Makalah Seminar Kerja Praktek PERBAIKAN MOTOR INDUKSI 3 FASA (DAHLANDER) DI PT KRAKATAU STEEL (PERSERO) Tbk. Muhamad Hami Pradipta, karnoto, ST. MT Teknik Elektro, Universitas Diponegoro Jalan Prof. H. Soedarto, S.H., Tembalang, Semarang Kode Pos 50275 Telp. (024) 7460053, 7460055 Fax. (024) 746055 Hami.Pradipta@gmail.com ABSTRAK Divisi Utility PT. Krakatau Steel Persero, Cilegon merupakan salah satu indutstri yang bertugas memperbaiki kerusakan pada motor listrik, trafo dan berbagai macam mesin listrik yang terdapat pada industri PT. Krakatau Steel. Motor listrik sangat diperlukan dalam operasi-operasi industri misalnya untuk penggerak, pembentuk dan penggulung baja dalam proses produksi. Motor listrik saat ini tidak hanya diperlukan sebagai pendukung proses produksibaja, faktor ekonomi maupun mutu produksi, namun telah menjadi suatu kebutuhan pokok bagi proses industri. Motor induksi AC 3 fasa merupakan motor yang paling sering digunakan untuk penggerak pada crane, pompa pendingin untu kpabrik, terutama untuk membentuk dan menggulung baja pada akhir produksinya. Dalam pemakaiannya motor induksi AC 3 fasa tersebut tidak selalu pada kondisi yang optimal dan kadang mengalami kerusakan, untuk mencegah kerusakan diperlukan system proteksi untuk menjaga motor agar tidak mengalami kerusakan total. Pada proses rekondisi ada empat tahapan yang akan dilakukan, yaitu dismantling, rewinding, assembling dan testing. Sedangkan pada rekondisi hanya dilakukan dismantling, cleaning, assembling dan testing tanpa adanya rewinding. Kata Kunci : Motor Induksi 3fasa, rekondisi, perbaikan. 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Memasuki era globalisasi saat ini, ilmu pengetahuan dan teknologi berperan besar untuk memajukan negara agar dapat bersaing terutama di bidang industri. Perkembangan iptek saat ini ikut mempengaruhi perkembangan industri di Indonesia. Untuk itu, kita sebagai mahasiswa yang akan menjadi penerus bangsa diharapkan agar bisa memiliki kompetensi yang bukan hanya bekal ilmu secara teori, namun juga bisa mengaplikasikannya secara nyata, salah satunya adalah melalui kerja praktek. Kerja praktek merupakan salah satu mata kuliah di Fakultas Teknik universitas Diponegoro yang merupakan sarana untuk mengaplikasikan berbagai ilmu yang dipelajari di perguruan tinggi yang berupa teori mata kuliah untuk diaplikasikan secara nyata di bidang industri. Sebagai negara yang berkembang, Indonesia berusaha memajukan sektor industrinya untuk dapat bersaing dengan negara lainnya, terutama industri logam seperti industri baja yang saat ini sangat berkembang pesat. Salah satunya adalah PT. KRAKATAU STEEL yang merupakan industri baja terpadu yang pertama berkembang dan berkualitas di Indonesia, bahkan merupakan salah satu BUMN dalam pengolahan baja terbesar di kawasan Asia Tenggara. Oleh karena itu, PT. KRAKATAU STEEL merupakan tempat yang tepat bagi mahasiswa untuk bisa mengaplikasikan ilmu teori yang didapat di bangku kuliah sesuai dengan tantangan yang dihadapi perusahaan saat ini. Dalam kesempatan ini, penulis akan membahas salah satu operasi yang ada di divisi Utility. Dalam setiap prorses produksi dalam pabrik, perusahaan krakatau steel menggunakan banyak mesin listrik terutama motor listrik untuk menggiling, menggerakkan dan memutar baja. Dalam prosesnya motor digunakan secara kontinyu sehingga sering terjadi kerusakan dalam pemakaian. Pada divisi ini akan dilakukan perbaikan dan perawatan pada semua motor listrik yang ada pada industri Krakatau Steel agar produksi tetap berlangsung dan
