Laporan Praktikum Pengaturan Kecepatan Motor DC [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK LISTRIK “ PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC ”



Disusun oleh : Nama NIM Prodi Dosen pengampu



: Revinda Azzalia Putri Wijaya : 022000030 : Elektronika Instrumentasi : Ignatius Agus Purbhadi, M.Eng



PROGRAM STUDI ELEKTRONIKA INSTRUMENTASI JURUSAN TEKNOFISIKA NUKLIR STTN BATAN YOGYAKARTA 2021



LAPORAN RESMI HASIL PRAKTIKUM TEKNIK LISTRIK “ PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC “



I. TUJUAN 1. Memahami pengaturan kecepatan putaran motor DC dengan merubah tegangan sumber (Vt). 2. Memahami pengaturan kecepatan putaran motor DC dengan merubah arus jangkar (Ia). 3. Memahami pengaturan kecepatan putaran motor DC dengan merubah arus medan (If). II. DASAR TEORI Pengaturan kecepatan memegang peranan penting dalam motor arus serah,karena motor arus searah mempunyai karakteristik kopel kecepatan yang menguntungkan dibanding motor lainnya. Telah diketahui bahwa untuk motor arus searah dapat diturunkan rumus sebagai berikut :



Dari persamaan, dapat dilihat bahwa, kecepatan(n) dapat diatur dengan mengubah-ubah besaran tegangan, arus jangkar atau arus medan. A. Pengaturan Kecepatan dengan Mengatur Tegangan Pengaturan ini dikenal sebagai sistem word leonard. Motor yang dapat diatur kecepatannya adalah motor DC dengan berpenguatan bebas. Sumber tegangan yang dapat diatur dihasilkan dari generator G1 dengan penggerak mula biasanya motor induksi. Dengan merubah tahanan medan Rg pada generator G1 akan mengubah tegangan Vt yang diberikan pada motor DC. Bisa juga digunakan regulator DC yang dapat diatur besarkecilnya keluaran tegangan Vt. Dengan perubahan tegangan Vt ini, dapat menghasilkan suatu pengaturan kecepatan motor yang halus dan biasanya banyak dipakai untuk menjalankan lift, mesin bubut,dll. B. Pengaturan Kecepatan dengan Mengatur Tahanan Ra Pengaturan ini pada prinsipnya mengatur arus yang melewati jangkar. Dapat berupa penyisipan tahanan variabel yang dipasang seri terhadap tahanan jangkar, sehingga arus yang melewati jangkar dapat diatur. Sehingga kecepatan motor dapat diatur dengan mengatur tahanan variabel tersebut.



C. Pengaturan Kecepatan dengan Mengatur Medan Shunt Pengaturan medan untuk pengaturan kecepatan dalam mengatur medan shunt dari motor. Karena pada motor seri pengaturan tahanan jangkar sama saja mengatur tahanan medan serinya. Oleh karena itu,pengaturan medan dapat dilaksanakan pada motor shunt maupun motor kompon. Pengaturan medan tersebut hampir sama dengan pengaturan tahanan jangkar, yaitu dengan menyisipkan tahanan variabel secara seri pada medan shunt. Sehingga dengan mengatur tahanan variabel tersebut, akan memberikan pengaruh terhadap fluks medan tersebut. Sehingga kecepatan motor akan diatur dengan mengubah tahanan variabel yang disisipkam pada medan tersebut. III. ALAT DAN BAHAN 1. Motor DC dengan 2 blitan medan 2. Panel percobaan LAK 3. 2 buah multimeter 4. Tachometer 5. Rheostat 6. Unit beban IV. LANGKAH KERJA A. Mengatur Tegangan Sumber (Vt) 1. Buatlah rangkaian pengaturan kecepatan unuk motor seri seperti gambar dibawah ini:



Gambar 1. Mengatur Tegangan Sumber (Vt) 2. 3. 4. 5. 6.



Tegangan sumber (Vt) pada ,keadaan nol, hidupkan rangkaian. Aturlah Vt dari nol naik sampai motor berputar,catat harga Vt,Ia dan n Naikkan harga Vt bertahap sampai Vt=100V. Variasi minimal 5 data. Buatlah kurva Vt vs n. Lakukan percobaan untuk motor shunt, kompon pendek dan kompon panjang.



