R)

Penggunaan Batang Konduktor rotor yang lebih

besar meningkatkan potongan lintang, dengan

demikian akan merendahkan tahanan konduktor (

R ) dan kerugian daya yang diakibatkan oleh

aliran Arus ( I )

Gesekan Dan angin

Menggunakan rancangan fan ( kipas ) yang rendah

, sehingga dapat menurunkan kerugian daya yang

diakibatkan oleh pergerakan udara.

Kerugian Beban Yang

Menyimpang

Menggunakan rancangan yang sudah

dioptimalkan dan prosedur pengendalian kualitas

yang ketat, sehingga dapat meminimalisir dari

kerugian beban yang menyimpang.


20/29

13

3.1.3 Perhitungan Efisiensi Motor Listrik

Efisiensi motor listrik adalah hasil penguarangan antara Daya Output

dan daya input listrik.

Efisiensi Motor listrik ketika Daya Output diukur dalam Watt :

Jika Daya Output diukur dalam Watt (W), efisiensi dapat dinyatakan sebagai:

=

x 100%……………………….…(1)

dimana :

ηm = Efisiensi motor

Pout = Daya Output Motor (Watt, W)

Pin = Daya Input motor (Watt, W)

Efisiensi Motor listrik ketika Daya Output diukur dalam HP :

Jika output daya diukur dalam tenaga kuda (Hp), efisiensi dapat

dinyatakan sebagai:

η =

x 100%………………….(2)

dimana :

Pout = Daya Output Motor ( HP )

Pin = Daya Input Motor (Watt, W)


21/29

14

Tabel Data Efisiensi berdasarkan Daya Motor dalam satuan HP :

Daya Motor

( Hp ) Nominal Minimum Effisiensi

1 - 4 78.8 %

5 - 9 84.0 %

10 - 19 85.5 %

20 - 49 88.5 %

50 - 99 90.2 %

100 - 124 91.7 %

> 125 92.4 %


22/29

15

3.2 Beban Motor Listrik

Karena sulit untuk mengkaji efisiensi motor pada kondisi operasi yang

normal, beban motor dapat diukur sebagai indikator efisiensi motor. Dengan

meningkatnya beban, faktor daya dan efisinsi motor bertambah sampai nilai

optimumnya pada sekitar beban penuh.

Survei beban motor dilakukan untuk mengukur beban operasi berbagai motor

di seluruh pabrik. Hasilnya digunakan untuk mengidentifikasi motor yang terlalu

kecil. (mengakibatkan motor terbakar) atau terlalu besar (mengakibatkan ketidak

efisiensian). US DOE merekomendasikan untuk melakukan survei beban motor yang

beroperasi lebih dari 1000 jam per tahun.

3.2.1 Metode Penentuan Beban Motor Untuk Peningkatan Efisiensi

Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang

beroperasi secara individu:

1. Pengukuran Daya Masuk

Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya

masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan

100%.

2. Pengukuran Jalur Arus

Beban ditentukan dengan membandingkan ampere terukur (diukur

dengan alat analisis daya) dengan laju ampere. Metode ini digunakan bila

faktor daya tidak diketahui dan hanya nilai ampere yang tersedia. Juga

direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persentase

pembebanan kurang dari 50%


23/29

16

3. Metode Slip

Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila

motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh. Ketelitianmetode ini terbatas namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan

tachometer (tidak diperlukan alat analisis daya).

Karena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum

digunakan, maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fasa.

Pengukuran Daya Masuk / Input Beban :

Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut :

Dimana,

Pi = Daya tiga fase dalam kW

V = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan, nilai tengah garis ke

garis 3 fase

I = RMS arus, nilai tengah 3 fase

PF = Faktor daya dalam desimal

Alat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung. Industri yang

tidak memiliki alat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-

testers untuk mengukur tegangan, arus dan faktor daya untuk menghitung

daya yang masuk.

Dimana,

Beban = Daya keluar yang dinyatakan dalam % nilai daya


24/29

17

Pi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW

Contoh Perhitungan :

Pertanyaan:

Pengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi

tiga fase 45 kW dengan efisiensi beban penuh 88%.

V = 418 Volt

I = 37 Amp

PF = 0.81

Hitung beban.

Jawab:

Daya Masuk = (1,732 x 418 x 37 x 0,81)/1000 = 21,70 kW

% Pembebanan = [21,70 /(45/0,88)] x 100 = 42,44 %

3.2.2

Jenis-jenis Beban Motor Listrik

Dalam prinsip kerja motor listrik, hal terpenting yang harus dipahami

adalah apa yang dimaksud dengan beban motor itu sendiri. Beban mengacu

pada keluaran tenaga putar /torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan.