meminimalisir rugi rugi secara ekonomi, oleh karena itu penulis akan mengangkat tema tentang analisa proses perbaikan dan rekondisi motor listrik induksi 3 fasa pada divisi utility. 1.2 Tujuan tujuan dalam melakukan kerja praktek di pt. Krakatau steel, khususnya di divisi utility adalah : a. Mendalami konsep motor motor listrik terutama motor induksi 3 fasa. b. Mengetahui proses perbaikan dan rekondisi motor induksi 3 fasa. c. Mengetahui jenis, bentuk dan karakteristik motor induksi 3 fasa d. Mengetahui permasalahan yang terjadi dalam penggunaan motor listrik 3 fasa 1.3 Pembatasan Masalah Dalam penulisan laporan kerja praktek ini agar penulis terarah, penulis membatasi kajian mengenai masalah yang dibahas yakni meliputi proses rekondisi dan perbaikan motor induksi 3 fasa. 2. Motor Induksi 3 fasa 2.1 Teori Dasar Motor Induksi 3 fasa Motor Induksi 3 fasa adalah motor yang paling banyak digunakan dalam konsumsi industri. Dimana strukturnya simpel, murah dan mudah dirawat. Mesin tersebut bekerja dengan kecepatan konstan dari nol sampai kecepatan penuh, dimana kecepatannya dapat diatur dengan menvariasikan jumlah pasang kutub sehinggan cukup susah dikontrol jika ingin memvariasikan kecepatan motor, meskipun sekarang sudah dimulai pengontrolan kecepatan dengan pengaturan frekuensi dari masukan motor. 2.2 Prinsip kerja motor induksi 3 fasa Motor induksi merupakan motor arus bolak balik (ac) yang paling luas penggunaannya. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relative antara putaran rotor dengan medan putar ( rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator. Belitan stator yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan tiga fasa akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron (n s = 120f/2p). Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus; dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut berputar mengikuti medan putar stator. Perbedaan putaran relative antara stator dan rotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi, bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun. Dikenal dua tipe motor induksi yaitu motor induksi dengan rotor belitan dan rotor sangkar. 3. Perbaikan dan rekondisi motor induksi 3 fasa Gambar 1. Diagram proses perbaikan motor induksi 3 fasa 3.1 Proses Perbaikan dan rekondisi Dalam Perbaikan dan rekondisi motor induksi 3 fasa terdapat langkah langkah yang harus dilakukan agar proses perbaikan dan rekondisi menjadi cepat dan efisien, dimana proses tersebut dibagi dalam beberapa tahap yaitu Proses pengecekan kelengkapan, evaluasi kelengkapan dan dismantling, rewinding, assembling, dan testing. 3.1.1 Pengecekan kelengkapan dokumen benda kerja Motor dalam kondisi rusak yang diantar ke bengkel listrik memiliki dokumen dokumen dari motor tersebut, dimana berisikan memo dinas, spesifikasi, kelengkapan, saran & informasi, pemakaian material dan data kumparan motor. Ketika datang tidak semua data terdapat pada dokumen dokumen tersebut
maka foreman atau pekerja dari bagian dismantling harus mendata dan mengecek ulang dokumen dari motor agar tidak mendapatkan claim atau keluhan ketika motor sudah siap untuk dikembalikan. Contoh 4.2 Data work order motor 3.1.2 Evaluasi kerusakan dan dismantling Pada proses ini motor yang sudah siap untuk diperbaiki akan dicek terlebih dahulu motor perlu di perbaiki atau hanya perlu direkondisi dengan cara mengukur tahanan dalam pada terminal motor, apabila tahanan setiap fasa hampir sama maka tidak perlu mengganti kumparannya (rewinding) namun jika tahanan sudah berbeda cukup jauh, atau bernilai hingga mendekati nol berarti motor tersebut terbakar maka perlu dilakukan rewinding. Selain itu dengan melihat bentuk kumparannya tanpa mengukur hambatannya jika sudah terlhat hangus (terbakar) maka langsung dilakukan pembongkaran. Selain itu juga melihat tahanan isolasi antar fasa dan isolasi antara fasa dengan ground. Dimana standar minimal