8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
1/29
i
KINERJA MOTOR LISTRIKTHE PERFORMANCE OF ELECTRIC MOTOR
TUGAS BESAR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Mesin Listrik II
Proglam Diploma III – Semester IV
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2013
Disusun Oleh
Aji Muharam Somantri 111321005
Ega Cahya Septian 111321013
Muhammad Fajar Kautsar 111321023
Muhammad Nursyeha 111321024
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
2/29
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
3/29
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberikan pertolongan
dalam setiap kesulitan yang ada selama pengerjaan pembuatan tugas besar mata
kuliah Mesin listrik II. Atas berkat rahmat-Nya, pengerjaan pembuatan karya tulis
Mesin listrik II yang dilakukan di Kampus Politeknik Negeri Bandung dapat
terselesaikan dengan baik. Pembuatan karya tulis ini merupakan salah satu tugas
besar mata kuliah Mesin Listrik II yang harus dilaksanakan dan dikerjakan oleh
Mahasiswa pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik
Negeri Bandung.
Pada pengerjaan pembuatan tugas besar mata kuliah Mesin listrik II ini pada
prinsipnya adalah menerapkan disiplin ilmu yang penulis miliki dalam bentuk karya
tulis yang disusun secara sistematis. Tujuan kami membuat karya tulis ini adalah
untuk mencoba menyalurkan ilmu yang didapat selama di bangku kuliah. Menambah
pengetahuan dan keterampilan yang dimiliki oleh mahasiswa, menjadikan
mahasiswa agar lebih siap menghadapi dunia kerja, dan sebagai salah satu motivasi
untuk terus mengembangkan keahlian dan potensi diri yang dimiliki, kami
mengangkat tema dengan judul Kinerja Motor Listrik. Dalam cakupan Materi yang
kami ambil dari judul tadi, kami akan menjelaskan bagaimana efisiensi yang akan
dihasilkan oleh sebuah motor listrik yang dipasang dengan beban yang berbeda-beda.
Penulis menyadari bahwa penyusunan pembuatan karya tulis ini tidak akan
terwujud tanpa bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis sangat berterima kasih
yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Sofian Yahya, Drs.,SST. selaku Dosen pengajar mata kuliah Mesin Listrik
II.
2. Sdr. Muhammad Fajar Kautsar selaku pembantu dalam proses pencetakan dan
penjilidan.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
4/29
iv
3. Sdr. Aji Muharam, Ega Cahya dan Muhammad Nursyeha sebagai pembantu
dalam proses pencarian referensi.
4. Rekan-rekan kampus Politeknik Negeri Bandung angkatan 2011.
5. Rekan-rekan dan semua pihak yang telah membantu serta memberikan dukungan
yang tidak bisa kami sebutkan satu persatu.
Penulis sadar sepenuhnya, dalam penulisan dan penyusunan karya tulis ini,
banyak terdapat kekurangan dan kelemahan. Dengan rendah hati penulis menerima
kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun. Semoga laporan ini
dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Bandung, Mei 2013
Penulis
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
5/29
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ iv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vi
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1
1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................. 1
1.3 Rumusan Masalah ................................................................................ 2
1.4 Batasan Masalah ................................................................................... 2
BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................... 3
2.1 Teori Penunjang Efisiensi Motor Listrik .............................................. 3
2.2 Pengertian Motor Listrik ...................................................................... 4
2.3 Jenis-Jenis Motor Listrik ...................................................................... 6
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
6/29
vi
BAB III KINERJA MOTOR LISTRIK .......................................................... 7
3.1 Efisiensi Motor Listrik ......................................................................... 7
3.1.1 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Efisiensi Motor Listrik .... 9
3.1.2 Mengurangi Rugi-rugi Pada Motor Listrik Untuk
Meningkatkan Efisiensi ............................................................. 10
3.1.3 Perhitungan Efisiensi Motor Listrik ......................................... 13
3.2 Beban Motor Listrik ............................................................................. 15
3.2.1 Metode Penentuan Beban Motor Untuk Peningkatan
Efisiensi ..................................................................................... 15
3.2.2 Jenis-jenis Beban Motor Listrik ................................................ 17
BAB IV PENUTUP ........................................................................................... 20
