ANALISIS PERBANDINGAN PENGASUTAN PADA ARUS START DENGAN MENGGUNAKAN SOFTSTARTER DAN INVERTER PADA MOTOR INDUKSI 3 FASA

Transkripsi

1 ANALISIS PERBANDINGAN PENGASUTAN PADA ARUS START DENGAN MENGGUNAKAN SOFTSTARTER DAN INVERTER PADA MOTOR INDUKSI 3 FASA Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik Oleh: WIRATMAN NIM: DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2

3 Abstrak Motor induksi yang langsung dihidupkan tanpa menggunakan metodemetode pengasutan akan menarik arus 5 sampai 7 kali dari arus beban penuh dan hanya akan menghasilkan torsi 1,5 sampai 2,5 kali torsi beban penuh. Arus yang besar akan mengakibatkan drop tegangan pada saluran sehingga dapat mengganggu peralatan lain yang dihubungkan pada saluran tersebut. Untuk motor yang berdaya besar khususnya motor induksi 3 fasa akan membutuhkan arus starting yang besar seiring dengan motor yang berdaya besar, sehingga dengan daya motor diatas 30 HP keatas tidak dianjurkan untuk menghidupkan motor secara langsung tanpa menggunakan metode-metode pengasutan. Beberapa metode pengasutan yang paling umum digunakan yaitu Direct on line (DOL), Star-Delta, Auto-transformer, Resistansi Primer, Resistansi Sekunder, Inverter, dan SoftStarter. Dimana yang paling banyak digunakan pada lapangan yaitu metode DOL tetapi metode ini masih juga menghasilkan arus start yang besar. Jika terus dilakukan, maka akan menyebabkan memperpendek umur dari motor itu sendiri. Tulisan ini membahas tentang perbandingan antara pengasutan pada softstarter dan inverter pada arus start. Hasil analisis arus start pada pengasutan softstarter yaitu sebesar 789A yang dicapai dalam waktu 11s dan torsi maksimum yang dihasilkan oleh motor induksi 3 fasa yaitu sebesar 1,30 Nm. Sedangkan arus start pada pengasutan inverter yaitu sebesar 776A yang dicapai dalam waktu 19s. Kata Kunci : Motor induksi 3 fasa, Torsi, Pengasutan, Softstarter, Inverter

4 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah: ANALISIS PERBANDINGAN PENGASUTAN PADA ARUS START DENGAN MENGGUNAKAN SOFTSTARTER DAN INVERTER PADA MOTOR INDUKSI 3 FASA Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada Papa tercinta Ir. Winarno dan Mama tersayang Susani Teguh yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya dan juga kepada kakak dan abang penulis yang selalu memberikan semangat dan mendoakan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU dan sekaligus merupakan Ketua Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir dan

5 telah banyak memberikan motivasi serta senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan. 2. Bapak Ir. Syamsul Amien, MS., selaku Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan bantuan, bimbingan dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir. Raja Harahap, MT, selaku Anggota Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta senantiasa memberikan bimbingan selama masa perkuliahan. 4. Bapak Fahmi, S.T., M.Sc., selaku dosen wali penulis yang banyak memberikan masukan dan pengarahan selama perkuliahan. 5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada penulis. 6. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi. 7. Sahabat-sahabat terbaik pemberi saran, motivasi, dukungan dan cerita yang sangat sering membantu penulis selama masa pengerjaan Tugas Akhir: Yose, Gomgom, Michael, Begin, Bobby, Valentino, Johannes, Marco, Ira, Desy, Bembeng, Ricart, Yudha, Oyen, Juned, Muadzzah, Sudarmin, Fajar, Ray Calvin, Nova, Rey Depantun, Arivin, Windi, Dody, Gading, Stepanus, Yudi, Mahatir, Guntur, Fauzan dan seluruh temanteman stambuk 2012 yang tidak mungkin disebutkan satu per satu.

6 8. Abangda Andreas VH Simanjuntak, ST., senior-senior dan abangda teknik elektro angkatan 2011 yang selalu memberikan motivasi, dukungan dan waktu kepada penulis dalam mengerjakan Tugas akhir ini. 9. Kepada Bapak Udin CPI Medan beserta seluruh jajaran Departemen Dryer yang juga telah membantu dalam pengambilan data penelitian dan selalu memberikan dukungan kepada penulis. 10. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah memberikan bantuan dan dukungan. 11. Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bertujuan untuk menyempurnakan dan memperkaya kajian Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Medan, November 2016 Penulis, Wiratman NIM:

7 DAFTAR ISI Abstrak... i Kata Pengantar... ii Daftar Isi... v Daftar Gambar... vii Daftar Tabel... viii BAB I Pendahuluan Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Manfaat... 3 BAB II Tinjauan Pustaka Motor Induksi 3 Fasa Konstruksi Motor Induksi 3 Fasa Prinsip kerja Motor Induksi 3 Fasa Kelebihan dan Kelemahan Motor Induksi 3 Fasa Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi (torque) Pengasutan Motor Induksi (Starting Motor) Pengasutan Softstarter (SS) Rangkaian Softstarter (SS) Prinsip Kerja Softstarter (SS) Penggunaan Softstarter (SS) Pengasutan Frequency Drive (Inverter) Rangkaian Frequency Drive (Inverter) Prinsip Kerja Frequency Drive (Inverter)... 21

8 2.8.3 Penggunaan Frequency Drive (Inverter) BAB III Metode Penelitian Jenis Penelitian Tempat dan Waktu Penelitian Bahan dan Peralatan Penelitian Variabel yang Diamati Prosedur Penelitian Rangkaian Penelitian BAB IV Hasil dan Analisis Umum Hasil Penelitian Hasil Analisis Karakteristik Softstarter Karakteristik Inverter Perbandingan Pengasutan Softstarter dan Inverter BAB V Penutup Kesimpulan Saran Daftar Pustaka Lampiran

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 (a) Rotor belitan (b) Rotor sangkar... 5 Gambar 2.2 Konstruksi Motor Listrik 3 Fasa... 6 Gambar 2.3 Prinsip kerja Motor Induksi Gambar 2.4 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi 3 Fasa Gambar 2.5 Bentuk Softstarter untuk Motor Induksi 3 Fasa Gambar 2.6 Rangkaian Dasar Soft Starting Gambar 2.7 Kurva arus start dengan Softstarter Gambar 2.8 Rangkaian utama motor induksi dengan Softstarter Gambar 2.9 Rangkaian utama motor induksi dengan Inverter Gambar 2.10 Jenis jenis Inverter Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Gambar 3.2 Rangkaian Penelitian dengan Softstarter Gambar 3.3 Rangkaian Penelitian dengan Inverter Gambar 4.1 Karakteristik Arus start pada Softstarter Gambar 4.2 Karakteristik Arus start pada Inverter Gambar 4.3 Perbandingan Arus start antara kedua pengasutan Gambar 4.4 Perbandingan torsi antara kedua pengasutan... 37

10 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil data penelitian arus start pada Softstarter Tabel 4.2 Hasil data penelitian arus start pada Inverter Danfoss VLT... 31