TUGAS AKHIR ANALISIS PERBANDINGAN PENGATURAN KECEPATAN DENGAN METODE FLUX MAGNET DAN METODE WARD LEONARD TERHADAP EFISIENSI PADA MOTOR DC SHUNT

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISIS PERBANDINGAN PENGATURAN KECEPATAN DENGAN METODE FLUX MAGNET DAN METODE WARD LEONARD TERHADAP EFISIENSI PADA MOTOR DC SHUNT (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik USU) Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Energi Oleh: GODELIFO SITANGGANG NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017

2 Powered by TCPDF (

3 ABSTRAK Motor listrik merupakan perangkat elekromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik terbagi menjadi beberapa jenis, salah satunya adalah Motor DC. Motor DC memerlukan tegangan searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Dalam proses pengubahan energi tersebut, terdapat beberapa proses yang terjadi pada motor dc, salah satu proses yang terjadi adalah pengaturan putaran motor. Pada motor dc, terdapat beberapa metode dalam melakukan pengaturan putaran motor. Pengaturan yang terdapat pada motor dc ialah pengaturan putaran dengan metode flux magnet, tahanan jangkar, dan tegangan terminal (ward leonard). Setiap metode memengaruhi kinerja atau efisiensi motor. Pada penelitian ini, penulis memilih untuk melakukan pengujian bagaimana pengaruh dari pengaturan putaran motor dengan metode flux magnet dan metode ward leonard terhadap efisiensi motor. Setelah mengetahui bagaimana pengaruh setiap metode terhadap efisiensi motor, penulis melakukan perbandingan efisiensi dari metode-metode yang dilakukan. Kata kunci : efisiensi, flux magnet, ward leonard i

4 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur atas rahmat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan karunianya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik oleh penulis. Tugas Akhir ini adalah bagian dari kurikulum yang harus ditempuh sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro,. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah : ANALISIS PERBANDINGAN PENGATURAN KECEPATAN DENGAN METODE FLUX MAGNET DAN WARD LEONARD TERHADAP EFISIENSI PADA MOTOR DC SHUNT (APLIKASI PADA LABORATORIUM DASAR KONVERSI ENERGI USU) Tugas Akhir ini juga penulis persembahkan secara khusus kepada kedua orang penulis, Ayahanda ( Gustafinus Sitanggang) dan Mama ( Normawaty Br. Siringoringo) serta abang dan kakak tersayang ( Rupina, Bihara W, Marice, Modesto, Guido, Bulan Indah, Bintang) yang selalu memberikan semangat dan mendoakan penulis selama menempuh pendidikan di. Selama menjalani kuliah hingga penyelesaian tugas akhir ini, penulis juga banyak mendapatkan dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis juga ingin menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : ii

5 1. Bapak Ir. Raja Harahap, M.T., selalu Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya dalam membimbing, dan mengarahkan penulis agar dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan sebaik-baiknya. 2. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S., selaku Dosen Penguji I dan selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi Listrik, yang telah banyak memberikan kritik dan saran yang membangun serta memberikan waktu dan tempat penelitian di laboratorium USU. 3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Dosen Penguji II dan selaku Ketua Departemen Teknik Elektro, yang telah banyak memberikan motivasi dan saran yang memicu semangat penulis untuk segera menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Ir. Syahrawardi, selaku Dosen Pembimbing Akademik penulis, yang selama ini telah banyak memberikan arahan dan wejangan selama menjalani masa perkuliahan di USU. 5. Seluruh bapak/ Ibu Dosen Pengajar Di Departemen Teknik Elektro, yang telah memberikan dan membagikan ilmu pengetahuan yang sangat berharga bagi penulis. 6. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro yang telah membantu proses administrasi penulis selama perkuliahan. 7. Kepada Keluarga Besar Corona Mea Vos Estis, teriring khusus, kepada Ketua CMVE Medan, Abangda Alex Bintana Bukit, S.H, yang telah menjadi bintang yang bercahaya bagi kehidupan penulis. iii

