ANALISIS KARAKTERISTIK KERJA MOTOR LISTRIK HOIST DI PT. NIKKATSU ELECTRIC WORKS

ANALISIS KARAKTERISTIK KERJA MOTOR LISTRIK HOIST DI PT. NIKKATSU ELECTRIC WORKS NASRUN HARIYANTO 1, SITI SAODAH 2, AHMAD ROBBY N. M. 1 1. Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Nasional Bandung 2. Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung Email : nasrun@itenas.ac.id ABSTRAK Analisis karakteristik kerja motor listrik hois telah dilakukan pada motor listrik hoist crane NHE3T. Dalam bidang perencanaan menggunakan motor listrik sebagai penggerak dan beban yang digerakan diperlukan perhitungan torka yang terdapat pada poros motor yang akan dipakai untuk menggerakan beban. Hal ini perlu dilakukan agar sistem tidak mengalami gangguan pada saat dibebani. Pengujian dilakukan terhadap motor listrik hoist crane, 3 fasa, 4 kw, 380 Volt, 50 Hz, 1500 Rpm, kapasitas beban maksisimun sebesar 3 ton. Dari hasil pengukuran dilakukan pengolahan data secara perhitungan matematis dan hasil dari perhitungan tersebut akan dibandingkan dengan hasil simulasi simulink matlab yang bertujuan untuk mengetahui karakteristik kerja dari motor listrik hoist. Hasil dari perhitungan akan didapatkan torka pada poros motor untuk inputan pada simulasi simulink matlab, Beban 0 Kg sebesar 8,17 N.m. Beban 1573 Kg, sebesar 10,97 N.m. Beban 1982 Kg, sebesar 15,03 N.m. Beban 2672 Kg, sebesar 19,77 N.m. Hasil dari perhitungan akan didapatkan torka induksi kerja motor, Beban 0 Kg sebesar 8,22 N.m. Beban 1573 Kg, sebesar 11,39 N.m. Beban 1982 Kg, sebesar 15,79 N.m. Beban 2672 Kg, sebesar 20,73 N.m. Sedangkan, hasil simulasi simulink matlab didapatkan torka induksi kerja motor, Beban 0 Kg sebesar 8,638 N.m. Beban 1573 Kg, sebesar 11,42 N.m. Beban 1982 Kg, sebesar 15,48 N.m. Beban 2672 Kg, sebesar 20,21 N.m. Kata Kunci : Motor Listrik Hoist, Torka pada Poros motor, Torka Induksi Kerja Motor. 1. PENDAHULUAN Motor listrik hoist crane merupakan jenis motor yang paling banyak digunakan pada perindustrian, salah satunya PT. Nikkatsu Electric Works yang menggunakan motor induksi sebagai motor penggerak hoist di gedung produksi, gedung packing (pengemasan) maupun gudang yang bertujuan untuk memindahkan suatu barang (beban). Pada Crane/Hoist di perusahaan ini menggunakan 3 (tiga buah) motor listrik yang masing-masing satu motor untuk mengangkat beban, dua motor listrik lainnya untuk jalan di rel. Besar kecilnya daya motor listrik bergantung dari berdasarkan daya beban. Sistem kontrol yang digunakan pada Crane/Hoist jenis ini adalah menggunakan pengendali (pengontrolan) dengan kontaktor-kontaktor yang dilengkapi dengan saklar push-button, sehingga motor listrik dapat beroperasi secara maksimal ketika dibebani. Motor listrik hoist ini dipilih oleh PT. Nikkatsu Electric Works karena harganya yang lebih ekonomis, perawatanya yang mudah, meringankan suatu pekerjaan dalam hal pemindahan suatu barang, serta untuk mengurangi jumlah pekerja. Pada tugas akhir ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik kerja dari motor listrik hoist crane NHE3T di PT. Nikkatsu Electric Works terhadap perubahan nilai beban angkat. 