4.1 Kesimpulan ........................................................................................... 20
4.2 Saran .................................................................................................. 21
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 22
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
7/29
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Motor Listrik ...................................................................................... 4
Gambar 2. Generator Listrik ............................................................................... 4
Gambar 3. Transformator .................................................................................... 4
Gambar 4. Jenis-jenis Motor Listrik .................................................................... 6
Gambar 5. Rugi Energi Pada Motor Listrik ........................................................ 7
Gambar 6. Persentase Efisiensi Beban Penuh..................................................... 8
Gambar 7. Motor Dengan Efisiensi Tinggi ......................................................... 11
Gambar 8. Conveyors .......................................................................................... 18
Gambar 9. Rotary Klins ....................................................................................... 18
Gambar 10. Pompa Displacement Konstan ......................................................... 18
Gambar 11. Pompa Sentrifugal ........................................................................... 18
Gambar 12. Fan Motor ........................................................................................ 18
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
8/29
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Dalam dunia kerja sekarang ini, banyak sekali industri menggunakan
motor listrik untuk pengoperasian dan proses produksinya. Kelancaran akan sistem
produksi di industri sangat ditentukan oleh kinerja dari motor listrik yang digunakan.
Motor yang sering digunakan adalah motor jenis AC tiga fasa. Motor ini memiliki
kelebihan dari segi teknis dan segi ekonomis. Segi teknis, motor ini memiliki daya
yang besar, konstruksi yang sederhana, kokoh dan perawatannya yang mudah,
sedangkan dari segi ekonomis, motor ini memiliki harga yang murah sehingga
motor jenis AC mulai menggeser penggunaan motor dc dalam dunia industri.
Pemilihan Motor yang digunakan harus mempertimbangkan efisiensi yang akan
dihasilkan oleh motor itu sendiri.
Berdasarkan uraian tersebut, Penulis mencoba membuat sistem
pengoperasian kinerja motor listrik agar menghasilkan efisiensi yang baik. Dalam
hal ini adalah pemilihan jenis beban yang dipasang dan cara meningkatkan efisiensi
pada motor listrik serta bagaimana agar efisiensi motor listrik konstan ketika
dioperasikan.
Dengan rancangan pembahasan yang kami susun ini diharapkan
mempermudah pemilihan dan pemasangan motor listrik untuk menghasilkan efisiensi
yang baik ketika dioperasikan dengan jenis beban yang berbeda-beda.
1.2 Identifikasi Masalah
Penentuan jenis beban pada motor listrik akan mempengaruhi baik buruknya
efisiensi. Peningkatan efisiensi pada motor listrik diperlukan untuk meningkatkan
hasil produksi pada pengoperasian motor listrik.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
9/29
2
1.3 Rumusan Masalah
Dari latar belakang dan identifikasi masalah diatas, maka dapat dirumuskan
beberapa permasalahan antara lain :
1. Apa saja jenis Efisiensi ?
2. Apa yang mempengaruhi efisiensi ?
3. Bagaimana agar efisiensi lebih baik ?
4. Bagaimana mengurangi kerugian pada motr listrik ?
1.4 Batasan Masalah
Untuk menjaga agar pembahasan materi dalam tugas besar ini lebih terarah,
penulis menetapkan suatu batasan masalah sebagai berikut :
1. Tidak membahas motor dengan efisiensi tinggi.
2. Tidak membahas kinerja jenis-jenis motor listrik.
3. Tidak membahas secara rinci sifat beban pada motor listrik.
4. Tidak membahas rugi-rugi pada motor listrik.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
10/29
3
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Teori Penunjang Efisiensi Motor Listrik
Efisiensi merupakan suatu ukuran keberhasilan yang dinilai dari segi besarnya
sumber/biaya untuk mencapai hasil dari kegiatan yang dikerjakan. Efisiensi
merupakan suatu ukuran dalam membandingkan rencana penggunaan masukan
dengan penggunaan yang direalisasikan atau perkataam lain penggunaan yang
sebenarnya. Mulyamah (1987;3) [1]
Sedangkan pengertian efisiensi menurut SP.Hasibuan (1984;233-4) [2]
. yang mengutip
pernyataan H. Emerson adalah :
“Efisiensi adalah perbandingan yang terbaik antara input (masukan) dan output (hasil
antara keuntungan dengan sumber-sumber yang dipergunakan), seperti halnya juga
hasil optimal yang dicapai dengan penggunaan sumber yang terbatas. Dengan kata
lain hubungan antara apa yang telah diselesaikan.”
