LAPORAN PRAKTIKUM DASAR-DASAR KELISTRIKAN INSTALASI SAKLAR TPDT(Three Pole Double Throw Switch) UNTUK MOTOR KAPASITOR 1 FASA Disusun Oleh : Shofiudin (B42120449) Yongki Adi Pratama Putra (B42120491) Yoeca Nasocha Dityarasha (B42120623) Dwi Pinaring Huda (B42120626) Muhammad Ruslan (B42120673) Dosen Pembina : Ir. Anang Supriadi Saleh, MP. Golongan A / Kelompok IV PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI TERBARUKAN JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN POLITEKNIK NEGERI JEMBER MEI 2013
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo.motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu. Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron dengan dua standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter ),sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun Kilo Watt (kw). Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya, sebagai standar dieu,pembagian kelas ini menjadi EFF1, EFF2 dan EFF3.EFF1 adalah motor listrik yang paling efisien, paling sedikit memboroskan tenaga, sedangkan EFF3 sudah tidak boleh dipergunakan dalam lingkungan EU, sebab memboroskan bahan bakar di pembangkit listrik dan secara otomatis akan menimbulkan buangan karbon yang terbanyak, sehingga lebih mencemari lingkungan. Standar IEC yang berlaku adalah IEC 34-1, ini adalah sebuah standar yang mengatur rotating equipment bertenaga listrik. Ada banyak pabrik elektrik motor, tetapihanya sebagian saja yang benar-benar mengikuti arahan IEC 34-1 dan juga mengikuti arahan level efisiensi dari EU. Banyak produsen elektrik motor yang tidak mengikuti standar IEC dan EU supaya produknya menjadi murah dan lebih banyak terjual, banyak Negara berkembang manjdi pasar untuk produk ini, yang dalam jangka panjang memboroskan keuangan pemakai, sebab tagihan listrik yang semakin tinggi setiap tahunnya.
Lembaga yang mengatur dan menjamin level efisiensi ini adalah CEMEP, sebuah konsorsium di Eropa yang didirikan oleh pabrik-pabrik elektrik motor yang ternama, dengan tujuan untuk menyelamatkan lingkungan dengan mengurangi pencemaran karbon secara global, karena banyak daya diboroskan dalam pemakaian beban listrik. Sebagai contoh, dalam sebuah industri rata-rata konsumsi listrik untuk motor listrik adalah sekitar 65-70% dari total biaya listrik, jadi memakai elektrik motor yang efisien akan mengurangi biaya overhead produksi, sehingga menaikkan daya saing produk, apalagidengan kenaikan tarif listrik setiap tahun, maka pemakaian motor listrik EFF1 sudahwaktunya menjadi keharusan. 1.2 Rumusan Masalah a. Bagaimanakah cara pemasangan instalasi motor kapasitor 1 fasa? b. Bagaimanakah cara kerja instalasi motor kapasitor 1 fasa dengan saklar TPDT? 1.3 Tujuan a. Mahasiswa dapat mengetahui cara pemasangan instalasi motor kapasitor 1 fasa. b. Mahasiswa dapat mengetahui cara kerja motor kapasitor 1 fasa dengan saklar TPDT.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Komponen-Komponen Dalam Instalasi Motor kapasitor 1 fasa 2.1.1Saklar TPDT (Three Pole Double Throw Switch) Saklar TPDT adalah saklar dengan tiga kutub yang dapat bekerja ke dua arah. Saklar ini digunakan pada instalasi motor listrik 3 fasa atau sistem 3 fasa lainnya. Juga dapat digunakan sebagai pembalik putaran motor listrik 3 fasa, layanan motor listrik 3 fasa dari dua sumber dan juga sebagai starter bintang segitiga yang sangat sederhana, Akan tetapi juga dapat digunakan untuk sakelar motor kapasitor 1 fasa. Terdapat tuas yang ang dapat mengontrol arus listrik untuk menghentikan motor atau memutarbalik arah putaran motor dengan pengaturan dan pemasangan rangkaian didalam sakelar TPDT tersebut. Contoh rangkaian pada saklar TPDT (Three Pole Double Throw Switch) Gambar 1. Rangkaian pada saklar TPDT 2.1.2 Motor 1 Fasa Pada motor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2). Gambar 2. Belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1- Z2) Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama Grafik arus belitan
