TUGAS AKHIR HUBUNGAN ANTARA BESARNYA TAHANAN TERHADAP WAKTU PENGEREMAN DINAMIK PADA MOTOR DC PENGUATAN KOMPON PANJANG KOMULATIF Aplikasi pada Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (P4TK) Medan Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Oleh Luki Itsardi NIM : 080402110 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunianya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang merupakan persyaratan untuk menyelesaikan studi di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU. Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis mengambil judul : HUBUNGAN ANTARA BESARNYA TAHANAN TERHADAP WAKTU PENGEREMAN DINAMIK PADA MOTOR DC PENGUATAN KOMPON PANJANG KOMULATIF (Aplikasi pada Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (P4TK) Medan) Penulis menyadari bahwa tulisan ini tidak akan selesai tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada: 1. Kedua orang tua penulis, Nispiansyah dan Hastuti serta kakak dan adikpenulis (Winny Iftari dan Nesti Gayatri) yang tidak pernah berhenti memberi dukungan, semangat dan doanya kepada saya dengan segala pengorbanan dan kasih sayang yang tidak ternilai besarnya. 2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Siselaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU. 3. Bapak Rachmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU
4. Bapak Ir. Eddy Warman, sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis yang sangat besar bantuannya bagi penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Soeharwinto, S.T, M.T,selaku Dosen Wali Penulis yang telah banyak membimbing dan membantu selama masa kuliah sampai penyusunan Tugas Akhir ini. 6. Bapak Ir. Ponijan sebagai Kepala Pusat Pengembangan dan Perbedayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (P4TK) Medan yang telah memberi izin riset di Pusat Pengembangan dan Perbedayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (P4TK) Medan 7. Bapak Boas Aritonang yang telah membantu penulis untuk menyelesaikan Pengambilan data di Pusat Pengembangan dan Perbedayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (P4TK) Medan. 8. Seluruh staff pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Elektro FT- USU. 9. Seluruh keluarga besar penulis yang berada di Jakarta, Padang, dan Makassar yang tak pernah berhenti untuk mendukung sayaagar bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. 10. Kepada P.O Brother (Rabbaniy, Zamzami, Anantha, dan Lutfi), serta terkhusus kepada Wiwid Ayudi yang terus membantu dan memotivasi saya untuk menyelesaikan tugas akhir ini. 11. Kepada seluruh teman-teman saya di Departemen Teknik Elektro Stambuk 2007 yang tidak dapat di sebutkan satu persatu. 12. Seluruh mahasiswa Teknik Elektro USU.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih memiliki banyak kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik sangat diperlukan dalam mengembangkan isi dari Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pribadi dan juga semua pihak yang membutuhkan. Medan, Juni 2012 Penulis (Luki Itsardi)
ABSTRAK Motor merupakan alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Dalam menjalankan motor arus searah sangat mudah didalam penggunaannya sehingga masih banyak industri yang menggunakannya walaupun sangat sulit dalam pemeliharaannya. Untuk kelancaran proses di industri biasanya motor diatur maju, mundur, diperlambat ataupun diberhentikan. Dalam penggunaan motor sering dibutuhkan proses untuk menghentikan putaran motor dengan cepat, hal ini biasa disebut proses pengereman. Ada tiga metode yang digunakan dalam pengereman pada motor arus searah, yaitu : pengereman regeneratif, pengereman plugging dan pengereman dinamik. Pada tugas akhir ini saya akan membahas tentang pengereman dinamik pada motor arus searah. Pengereman dinamik merupakan pengereman dengan mengubah motor menjadi generator dengan beban dan tanpa penggerak mula, sehingga sangat efisien dalam pengereman yang langsung dapat berhenti. Untuk itu tugas akhir ini akan menunjukkan hasil pengujian tentang hubungan antara besarnya tahanan pengereman terhadap lamanya waktu hingga motor berhenti pada motor DC penguatan kompon panjang komulatif. Penelitian ini dilakukan di Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (P4TK) Medan.