isolasi pada motor adalah 1 volt / 1 kilo ohm. Setelah dilakukan evaluasi kerusakan selanjutnya dilakukan proses dismantling yaitu proses pembongkaran motor, dimana seluruh bagian motor dilepas termasuk stator, rotor, bearing dan pembongkaran lilitan. Ketika dibongkar setiap bagian dari motor harus didata untuk kemudahan proses selanjutnya (assembling), juga menghindari kehilangan bagian dari motor. Gambar 4.3 Diagram alur kerja evaluasi kerusakan dan dismantling Dalam proses dismantling juga dilakukan pendataan terhadap motor yang dibongkar dimana data tersebut didapat dari pembacaan name plate dan pengecekan manual dari motor yang diperbaiki. Setelah dilakukan pengecekan secara mendalam, data tersebut dituliskan dalam work order yang nantinya akan menjadi landasan dalam proses selanjutnya. Apabila data dari kumparan motor tidak tersedia maka harus dibuat data kumparan motor. Dimana urutan kerjanya sebagai berikut : 1. Melihat Name Plate 2. Memberikan code pada setiap kabel yang keluar dari arah gulungan ke terminal pada setiap phasa U, V, W atau X, Y, Z. 3. Menghitung jumlah slot atau lubang alur pada inti besi 4. Mengukur panjang diameter kern (inti besi) Panjang ( L ) = mm Diameter ( D ) = mm
5. Mengukur panjang kepala gulungan AS dan BS Kawat yang keluar dari sambungan berjumlah tigas maka bisa dikatakan kawat paralel (3) 11. Menentukan system gulungan apakah bentuk blok atau sirip, satu lapais atau dua lapis 6. Melepas tali pengikat kepala gulungan, pisahkan sambungan sambungan sehingga terlihat jelas sambungan dari coil ke coil atau dari coil ke terminal 7. Menghitung jumlah grup/phasa dengan cara visual. Jumlah grup dibagi jumlah phasa (3), biasanya antar group dilapisi isolasi. 8. Menentukan sambungan dengan mengurut sambungan sambungan yang telah dipisahkan dari kepala gulungan, lalu buat diagramnya seri atau paralel. Sambungan Seri dan sambungan paralel 9. Menghitung jumlah coil tiap grup dengan menghitung secara visual tiap blok misal satu group 3 voil ( 3coil/group) 10. Menghitung jumlah kawat paralel dengan menghitung secara visual salah satu sambungan dari coil ke terminal 12. Menghitung jumlah langkah gulungan dengan menghitung secara visual yaitu coil dari alur satu ke alur yang lain 13. Mengukur diameter kawat dengan menggunakan mikro meter luar 0-25 mm, ukuran polos apa kawat sudah terbakar atau dibakar emailnya 14. Menghitung jumlah lilitan per coil dengan cara menghitung kawat dalam satu alur dibagi jumlah lapis dan dibagi dengan jumlah kawat paralel Berikut adalah contoh work order yang sudah diisi :
work order, jika tidak sama motor akan bekerja secara abnormal. 3.1.3.1 Winding motor dahlander Gambar Work Order pada proses dismantling 3.1.3 Rewinding (gulung ulang) Proses rewinding adalah proses penggulungan kumparan pada stator dan rotor kembali, ketika porses dismantling kumparan yang terbakar tidak dapat dipakai kembali, maka akan dipotong sehingga perlu dibuat kembali dengan kawat yang baru. Dalam proses ini diperlukan ketelitian yang tinggi karena jika dalam menghitung dan memasang kumparan tidak sesuai dengan yang dibutuhkan maka motor akan bekerja abnormal dan harus dililit ulang kembali. Motor dahlander adalah motor yang memiliki dua kecepatan dalam satu motor tanpa menggunakan alat bantu selain kontaktor. Dimana didalamnya terdapat kumparan yang memiliki dua buah hubungan yaitu hubungan bintang dan delta dimana nantinya akan berpengaruh pada pembentukan jumlah pasang kutub yang berpengaruh pada kecepatan motor Berikut adalah pembentukan kutub pada motor induksi : Gambar 4.18 pembentukan kutub Dari gambar diatas dapat dilihat gambar kiri menunjukkan bahwa rangkaian memiliki 2 pasang kutub sedangkan pada gambar kanan menunjukkan