Laporan Praktikum Mesin Listrik [PDF]

Citation preview

Laporan



SURVEY PENERAPAN MOTOR AC DAN MOTOR DC



Oleh : Muh Zulfikar Padmon 521 414 024



PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO 2015



KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbilalamin banyak nikmat yang Allah berikan, tetapi sedikit yang kita ingat Segala puji bagi ALLah Tuhan seru sekalian alam atas segala berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehinga penulis dapat menyelesaikan laporan dengan judul “ SURVEY PENERAPAN MOTOR AC DAN DC” Dalam penyusunannya, penulis memperoleh banyak bantuan dari berbagai pihak, karena itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: teman – teman dan Dosen yang telah memberikan dukungan, kasih, dan kepercayaan yang begitu besar. Dari sanalah semua kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa memberikan sedikit kabahagiaan dan menuntun pada langkah yang lebih baik lagi. Meskipun penulis berharap isi dari laporan ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang kurang. Oleh karena itu, penulis mengharapka kritik dan saran yang membangun agar laporan ini data lebih baik lagi. Akhir kata penulis berharap agar laporan ini bermanfaat bagi semua pembaca.



1



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR........................................................................................ i DAFTAR ISI.................................................................................................. ii BAB I PENDAHULUAN................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang............................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah....................................................................................... 2 1.3 Tujuan...................................................................................................... 2 BAB II PEMBAHASAN.................................................................................. 3 2.1 Prinsip Kerja Motor AC................................................................................. 3 2.2 Prinsip Kerja Motor DC................................................................................ 4 BAB III HASIL SURVEY................................................................................ 7 3.1 Penerapan Prinsip Kerja Motor AC...................................................................7 3.2 Penerapan Prinsip Kerja Motor DC..................................................................8 BAB IV PENUTUP........................................................................................ 9 4.1 Kesimpulan................................................................................................ 9 4.2 Saran........................................................................................................ 9 DAFTAR PUSTAKA..................................................................................... 10 DOKUMENTASI.......................................................................................... 11



2



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu. Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua standar global yakni IECdan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter ), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horse power (hp) maupun kiloWatt (kW). Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yangdimilikinya, sebagai standar diEU, pembagian kelas ini menjadi EFF1, EFF2 dan EFF3. EFF1 adalah motor listrik yang paling efisien, paling sedikit memboroskan tenaga, sedangkan EFF3 sudah tidak boleh dipergunakan dalam lingkungan EU,sebabmemboroskan bahan bakar di pembangkit listrik dan secara otomatis akan menimbulkan buangan karbon yang terbanyak, sehingga lebih mencemari lingkungan.Standar IEC yang berlaku adalah IEC 34-1, ini adalah sebuah standar yang mengatur rotating equipment bertenaga listrik. Ada banyak pabrik elektrik motor, tetapi hanya sebagian saja yang benar-benar mengikuti arahan IEC 34-1 dan juga mengikuti arahan level efisiensi dari EU.Banyak produsen elektrik motor yang tidak mengikuti standar IEC dan EU supaya produknya menjadi murah dan lebih banyak terjual, banyak negara berkembang menjadi pasar untuk produk ini, yang dalam jangka panjang memboroskan keuangan pemakai, sebab tagihan listrik yang semakin tinggi setiap tahunnya. Lembaga yang mengatur dan menjamin level efisiensi ini adalah CEMEP, sebuah konsorsium di Eropa yang didirikan oleh pabrik-pabrik elektrik motor yang ternama, dengan tujuan untuk menyelamatkan lingkungan dengan mengurangi pencemaran karbon secara global, karena banyak daya diboroskan dalam pemakaian beban listrik. Sebagai contoh, dalam sebuah industri rata-rata konsumsi listrik untuk motor listrik adalah sekitar 6570% dari total biaya listrik, jadi memakai elektrik motor yang efisien akan mengurangi biaya overhead produksi, sehingga menaikkan daya saing produk, apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun, maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan.



1



Penggunaan motor listrik sangat membantu peran manusia untuk mempermudah aktifitas manusia. Contohnya, kipas angin yang digunakan untuk meyejukkan udara dan tamiya digunakan menjadi permain buat anak-anak.



1.2 Rumusan Masalah a. Bagaimana prinsip kerja motor AC dan motor DC? b. Apa contoh benda yang menggunakan motor AC dan motor DC?



1.3 Tujuan a. Mengetahui prinsip kerja motor AC dan motor DC. b. Mengetahui benda yang menggunakan motor AC dan motor DC.