B. Mengatur Tahanan dan Arus Jangkar (Ia) 1. Buatlah rangkaian pengaturan kecepatan untuk motor shunt seperti gambar berikut



Gambar 2. Mengatur Tahanan dan Arus Jangkar (Ia) 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Tegangan Vt pada posisi nol, hidupkan rangkaian. Aturlah Vt hingga 100 volt Aturlah rheostat dari posisi maxhingga 0, min 5 data Catat harga Ia,Vt dan n Buatlah kurva Ia vs n. Lakukan percobaan untuk motor seri,kompon panjang dan kompon pendek



C. Mengatur Tahanan Medan (Φ) 1. Buatlah rangkaian pengaturan kecepatan untuk motor kompon pendek seperti gambar dibawah ini



Gambar 3. Mengatur Tahanan Medan (Φ) 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Tegangan Vt pada posisi nol, hidupkan rangkaian Aturlah Vt hingga 100 volt Aturlah rheostat dari posisi max hingga 0, min 5 data Catat harga Ish,Vt dan n Buatlah kurva Ish vs n. Lakukan percobaan untuk motor shunt, dan kompon panjan



V. ANALISIS DATA DAN GRAFIK 5.1



ANALISIS DATA



5.1.1



No.



Data Percobaan Pengaturan Kecepatan Motor DC dengan Mengatur Tegangan Sumber (Vt)



Tegangan Sumber = Vt (volt)



Arus Jangkar = Ia (mA)



Kompon Seri Shunt 1. 19 V 2. 30 V 3. 38.5 V 4. 67 V 5. 81 V 6.



-



5.1.2



No.



1. 2. 3. 4. 5. 6.



Putaran = n (rpm)



Kompon Seri Shunt



pendek panjang 11 V 10 V 7V 100 mA 23 V 20 V 20 V 110 mA 45 V 40 V 40 V 110 mA 62 V 60 V 60 V 120 mA 76 V 80 V 80 V 130 mA 100 V 100 V 100 V -



Kompon Seri Shunt



pendek panjang 180 150 80 mA 450 550 mA mA rpm rpm 110 130 80 mA 900 850 mA mA rpm rpm 80 140 80 mA 1200 950 mA mA rpm rpm 50 150 90 mA 2350 1063 mA mA rpm rpm 50 170 100 mA 3000 1088 mA mA rpm rpm 50 180 110 mA 1157 mA mA rpm Tabel 1. Data Percobaan Pengaturan Kecepatan Motor DC dengan Mengatur Tegangan Sumber (Vt)



Pendek 150 rpm 400 rpm 600 rpm 700 rpm 800 rpm 900 rpm



panjang 76 rpm 469 rpm 756 rpm 871 rpm 890 rpm 1058 rpm



Data Percobaan Pengaturan Kecepatan Motor DC dengan Mengatur Arus Jangkar (Ia)



Vt = 100 volt Vt = 77 Volt untuk motor seri Tahanan Rheostat = Ra (ohm) Arus Jangkar = Ia (mA) Putaran = n (rpm) Kompon Kompon Kompon Seri Shunt Seri Shunt Seri Shunt pendek panjang pendek panjang Pendek panjang 6 6 6 6 110 70 150 110 2955 1167 981 1067 4 4 4 4 110 70 150 120 2922 1166 984 1065 3 3 3 3 110 70 150 110 2917 1165 984 1066 2 2 2 2 110 70 150 110 2858 1167 983 1065 1 1 1 1 110 80 150 110 2898 1168 978 1065 0 0 0 0 110 70 150 110 2889 1166 979 1065 Tabel 2. Data Percobaan Pengaturan Kecepatan Motor DC dengan Mengatur Arus Jangkar (Ia)



5.1.3



Data Percobaan Pengaturan Kecepatan Motor DC dengan Mengatur Tahanan Medan (Φ) Vt = 100 volt



No.



Tahanan Rheostat = Rsh Arus Medan = Ish (mA) Putaran = n (rpm) (ohm) Kompon Kompon Kompon Seri Shunt Seri Shunt Seri Shunt pendek panjang pendek panjang Pendek panjang 1. 6 6 6 160 110 110 1050 982 1077 2.