rangkaian memiliki 1 pasang kutub hal tersebut terjadi karena arah arus yang diatur sedemikian rupa. Berikut adalah wiring diagram motor induksi 3 fasa type dahlander : Gambar Wiring diagram motor dahlander Gambar 4.8 diagram alur kerja rewinding mesin listrik Dalam pembuatan kumparan baru, digunakan beberapa alat bantu untuk mempermudah pengerjaan juga meningkatkan ketelitian dari pembuatan kumparan baru. Selain itu pembuatan kumparan harus sesuai dengan data yang sudah terlampir pada Dari gambar diatas terdapat dua input sumber yaitu U1, V1, W1 dan U2, V2, W2. Dimana jika disupply dari U1, V1, W1 dan U2, V2, W2 dihubung buka maka anakan terbentuk hubung delta dimana memiliki 8 kutub yang memiliki kecepatan 750 dari rumus ns =120f/p
Berikut adalah gambar arah arus dalam motor dahlander ketika hubung delta : Gambar 4.16 hubung delta motor dahlander Sedangkan ketika dihubung bintang maka supply masuk dari U2, V2, W2 sedangkan sisi U1, V1, W1 dihubung singkat. Maka akan terbentuk 4 kutup yang nantinya motor akan memiliki kecepatan 1500 dari rumus ns = 120f/2 Berikut adalah arah arus dalam motor dahlander ketika hubung bintang : Gambar Motor dahlander hubung bintang Setelah winding dibuat dan dimasukkan ke dalam slot slot motor sesuai dengan work order maka dilakukan proses varnishing dimana stator atau rotor yang sudah terdapat kumparan didalamnya maka akan divarnishing untuk memberikan lapisan isolasi agar tidak terjadi short ke body. Setelah semua proses selesai maka akan dilakukan proses perakitan kembali (assembling). 3.1.4 Assembling Setelah rewinding selesai motor diletakkan ke bagian assembling yaitu perakitan motor, dimana motor yang sudah didata dan ditandai sebelumnya pada bagian dismantling dijadikan acuan utama dalam perakitan. Proses perakitan motor merujuk pada bagian dismantling sesuai dengan data yang telah dibuat. Ketika pemasangan rotor dan stator harus bersih dari debu, kotoran, sisa varnish dengan kompressor. Untuk memasukkan rotor pada motor yang besar dibutuhkan alat bantu crane dan pipa agar posisinya tepat pada bagian stator, sedangkan untuk memasang bearing harus dipanaskan dulu antara 80 hingga 120 derajat celcius selama 3-5 menit agar bearing dapat masuk. Setelah semua bagian terpasang motor dicat sesuai dengan kondisi / warna aslinya. 3.1.5 Testing (pengujian akhir) hasil perbaikan Pada proses starting motor diuji dengan beban maupun tanpa beban, dimana hasilnya harus sesuai dengan name plate motor juga dengan work order yang telah dibuat dimana jika terjadi kesalahan yang cukup fatal dalam proses testing maka motor harus direwinding ulang. Pada pengujian ini hal utama yang diuji adalah kecepatan motor, goncangan serta suhu motor. Apabila terjadi goncangan dan suhu yang tinggi, maka dapat disimpulkan terjadi kesalahan dalam rewinding atau assembling. Hal tersebut dapat membuat motor cepat rusak. 4. Kerusakan kerusakan yang umum terjadi pada motor Gangguan/kerusakan pada motor induksi hampir sama dengan gangguan mesin-mesin listrik lainnya, yaitu gangguan elektris dan mekanis, seperti : 1. Kumparan stator terhubung singkat dengan rangka (ground fault) Hubung singkat antara stator dengan rangka menyebabkan mengalirnya arus pada rangka (body) dimana akan terjadi arus besar yang mengalir pada rangka melalui kumparan yang akan membakar kumparan