2



BAB II PEMBAHASAN 2.1 Prinsip Kerja Motor AC



Gambar 1. Prinsip kerja motor AC Motor arus bolak-balik (motor AC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus bolak-balik (listrik AC) menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik berupa putaran daripada rotor. Motor listrik arus bolak-balik dapat dibedakan atas beberapa jenis Seper pada motor DC pada motor AC, arus dilewatkan melalui kumparan, menghasilkan torsi pada kumparan. Sejak saat itu bolak, motor akan berjalan lancar hanya pada frekuensi gelombang sinus. Hal ini disebut motor sinkron. Lebih umum adalah motor induksi, di mana arus listrik induksi dalam kumparan berputar daripada yang diberikan kepada mereka secara langsung. Salah satu kelemahan dari jenis motor AC adalah arus tinggi yang harus mengalir melalui kontak berputar. Memicu dan pemanasan pada kontak-kontak dapat



3



menghabiskan energi dan memperpendek masa pakai motor. Dalam motor AC umum medan magnet yang dihasilkan oleh elektromagnet didukung oleh tegangan AC sama dengan kumparan motor. Kumparan yang menghasilkan medan magnet yang kadangkadang disebut sebagai "stator", sedangkan kumparan dan inti padat yang berputar disebut "dinamo". Dalam motor AC medan magnet sinusoidal bervariasi, seperti arus dalam kumparan bervariasi.



2.2 Prinsip Kerja Motor DC



Gambar 2. Prinsip kerja motor DC Motor arus searah merupakan salah satu mesin listrik yang mengubah energi listrik searah menjadi energi gerak. Motor arus searah banyak sekali dipakai, motormotor kecil untuk aplikasi elektronik menggunakan motor arus searah seperti: pemutar kaset, pemutar piringan magnetik di harddisk komputer, kipas pendingin komputer, dan tentu saja mainan legendaris ‘tamiya’ menggunakan motor arus searah. Tentu saja untuk keperluan-keperluan yang berdaya besar, motor arus searah masih dipakai pada aplikasi tertentu. 4



Gerak atau putaran yang dihasilkan oleh motor arus searah diperoleh dari interaksi dua buah medan yang dihasilkan oleh bagian ‘jangkar‘ (armature) dan bagian ‘medan‘ (field) dari motor arus searah. Pada gambar ilustrasi diatas, bagian medan berbentuk suatu kumparan yang terhubung ke sumber arus searah. Sedangkan bagian jangkar ditunjukkan sebagai magnet permanen (U-S), bagian jangkar ini tidak harus berbentuk magnet permanen, bisa juga berbentuk belitan yang akan menjadi elektro-magnet apabila mendapatkan sumber arus searah. Sehingga apabila motor arus searah kita berjenis jangkar belitan, maka kita harus menyediakan dua sumber arus searah, satu untuk bagian jangkarnya, satu lagi untuk bagian medannya. Bagian lain yang tidak kalah penting pada motor arus searah adalah adanya ‘komutator’ (comutator). Komutator merupakan suatu konverter mekanik yang membuat arus dari sumber mengalir pada arah yang tetap walaupun belitan medan berputar. Komutator berpasangan dengan ‘cincin belah‘ (slip-rings) untuk menjalankan tugas yang saya sebut baru saja. Pada gambar ilustrasi diatas, gambar lingkaran yang dibagi menjadi dua buah dan terhubung ke bagian belitan medan merupakan cincin belah yang saya maksud. Bagian yang digambarkan berbentuk kotak menempel pada cincin belah tersebut yang dinamakan komutator. Tentu saja pada aplikasi yang sebenarnya, jumlah cincin belah tidak hanya dua dan terhubung ke sejumlah banyak belitan medan. Sekarang bagaimana putaran dapat dihasilkan?? Untuk menjawab ini, tentu saja kita harus ingat aturan tangan kanan bahwa gaya, medan magnet, dan arus membentuk suatu sumbu tiga dimensi seperti ditunjukkan di gambar sebelumnya. Semua setuju bahwa medan magnet berarah dari kutub Utara (N) ke kutub Selatan (S), sehingga di gambar yang atas seharusnya ada medan magnet yang berarah dari N ke S. Interaksi adanya arus dan medan magnet dengan menggunakan aturan tangan kanan mengakibatkan munculnya gaya. Pada gambar yang atas, dapat dicoba sendiri, di konduktor yang dekat dengan kutub S akan muncul gaya ke arah atas, sebaliknya pada konduktor yang dekat dengan kutub N akan muncuk gaya ke arah bawah. Akibatnya bagian medan akan berputar karena 5



adanya dua gaya yang berlawanan arahnya. Setelah satu putaran maka konduktor yang tadinya dekat dengan kutub S akan berpindah dekat ke kutub N, dan juga sebaliknya. Akibat adanya pasangan cincin belah-komutator, arus akan mengalir dengan arah yang tetap, walaupun konduktornya berganti, sehingga gaya pada titik tersebut akan selalu tetap arahnya. Begitu seterusnya sehingga motor arus searah akan berputar pada arah yang tetap. Secara sederhana, apabila sumber arus searahnya kita balik arahnya maka putaran yang dihasilkan akan berlawanan arah.