bantu I bantu dan arus belitan utama I utama berbeda fasa sebesar φ medan magnet. Grafik 1. Arus belitan bantu I bantu dan arus belitan utama I utama berbeda fasa sebesar φ medan magnet hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan arus bantu. Medan magnet utama yang dihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar φdengan medan magnet bantu Belitan bantu Z1-Z2 pertama dialiri arus Ibantu menghasilkan fluks magnet Φtegak lurus, beberapa saat kemudian belitan utama U1-U2 dialiri arus utama Iutama. yang bernilai positip. Hasilnya adalah medan magnet yang bergeser sebesar 45 dengan arah sebesar 45 dengan arah berlawanan jarum jam. Kejadian ini berlangsung terus sampai satu siklus sinusoida, sehingga menghasilkan medan magnet yang berputar pada belitan statornya. Gambar 3. Kumparan stator dan rotor 2.1.3 Jenis-jenis Motor 1 Fasa Motor Split-phase Motor Capacitor - Motor Capasitor Start - Motor Capacitor Start and Run
- Motor Capasitor Tetap Motor Shaded Pole Motor Universal Dalam praktikum motor satu faasa kita menggunakan Motor Kapasitor. 2.2 Macam-Macam Motor Kapasitor Motor kapasitor satu phasa banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti motor pompa air, motor mesin cuci, motor lemari es, motor air conditioning. Konstruksinya sederhana dengan daya kecil dan bekerja dengan tegangan suplai PLN 220 V, oleh karena itu menjadikan motor kapasitor ini banyak dipakai pada peralatan rumah tangga 2.2.1 Motor Kapasitor Start Motor kapasitor start merupakan motor fase belah tetapi pada saat distart perbedaan fase antara kedua arus diperoleh melalui sebuah kapasitor yang dipasang seri dengan kumparan bantu. Dengan adanya kapasitor, diperoleh torsi awal yang lebih besar jika dibandingkan diperoleh torsi awal yang lebih besar jika dibandingkan dengan motor fase belah. Motor kapasitor start banyak digunakan terutama : fan, AC, pompa, peralatan pendingin, mesin cuci, dan penggerak kompresor. Gambar 4. Skema instalasi motor kapasitor start 2.2.2 Motor Kapasitor Start dan Run Motor kapasitor jenis ini mempunyai dua kapasitor, satu berfungsi hanya pada saat motor sedang dihidupkan (Cs) dan kapasitor lainnya (Cr) bekerja terus menerus. Setelah putaran motor mencapai 70 80 % dari putaran nominalnya Cs terlepas dan Cr tetap terhubung. Beda fase antara flux utama dan bantu menurun
sehingga torsi motor juga menurun. Besarnya kapasitor start biasanya 300 F dan kapasitor run 40 F untuk motor 0,5 HP. Motor ini penggunaannya sama seperti motor kapasitor start, hanya perbedaanya mempunyai torsi dan efesiensi yang lebih besar. Selain itu dapat mempertinggi kemampuan motor dari beban lebih dan putarannya lebih halus. Pada gambar 3 menunjukkan rangkaian motor kapasitor start dan run. Gambar 5. Skema instalasi motor kapasitor start dan run 2.2.3 Motor Kapasitor Tetap Pada motor ini terdapat kapasitor yang dipasang tetap sebagaimana yang dapat dilihat pada gambar di atas Torsi awal motor kapasitor sangat sukar diukur namun denikian terdapat suatu pendekatan untuk menafsirkan besarnya torsi awal
tersebut. Misalnya untuk memperoleh jumlah putaran motor yang sangat lambat dibutuhkan sumber V1dan menghasilkan torsi keluaran T1. Maka untuk tegamgan sumber V2, torsi awal motor. Motor ini mempunyai kutub bayangan (shaded pole) dan kutub utama sementara rotornya adalah rotor sangkar tupai. Medan putar dihasilkan karena adanya induksi pada cincin hubung singkat yang terdapat pada kutub bayangan. Motor kutub bayangan kebanyakan digunakan pada alat-alat yang tidak memerlukan torsi Gambar 6. Skema instalasi motor kapasitor tetap 2.2.4 Motor Shaded Pole Digunakan pada alat-alat yang tidak memerlukan torsi yang besar seperti : kipas angin kecil, alat foto copy, pompa kecil dan alat pengering rambut. Motor kutub bayangan terdapat satu kutub yang bercelah dan pada bagian kutub yang lain, dipasang cincin hubung singkat (kumparan bantu). Konstruksi motor Gambar 7. Skema instalasi motor shaded pole
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat Alat yang diperlukan atau dipergunakan untuk praktikum adalah: - Tang - Obeng - Guntin baja 3.1.2 Bahan Bahan yang diperlukan adalah: - Kabel - Sakelar TPDT (Three pole double trhow switch) - Motor - Steker - Papan peraga 3.2 Langkah Kerja - Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan - Perhatikanlah dan pahami skema instalasi agar dapat mengurangi kesalahan dan kerusakan - Tempatkanlah sakelar TPDT pada papan peraga - Sambungkan dengan kabel seperti gambar dibawah ini.