Dan menurut Soekartawi (1989:29) [3]
., mengemukakan bahwa efisiensi pemasaran
akan terjadi jika :
1. Biaya pemasaran bisa ditekan sehingga ada keuntungan
2. Pemasaran dapat lebih tinggi
3. Prosentase pembedaan harga yang dibayarkan konsumen dan produsen tidak terlalu
tinggi.
4. Tersedianya fasilitas fisik pemasaran.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
11/29
4
2.2 Pengertian Motor Listrik
Motor Listrik merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling luas
digunakan karena kesederhanaannya, konstruksinya yang kuat dan karakteristik kerja
yang baik. Sementara Motor Sinkron adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada
kecepatan sinkron tanpa slip. Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada
kecepatan tetap pada sistem frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan arus DC untuk
pembangkitan daya dan memiliki torsi awal yang rendah, dan oleh karena itu motor
sinkron cocok untuk penggunaan awal untuk beban rendah seperti kompresor udara
perubahanfrekuensi dan generator motor. Motor sinkron mampu memperbaiki faktor
daya sistem sehingga sering digunakan pada sistem yang menggunakan banyak listrik
(Zuhal, 1999)[4]
.
Dalam ilmu fisika (physical science), teknologi rekayasa kelistrikan
(electrical engineering technology) dan teknologi rekayasa permesinan (automotive
engineering technology) yang dinamakan mesin listrik (electrical machines)
dibedakan atas 3 kelompok besar, yaitu:
a. Motor listrik atau generator mesin, disebut motor (pemuntir).
b. Generator listrik atau motor mesin, disebut generator (pembangkit).
c. Transformator listrik atau transformer listrik, disingkat trafo (pengalih,
pemindah).
Gambar 1. Motor
Listrik
Gambar 2. Generator
Listrik
Gambar 3.
Transformator
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
12/29
5
Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan
sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa,
fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan
digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik, kipas
angin).
Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan
bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum adalah sama, yaitu:
a. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
b.
Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah
lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan
magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
c. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar
kumparan.
d. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan
tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh
susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Motor listrik sudah menjadi kebutuhan kita sehari-hari untuk menggerakkan
peralatan dan mesin yang membantu perkerjaan. Untuk memutar baling-baling pada
kipas angin, digunakan motor listrik. Demikian juga, motor listrik digunakan pada
peralatan rumah tangga lainnya seperti: hair dryer , blender , pompa air, mesin cuci,
mesin jahit, bor listrik dll.
Mesin-mesin pertanian terutama mesin pengolahan hasil pertanian dan mesin-
mesin di industri pun banyak yang menggunakan tenaga putarnya dari motor listrik.
Pada motor bakar, motor listrik digunakan sebagai motor starter.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
13/29
6
Pada traktor pertanian, motor listrik dugunakan pada motor starter dan wiper .
Penggunaan motor listrik ini semakin berkembang karena memiliki keunggulan
dibandingkan motor bakar, misalnya:
a.
kebisingan dan getaran lebih rendah,
b. kecepatan putaran motor bisa diatur,
c. lebih bersih,
d. lebih kompak, dan
e. hemat dalam pemeliharaan.
2.3 Jenis-jenis Motor Listrik
Dibawah ini adalah bagan mengenai macam – macam motor listrik
berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi yang terangkum
dalam klasifikasi motor listrik.
Gambar 4. Jenis-jenis Motor Listrik
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
14/29
7
BAB III
KINERJA MOTOR LISTRIK
3.1 Efisiensi Motor Listrik
Motor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban
tertentu. Pada proses ini, kerugian energi ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 5.Rugi Energi Pada Motor Listrik
Efisiensi motor ditentukan oleh rugi daya yang dapat dikurangi hanya oleh
perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi. Rugi daya dapat bervariasi dari
kurang lebih 2% hingga 20%. Tabel memperlihatkan jenis rugi daya untuk motor
induksi.