2. DASAR TEORI 2.1 Pengertian Crane/Hoist Crane/Hoist adalah alat untuk pelayan beban mekanis atau muatan yang dilengkapi dengan kerekan untuk mengangkat benda dan berfungsi juga untuk menggerakkan muatan secara vertikal dan gerakan ke arah horisontal bergerak bersama dan menurunkan muatan ke tempat yang telah ditentukan dengan mekanisme pergerakan Crane/hoist secara dua derajat bersamaan. 2.2 Motor Induksi Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (ac) yang paling luas digunakan penamaannya berasal dari kenyataan bahwa motor ini bekerja berdasarkan induksi medan magnet stator ke statornya, dimana arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator. 2.3 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Rangkaian Ekivalen yang akan dipelajari adalah rangkaian ekivalen perfasa. Dimana rangkaian rangkaian ekivalen motor induksi ini terdiri dari rangkaian stator dan rangkaian rotor. Stator sebagai sisi primer, dan rotor sebagai sisi sekunder yang penghantar-penghantarnya dihubung-singkat dan berputar. Kopling antara sisi primer dan sisi sekunder dipisahkan oleh celah udara (Air gap). B - 85

Dasar persamaan torka yang kita kenal sebagai persamaan gerak untuk sistem ini adalah : T M = T L + J dω...(2) Gambar 1. Rangkaian Ekivalen Lengkap Motor Induksi Perfasa (Sumber : Sudaryanto sudirham, motor asinkron) Keterangan Gambar : V 1 = Tegangan masukan motor (Volt) I 1 = Arus Stator (A) I 2 = Arus Rotor (A) I 0 = Arus Eksitasi (A) R 1 = Resistansi pada bagian stator (Ω) X 1 = Reaktansi pada bagian stator (Ω) R 2 = a 2 R 2 = Resistansi pada bagian rotor (Ω) X 2 = a 2 X 2= Reaktansi pada bagian rotor (Ω) R c = Resistansi Magnetitasi (Ω) X c = Reaktansi Magnetitasi (Ω) R 2 ( 1 s ) = Tahanan yang mewakili beban yang s merupakan fungsi dari s. 2.4 Torka Torka adalah ukuran kemampuan mesin untuk melakukan kerja, jadi torka adalah suatu energi. Besaran torka adalah besaran turunan yang biasa digunakan untuk menghitung energi yang dihasilkan dari benda yang berputar pada porosnya. Pada motor induksi terjadi alih daya dari daya elektrik di stator menjadi daya mekanik di rotor. Sebelum dikurangi rugi-tembaga rotor, alih daya tersebut adalah sebesar daya celah udara Pg dan ini memberikan torka yang kita sebut torka elektromagnetik dengan perputaran sinkron. Jadi jika T adalah torka elektromagnetik maka : P g = T.ω s atau T = P g ω s... (1) 3. Pengaruh Pembebanan pada Kerja Motor Dalam praktek torka beban aktif maupun pasif selalu ada dalam sistem penggerak. Dengan demikian motor sebagai penggerak beban bukan saja beroperasi sebagai motor penggerak akan tetapi dapat juga beroperasi sebagai generator atau sebagai pengereman. Juga dalam pemakaian motor seringkali dioperasikan dalam dua arah putaran. Untuk menganalisa pengaruh pembebanan pada kerja motor, perhatikan gambar berikut ini. T M = Torka motor yang diukur dalam N-m T L = Torka beban yang diukur dalam N-m J = Momen inersia dari sistem penggerak dalam kg.m 2. ω = Kecepatan sudut dalam mekanik radian/s t = waktu dalam detik Gambar 3. Ilustrasi Tipikal dari persamaan 10 (Sumber : M.V Desphande, electric motors applications and control) Dari gambar 3, menunjukan bahwa : 1. Jika T M > T L yaitu dω > 0, akan terjadi percepatan pada sistem penggerak dimana kecepatan akan dibawa pada kecepatan nominal. 2. Jika T M < T L yaitu dω < 0 akan terjadi perlambatan pada sistem penggerak dan sistem akan terhenti. 