Beban motor listrik pada umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga

kelompok diantaranya :

1. Beban Torque Konstan

Adalah beban dimana permintaan keluaran energinya

bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak

bervariasi.


25/29

18

Contoh beban dengan torque konstan adalah Conveyors, Rotary Klins

dan pompa Displacement Konstan.

Gambar 8. Conveyors Gambar 9.Rotary Klins

Gambar 10. Pompa Displacement Konstan

2. 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 ).

Gambar 11.Pompa Sentrifugal Gambar 12. Fan Motor


26/29

19

3. Beban Dengan Energi Konstan

Adalah beban dengan permintaan Torque yang berubah dan

berbanding terbalik dengan kecepatan.

Contoh beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.

Ketiga jenis beban diatas dapat mempengaruhi baik buruknya efisiensi motor

listrik. Pada penggunaannya motor listrik selalu disesuaikan dengan kebutuhan, baik

itu kebutuhan proses produksi ataupun kebutuhan motor secara fungsional. Tetapi

yang harus diperhatikan disini adalah beban yang dipasang akan selalu

mempengaruhi efisiensi dari motor itu sendiri. Oleh karena itu sesuaikan beban yang

akan dipasang dengan jenis motor yang digunakan sehingga dapat dihasilkan efisiensi

yang lebih baik.


27/29

20

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari Karya ilmiah yang kami susun dengan judul “Kinerja Motor

Listrik” ini dapat kami simpulkan bahwa :

1. Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai “perbandingan keluaran

daya motor yang digunakan terhadap keluaran daya totalnya”.

2. Efisiensi motor ditentukan oleh rugi daya yang dapat dikurangi hanya

oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi.

3. Efisiensi motor yang tinggi dan faktor daya yang mendekati 1 sangat

diinginkan untuk operasi yang efisien dan untuk menjaga biaya rendah

dalam proses produksi dengan penggunaan motor listrik.

4. Efisiensi motor dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya Usia

Motor, Kapastas Motor, Kecepatan Motor, Jenis Motor, Suhu,

Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi

dan Beban Motor.5. Rumus Perhitungan Efisiensi Motor Listrik :

=

x 100%

6. Pengukuran beban motor berfungsi untuk mengetahui indikator

efisiensi motor listrik.

7. Terdapat tiga metode untuk menentukan efisiensi motor dengan beban

motor yang beroperasi secara individu, yakni pengukuran Daya

Masuk, pengukuran Jalur Arus, dan Metode Slip.

8. Terdapat tiga jenis beban pada motor listrik, yakni Beban Torque

Konstan, Beban Dengan Energi Konstan, Beban Dengan Variabel

Torque.


28/29

21

4.2 Saran

Dengan kita mengetahui bahwa efisiensi motor itu dapat dipengaruhi

oleh beberapa faktor, alangkah lebih baiknya ketika kita ingin menggunakan

motor listrik sebagai alat proses produksi baik di industri ataupun proses

produksi lainnya yang paling utama adalah sesuaikan jenis motor yang akan

digunakan dengan jenis beban yang akan dipasang. Karena selain dipengaruhi

oleh beberapa faktor yang sudah dijelaskan sebelumnya, efisiensi juga

dipengaruhi oleh jenis beban yang dipasang. Tidak sedikit beban yang dapat

mempengaruhi baik atau buruknya efisiensi motor listrik ketika dipasang

ataupun dioperasikan.


29/29

DAFTAR PUSTAKA

[1] Mulyamah , Teori Efisiensi Motor Listrik , Semarang, 1987.

[2] SP.Hasibuan, Efisiensi Motor Listrik Jilid 1, Yogyakarta, 1984.

[3] Soekartawi, Motor Induksi, 1989

[4] Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta. PT

Gramedia Pustaka Utama, 1999.

[5] Malik, Marshal. Penggunaan Motor Induksi Besar Di PLTU . Tugas Akhir

Sekolah Tinggi Teknik PLN Jakarta, 2005.

[6] Prih Sumardjati, dkk, Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 3,

Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

[7] Wildi, Theodore, Electrical Machines, Drives, and Power Systems 3rd

,

Prentice-Hall International, 1997.

[8] Sofian Yahya, Drs, SST, Bahan Ajar Mesin Listrik I . Polban, 2010

[9] Electrician Toolbox Etc ( E.T.E ), Motor Characteristhic, 1997.

kinerja motor listrik.pdf

Documents