PERANCANGAN MOTOR INDUKSI 3 PHASA 90 kw

Transkripsi

1 PERANCANGAN MOTOR INDUKSI 3 PHASA 90 kw OLEH NAMA : DAVID LUMBAN GAOL NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 PERANCANGAN MOTOR INDUKSI 3 PHASA 90 kw OLEH NAMA : DAVID LUMBAN GAOL NIM : Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Pada DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN Sidang pada tanggal 16 Juli 2011 didepan Penguji: 1. Ir. Sumantri Zulkarnain : Ketua Penguji : 2. Ir. A. Rachman Hasibuan : Anggota Penguji : 3. Ir. Satria Ginting : Anggota Penguji : Disetujui oleh : Pembimbing Tugas Akhir, (Ir.Syarifuddin Siregar) NIP: Diketahui oleh: Ketua Departemen Teknik Elektro, (Ir.Surya Tarmizi Kasim, M.si) NIP:

3 ABSTRAK Motor induksi tiga phasa merupakan jenis motor yang paling banyak digunakan pada perindustrian. Motor inilah yang akan digunakan untuk memutar beban yang ada di perindustrian. Motor induksi tiga phasa keluaran besarannya berupa torsi untuk menggerakkan beban. Jika torsi beban yang dipikul motor induksi tiga phasa lebih besar, maka motor induksi tiga phasa tidak akan berputar. Untuk mendukung suatu perindustrian yang membutuhkan motor dengan rating dan rancangan tertentu, maka diperlukan suatu desain motor dengan rancangan khusus untuk pertimbangan ekonomis demi efisiensi biaya industri tersebut. Untuk itu pada Tugas Akhir ini akan dirancang motor induksi dengan rating daya 90 kw, 3 phasa, 1 pasang kutub, frekuensi sumber 50 Hz, tegangan 460/380 V, hubungan bintang, faktor daya yang diharapkan 0,9 dan efisiensi yang diharapkan adalah 90 persen.

4 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus atas kasih dan penyertaan-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul : PERANCANGAN MOTOR INDUKSI 3 PHASA 90 kw Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada 1 Kedua Orang tua yang telah banyak memberikan kasih-sayang yang tak ternilai harganya sehingga penulis mampu, bersemangat dan berkemauan keras untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Juga kepada adik-adikku tercinta yang memberikan semangat dan perhatian kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini. 2 Bapak Ir. A. Syarifuddin Siregar sebagai Dosen Pembimbing Pembimbing Akhir penulis yang sangat besar bantuannya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3 Bapak Ir. Arman Sani, MT sebagai Dosen Wali penulis selama menyelesaikan pendidikan di kampus USU. 4 Bapak Ir. S. Tarmizi Kasim, M,Si sebagai Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik.

5 5 Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT sebagai Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. 6 Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Elektro FT-USU. 7 Kepada Sabrina Sianipar yang telah menemani penulis, memberikan semangat serta motivasi yang besar untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 8 Seluruh Teman-teman stambuk 2005 yang telah mendukung dan memberikan semangat kepada penulis. 9 Seluruh Adik-adik stambuk yang juga membantu member masukan dalam Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya. Untuk itu penulis menerima dengan terbuka segala kritik dan saran dari pembaca untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, Juni 2011 Penulis

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR..ii DAFTAR ISI...iv DAFTAR TABEL...vi DAFTAR GAMBAR... vii BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Tujuan dan Manfaat penelitian... 2 I.3 Batasan Masalah... 2 I.4 Metode Penelitian... 3 I.5 Sistematika Penulisan... 3 BAB II MOTOR INDUKSI II.1 Umum... 5 II.2 Konstruksi Motor Induksi... 8 II.3 Jenis Motor Induksi 3 Phasa II.4 Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Phasa BAB III PERANCANGAN MOTOR INDUKSI 90 kw III.1 Umum III.2 Merancang Parameter Stator III.3 Merancang Belitan Stator III.4 Perancangan Slot Stator III.5 Perancangan Slot Rotor III.6 Perancangan Gigi Slot Rotor III. 7 Perancangan Teras Rotor... 37

7 BAB IV PERHITUNGAN RANCANGAN MOTOR 3 PHASA 90 kw IV.1 Umum IV.2 Analisis Parameter Stator IV.3 Analisis Rancangan Belitan Stator IV.4 Perancangan Ukuran Slot Stator IV.5 Analisis Perancangan Slot Rotor IV.6 Analisis Perancangan Rotor Bar Current...50 IV.7 Analisis Perancangan Gigi Slot Rotor IV.8 Analisis Perancangan Teras Rotor IV.9 Analisis Perancangan End Ring BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan V.2 Saran DAFTAR PUSTAKA

8 DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Tabel Stack Aspect Ratio Tabel 3.2. Rasio diameter luar dan diameter dalam stator Tabel 3.3. Standard Konduktor Magnetik Tabel 3.4 Kurva Magnetisasi... 32

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Desain Motor Induksi... 5 Gambar 2.2 Motor Induksi 3 Phasa Modern... 5 Gambar 2.3 Motor induksi 1 phasa dengan kapasitor Start and Run... 6 Gambar 2.4 Motor induksi berbahan alluminium... 7 Gambar 2.5 Gambar rotor dan stator... 9 Gambar 2.6 Menggambarkan Komponen Stator motor induksi tiga phasa Gambar 2.7 Rotor Sangkar Gambar 2.8 Konstruksi Motor Induksi Rotor Sangkar Ukuran Kecil dan Besar Gambar 2.9 Gambar Skematik Motor Gambar 2.10 Konstruksi Belitan Motor Gambar 3.1 Grafik S gap vs C Gambar 3.2 Konstruksi belitan Gambar 3.3 Hubungan slot motor 3 phasa, 2 kutub, 12 slot Gambar 3.4 Grafik di hubungan k f dan 1+K sd Gambar 3.5 Bentuk slot yang sering digunakan Gambar 3.6 Gambar Slot Dirancang Gambar 4.1Belitan 3 Phasa dengan 36 slot, 2 kutub, 2 layer Gambar 4.2 Bentuk Slot Trapezoidal Gambar 4.3 Bentuk Geometri Slot... 45