Modul Praktikum Ttl 2008 Mahasiswa

MODUL PRAKTIKUM

TEKNIK TENAGA LISTRIK

DAN CATU DAYA

JUNI 2008

Arief Hendra Saptadi, ST

LABORATORIUM

ELEKTRONIKA/TEKNIK DIGITAL

AKATEL SANDHY PUTRA PURWOKERTO

JL. DI. PANJAITAN 128 PURWOKERTO

Contoh cover laporan :

LAPORAN PRAKTIKUM

TEKNIK TENAGA LISTRIK DAN CATU DAYA

MODUL 1: PERAKITAN DAN PENYALAAN MOTOR DC SHUNT

TANPA RESISTOR STARTER

DISUSUN OLEH: Nama Mahasiswa

Nomor Induk Mahasiswa (NIM)

Partner: 1. Nama Mahasiswa (NIM) 2. Nama Mahasiswa (NIM)

Asisten:

Diterima tanggal:

LABORATORIUM ELEKTRONIKA/TEKNIK DIGITAL AKATEL SANDHY PUTRA PURWOKERTO

JL. DI. PANJAITAN 128 PURWOKERTO

Format Laporan Praktikum :

I. Cover Laporan

Seperti contoh pada halaman sebelumnya.

II. Judul Praktikum

III. Tujuan Praktikum

IV. Alat dan Bahan

V. Dasar Teori

VI. Prosedur Praktikum

VII. Hasil Praktikum

Berisi salinan tabel-tabel hasil pengukuran dari Lembar Praktikum.

VIII. Jawaban Pertanyaan

Berisi jawaban dari pertanyaan untuk tiap modul.

IX. Kesimpulan

Berisi kesimpulan yang diperoleh dari jawaban pertanyaan.

X. Lampiran (Berisi Lembar Praktikum hasil pengamatan pada unit

praktikum yang telah di-ACC oleh asisten lab)

Teknis Penyusunan & Pengumpulan Laporan:

1. Bagian Pendahuluan (Pengenalan Rating Motor DC Shunt), tidak dibuat

laporannya, namun lembar praktikum untuk bagian ini tetap dicantumkan di

dalam laporan secara keseluruhan (bersama 2 unit lainnya) sebagai lampiran.

2. Laporan langsung dikumpulkan (kepada Laboran TE/TD) secara lengkap untuk

2 unit praktikum dan dijilid menjadi satu, maksimal 3 hari sesudah praktikum

(pukul 12.00 WIB).

3. Pengumpulan laporan tidak dapat diwakilkan. Keterlambatan dalam

pengumpulan laporan akan berakibat pada pengurangan nilai laporan yang

besarnya akan ditentukan kemudian.

4. Praktikan yang tidak/belum mengikuti praktikum untuk unit tertentu

tidak/belum berhak mengumpulkan laporan untuk unit tersebut.

Seperti dalam modul. Khusus untuk Dasar Teori tidak perlu mencantumkan kembali ilustrasi/gambar.

Modul Praktikum – Teknik Tenaga Listrik dan Catu Daya – v.0.8

Laboratorium Elektronika dan Teknik Digital – Akatel SP Purwokerto – 2008

1

PENDAHULUAN

PENGENALAN RATING MOTOR DC SHUNT

I. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mahasiswa mampu mengenal karakteristik motor DC.

2. Mahasiswa mampu menganalisa rating pada motor DC.

II. ALAT DAN BAHAN

1. Plat rating pada trainer praktikum DC Multifunction Machine dari Leybold.

2. Kalkulator.

3. Penggaris.

III. DASAR TEORI

Prinsip Kerja Motor DC

Motor DC Shunt menunjukkan prinsip koil konduktor pembawa arus dalam medan

magnetik. Medan magnetik yang dijelaskan disini adalah medan eksitasi (exciter field)

pada motor dan koil konduktor itu sendiri berupa kumparan armature. Peletakan

medan eksitasi dan medan magnetik di sekitar koil konduktor menghasilkan suatu

gaya pada loop konduktor yang bergerak atau pada armature dengan arah sesuai

dengan daerah magnetik yang lemah. Akibatnya, koil konduktor atau armature

berputar.

Pada motor 2 kutub, gerakan rotasi akan berhenti pada sudut 90°, karena pada

kedudukan ini kedua arah gaya menempati posisi paralel namun pada arah rotasi yang

berlawanan. Supaya rotasi berlanjut, salah satu dari medan magnetik harus dibalik

arah putarannya saat itu juga. Kolektor, atau biasa disebut komutator atau pembalik

arus, menjalankan tugas tersebut. Kolektor secara berkelanjutan membalik arah arus

pada koil-koil armature sehingga arah arus tetap konstan dibawah kutub utara dan

selatan pada medan eksitasi. Ini menghasilkan gerakan rotasi berkelanjutan pada

armature. Daerah, dimana proses pembalikan arus berlangsung, dinamakan daerah

netral (neutral zone).



