1

TUGAS

PENGGUNAAN DAN PENGATURAN MOTOR-MOTOR LISTRIK

“MERANCANG LIFT ”

OLEH

JONI IRAWAN

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BENGKULU

2009

2

MERANCANG LIFT

Gambar 3 Dimensi Sistem Lift

3

I. Pendahuluan

Pada pembahasan ini,kita akan mendiskusikan sistem pemindah barang vertical

yang menggunakan mesin arus searah karena torsinya dapat diatur dengan

mudah.Sebagai langkah awal,kita perlu membuat model matematika yang akan

digunakan untuk mempelajari sifat-sifat sistem dan mencari kendali yang sesuai dengan

sifat-sifat tersebut.

Adapun tetapan yang digunakan dalam perancangan ini adalah sebagai berikut:

1. Lantai gedung : 10 Lantai

2. Tinggi tiap lantai : 4 meter

3. Waktu untuk menempuh 1 lantai : 10 detik

4 Kecepatan gerak lift : h/t = 4m/10s= 0.4 m/s

5. massa box lift : 500 Kg

6. kemampuan angkat maxsimum : 560 Kg (6 orang)

7. Massa maximum ( total) lift : 1060 Kg

Adapun pola/profil gerak lift yang diinginkan adalah sebagai berikut :

Gambar 1.1 Grafik Kecepatan terhadap la

Untuk Percepatan pertama Vo = 0 dan Vt = h/t = 4m/10s= 0.4 m/s

Maka :

2

1 /04.010

04,0sm

t

v=

−=

∆=α

4

Untuk Percepatan kedua Vo = 0,4 m/s dan α 2= 0

maka

Vt = Vo + �.t

Vt = Vo + �.t = 0,4+0 x 80 = 0,4 m/s

Dan

α 2= -0.04 m/s2

Gambar 1.2 Grafik Kecepatan terhadap waktu

Gambar 1.3 Grafik percepatan terhadap waktu

5

PEMBAHASAN

A. Sistem Putar Lift

Sistem Lift ini digerakkan oleh pengerak motor yang terhubung dengan

Kereta.Motor bergerak dalam keadaan berbeban atau tidak berbeban.Motor ini selalu

memutar beban dilengkapi dengan sistem transmisi Geared ataupun transmisi

Gearless.Berikut gambar sistem transmisinya

Motor yang terhubung dengan beban memiliki persamaan dasar yaitu

Tm = TL + Itot dt

mdω+Bω m ...................................(1)

Dimana TL = Torka Beban (Nm)

Tm = Torka mekanik (Nm)

ω m = Kecepatan sudut motor (rad/s)

Itot = total momen inertia (kg.m2)

B = Damping Ratio system mekanik (Ns/rad)

Bila kecepatan sudut berubah dari ω 1 ke ω 2 pada saat beban berubah maka energi

kinetik sistem lift tersebut adalah :

2

)( 2

1

2

2 ωω −=∆

ItotEk (joule)

6

Analisis Sistem Lift Yang dirancang

Dengan Beban 1 0rang Kira-kira 70 Kg

Beban Maximum adalah 8 org x 70 Kg = 560 Kg

Beban Kereta kosong adalah 500 Kg

Besar faktor keseimbangan biasanya sebagai berikut:

Kapasitas Elevator Faktor keseimbangan

>>1200 kg 40 % s/d 42.5 %

600 kg s/d 1150 kg 45 %

300 kg s/d 580 kg 50 % s/d 55 %

Sumber : sistem mekanika gedung Pusat pengembangan Bahan ajar UMB(Yuriadi)

Beban imbang (m2) = berat kereta kosong + 50 % x Beban Maximum

= 500 + 45 % x 560

= 752 Kg

Peranan Beban imbang sebagai balance terhadap berat sangkar dan digunakan

sebagai pengaman jika motor tidak berfungsi.

7

Dengan persamaan Fisika ,Persamaan percepatan untuk gerak bebas adalah

Posisi 1

m

FΣ=α

= 21

.1

mm

gm

+

Bila beban kosong 752500

8.9500

+=

xα = 3.91 m/s

2

Bila beban maksimum 7521060

8.91060

+=

xα = 5.73 m/s

2

Posisi 2

8

m

FΣ=α

= 21

.2

mm

gm

+

Bila beban kosong 752500

8.9752

+=

xα = 5.88 m/s

2

Bila beban maksimum 7521060

8.9752

+=

xα = 4.06 m/s

2

Bila Profil gerak yang dibutuhkan adalah percepatan yang tetap untuk lantai 2-9

walaupun beban berubah-ubah adalah dengan mengatur pengontrolan bobot imbang dan

melakukan pengereman bila melebihi percepatan yang ingin ditentukan.