3. Jika T M = T L yaitu dω = 0 tidak terjadi percepatan atau perlambatan. Pada kondisi ini motor akan tetap berputar dengan kecepatan yang sama. Akan tetapi jika motor dalam keadaan diam akan tetap diam. Pernyataan di atas hanya berlaku bila beban motor merupakan beban pasif. Bila beban motor merupakan beban aktif seperti alat angkat (hoist), maka akan berlaku sebaliknya. 4. METODOLOGI PENELITIAN 4.1 Blok Diagram Motor Listrik Hoist NHE3T Gambar 2. Pengaruh Pembebanan pada Kerja Motor (Sumber : http://psbtik.smkn1ciamis.sch.id) Gambar 4. Blok Diagram Sistem dari Motor Listrik Hoist NHE3T Gambar 4 merupakan prinsip kerja sederhana dari sistem motor listrik hoist NHE3T yang ada di PT. Nikkatsu Electric Works. Sistem diagram block diatas B - 86

jika dibaca setiap blocknya dapat dibaca mula-mula sumber tegangan tiga fasa digunakan sebagai sumber tegangan, masuk ke rangkaian panel yang akan dihubungkan dengan MCCB (Merlin Gerin NS100N) yang berfungsi sebagai pemutus sirkit pada tegangan menengah, kemudian keluaran dari rangkaian panel (MCCB) dihubungkan dengan motor listrik hoist NHE3T yang berputar diberi kopel ke drum sling yang dimaksudkan sebagai penggerak tali atau wire rope yang di gulung pada bagian drum sling, kemudian tali atau wire rope tersebut di hubungkan dengan hook, hook berfungsi sebagai pengikat untuk ke beban. Push button yang dihubungkan dengan motor listrik hoist NHE3T bertujuan untuk mengontrol sistem kerja dari motor listrik hoist NHE3T. Berikut ini adalah tabel name plate dari motor induksi yang digunakan pada Crane NHE3T. Tabel 1. Name Plate Crane Hoist NHE3T Merk Nippon Hoist Type NHE3T Tgl. Pembuatan 07/12/2006 Tgl. Pemakaian 21/04/2007 Panjang 6 m Kec. Hoist 6 m/min Putaran Max. 1500 Rpm Putaran Nominal - Rpm Cos φ 0.85 Efisiensi Rated 80 % Rated Load 3 Ton Berat Crane Hosit 240 Kg Motor Hoisting Trolley Frekuensi 50 Hz 60 Hz 50 Hz 60 Hz Tegangan 380 V Daya 3,3 4 0,23-4 0,28-4 4 kw kw kw kw Reaktansi Stator (X1) 1,833 Ω Reaktansi Gandeng (Xm) 54,071 Ω Momen Inersia (J) 0,0131 kg.m 2 a) Perhitungan untuk tegangan thevenin : V TH = V X M R 2 1 +(X 1 +X M ) 2... (3) b) Perhitungan untuk impedansi thevenin : Z TH = R TH + jx TH = jx M (R 1 +jx 1 ) R 1 +j(x 1 +X M )... (4) c) Perhitungan dari slip pada torka maksimum S Max T = R 2... (5) R 2 TH + (X TH +X 2 ) 2 d) Perhitungan dari kecepatan putaran sinkron adalah : n sync = 120xf P... (6) e) Perhitungan dari kecepatan sinkron : ω sync = n sync x 2πrad 1r x 1 min 60 s... (7) f) Perhitungan dari torka starting motor : T Start = 3 x V TH 2 x R 2 ω sync x[(r TH + R 2 ) 2 +(X TH +X 2 ) 2 ]... (8) g) Perhitungan dari torka maksimum motor : T Max = 3 x V TH 2 2 x ω sync x[r TH + R TH 2 +(X TH +X 2 ) 2 ] (9) 4.3 Dasar Menentukan Rating Torka Mekanik pada Motor Listrik Hoist NHE3T 4.2 Perhitungan Rangkaian Ekivalen dari Motor Listrik Hoist Dibawah ini adalah rangkaian pengganti dari rangkaian ekivalen satu phasa dari motor listrik hoist crane : Gambar 6. Motor Listrik Hoist Kopling dengan Gearbox dan Beban lewat Trommol Gambar 5. Rangkaian Ekivalen perphasa dari Motor Listrik Hoist Adapun parameter-parameter nilai yang ada pada motor listrik hoist crane, sebagai berikut : Tabel 2. Parameter Motor Listrik Hoist Crane Daya (P) 4 kw Tegangan (V) 380 Volt Frekuensi (f) 50 Hz Fasa (F) 3 fasa Jumlah Kutub (p) 4 Kutub Tahanan Rotor ( R2) 3,125 Ω Tahanan Stator (R1) 1,405 Ω Reaktansi Rotor (X2) 1,833 Ω Untuk menghitung keseluruhan momen inersia total pada motor listrik hoist yang terhubung dengan gearbox dan trommol atau sling, maka didapatkan persamaan sebagai J T = ( J m + J G1 + J G2. ( 1 i ) 2 + J TR. ( 1 i ) 2 + m g. ( r i ) 2 )... (10) Dimana : Jari-jari pada trommol (r) = 0,15 m Diameter pada trommol (d) = 0,30 m Gear ratio (G R) = 1 : 6 Momen inersia pada motor (J mot) = 5 kg.m 2 Momen inersia pada gear 1 (J G1) = 3 kg.m 2 Momen inersia pada gear 2 (J G2) = 43 kg.m 2 Momen inersia pada trommol (J TR) = 143 kg.m 2 B - 87

Percepatan gravitasi bumi (g) = 10 m/s 2 4.4 Perhitungan Torka pada Poros Motor Listrik Hoist NHE3T Torka bisa juga diartikan sebaga momen puntir yang diberikan pada suatu benda, sehingga menyebabkan benda tersebut berputar pada poros. Sebelum menghitung torka pada poros motor perlu diketahui perhitungan-perhitungan seperti persamaan a. Menghitung daya input pada motor diperlukan persamaan 19, sebagai P in = 3 x V 3 x I x cos θ... (11) P in = Daya input motor (watt) V 3 = Sumber tegangan (volt) I = Arus (ampere) cos θ = Faktor daya b. Sesuai dengan data name plate pada motor, didapatkan nilai η sebesar 0,80. Sehingga, daya output motor dihitung dengan persamaan P out = P in x η 100 %... (12) η = Efisiensi motor (%) P in = Daya input motor (watt) P out = Daya output motor (watt) c. Menghitung nilai slip pada motor, diperlukan persamaan sebagai Slip = n s n r n s x 100%... (13) Slip = Slip motor (%) n s = Kecepatan sinkron motor (rpm) n r = Kecepatan rotor motor (rpm) d. Menghitung kecepatan poros mekanik pada rotor, diperlukan persamaan ω m = (1 Slip ) x ω sync... (14) ω m = Kecepatan poros motor (rad/s) ω sync = Kecepatan sinkron motor (rad/s) Sedangkan, untuk menghitung torka beban yang terjadi pada motor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan T L = P out ω m... (15) T L = Torka beban motor (N.m) Dengan asumsi dω = 0,1 rad/s, sehingga untuk menghitung torka dinamik yang terjadi pada motor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dω T d = J T... (16) T d = Torka dinamik motor (N.m) J T = Momen inersia dari sistem penggerak (Kg.m 2 ) ω = Kecepatan sudut dalam mekanik (rad/s) Sehingga untuk menghitung torka mekanik motor yang dibutuhkan motor ketika diberikan beban dapat dihitung menggunakan persamaan, T m = T L + T d... (17) T m = Torka mekanik motor (N.m) 4.5 Perhitungan Torka Induksi pada Motor Listrik Hoist NHE3T Sebelum mengetahui torka induksi pada motor listrik hoist NHE3T, diperlukan perhitungan sperti a. Menghitung rugi-rugi tembaga stator, dapat menggunakan persamaan 26. P scl = 3 x I 2 x R 1... (18) P scl = Daya rugi-rugi tembaga stator (watt) I = Arus fasa (ampere) R 1 = Tahanan stator (ohm) b. Menghitung daya celah udara pada motor, dapat menggunakan persamaan sebagai P AG = P in P scl... (19) P AG = Daya rugi-rugi celah udara (watt) c. Menghitung daya converted, dapat menggunakan persamaan P conv = (1 s) x P AG... (20) P conv = Daya rugi-rugi konversi (watt) d. Menghitung daya rotor, dapat menggunakan persamaan P rot = P conv P out... (21) P rot = Daya rugi-rugi rotor (watt) Sehingga, untuk menghitung torka induksi pada motor listrik hoist dapat dilakukan dengan persamaan sebagai T ind = P AG ω sync (N.m)... (22) 5. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS 5.1 Hasil Pengukuran pada Motor Listrik Hoist NHE3T Berikut ini adalah hasil pengukuran pada motor listrik hoist NHE3T, yang akan ditunjukan oleh tabel 3, sebagai Tabel 3. Data hasil pengukuran pada motor listrik hoist NHE3T N Beban Tegangan Arus f ns nr o (Kg) Volt A (Hz) (Rpm) (Rpm) 1 0 378,67 4,08 50 1500 1465 2 1573 379,67 5,68 50 1500 1453 3 1982 379,67 7,96 50 1500 1433 4 2672 380,00 10,56 50 1500 1414 5.2 Hasil Perhitungan Rangkaian Ekivalen Motor Listrik Hoist NHE3T B - 88

Hasil perhitungan rangkaian ekivalen satu phasa ditunjukan oleh tabel 4, sebagai Tabel 4. Hasil Perhitungan Rangkaian Ekivalen Motor Listrik Hoist Perfasa No Perhitungan Nilai 1 V TH 212,74 Volt 2 R TH 1,314 Ω 3 X TH 1,806 Ω 4 Z TH 1,314 + j1,806 Ω 5 S Max 0,807 6 n sync 1500 Rpm 7 ω sync 157,08 rad/s 8 T start 81,202 N.m 9 T max 83,385 N.m 5.3 Hasil perhitungan Momen Inersia Total Hasil perhitungan momen inersia total ditunjukan oleh tabel 5, sebagai Tabel 5. Data Perhitungan Momen Inersia Total pada Motor No Beban Momen Inersia Total (Kg) J T (N.m) 1 0 13,17 2 1573 13,27 3 1982 13,29 4 2672 13,34 5.4 Hasil Perhitungan Torka Mekanik pada Poros Motor Listrik Hoist NHE3T Untuk menghitung torka motor, diperlukan perhitungan data torka dinamik motor dan torka beban sesuai dengan persamaan 19-25. Data torka dinamik motor, torka beban, dan torka mekanik motor tersebut dapat dilihat pada tabel Tabel 6. Hasil Perhitungan Torka Mekanik Motor Beban Torka Torka Torka Load Dinamik Motor (Kg) TL (N.m) TD (N.m) TM (N.m) 0 6,85 1,32 8,17 1573 9,64 1,33 10,97 1982 13,70 1,33 15,03 2672 18,44 1,33 19,77 5.5 Hasil perhitungan Torka Induksi pada Poros Motor Listrik Hoist NHE3T Untuk menghitung torka induksi pada motor, diperlukan perhitungan data rugi-rugi daya yang terjadi pada motor sesuai dengan persamaan 26-30. Sehingga akan didapatkan data hasil perhitungan torka induksi motor tersebut dapat dilihat pada tabel Tabel 7. Hasil Perhitungan Torka Induksi pada Motor Torka Daya Celah Kecepatan Beban Induksi No Udara Sinkron Motor (Kg) Pag ωsync (rad/s) Tind 1 0 1289,83 157,00 8,22 2 1573 1787,70 157,00 11,39 3 1982 2479,80 157,00 15,79 4 2672 3254,20 157,00 20,73 5.6 Pemodelan Simulink MATLAB R2013a Gambar 7. Pemodelan Simulink motor listrik hoist crane NHE3T 5.7 Hasil Pengujian berdasarkan Simulink Matlab R2013a dengan simulink untuk pemodelan sesuai dengan gambar 4.4 sehingga akan didapatkan hasil keluaran yang berupa grafik karakteristik dari motor listrik hoist NHE3T berdasarkan hasil simulasi menggunakan Software Simulink Matlab R2013a. Maka didapatkan hasil keluaran grafik karaketeristiknya sebagai a. Hasil Kurva Beban 0 Kg I (A) Gambar 8. Arus Stator Fasa A dengan Kondisi Beban 0 Kg n (rpm) Gambar 8 menunjukan arus stator fasa a dengan kondisi beban 0 Kg, dan mendapatkan arus efektif dalam keadaan steady state pada saat t> 0,22s sebesar 5,091 A. Gambar 9. Kecepatan Putaran Rotor dengan Kondisi Beban 0 Kg Gambar 9 menunjukan kecepatan putaran rotor dengan kondisi beban 0 Kg, dan mendapatkan putaran dalam keadaan steady state pada saat t>0,28s sebesar 1465 rpm. B - 89