Gambar 8. Skema pemasangan instalasi saklat TPDT dengan Motor 1 Fasa - Pastikan semua sambungan trpasang dengan tepat. - Jika sudah terpasang sempurna. kabel yang menuju beban, sambungkan dengan motor - Aturlah pengaturan motor dengan tegangan 220V dengan cara kumparan motor tersebut dirangkai seri. - Demikeamanan, sambungan-samungan antar kabel tutuplah dengan isolator. - Periksalah kembali sambungan instalasi dan pastikan terpasang dengan baik dan tepat. - Kemudian sambungkan kabel input dari sakelar TPDT pada steker. - Pastikan saelar TPDT pada posisi netral (di tengah) - Kemudian sambungkab kabel input TPDT ke steker - Setelah tersambung pada steker, colokkanlah padasumber listrik (stop kontak). - Tekan TPDT kesisi atas untuk menghidupkan motor degan putaran berlawanan dengan arah jarum jam. - Dan putar tuas sakelar TPDT ke sisi bawah untuk memutar balik arah putaran motor.
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Analisa Data Gamabar 8. Gambar teknik instalasi motor 1 fasa Dari data yang telah diperoleh dengan berupa gambar skema instalasi motor 1 fasa dapat dianalisa bahwa instalasi motor 1 fasa tersebut menggunakan komponen saklar TPDT dan motor 1 fasa. Didalam saklar TPDT terdapat 9 titik penghubung dan 3 pasang titik didalam 9 titik tersebut dapat dihubungkan antara 3 pasang 1 dan 3 pasang lainnya. Didalam motor 1 fasa terdapat 2 kumparan utama, 1 kumparan bantu, 1 saklar setrifugal dan 1 kapasitor. 4.2 Pembahasan
Dari analisa data diatas dapat dijelaskan bahwa pemasangan saklar TPDT digunakan untuk menghidupkan dan mematikan motor 1 fasa. Saklar TPDT berfung juga untuk mengatur putaran arah motor. Jika saklar TPDT diarahkan keatas sesuai dengan skema gambar, maka arah putaran motor akan berputar bertolak belakang dengan arah jarum jam. Jika tuas saklar TPDT diarahkan kebawah, maka arah putaran motor akan berputar mengikuti arah jarum jam. Komponen-komponen yang berada didalam motor 1 fasa dapat dijelaskan bahwa saklar sentrifugal berfungsi untuk mengalirkan aliran listrik menuju kapasitor. Kapasitorberfungsi untuk menyimpan tegangan yang diberikan, selanjutnya arus akan menyalur menuju kumparan bantu. Jadi tugas dari komponen tersebut hanya sebagai saklar pemacu pengaktifan motor 1 fasa, sehingga motor menyala tugas dari komponen tersebut tidak berfungsi lagi. Selain komponen-komponen tersebut didalam motor 1 fasa terdapat 2 kumparan utama yang masing-masing bernilai 110 Volt. Kumparan utama ini berfungsi sebagai penghasil gaya magnet yang digunakan untuk menggerakan rotor motor 1 fasa. Tegangan yang diberikan menuju motor 1 fasa dapat berupa tegang 220 Volt atau 110 Volt. Jika ingin memberikan tegangan 220 Volt maka, kumparan utama harus diseri. Jika tegang yang diinginkan 110 Volt untuk mengaktifkan motor 1 fasa maka, kumparan utama harus diparalel.
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Cara kerja instalasi motor 1 fasa dapat dijelaskan secara singkat bahwa instalasi iniberkerja menggunakan beberapa komponen yaitu saklar TPDT dan 1 unit motpr 1 fasa. Didalam motor 1 fasa terdapat komponen 2 kumparan utama, 1 kumparan bantu, 1 saklar sentrifugal dan 1 kapasitor. Saklar TPDT berfungsi untuk memutuskan dan menyambungkan aliran listrik yang menuju ke motor 1 fasa, selain itu juga saklat TPDT berfungsi untuk mengubah arah putaran motor denga menaikkan atau menurunkan tuas saklar. Komponen saklar sentrifugal, kapasitor dan kumparan bantu berfungsi untuk memacu pengaktifan gaya magnet yang dihasilkan oleh kumparan utama.kumparan utama digunakan untuk memberikan gaya magnet yang dugunakan untuk memutar rotor motor 1 fasa. 5.2 Saran Didalam perakitan motor 1 fasa sebaiknya dibuat dulu skema instalasinya dengan komponen tambahan berupa saklar TPDT yang berfungsi untuk mengubah putaran motor dan untuk mengaktifkan atau mematikan motor 1 fasa.