Jenis Rugi DayaPersentase Rugi Daya
( 100% )
Rugi tetap atau Rugi Inti 25 %
Rugi Variabel : Rugi stator ( I R ) 34 %
Rugi Variabel : Rugi Rotor (I R ) 21 %Rugi Gesekan dan Angin 15 %
Rugi Beban Yang Menyimpang 5 %
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
15/29
8
Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai “perbandingan keluaran daya
motor yang digunakan terhadap keluaran daya totalnya”.
Terdapat hubungan yang jelas antara efisiensi motor dan beban. Pabrik motor
membuat rancangan motor untuk beroperasi pada beban 50-100% dan akan paling
efisien pada beban 75%. Tetapi, jika beban turun dibawah 50% efisiensi turun dengan
cepat seperti ditunjukkan pada Gambar dibawah.
Gambar 6.Persentase efisiensi beban penuh
Mengoperasikan motor dibawah laju beban 50% memiliki dampak pada
faktor dayanya. Efisiensi motor yang tinggi dan faktor daya yang mendekati 1 sangat
diinginkan untuk operasi yang efisien dan untuk menjaga biaya rendah untuk seluruh
pabrik, tidak hanya untuk motor.
Untuk alasan ini maka dalam mengkaji kinerja motor akan bermanfaat bila
menentukan beban dan efisiensinya. Pada hampir kebanyakan negara, merupakan
persyaratan bagi pihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat
label motor/nameplate. Namun demikian, bila motor beroperasi untuk waktu yang
cukup lama, kadang-kadang tidak mungkin untuk mengetahui efisiensi tersebut sebab
pelat label motor kadangkala sudah hilang atau sudah dicat.
Untuk mengukur efisiensi motor, maka motor harus dilepaskan
sambungannya dari beban dan dibiarkan untuk melalui serangkaian uji. Hasil dari uji
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
16/29
9
tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh
pembuatnya.
Jika tidak memungkinkan untuk memutuskan sambungan motor dari beban,
perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor. Lembar
fakta dari US DOE memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor
standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini.
Nilai efisiensi disediakan untuk:
1. Motor dengan efisiesi standar 900, 1200, 1800 dan 3600 rpm
2. Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP
3. Dua jenis motor: motor anti menetes terbuka/ open drip-proof (ODP) dan
motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total/ enclosed fan-cooled motor
(TEFC)
4. Tingkat beban 25%, 50%, 75% dan 100%.
Lembar fakta juga menjelaskan tiga kategori metode yang lebih canggih untuk
mengkaji efisiensi motor: peralatan khusus, metode perangkat lunak, dan metode
analisis. Dengan kata lain, survei terhadap motor dapat dilakukan untuk menentukan
beban, yang juga memberi indikasi kinerja motor.
3.1.1 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Efisiensi Motor Listrik
Efisiensi motor listrik tidak hanya ditentukan oleh jenis motor ataupun
kualitas motor yang digunakan. Efisiensi motor juga dipengaruhi oleh
beberapa faktor diantaranya :
a. Usia Motor
Motor baru cenderung lebih efisien dibandingkan dengan motor yang
sudah lama digunakan.
b.
Kapastas Motor
Sebagaimana kebanyakan peralatan, efisiensi motor meningkat
dengan laju kapasitasnya.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
17/29
10
c. Kecepatan Motor
Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien.
d. Jenis Motor
Jenis Motor yang dipasang atau digunakan sangat mempengaruhi
efisiensinya.
e. Suhu
Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih
efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP).
f. Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi.
g. Beban Motor
Jenis Beban yang dipasang sangat mempengaruhi efisiensi dari
motor.
