TUGAS AKHIR PENGGUNAAN INVERTER UNTUK PENGATURAN PUTARAN MOTOR INDUKSI TIGA FASA ROTOR SANGKAR

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PENGGUNAAN INVERTER UNTUK PENGATURAN PUTARAN MOTOR INDUKSI TIGA FASA ROTOR SANGKAR (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonsia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara) Diajukan untuk memenuhi syarat dalam Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Oleh MICHAEL SIBARANI DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016 i

2 ii

3 ABSTRAK Penggunaan inverter untuk pengaturan putaran motor induksi tiga fasa rotor sangkar digunakan untuk penyesuaian terhadap daya motor yang dihasilkan berdasrkan keperluan dari mesin atau pompa air boiler sebagai penggerak dengan motor induksi itu sendiri dengan mengatur frekuensi bersamaan dengan mengatur tegangan agar fluks magnetik menjadi tidak terganggu dan terjadi keseimbangan. Pengaturan putaran motor induksi tiga fasa diperlukan untuk mengatur suatu proses yang dimana saat membutuhkan energi gerak yang dibutuhkan maka menghasilkan energi gerak yang sesuai tanpa adanya pembuangan energi yag terjadi sehingga energi yang dihasilkan agar dapat sesuai dengan yang diperlukan secara tepat. Alat untuk mengatur putaran motor induksi yang digunakan adalah inverter untuk mengatur putaran dengan frekuensi yang juga saat mengatur frekuensi diperlukan juga mengatur tegangan agar terjadi keseimbangan fluks magnetik disaat mengatur frekuensi sehingga tidak merusak komponen inverter. Kata kunci : Motor induksi tiga fasa, inverter, pengaturan frekuensi dan pengaturan putaran iii

4 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas kasih dan berkat yang telah diberikan-nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul PENGGUNAAN INVERTER UNTUK PENGATURAN PUTARAN MOTOR INDUKSI TIGA FASA ROTOR SANGKAR (Aplikasi Pada Pompa Air Boiler PT. Socfin Indonesia Kec. Dolok Masihul, Kab. Deli Serdang Sumatera Utara). Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Elektro, Fakultas Teknik,. Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orangtua penulis yang telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya, yaitu Y. Sibarani dan M. Munthe, saudara kandung penulis Novan Sibarani atas seluruh perhatian dan dukungannya selama ini. Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir dan dosen pembimbing akademik yang telah banyak meluangkan waktu dan memberikan ide dalam menyelesaikan Tugas Akhir penulis, dan senantiasa memberikan bimbingannya selama perkuliahan. 2. Bapak Ir. Eddi Warman, selaku dosen penguji Tugas Akhir yang telah memberikan masukan dan arahan demi perbaikan Tugas Akhir penulis.. iv

5 3. Bapak Ir. Raja Harahap, MT, selaku dosen penguji Tugas Akhir yang telah memberikan masukan dan arahan demi perbaikan Tugas Akhir penulis. 4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi, selaku Ketua Departemen Elektro, Fakultas Teknik,. 5. Bapak dan Ibu dosen pengajar Departemen Teknik Elektro yang telah memberi bekal ilmu dan bimbingan kepada penulis selama perkuliahan. 6. Bapak dan Ibu pegawai administrasi Departemen Teknik Elektro yang membantu dalam pengurusan administrasi selama perkuliahan sampai penyusunan Tugas Akhir. 7. Bapak J. Ginting dari PT. Socfin Indonesia yang membantu dalam penyusunan Tugas Akhir penulis. 8. Semua mahasiswa elektro stambuk 2012, 2013 dan Akhir kata penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir penulis. Akhir kata, semoga Tulisan ini bermanfaat bagi penulis dan semua pihak yang membutuhkannya. Medan, Agustus 2016 Penulis, (Michael Sibarani) v

6 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... iv DAFTAR TABEL... viii BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Umum Konstruksi Motor Induksi Stator Rotor Medan Putar Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa Rangkaian Ekivalen Pada Motor Induksi Cara Yang Perlu Dilakukan Untuk Mengatur Putaran Pada Motor Induksi Tiga Fasa Hubungan Antara Frekuensi, Kecepatan dan Torsi vi

7 2.8 Penggunaan Motor Induksi Pada Pompa Air Boiler Penggunaan Motor Induksi Pada Pompa Air Boiler Perhitungan Kinerja Pompa Standar Air Umpan Pada Pompa Air Boiler Penggunaan Uap Boiler Pada Generator Turbin Uap BAB III. METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Bahan dan Peralatan Pelaksanaan Penelitian Variabel yang Diamati Flowchart Penelitian Prosedur Penelitian Rangkaian percobaan Prosedur percobaan BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Umum Data Percobaan Data percobaan motor induksi mengatur frekuensi Data percobaaan motor induksi mengatur tegangan Data percobaan dari motor induksi untuk penggerak pada pompa air boiler Data pada moto untuk digunakan pada pompa air boiler Analisis Data vii

8 4.3.1 Perbandingan Data Kecepatan Putaran Motor Induksi (Satuan RPM) Antara Data Hasil Percobaan Dengan Hasil Teori Pengaturan Frekuensi Pengaturan Tegangan Perhitungan Daya Masuk Pada Motor Induksi Tiga Fasa Perhitungan Daya Keluar Pada Pompa Air Boiler Perhitungan Efisiensi Pada Motor Induksi Tiga Fasa Grafik Hasil Percobaan BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Konstruksi umum motor induksi... 5 Gambar 2.2 Stator... 5 Gambar 2.3 Rotor sangkar tupai... 6 Gambar 2.4 Konstruksi rotor belitan... 7 Gambar 2.5 Medan putar motor induksi 3 fasa... 8 Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa Gambar 2.7 Gambar rangkaian blok inverter 3 fasa dengan frekuensi dan tegangan aberubah Gambar 2.8 Gambar output blok Gambar 2.9 Gambar output blok Gambar 2.10 Gambar output blok 5 (Sebelum diubah menjadi gelombang sinus) Gambar 2.11 Boiler tipe air Gambar 3.1 Flowchart Penelitian Gambar 3.2 Diagram percobaan pengaturan frekuensi Gambar 3.3 Diagram percobaan pengaturan tegangan Gambar 4.1 Grafik antara beban dengan kecepatan pengaturan frekuensi Gambar 4.2 Grafik antara beban dengan kecepatan pengaturan tegangan Gambar 4.3 Grafik daya masukan dari motor terhadap debit air Gambar 4.4 Grafik daya masukan dari motor terhadap cos phi Gambar 4.5 Grafik motor pompa air boiler terhadap daya motor yang digunakan ix

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Data hasil pengukuran perubahan frekuensi terhadap kecepatan putaran Tabel 4.2 Data hasil pengukuran perubahan tegangan terhadap kecepatan putaran Tabel 4.3 Data masukan dari motor untuk penggerak pada pompa air boiler Tabel 4.4 Data dari motor induksi untuk digunakan pada pompa air boiler Tabel 4.5 Perhitungan dari data keluar pada pompa air boiler Tabel 4.6 Daya masuk yang dibutuhkan untuk pompa air boiler pada debit air Tabel 4.7 Data masukan dari motor ke pompa air boiler terhadap beban Tabel 4.8 Efisiensi motor induksi terhadap pompa air boiler x