Te (N.m) Te (N.m) Gambar 10. Torka Elektromagnetik dengan Kondisi Beban 0 Kg Gambar 10 menunjukan torka elektromagnetik dengan kondisi beban 0 Kg, dan mendapatkan torka elektromagnetik dalam keadaan steady state pada saat t>0,28s sebesar 8,628 N.m. b. Hasil Kurva Beban 1573 Kg I (A) Gambar 13. Torka Elektromagnetik dengan Kondisi Beban 1573 Kg Gambar 13 menunjukan torka elektromagnetik dengan kondisi beban 0 Kg, dan mendapatkan torka elektromagnetik dalam keadaan steady state pada saat t>0,31s sebesar 11,42 N.m. c. Hasil Kurva Beban 1982 Kg I (A) Gambar 11. Arus Stator Fasa A dengan Kondisi Beban 1573 Kg Gambar 11 menunjukan arus stator fasa a dengan kondisi beban 1573 Kg, dan mendapatkan arus efektif dalam keadaan steady state pada saat t >0,22s sebesar 5,31 A. Gambar 14. Arus Stator Fasa A dengan Kondisi Beban 1982 Kg Gambar 14 menunjukan arus stator fasa a dengan kondisi beban 1982 Kg, dan mendapatkan arus efektif dalam keadaan steady state pada saat t> 0,22s sebesar 5,75 A. n (rpm) n (rpm) Gambar 12. Kecepatan Putaran Rotor dengan Kondisi Beban 1573 Kg Gambar 12 menunjukan kecepatan putaran rotor dengan kondisi beban 0 Kg, dan mendapatkan putaran dalam keadaan steady state pada saat t>0,30s sebesar 1453 rpm. Gambar 15. Kecepatan Putaran Rotor dengan Kondisi Beban 1982 Kg Gambar 15 menunjukan kecepatan putaran rotor dengan kondisi beban 0 Kg, dan mendapatkan putaran dalam keadaan steady state pada saat t> 0,28s sebesar 1436 rpm. B - 90

Te (N.m) Te (N.m) Gambar 16. Torka Elektromagnetik dengan Kondisi Beban 1982 Kg Gambar 16 menunjukan torka elektromagnetik dengan kondisi beban 1982 Kg, dan mendapatkan torka elektromagnetik dalam keadaan steady state pada saat t>0,28s sebesar 15,48 N.m. d. Hasil Kurva Beban 2672 Kg I (A) Gambar 19. Torka Elektromagnetik dengan Kondisi Beban 2672 Kg Gambar 19 menunjukan torka elektromagnetik dengan kondisi beban 2672 Kg, dan mendapatkan torka elektromagnetik dalam keadaan steady state pada saat t>0,31s sebesar 20,21 N.m. Dari hasil pengujian dengan menggunakan pemodelan Simulink Matlab, maka data hasil pengujian dapat dilihat pada tabel Tabel 8. Hasil pengujian dengan menggunakan pemodelan Simulink Matlab Gambar 17. Arus Stator Fasa A dengan Kondisi Beban 2672 Kg Gambar 17 menunjukan arus stator fasa a dengan kondisi beban 2672 Kg, dan mendapatkan arus efektif dalam keadaan steady state pada saat t> 0,26s sebesar 6,37 A. n (rpm) N o Beban T m V ab I eff n r T e (Kg) (N.m) (Volt) (A) (Rpm) (N.m) 1 0 8,17 380 5,09 1465 8,638 2 1573 10,97 380 5,32 1453 11,42 3 1982 15,03 380 5,75 1436 15,48 4 2672 19,77 380 6,37 1416 20,21 5.8 Analisis Pengukuran, Perhitungan, dan Berdasarkan hasil pengukuran, perhitungan, sampai hasil simulasi yang telah diperoleh diatas. Sehingga dapat dibuat grafik karakteristiknya dengan membandingkan nilai hasil pengukuran, perhitungan, sampai hasil simulasi, dapat dilihat pada gambar a. Karakteristik Arus terhadap Beban Grafik Arus Motor terhadap Beban Gambar 18. Kecepatan Putaran Rotor dengan Kondisi Beban 2672 Kg Gambar 18 menunjukan kecepatan putaran rotor dengan kondisi beban 2672 Kg, dan mendapatkan putaran dalam keadaan steady state pada saat t>0,26s sebesar 1416 rpm. Arus (A) 