Perhitungan Tegangan Tali posisi 1

α.11 mF =Σ

m1.g-T = m1.α

1060 x 9.8 –T= 1060 x 5.73

T = 10388 – 6073.8 = 4314.2 N

Untuk menentukan torka maka persamaannya adalah T = r F

Jadi anggap r gear = 1 meter maka T = 4314.2 Nm posisi 1.Belum lagi Posisi 2

Sehingga terjadi pengurangan.Ini merupakan Torka beban.

Dari persamaan umum

9

Tm = TL + Itot dt

mdω+Bω m ...................................(1)

Itot dt

mdω= torka mesin

TL = torka beban

Bω m = torka pengaruh gesekan

B. Pertimbangan-pertimbangan tenaga putaran

Tenaga putaran yang harus dipergunakan untuk mengizinkan beban yang dipercepat

dapat dipertimbangkan dengan memiliki komponen-komponen sebagai berikut:

1. Momen gesek, Tf, diakibatkan oleh gerak nisbi antara permukaan-permukaan,

dan itu ditemukan sedang bergerak, sekrup-sekrup kepemimpinan, gearboxes,

slideways, dll. suatu friksi yang linier model dapat diberlakukan bagi suatu sistim

yang berputar.

2. Tenaga putaran pengaruh angin,

3. Tenaga putaran beban, TL, yang diperlukan oleh aplikasi, identifikasi di mana

sudah dibahas pada sebagian di dalam bab 1.tenaga putaran beban adalah juga

diperlukan untuk memandu sistem penerus daya, yang akan dibahas di dalam bab 3.

C. Ratio roda gigi

Di suatu kelajuan yang sempurna yang mengubah sistim (lihat gambar 2.3), daya

masukan akan memadai jika sama dengan daya keluaran, dan hubungan-hubungan yang

berikut akan menerapkan

T0 = ± nTi

w0 = ±

Ieff =

Tm - = Tdiff = �L (IL+ Imn2) + wL (BL + Bmn

2)

Dimana : IL inersia beban, Im= inersia motor

10

D. Mempercepat beban dengan inersia-inersia variabel

Seperti sudah ditunjukkan, ratio gerigi yang optimal adalah suatu fungsi inersia

beban: jika ratio gerigi itu adalah nilai jumlah maksimum , tenaga memindahkan antara

motor dan beban adalah optimised. bagaimanapun, di sejumlah besar aplikasi-aplikasi,

inersia beban bukanlah konstan, karena penambahan massa yang diberikan kepada

beban, atau suatu perubahan di dalam dimensi beban

E. Gesekan

Dalam penentuan gaya yang menjadi hal penting yang perlu dipertimbangkan

adalah faktor gesekan.Karena gesekan ini akan mengurangi percepatan.Sehingga sistem

lift kerjanya terganggu dengan adaya gesekan.Gesekan terjadi ketika dua permukaan

bertemu dalam suatu pergerakan.Kadang kala faktor gesekan sering diabaikan,namun

hal ini menjadi penting bila kinerja sistem dirancang untuk beberapa tahun sebelum

perbaikan.Berikut persamaan dasar gaya gesek:

Ff = µ N

Model gesekan ada 2 yaitu ada model gesekan klasik dan model gesekan kinetik

umum.

Analisis gesekan Lift yang dirancang

Gesekan yang berpengaruh pada Lift adalah gesekan antara permukaan.Geseka n angin

diabaikan karena nilainya kecil.Persamaannya gaya gesek pada sistem lift adalah Ff =

Bω m

11

Fungsi Transfer Lift

Fungsi Transfer

..

. hmamF ==Σ

)1(.....................1..

hmgmT =−

..

11 kk jjT Θ==Σ α

)2...(..............

112 kkk jrTrT Θ=−

Persamaan motor DC

)3...(............

rKtvRidt

diL Θ−=+

...

2 )4.(.....................iKtbj r =Θ+Θ

Untuk mendapatkan fungsi transfer,kita transformasikan persamaan 3 dan 4 ke dalam

bentuk laplace.Sehingga seperti persamaan di bawah ini :

)5....().........(.)()()( ssKtsvsIRLs Θ−=+

)6......(..........).........(.)()( sIKtsbjss =Θ+

12

Dengan mensubstitusikan I(s) persamaan 5 ke persamaan 6 makan didapat persamaan

baru

)7).....((.)().))((( 2svKtsKtRLsbjss =Θ+++

)))((()(

)(2

KtRLsbjs

Kt

sv

s

+++=

Θ………….(8)

Karena rh .Θ=

rl .Θ=

rk dldl =

Sehingga Fungsi transfer dari desain lift:

rKtRLsbjs

Kt

sv

shsG

).))((()(

)()(

2+++==