2

Gambar 1-1 (a):

Koil Konduktor Pembawa Arus dalam Medan Magnet

Gambar 1-1 (b):

Koil Konduktor Pembawa Arus dalam Medan Magnet dengan Komutator

Struktur Motor DC

Mesin-mesin DC terdiri dari stator dan rotor. Stator disusun dari baja padat atau pada

motor-motor yang lebih modern berupa lembaran besi yang berlapis. Stator memiliki

kumparan-kumparan yang terletak di dalam potongan-potongan kutub dan

menghasilkan medan eksitasi. Pada motor DC Shunt, kumparan eksitasi terletak

paralel terhadap armature (yang terdiri dari kumparan-kumparan kabel tipis).

Kumparan eksitasi pada motor DC Shunt dapat diberikan suplai sumber tegangan

terpisah atau sistem semacam ini disebut motor DC eksitasi terpisah.

Gambar 1-2:

Pandangan melintang dari Motor DC 2 kutub



3

Armature disusun dari besi metal berlapis dan memiliki kumparan-kumparan armature

dalam bentuk lekukan-lekukan yang terletak pada armature. Ujung-ujung dari koil-

koil armature disolder pada batang-batang kolektor. Arus yang mengalir ke kumparan

eksitasi dan ke armature diatur dengan membuat koneksi tertentu pada papan terminal

dari motor, kemudian arus yang mengalir ke armature selama rotasi, dihasilkan lewat

sikat-sikat (brushes) pada komutator.

Karakteristik Motor DC

Karakteristik sebuah Motor DC dapat dipelajari dengan membaca rating pada plat

mesin. Dengan membaca nilai-nilai rating, maka dapat dilakukan perhitungan untuk

mengetahui parameter-parameter pada motor DC tersebut.

Berikut ini contoh plat rating pada suatu mesin:

Gambar 1-3: Plat Rating dari motor DC Shunt

Hersteller

Typ G 805

G - Motor Nr

220 V 55 A

10 kW S1 cos ? -

1500 min-1 - Hz

Err 180 V 2.4 A

I.KL.F IP 23

⊗ ⊗

VDE 0530/12.84 ⊗ ⊗



4

Berikut ini informasi yang diperoleh dari plat rating di atas:

Nilai Simbol*1 Keterangan

220 V U (Tegangan Sumber)

Motor dapat dioperasikan dengan tegangan armature nominal sebesar 220 V.

55 A IA (Arus Kumparan

Jangkar/Armature)

Arus Nominal yang mengalir ke dalam jalur masukan armature dan pada kondisi beban nominal.

180 V UE (Tegangan Eksitasi)

Tegangan eksitasi nominal pada kumparan eksitasi.

2,4 A IE (Arus Kumparan Medan/Eksitasi)

Pemakaian arus pada kumparan eksitasi yang dipanaskan.

10 kW PN (Daya motor nominal)

Motor dapat dibebani dengan daya sebesar ini pada operasi terus-menerus (S1)

1500 min-1 nN (Kecepatan nominal motor / rpm)

Ini adalah kecepatan rotor saat motor berjalan pada beban nominal.

*1 Beberapa notasi sedikit berbeda dengan referensi teori, karena modul ini disesuaikan dengan manual pengoperasian alat. Meski pada prinsipnya menjelaskan hal yang sama.

Perhitungan Paramater Motor DC:

Parameter-parameter yang dapat dihitung dari data-data diatas:

1. Arus Total (Itot) :

Yaitu arus yang dihasilkan dari tegangan sumber (U), sebesar:

Itot = IA + IE = 55 + 2,4 = 57,4 A ................................................................. (1)

2. Daya Masukan (P1) :

Yaitu daya yang dihasilkan pada bagian masukan, senilai:

P1 = U ⋅ Itot = 220 ⋅ 57,4 = 12.63 kW .......................................................... (2)

3. Torsi Nominal (MN) :

Yaitu gaya yang dihasilkan dari rotasi rotor (kumparan jangkar), terhadap suatu

lintasan:

Nm 63,731500

9,5510000n

9,55PM

N

NN =⋅=⋅=

................................................ (3)



5

dengan: r F M N ×= .................................................................................... (4)

4. Daya Keluaran (P2) :

Yaitu daya yang dihasilkan dari perputaran rotor (kumparan jangkar), atau:

n r 2 FP2 ××= π .......................................................................................... (5)

Karena M = F × r, maka:

n 2 MP2 ××= π .......................................................................................... (6)

Diketahui bahwa:

ω = kecepatan sudut (detik

1) / radian

dengan rumusan:

9,55n

n 603,14 2

60n

2 =⋅⋅=⋅⋅= .............................................................. (7)

dimana:

n = rotasi rotor (rpm)

sehingga:

9,55n M

M P2

⋅=⋅= atau n9,55P

M ⋅= ....................................................... (8)

Karena:

P2 = PN

Maka:

kW 1055,91500 63,73

9,55n M

P NN2 ≅⋅=

⋅= ........................................................ (9)

5. Efisiensi (ηN) :

Yaitu perbandingan antara daya keluaran terhadap daya masukan, sebesar:

0,79 1262810000

PP

1

2N === ............................................................................ (10)

atau 79%.