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Tujuan Penulisan... 2 I.3 Batasan Masalah... 2 I.4 Metode Penulisan... 3 I.5Sistematika penulisan... 3 BAB IIMOTOR ARUS SEARAH II.1Umum... 5 II.2Konstruksi Motor Arus Searah... 6 II.2.1 Badan Motor... 7 II.2.2 Kutup... 8 II.2.3 Inti Jangkar... 9 II.2.4 Kumparan Jangkar... 10 II.2.5 Kumparan Medan... 11 II.2.6 Komutator... 12
II.2.7 Sikat-sikat... 13 II.3 Prinsip Kerja Motor Arus Searah...14 II.3.1 Torsi Induksi... 18 II.3.2 Gaya Gerak Listrik (GGL) Lawan... 22 II.3.2 Reaksi Jangkar... 23 II.3.2.1 Mengatasi Masalah Reaksi Jangkar... 26 II.4 Jenis-jenis Motor Arus Searah... 29 II.4.1 Motor Arus searah Penguatan Bebas... 29 II.4.2 Motor Arus Searah Penguatan sendiri... 30 BAB III Pengereman Motor Arus searah III.1 Umum... 35 III.2 Jenis-jenis Pengereman Pada Motor Arus searah... 38 III.2.1 Pengereman Regeneratif... 38 III.2.2 Pengereman Plugging... 40 III.2.3 Pengereman Dinamik... 41 BAB IV HUBUNGAN ANTARA BESARNYA TAHANAN TERHADAP WAKTU PENGEREMAN DINAMIK PADA MOTOR DC PENGUATAN KOMPON PANJANG KOMULATIF IV.1 Umum... 46 IV.2 Peralatan Pengujian... 47 IV.3 Spesifikasi Motor... 48 IV.4 Rangkaian Pengujian... 49
IV.4..1 Rangkaian pengereman dinamik pada motor dc kompon panjangkomulatif tanpa beban... 49 IV.4.2 Rangkaian pengereman dinamik pada motor dc kompon panjang komulatif berbeban... 50 IV.5 Prosedur Percobaan... 51 IV.5.1 Rangkaian pengereman dinamik pada motor dc kompon panjangkomulatif tanpa beban... 51 IV.5.2 Rangkaian pengereman dinamik pada motor dc kompon panjangkomulatif berbeban... 52 IV.6 Data Hasil pengujian... 53 IV.6.1 Rangkaian pengereman dinamik pada motor dc kompon panjang komulatif tanpa beban... 53 IV.6.2 Rangkaian pengereman dinamik pada motor dc kompon panjangkomulatif berbeban... 55 IV.7 Analisa Data Pengujian... 57 IV.7.1 Rangkaian pengereman dinamik pada motor dc kompon panjangkomulatif tanpa beban... 57 IV.7.2 Rangkaian pengereman dinamik pada motor dc kompon panjangkomulatif berbeban... 58 IV.8. Grafik Pengujian... 61 IV. 8. 1. Grafik Pengujian Motor Tanpa Beban Saat di Rem... 61 IV.8.2 Grafik Pengujian Motor Berbeban Saat di Rem... 62
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan... 63 V.2Saran... 64 DAFTAR PUSTAKA... 65
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data pengujian motor tanpa beban saat direm... 53 Tabel 4.2 Data pengujian motor berbeban saat direm... 55 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Pengereman Dinamik Kompon Panjang Komulatif... 60
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Bagan Motor Arus Searah... 6 Gambar 2.2. Konstruksi motor arus searah... 7 Gambar 2.3 Konstruksi kutup dan penempatannya... 8 Gambar 2.4 Inti kutup yang berlapis-lapis... 10 Gambar 2.5 Kumparan Jangkar... 11 Gambar 2.6 Kumparan Medan... 11 Gambar 2.7 Komutator... 12 Gambar 2.8 Sikat-sikat... 13 Gambar 2.9 Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan magnet... 14 Gambar 2.10 Prinsip perputaran motor dc... 15 Gambar 2.11 Ilustrasi daerah distribusi dari ; (a) Fluksi kutup medan, (b) Fluksi jangkar, (c) Resultan dari kedua fluksi.... 24 Gambar 2.12 Kurva pemagnetan ketika terjadi reaksi jangkar... 25 Gambar 2.13. Pelemahan ggm akibat pergeseran bidang netral melawan arah putar... 27 Gambar 2.14. Kumparan mesin dc yang dilengkapi dengan kutup Bantu... 28 Gambar 2.15 Rangkaian ekivalen motor DC penguatan bebas... 29 Gambar 2.16. Rangkaian ekivalen motor DC penguatan shunt... 30 Gambar 2.17. Rangkaian ekivalen motor DC penguatan seri... 31 Gambar 2.18. (a) Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon
Panjang Lawan... 32 (b) Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Panjang Bantu... 33 Gambar 2.19. (a) Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Pendek Lawan... 34 (b) Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon Pendek Bantu... 34 Gambar 3.1. Sistem Motor Berbeban... 37 Gambar 3.2 Pengereman Regeneratif Pada Motor DC... 38 Gambar 3.3 Pengereman plugging pada motor DC penguatan Shunt... 40 Gambar 3.4a. Sebelum Pengereman Dinamik... 41 Gambar 3.4b. Saat Pengereman Dinamik... 42 Gambar 3.5a. sebelum pengereman dinamik... 44 Gambar 3.5b. Saat Pengereman Dinamik... 44 Gambar 4.1 (a) Rangkaian pengereman dinamik motor DC penguatan kompon panjang bantu, (b) rangkaian control... 49 Gambar 4.2 (a) Rangkaian pengereman dinamik motor DC penguatan kompon panjang bantu, (b) rangkaian kontrol.... 50 Gambar 4.3. Grafik Pengujian Motor Tanpa Beban Saat di Rem... 61 Gambar 4.4 Grafik Pengujian Motor Berbeban Saat di Rem... 62