-



4



4



4



-



170



110



110



-



1095



982



1079



3.



-



3



3



3



-



160



100



110



-



1095



982



1081



4.



-



2



2



2



-



170



110



110



-



1095



984



1082



5.



-



1



1



1



-



170



110



110



-



1173



984



1083



0 0 0 170 100 110 1170 985 Tabel 3. Data Percobaan Pengaturan Kecepatan Motor DC Kecepatan Motor DC



1090



dengan Mengatur Tahanan Medan ()



5.2



GRAFIK 5.2.1



Grafik Pada Percobaan Pengaturan Dengan Tegangan



Rangkaian Seri 3500 3000



Putaran (rpm)



6.



2500



2000 1500 1000 500 0 0



20



40



60



80



100



Tegangan (V)



Grafik 1. Pengaturan Tegangan Rangkaian Seri



Putaran (rpm)



Rangkaian Shunt 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0



20



40



60



80



100



120



Tegangan (V)



Grafik 2. Pengaturan Tegangan Rangkaian Shunt



Kompon Pendek Putaran (rpm)



1000 800



600 400 200 0 0



20



40



60



80



100



120



Tegangan (V)



Grafik 3. Pengaturan Tegangan Kompon Pendek



Kompon Panjang Putaran (rpm)



1200 1000 800 600 400 200 0 0



20



40



60



80



100



120



Teganga (V)



Grafik 4. Pengaturan Tegangan Kompon Panjang



Grafik Pada Percobaan Pengaturan Arus Jangkar



Putaran (rpm)



Tahanan Jangkar Seri 2960 2940 2920 2900 2880 2860 2840 0



1



2



3



4



5



6



7



Tahanan Rheostat (Ω)



Grafik 5. Pengaturan Arus Jangkar Rangkaian Seri



Tahanan Jangkar Shunt Putaran (rpm)



1169 1168 1167 1166 1165 1164 0



1



2



3



4



5



6



7



Tahanan Rheostat (Ω)



Grafik 6. Pengaturan Arus Jangkar Rangkaian Shunt



Putaran (rpm)



Tahanan Jangkar Kompon Pendek 985 984 983 982 981 980 979 978 977 0



1



2



3



4



5



6



7



Tahanan Rheostat (Ω)



Grafik 7. Pengaturan Arus Jangkar Kompon Pendek



Tahanan Jangkar Kompon Panjang Putaran (rpm)



5.2.2



1068 1067 1066



1065 1064 0



1



2



3



4



Tahanan Rheostat (Ω)



5



6



7



Grafik 8. Pengaturan Arus Jangkar Kompon Pendek 5.2.3



Grafik Pada Percobaan Pengaturan Arus Medan



Putaran (rpm)



Tahanan Medan Shunt 1200 1180 1160 1140 1120 1100 1080 1060 1040



0



1



2



3



4



5



6



7



6



7



Tahanan Rheostat (Ω)



Grafik 9. Pengaturan Tahanan Medan Shunt



Putaran (rpm)



Tahanan Medan Kompon Pendek 986 985 984 983 982 981 0



1



2



3



4



5



Tahanan Rheostat (Ω)



Grafik 10. Pengaturan Tahanan Medan Kompon Pendek



Putaran (rpm)



Tahanan Medan Kompon Panjang 1092 1090 1088 1086 1084 1082 1080 1078 1076 0



1



2



3



4



5



6



7



Tahanan Rheostat (Ω)



Grafik 11. Pengaturan Tahanan Medan Kompon Panjang



VI. PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini yang berjudul Pengaturan Kecepatan Motor DC memiliki tujuan yaitu agar dapat memahami pengaturan kecepatan putaran motor DC dengan merubah tegangan sumber (Vt), memahami pengaturan kecepatan