3.1.2 Mengurangi Rugi-rugi Pada Motor Listrik Untuk Meningkatkan
Efisiensi
Motor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan
efisiensi energi. Dibanding dengan motor standar, Perbaikan desain
difokuskan pada penurunan kehilangan mendasar dari motor termasuk
penggunaan baja silikon dengan tingkat kehilangan yang rendah, inti yang
lebih panjang (untuk meningkatkan bahan aktif), kawat yang lebih tebal
(untuk menurunkan tahanan), laminasi yang lebih tipis, celah udara antara
stator dan rotor yang lebih tipis, batang baja pada rotor sebagai pengganti
alumunium, bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil, dan lain-lain.
Motor dengan energi yang efisien mencakup kisaran kecepatan dan beban penuh yang luas. Efisiensinya 3% hingga 7% lebih tinggi dibanding
dengan motor standar sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 7 yang
menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan
motor yang efisien energinya.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
18/29
11
Gambar 7. Motor Dengan Efisiensi Tinggi
Sebagai hasil dari modifikasi untuk meningkatkan kinerja, biaya untuk
motor yang energinya efisien lebih besar daripada biaya untuk motor standar.
Biaya yang lebih tinggi seringkali akan terbayar kembali dengan cepat melalui
penurunan biaya operasi, terutama pada penggunaan baru atau pada
penggantian motor yang masa pakainya sudah habis. Akan tetapi untuk
penggantian motor yang ada yang belum habis masa pakainya dengan motor
yang efisien energinya, tidak selalu layak secara finansial, oleh karena itu
direkomedasikan untuk mengganti dengan motor yang efisien energinya
hanya jika motor-motor tersebut sudah rusak.
Rugi-rugi yang terjadi pada motor bisa diakibatkan oleh rugi inti, rugi
tembaga, rugi gesekan dan angin, dan rugi mekanik. Rugi-rugi inilah yang
dapat mempengaruhi baik buruknya efisiensi motor listrik. Untuk
mengantisipasi/mengurangi rugi-rugi yang terjadi pada motor listrik dapat
dilakukan dengan beberapa cara sehingga ketika rugi-rugi tersebut dpat
dikurangi maka efisiensi motor akan lebih baik dan meningkat.
Tabel dibawah ini adalah cara mengurangi rugi-rugi pada motor listrik
sehingga dapat dilakukan peningkatan efisiensi.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
19/29
12
Area Kehilangan
Energi/DayaPeningkatan Efisiensi
Besi
Digunakan Gauge yang lebih tipis. Sebab
kehilangan inti baja yang lebih rendah
menurunkan kehilangan Eddy Current .
Inti lebih panjang yang dirancang
menggunakan baja akan mengurangi
kehilangan karena massa jenis flux operasi
yang lebih rendah.
Stator ( I2R)
Menggunakan lebih banyak tembaga dankonduktor yang lebih besar yang dapat
meningkatkan luas lintang penggulungan stator.
Hal ini akan menurunkan tahanan ( R ) dari
penggulungan dan mengurangi kerugian daya
karena aliran arus ( I )
Rotor ( I2R)
Penggunaan Batang Konduktor rotor yang lebih
besar meningkatkan potongan lintang, dengan
demikian akan merendahkan tahanan konduktor (
R ) dan kerugian daya yang diakibatkan oleh
aliran Arus ( I )
Gesekan Dan angin
Menggunakan rancangan fan ( kipas ) yang rendah
, sehingga dapat menurunkan kerugian daya yang
diakibatkan oleh pergerakan udara.
Kerugian Beban Yang
Menyimpang
Menggunakan rancangan yang sudah
dioptimalkan dan prosedur pengendalian kualitas
yang ketat, sehingga dapat meminimalisir dari
kerugian beban yang menyimpang.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
20/29
13
3.1.3 Perhitungan Efisiensi Motor Listrik
Efisiensi motor listrik adalah hasil penguarangan antara Daya Output
dan daya input listrik.