6



BAB III HASIL SURVEY 3.1 Penerapan Prinsip Kerja Motor AC Benda yang saya gunakan untuk survey penerapan motor listrik AC yaitu kipas angin. Prinsip kerja kipas angin yaitu Adanya arus bolak-balik masuk menuju kipas angin.Dalam kipas angin terdapat motor listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Kumparan besi di dalam motor listrik yang terletak pada bagian yang bergerak beserta sepasang pipih berbentuk magnet U pada bagian yang diam. Adanya listrik yang mengalir pada lilitan kawat di dalam kumparan besi membuat kumparan besi tadi menjadi sebuah magnet. Karena sifat magnet yang saling tolak menolak pada kedua kutubnya maka gaya tolak menolak magnet antara kumparan besi di dalam motor listrik dan sepasang magnet tersebut membuat gaya berputar secara periodik pada kumparan besi tersebut. Oleh karena baling-baling kipas angin dikaitkan ke poros kumparan tersebut. Ada penambahan tegangan listrik pada kumparan besi dan menjadi gaya kemagnetan yang ditujukan untuk memperbesar hembusan angin pada kipas angin. Cara kerja kipas angin adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Dengan menggunakan motor listrik yang berguna untuk mengubah energi listrik menjadi energy gerak. Dalam motor listrik tersebut, ada kumparan besi yang bergerak dan sepasang magnet U pada bagian yang diam. Saat listrik mengalir pada lilitan kawat dalam kumparan besi, peristiwa ini mengubah kumparan besi menjadi magnet.Magnet tersebut menghasilkan gaya berputar secara periodik pada kumparan besi, Hal ini disebabkan oleh sifat magnet yang saling tolak menolak pada kedua kutubnya, sehingga gaya tolak menolak magnet antara sepasang magnet dan kumparan besi membuat gaya berputar.



7



Oleh karena itu, poros kumparan menjadi tempat baling-baling kipas angin dikaitkan. Untuk memperbesar hembusan angin pada kipas angin, perlu penambahan tegangan listrik pada kumparan besi agar cara kerja kipas angin lebih optimal. Bila saklar dinyalakan maka arus listrik akan mengalir pada kumparan stator motor dan menimbulkan gaya gerak listrik sehingga rotor motor berputar, di ujung rotor dipasang kipas untuk mengerakan putaran kipas. 3.2 Penerapan Prinsip Kerja Motor DC Benda yang saya gunakan untuk survey penerapan motor listrik DC yaitu tamiya (mobil mainan). Pada dasarnya prinsip kerja Tamiya sama dengan prinsip kerja motor DC.Prinsip kerja motor DC dimulai dari teori kawat yang dililitkan pada besidan dihantarkan listrik akan menimbulkan medan magnet. Pada motor diletakkan dua buah magnet pada samping kanan dan kiri sehingga ketika besi yang dialiri listrik menimbulkan medan magnet dan bertolakandengan magnet disampingnya akan bergerak. Faktor yang mempengaruhi kecepatannya adalah besar medan magnet yang dihasilkan kumparan, sedang untuk menghasilkan medan magnet yang besar tergantung hambatan (R) dan arus (i). Jika kamu menambahkan arus (i) kecepatan akan bertambah, tetapi ketahanan pada kawat lilitan akan berkurang akibatnya akan panas atau putus. Dengan mengganti kawat dengan diameter yang lebih besar hambatan akan berkurang tetapi konsumsi arus meningkat, jadi baterai akan boros. Setelah motor berputar, gear yang terpasang akan ikut berputar. Gear yang berputar dihubungkan as roda akan membuat roda berputar.



8



BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan Motor AC banyak digunakan untuk benda yang menggunakan kapasitas daya yang tinggi. Sedangkan motor DC sering digunakan pada benda-benda elektrik yang menggunakan daya yang kecil.



4.2 Saran Untuk kegiatan survey penerapan prinsip kerja motor AC dan motor DC, mahasiswa belajar menghitung putaran motor dalam satuan detik pada benda yang akan di survey, agar dapat mengetahui beban yang bisa digunakan pada motor. Dan mahasiswa perlu belajar untuk merakit motor listrik yang sederhana.



9



DAFTAR PUSTAKA http://metaphysical-paradox.blogspot.co.id/2013/03/prinsip-kerja-motorac-dan-dc.html http://www.prinsipkerja.com/perangkat-elektronik/prinsip-kerja-kipasangin/ http://dokumen.tips/documents/prinsip-kerja-tamiya.html



10



DOKUMENTASI



11



12



13