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0 1573 1982 2672 Beban (Kg) Pengukuran Gambar 20. Karakteristik Arus terhadap Beban Dari gambar 20, direpresentasikan karakteristik arus terhadap beban. Dimana kurva garis berwarna biru merupakan nilai hasil simulasi yang diperoleh dari simulasi simulink matlab, sedangkan kurva garis berwarna hijau merupakan nilai yang diperoleh dari hasil pengukuran. Nilai arus hasil pengukuran dan hasil hasil simulasi akan didapatkan arus yang sangat besar ketika beban angkat akan semakin besar. B - 91

b. Karakteristik Putaran Rotor terhadap Beban Putaran (Rpm) Gambar 21. Karakteristik Putaran terhadap Beban Dari gambar 21, direpresentasikan karakteristik putaran terhadapa beban. Dimana, kurva garis berwarna biru merupakan nilai hasil simulasi yang diperoleh dari simulasi simulink matlab, sedangkan kurva garis berwarna hijau merupakan nilai yang diperoleh dari hasil pengukuran. Nilai putaran rotor hasil pengukuran dan hasil simulasi yang terjadi ketika beban angkat semakin besar maka putaran rotor akan menurun. c. Karakteristik Slip terhadap Beban Slip Gambar 22. Karakteristik Slip terhadap Beban Dari gambar 22, direpresentasikan karakteristik slip terhadap beban. Dimana, kurva garis berwarna biru merupakan nilai hasil simulasi yang diperoleh dari simulasi simulink matlab, sedangkan kurva garis berwarna hijau merupakan nilai yang diperoleh dari hasil perhitungan. Nilai slip yang terjadi pada motor listrik hoist ini ketika beban angkat semakin besar maka slip yang terjadi pada motor akan semakin besar. d. Karakteristik Torka Induksi Motor terhadap Beban Torka Induksi (N.m) 1480 1460 1440 1420 1400 1380 0.0800 0.0600 0.0400 0.0200 0.0000 Grafik Putaran Rotor Motor terhadap Beban 0 1573 1982 2672 Beban (Kg) Grafik Slip Motor terhadap Beban 0 1573 1982 2672 Beban (Kg) Pengukuran Perhitungan Grafik Torka Induksi Motor terhadap Beban 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 0 1573 1982 2672 Beban (Kg) Perhitungan Gambar 23. Karakteristik Torka Induksi terhadap Beban Dari gambar 23, direpresentasikan karakteristik torka induksi terhadap beban. Dimana, kurva garis berwarna biru merupakan nilai hasil simulasi yang diperoleh dari simulasi simulink matlab, sedangkan kurva garis berwarna hijau merupakan nilai yang diperoleh dari hasil perhitungan. Nilai torka induksi hasil pengukuran dan hasil simulasi ketika beban angkat semakin besar maka nilai torka induksi motor akan semakin besar. e. Karakteristik Torka Induksi terhadap Putaran Rotor Torka Induksi (N.m) 100 80 60 40 20 0 0 500 1000 1500 Putaran (Rpm) Gambar 24. Karakteristik Torka Induksi terhadap Putaran Rotor Dari gambar 24, direpresentasikan bahwa karakteristik torka induksi terhadap putaran rotor. Dimana, kurva garis berwarna biru merupakan nilai hasil perhitungan yang diperoleh dari rangkaian ekivalen motor listrik hoist perfasa. Berdasarkan perhitungan didapatkan bahwa torka induksi starting motor diperoleh sebesar 81,576 N.m dengan putaran rotor sebesar 0 rpm. Torka induksi maksimum diperoleh sebesar 83,38 N.m dengan putaran rotor sebesar 300 rpm. Sedangkan daerah torka kerja motor dimulai pada saat torka 83,38 N.m sampai 0 N.m dengan putaran rotor sebesar 300 rpm sampai menuju kecepatan sinrkronnya. Sehingga, dari gambar 27 bagian daerah yang diarsir menunjukan bahwa motor listrik hoist berada pada daerah torka starting, sedangkan daerah bagian yang tidak diarsir adalah daerah torka kerja dari motor listrik hoist. Dimana motor listrik hoist ini ketika motor di jalankan (starting) dengan putaran awal 0 rpm, maka akan terjadi kenaikan torka yang besar. Semakin motor tersebut menuju kepada kecepatan sinkronnya maka torka tersebut semakin menuju ke daerah torka kerjanya motor listrik hoist. 