Efisiensi Motor listrik ketika Daya Output diukur dalam Watt :
Jika Daya Output diukur dalam Watt (W), efisiensi dapat dinyatakan sebagai:
=
x 100%……………………….…(1)
dimana :
ηm = Efisiensi motor
Pout = Daya Output Motor (Watt, W)
Pin = Daya Input motor (Watt, W)
Efisiensi Motor listrik ketika Daya Output diukur dalam HP :
Jika output daya diukur dalam tenaga kuda (Hp), efisiensi dapat
dinyatakan sebagai:
η =
x 100%………………….(2)
dimana :
Pout = Daya Output Motor ( HP )
Pin = Daya Input Motor (Watt, W)
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
21/29
14
Tabel Data Efisiensi berdasarkan Daya Motor dalam satuan HP :
Daya Motor
( Hp ) Nominal Minimum Effisiensi
1 - 4 78.8 %
5 - 9 84.0 %
10 - 19 85.5 %
20 - 49 88.5 %
50 - 99 90.2 %
100 - 124 91.7 %
> 125 92.4 %
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
22/29
15
3.2 Beban Motor Listrik
Karena sulit untuk mengkaji efisiensi motor pada kondisi operasi yang
normal, beban motor dapat diukur sebagai indikator efisiensi motor. Dengan
meningkatnya beban, faktor daya dan efisinsi motor bertambah sampai nilai
optimumnya pada sekitar beban penuh.
Survei beban motor dilakukan untuk mengukur beban operasi berbagai motor
di seluruh pabrik. Hasilnya digunakan untuk mengidentifikasi motor yang terlalu
kecil. (mengakibatkan motor terbakar) atau terlalu besar (mengakibatkan ketidak
efisiensian). US DOE merekomendasikan untuk melakukan survei beban motor yang
beroperasi lebih dari 1000 jam per tahun.
3.2.1 Metode Penentuan Beban Motor Untuk Peningkatan Efisiensi
Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang
beroperasi secara individu:
1. Pengukuran Daya Masuk
Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya
masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan
100%.
2. Pengukuran Jalur Arus
Beban ditentukan dengan membandingkan ampere terukur (diukur
dengan alat analisis daya) dengan laju ampere. Metode ini digunakan bila
faktor daya tidak diketahui dan hanya nilai ampere yang tersedia. Juga
direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persentase
pembebanan kurang dari 50%
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
23/29
16
3. Metode Slip
Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila
motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh. Ketelitianmetode ini terbatas namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan
tachometer (tidak diperlukan alat analisis daya).
Karena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum
digunakan, maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fasa.
Pengukuran Daya Masuk / Input Beban :
Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut :
Dimana,
Pi = Daya tiga fase dalam kW
V = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan, nilai tengah garis ke
garis 3 fase
I = RMS arus, nilai tengah 3 fase
PF = Faktor daya dalam desimal
Alat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung. Industri yang
tidak memiliki alat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-
testers untuk mengukur tegangan, arus dan faktor daya untuk menghitung
daya yang masuk.
Dimana,
Beban = Daya keluar yang dinyatakan dalam % nilai daya
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
24/29
17
Pi = Daya tiga fase terukur dalam kW
Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW
Contoh Perhitungan :
Pertanyaan:
Pengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi
tiga fase 45 kW dengan efisiensi beban penuh 88%.
V = 418 Volt
I = 37 Amp
PF = 0.81
Hitung beban.
Jawab:
Daya Masuk = (1,732 x 418 x 37 x 0,81)/1000 = 21,70 kW
% Pembebanan = [21,70 /(45/0,88)] x 100 = 42,44 %
3.2.2
Jenis-jenis Beban Motor Listrik
Dalam prinsip kerja motor listrik, hal terpenting yang harus dipahami
adalah apa yang dimaksud dengan beban motor itu sendiri. Beban mengacu
pada keluaran tenaga putar /torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan.
Beban motor listrik pada umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga
kelompok diantaranya :
1. Beban Torque Konstan
Adalah beban dimana permintaan keluaran energinya
bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak
bervariasi.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
25/29
18
Contoh beban dengan torque konstan adalah Conveyors, Rotary Klins
dan pompa Displacement Konstan.
Gambar 8. Conveyors Gambar 9.Rotary Klins
Gambar 10. Pompa Displacement Konstan
2. Beban Dengan Variabel Torque
Adalah beban dengan Torque yang bervariasi dengan
kecepatan operasi.