6 8. Kepada Keluarga Besar Kenanga Sari, Evi Santi dan Anza, yang telah menjadi kemilau kembang api yang tak pernah berkesudahan kemeriahannya. 9. Kepada Keluarga Besar Pondok Keluarga, David Rumbun, Dedi, Afriando, dkk, yang menjadi teman bermain penulis. 10. Kepada sahabat, Albertwan Benjamin, teman seperjuangan Kerja Praktek. 11. Kepada para Lae dan Appara Teknik Elektro 2012, Santo D Siringoringo, Melkisedek Sitanggang, Mangihut Simatupang, Jonner silitonga, David Situmorang, Riovan Sipahutar, Ricart, dkk. 12. Kepada Sahabat lama, Arkadius Manurung, semoga nasib mempertemukan kita di masa depan. 13. Kepada Ilham Bagus Setiawan, yang menjadi teman penulis dalam melakukan percobaan. 14. Kepada para senior dan adek adek junior, yang tidak dapat disebutkan satu persatu. 15. Kepada Namboru Tiur, Lae manurung, Tulang Sahata, Nanguda balam, nanguda binjai, semua keluarga besar sitanggang dan siringoringo. Mauliate. iv

7 DAFTAR ISI ABSTRAK.....i KATAPENGANTAR ii DAFTAR ISI. v DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR TABEL. xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penulisan 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Motor DC Konstruksi Motor Prinsip Kerja Motor DC Reaksi jangkar. 12 v

8 2.5 Gaya Gerak Lawan Listrik Lawan Motor DC Jenis-Jenis Motor DC Motor DC Penguatan Bebas Motor DC Penguatan Sendiri Motor DC Penguatan Shunt Motor DC Penguatan Seri Motor Dc Penguatan Kompon Motor DC Kompon Pendek Motor DC Kompon Panjang Metode Pengaturan Putaran Motor DC Pengaturan Putaran Dengan Metode Flux Magnet Pengaturan Putaran Dengan Metode Arus Armatur Pengaturan Putaran Dengan Metode Ward Leonard Rugi-Rugi Motor DC Efisiensi Motor DC.. 23 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Metode Pengumpulan Data Metode Dokumentasi Metode Observasi Bahan dan Peralatan vi

9 3.3.1 Percobaan Dengan Metode Flux Magnet Percobaan Dengan Metode Ward Leonard Rangkaian Percobaan dan Prosedur Percobaan Percobaan Dengan Metode Flux Magnet Percobaan Dengan Metode Ward Leonard Variabel Yang Diamati Variabel Dengan Metode Flux Magnet Variabel Dengan Metode Ward Leonard.. 31 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Umum Data Percobaan Pengaturan Kecepatan Dengan Metode Flux Magnet Pengaturan Kecepatan Dengan Metode Flux Ward Leonard Analisis Data Pengaturan Kecepatan dengan Metode Flux Magnet Pengaturan Kecepatan dengan Metode Ward Leonard Grafik Pengujian.. 43 vii

10 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA 47 viii

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar Konstruksi Motor DC Gambar 2.2 Konstruksi Motor DC Bagian Stator (Bagian yang diam) Gambar 2.3 Konstruksi Motor DC Bagian Rotor (Bagian yang bergerak) Gambar 2.4 Kaidah Tangan Kiri Flemming Gambar 2.5 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan medan Gambar 2.6 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan jangkar Gambar 2.7 Fluksi yang dihasilkan oleh interaksi kumparan jangkar dan kumparan medan Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguatan Bebas Gambar 2.9 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguatan Shunt Gambar 2.10 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguatan Seri Gambar 2.11 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguatan Kompon Pendek Gambar 2.12 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguatan Kompon Panjang Gambar 2.13 Pengaturan putaran dengan Metode Fluxi Magnet Gambar 2.14 Pengaturan putaran dengan Meode Arus Armatur Gambar 2.15 Pengaturan putaran dengan Metode Ward Leonard Gambar 3.1 Rangkaian Percobaan Pengaturan Putaran dengan Metode Flux Magnet Tanpa Beban Gambar 3.2 Rangkaian Percobaan Pengaturan Putaran dengan Metode Flux Magnet Berbeban ix

12 Gambar 3.3 Rangkaian Percobaan Pengaturan Putaran dengan Metode Ward Leonard Gambar 4.1 Grafik Fluksi Vs Putaran Gambar 4.2 Efisiensi Vs Putaran Gambar 4.3 Tegangan Vs Putaran Gambar 4.4 Grafik Efisiensi Vs Putaran x

13 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Dengan Metode Flux Magnet Pada Kondisi tak Berbeban Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Dengan Metode Flux Magnet Pada Kondisi Berbeban Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Dengan Metode Ward Leonard Tabel 4.4 Data Hasil Analisis Dengan Metode Flux Magnet Tabel 4.5 Data Hasil Analisis Dengan Metode Ward Leonard xi

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Daftar Hadir Praktikum Pengujian... I Daftar Peminjaman Alat II Data Percobaan..... III Perhitungan Dengan Metode Flux Magnet..... IV Perhitungan Dengan Metode Ward Leonard..... V xii