6. KESIMPULAN Berdasarkan pembahasan yang telah dikemukakan sebelumnya, serta dari data dan hasil perhitungan dan hasil simulink matlab, maka dapat disimpulkan sebagai 1. Persamaan 10 sampai dengan persamaan 17, perhitungan momen inersia total motor untuk mengetahui torka mekanik pada poros motor. Torka mekanik pada poros motor tersebut akan B - 92

digunakan sebagai inputan kedalam simulasi simulink matlab. Besarnya nilai torka mekanik pada saat beban angkat 0 Kg sebesar 8,17 N.m. Beban angkat 1573 Kg sebesar 10,97 N.m. Beban angkat 1982 Kg sebesar 15,03 N.m. beban angkat 2672 Kg sebesar 19,77 N.m. 2. Berdasarkan tabel 3, 7 dan gambar 21, memperlihatkan nilai putaran rotor hasil pengukuran dan hasil simulasi. Dimana nilai putaran rotor hasil pengukuran hampir mendekati nilai hasil simulasi (ideal). Selain itu juga nilai putaran rotor akan mengalami penurunan kecepatan rotor ketika beban angkat semakin besar. Dengan adanya putaran kecepatan rotor maka motor listrik hoist akan menghasilkan slip, slip yang terjadi pada motor listrik hoist ketika beban angkat semakin besar maka slip yang terjadi pada motor akan mengalami kenaikan slip. 10. NH CRANES & CRANE COMPONENTS, Nippon Hoist CO., LTD. 11. Subrahmanyam, Vedam. 1994. Electric Drives. New Delhi : Tata McGraw-Hill 12. Sudaryanto, Sudirham : motor asinkron. 13. Zuhal, "Dasar Tenaga Listrik", Cetakan ke 6, ITB, Bandung 1989 3. Berdasarkan persamaan 22, tabel 7, dan tabel 8, akan didapatkan torka induksi hasil perhitungan dan hasil simulasi simulink matlab. Dimana hasil yang diperoleh hampir mendekati antara hasil perhitungan dan hasil simulasi. Selain itu juga, perolehan nilai torka induksi motor listrik hoist ketika beban angkat semakin besar maka torka induksi yang terjadi pada motor akan mengalami kenaikan torka induksi. Hal tersebut tidak lepas dengan ggl induksi rotor yang dipengaruhi oleh gerakan relatif rotor terhadap medan statornya. DAFTAR PUSTAKA 1. Bakshi, U.A, dan Bakshi, M.V. Electric Drives and Control 1 nd Edition. Technical Publications, 2009. 2. Chapman, Stpehen J. 1991. Electric Manchinery Fundamental (Second edition). United Sates: McGraw-Hill. 3. Eddrin Addriana, S.T : Perhitungan Variabel Resistansi dan Analisa Starting Motor Induksi Slip Ring 160 KW sebagai Penggerak pada Bridge Crane 916 (BC 916) dengan metoda tahanan Seri Rotor Mengggunakan Matlab 7.4, 2011. Insitut Teknologi Nasional, Bnadung. 4. Fizgerald, A.E., dan Jr, Charles Kingsley., dan Umans, Stephen D. Electric Machinery fifth edition in SI units London : McGraw-Hill 5. http://www.yudaesa.com 6. http://www.elektronika-dasar.web.id 7. http://www.pearaso7.wordpress.com 8. MATLAB r2013a Simulink, User Guide, USA, 2004. 9. M. V, Desphande. 1990. Electric Motor Applications and Control. : Wheller. B - 93