Contoh beban dengan Variabel Torque adalah Pompa Sentrifugal dan
fan ( Torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan ).
Gambar 11.Pompa Sentrifugal Gambar 12. Fan Motor
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
26/29
19
3. Beban Dengan Energi Konstan
Adalah beban dengan permintaan Torque yang berubah dan
berbanding terbalik dengan kecepatan.
Contoh beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
Ketiga jenis beban diatas dapat mempengaruhi baik buruknya efisiensi motor
listrik. Pada penggunaannya motor listrik selalu disesuaikan dengan kebutuhan, baik
itu kebutuhan proses produksi ataupun kebutuhan motor secara fungsional. Tetapi
yang harus diperhatikan disini adalah beban yang dipasang akan selalu
mempengaruhi efisiensi dari motor itu sendiri. Oleh karena itu sesuaikan beban yang
akan dipasang dengan jenis motor yang digunakan sehingga dapat dihasilkan efisiensi
yang lebih baik.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
27/29
20
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Dari Karya ilmiah yang kami susun dengan judul “Kinerja Motor
Listrik” ini dapat kami simpulkan bahwa :
1. Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai “perbandingan keluaran
daya motor yang digunakan terhadap keluaran daya totalnya”.
2. Efisiensi motor ditentukan oleh rugi daya yang dapat dikurangi hanya
oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi.
3. Efisiensi motor yang tinggi dan faktor daya yang mendekati 1 sangat
diinginkan untuk operasi yang efisien dan untuk menjaga biaya rendah
dalam proses produksi dengan penggunaan motor listrik.
4. Efisiensi motor dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya Usia
Motor, Kapastas Motor, Kecepatan Motor, Jenis Motor, Suhu,
Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi
dan Beban Motor.5. Rumus Perhitungan Efisiensi Motor Listrik :
=
x 100%
6. Pengukuran beban motor berfungsi untuk mengetahui indikator
efisiensi motor listrik.
7. Terdapat tiga metode untuk menentukan efisiensi motor dengan beban
motor yang beroperasi secara individu, yakni pengukuran Daya
Masuk, pengukuran Jalur Arus, dan Metode Slip.
8. Terdapat tiga jenis beban pada motor listrik, yakni Beban Torque
Konstan, Beban Dengan Energi Konstan, Beban Dengan Variabel
Torque.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
28/29
21
4.2 Saran
Dengan kita mengetahui bahwa efisiensi motor itu dapat dipengaruhi
oleh beberapa faktor, alangkah lebih baiknya ketika kita ingin menggunakan
motor listrik sebagai alat proses produksi baik di industri ataupun proses
produksi lainnya yang paling utama adalah sesuaikan jenis motor yang akan
digunakan dengan jenis beban yang akan dipasang. Karena selain dipengaruhi
oleh beberapa faktor yang sudah dijelaskan sebelumnya, efisiensi juga
dipengaruhi oleh jenis beban yang dipasang. Tidak sedikit beban yang dapat
mempengaruhi baik atau buruknya efisiensi motor listrik ketika dipasang
ataupun dioperasikan.
8/17/2019 KINERJA MOTOR LISTRIK.pdf
29/29
DAFTAR PUSTAKA
[1] Mulyamah , Teori Efisiensi Motor Listrik , Semarang, 1987.
[2] SP.Hasibuan, Efisiensi Motor Listrik Jilid 1, Yogyakarta, 1984.
[3] Soekartawi, Motor Induksi, 1989
[4] Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta. PT
Gramedia Pustaka Utama, 1999.
[5] Malik, Marshal. Penggunaan Motor Induksi Besar Di PLTU . Tugas Akhir
Sekolah Tinggi Teknik PLN Jakarta, 2005.
[6] Prih Sumardjati, dkk, Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 3,
Departemen Pendidikan Nasional, 2008.
[7] Wildi, Theodore, Electrical Machines, Drives, and Power Systems 3rd
,
Prentice-Hall International, 1997.
[8] Sofian Yahya, Drs, SST, Bahan Ajar Mesin Listrik I . Polban, 2010
[9] Electrician Toolbox Etc ( E.T.E ), Motor Characteristhic, 1997.