putaran motor DC dengan merubah arus jangkar (Ia), serta agar dapat memahami pengaturan kecepatan putaran motor DC dengan merubah arus medan (If). Pada praktikum ini, dilakukan dengan tiga cara mengatur kecepatan motor DC. Yaitu dengan mengatur tegangan sumber, arus jangkar, dan arus medan. Pada pengaturan tegangan sumber dan arus jangkar, menggunakan empat rangkaian. Yaitu rangkaian seri, shunt, kompon pendek, dan kompon panjang. Sedangkan pada pengaturan arus medan hanya menggunakan rangkaian shunt, kompon pendek, dan kompon panjang. Percobaan pertama adalah pengaturan kecepatan motor dengan mengatur tegangan sumber. Rangkaian pertama yang digunakan adalah rangkaian seri. Untuk langkah pertama praktikan mengukur tegangan maksimal untuk mencapai rpm maksimal sesuai rating motor (3000 rpm). Diperoleh tegangan maksimal yang boleh diberikan untuk rangkaian seri adalah 81V. Setelah mencapai pada rpm maksimum, harus segera diambil datanya dan motor DC harus segera dimatikan. Hal dikarenakan untuk setiap jenis rangkaian, dilakukan pengukuran untuk mengetahui tegangan dan arus minimal motor berputar. Untuk rangkaian selain seri, tegangan sumber dapat dibatasi sampai 100V karena telah diberi hambatan untuk mengurangi arus yang masuk ke motor. Dari data yang diperoleh, diketahui perubahan tegangan sedikit, akan sangat memengaruhi nilai rpm. Perubahannya sangat signifikan. Percobaan kedua adalah pengaturan kecepatan motor dengan mengatur arus pada jangkar. Arus pada jangkar dapat diatur dengan mengatur tahanan yang terpasang pada jalur jangkar. Untuk rangkaian seri diberi tegangan maksimum 77V. Sedangkan rangkaian lain diberi tegangan maksimum 100V. Pengaturan rheostat dimulai dari nilai yang paling besar, untuk selanjutnya dikecilkan secara berkala. Saat nilai hambatan besar, maka arus yang masuk ke motor akan kecil, sehingga tidak mendapat nilai rpm yang besar. Saat nilai hambatan di perkecilkan berkala, maka nilai rpm meningkat secara berkala. Dari data yang diperoleh, kenaikan arus jangkar tidak memperoleh kenaikan nilai rpm yang signifikan. Pada percobaan ketiga yaitu pengaturan kecepatan dengan mengatur arus medan. Percobaan ini hanya bisa dilakukan pada rangkain motor shunt dan kompon pendek dan Panjang, karena pada rangkaian seri pengaturan tahanan jangkar sama dengan mengatur tahanan medan serinya. Pengaturan ini sama dengan percobaan arus jangkar yaitu menyisipkan tahanan variabel secara seri pada shunt, sehingga dengan mengatur tahanan fluks medan tersebut akan terpengaruh oleh tahanan variabel tersebut. Dari data yang ada dapat dilihat semakin besar tahanan kecepatan putaran motor juga semakin meningkat dan begitupun sebaliknya. Dari ketiga percobaan, diperoleh pengaturan kecepatan motor DC yang paling mudah dan menguntungkan adalah pengaturan pada tegangan sumber. Karena perubahan sedikit saja dari tegangan sumber, mempengaruhi rpm-nya dan rpm-nya sangat signifikan. Karena nilai tegangan berpengaruh terhadap putaran motor. Hal ini sudah sesuai teori, selain itu pengaturan tegangan sumber banyak diaplikasikan pada kehidupan sehari-hari.



VII. KESIMPULAN Pada praktikum yang berjudul “Pengaturan Kecepatan Motor DC” memiliki beberapa kesimpulan antar lain : 1. Perubahan tegangan sumber motor DC akan memberikan perubahan nilai rpm yang signifikan. 2. Pengaturan arus jangkar, dengan cara memberi tahanan pada jalur jangkar, tidak memberi perubahan yang cukup signifikan pada nilai rpm. 3. Pengaturan arus medan, dengan cara memberi tahanan pada jalur medan, hampir tidak ada perubahan pada rpm. 4. Pengaturan kecepatan motor DC paling baik adalah dengan metode pengaturan tegangan sumber. VIII. DAFTAR PUSTAKA Modul Praktikum Teknik Listrik : Pengaturan Kecepatan Motor DC. 2020 : Jogjakarta. STTN-BATAN.



LAMPIRAN