2. Kumparan stator terhubung singkat satu dengan yang lainnya Jika stator terhubung singkat dengan fasa lainnya maka akan terjadi short antar fasa yang akan menyebabkan arus salah satu fasa menjadi berlebih dan menyebabkan motor terbakar 3. Kumparan stator putus Jika kumparan stator putus maka ada salah satu fasa yang mati, jadi motor 3 fasa bekerja hanya dengan dua fasa sehingga motor tidak memiliki torsi dan kecepatan yang standart, jika dibebani dengan beban yang sama maka motor akan terbakar. 4. Hubungan dari kumparan stator ke terminal putus Sama seperti kumparan pada stator yang putus Jika hubungan kumparan stator ke terminal putus maka ada salah satu fasa yang mati, jadi motor 3 fasa bekerja hanya dengan dua fasa sehingga motor tidak memiliki torsi dan kecepatan yang standart, jika dibebani dengan beban yang sama maka motor akan terbakar. 5. Bantalan (bearing) aus Bantalan yang aus membuat motor tidak bergerak secara stabil dan motor akan bergetar ataupun berbunyi.hal tersebut menyebabkan motor panas 6. Poros motor tidak lurus. Apabila poros motor tidak lurus maka akan menyebabkan motor goyang ketika dijalankan, jadi gaya mekanis yang terjadi pada bearing tidak merata dan menyebabkan bearing cepat aus dan motor akan bergetar, sehingga dapat menyebapkan motor listrik cepat panas. 7. Terdapat grease yang masuk ke dalam motor Grease adalah pelumas yang digunakan untuk pelancar bearing sebagai tumpuan rotor berputar, ketika beroperasi gris yang terbapakai akan ada yang keluar dari bearing dan akan masuk ke dalam rangka body motor, gris memiliki sifat konduktif jadi jika masuk ke dalam akan menyebabkan rangkaian kumparan menjadi short dan membakar motor 8. Penempatan motor listrik tidak sesuai dengan Indeks proteksinya Indeks Proteksi atau sering disebut IP adalah satuan dari kemampuan untuk melindungi peralatan (mekanik dan elektrik) dari pengaruh benda asing. Benda asing itu bisa berupa unsur unsur solid Maupun benda cair, Index Proteksi harus diperhatikan dan dicantumkam dalam spesifikasi komponen mesin, bila kita ingin membeli atau menggantinya. Karena hal ini sangat berpengaruh terhadap Lifetime peralatan yang kita pakai untuk menjadi optimal. Indeks proteksi biasanya dicantumkan dalam setiap komponen mesin terutama pada motor induksi 3 fasa. Nilai minimum dari IP adalah IP.00 dan maksimal adalah IP.68 Dalam penulisannya IP terdapat 2 digit angka yaitu : 1. Digit pertama : perlindungan dari unsur solid 2. Digit kedua : Perlindungan dari benda cair 5. Kesimpulan Dari hasil pengamatan dan data yang telah ada maupun hasil pertanyaan dari berbagai narasumber yang ada pada dinas bengkel listrik, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Proses perbaikan motor yang dilakukan di Bengkel Mesin Listrik dimulai dari proses Planning, Dismantling, Rewinding, Assembling,dan Testing 2. Dibutuhkan ketelitian dalam evaluasi atau pendataan kumparan stator guna mendapatkan hasil rewinding yang sesuai dengan kumparan stator yang sudah terbakar. 3. Dalam setiap proses perbaikan motor induksi 3 fasa harus teliti dan cermat dalam pengerjaanya karena dapat mempengaruhi kualitas kerja. 4. Saran Setelah melakukan kerja praktek di Pt Krakatau Steel divisi utility dinas bengkel listrik. Penuslis mendapatkan pengalaman berharga dimana penuslis juga mengharapkan agar pegawai pegawai krakatau steel lebih menaati peraturan dan sop yang sudah dibuat.
DAFTAR PUSTAKA [1] Pusdiklat, 2007, MateriRepair Motor Listrik, Cilegon : PT. Krakatau Steel [2] Sumanto,1993. Motor ListrikArusBolakbalik. Yogyakarta: Andi Offset. [3] Toha, Muhammad dannoehasan, 1973, SejarahBerdirinya PT. Krakatau Steel, Cilegon : Humas PT. KRAKATAU STEEL [4] Wijaya, Mochtar Ir., 2001, Dasar- DasarMesinListrik, Jakarta: Djambatan BIODATA Muhamad Hami Pradipta (21060110120011). Lahir di Semarang, 3 November 1992. Telah menempuh pendidikan di SDN Sendang Mulyo 03-0- 4 Semarang, SMP Negeri 8 Semarang, dan SMA Negeri 3 Semarang. Dan saat ini tercatat sebagai mahasiswa Teknik Elektro Universitas Diponegoro, angkatan 2010, konsentrasi ketenagaan. Menyetujui Dosen Pembimbing Karnoto, ST, MT NIP 19690709 199702 1 001