6

IV. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Temukan letak plat rating pada motor DC Shunt.

2. Salin bentuk plat rating tersebut sebagaimana aslinya ke lembar praktikum.

3. Tuliskan data-data penting pada plat rating tersebut ke dalam tabel data pada

lembar praktikum.

4. Lakukan perhitungan untuk paramater-parameter motor DC Shunt pada

lembar praktikum.



7

UNIT I

PERAKITAN DAN PENYALAAN MOTOR DC SHUNT

TANPA RESISTOR STARTER

I. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mahasiswa mampu memahami prinsip kerja motor DC Shunt secara umum.

2. Mahasiswa mampu merakit motor DC shunt dan unit-unit pendukungnya.

3. Mahasiswa mampu mengatur penyalaan motor DC Shunt tanpa resistor

starter.

4. Mahasiswa mampu menganalisa perbedaan parameter-parameter pengukuran

pada motor DC Shunt saat penyalaan awal (switch-on) dan saat berjalan

beberapa lama kemudian (run-up).

5. Mahasiswa mampu memahami pengaruh pengaturan koneksi motor DC

tanpa resistor starter terhadap arah putaran motor.

II. ALAT DAN BAHAN

1. 1 set trainer praktikum Multifunction Machine dari Leybold beroperasi

sebagai motor DC Shunt.

2. 2 buah Multimeter Digital.

3. Tachometer Analog/Digital.

4. Kalkulator.

III. DASAR TEORI

Starting Motor DC tanpa Resistor Starter

Suatu medan magnet imbas (back e.m.f) diinduksikan ke koil pada kumparan

armature yang berputar dalam medan eksitasi. Tegangan ini berlawanan arah terhadap

tegangan utama yang diberikan. Arus dalam armature oleh karenanya ditentukan

berdasarkan perbedaan/selisih antara tegangan utama dan medan magnet imbas.

Karena armature pada kedudukan diam saat awal penyalaan, maka medan magnet

imbas belum muncul dalam rangkaian. Sebagai hasilnya, arus armature akan cukup

tinggi saat langsung dinyalakan: hal ini akan menyebabkan kerusakan pada



8

switchgear, sikat-sikat (brushes), dan komutator. Oleh karenanya, sebuah resistor

starter dihubungkan seri terhadap armature untuk membatasi arus.

Gambar 2-1: Gambar 2-2:

Inti Kutub dan Lempeng Kutub terbuat dari baja padat.

Inti Kutub dan Lempeng Kutub terbuat dari lembaran metal terpisah.

Saat awal penyalaan, pada motor DC tanpa resistor starter, arus total yang mengalir

akan sedemikian besar karena medan magnet imbas belum muncul. Setelah beberapa

saat, dengan munculnya medan magnet imbas, akan terjadi penurunan arus total di

dalam motor DC.

Koneksi dan Arah Rotasi pada Motor DC Shunt

Penunjukan koneksi dan arah arus menentukan arah rotasi dari mesin. Arah rotasi

dapat ditentukan dengan melihat pada sisi kemudi dari motor. Cakram sabuk (belt

disks) atau kopling dapat ditemukan disana. Ada dua jenis rotasi untuk mesin yaitu

searah jarum jam dan berlawanan jarum jam.

Koneksi dari mesin DC memiliki penunjuk yang sama untuk motor maupun

generator.

Penunjuk koneksi:

Armature A1 – A2

Kumparan Shunt E1 – E2

Kumparan Eksitasi Terpisah F1 – F2

Jika sebagai contoh, dalam sistem numerik alfabet, B1 berarti ujung awal dari

kumparan maka simbol dengan huruf yang sama namun dengan digit berikutnya,

misalnya B2, berarti ujung akhir dari kumparan yang sama. Sudah ditentukan bahwa

untuk rotasi searah jarum jam, arus mengalir melalui setiap kumparan dari bagian

awal menuju bagian akhir, yaitu dari digit rendah (1) ke digit tinggi (2). Pada motor

kumparan shunt, arus mengalir dari A1 ke A2 dan dari E1 ke E2 untuk rotasi searah

jarum jam.



9

(a) Searah Jarum Jam (b) Berlawanan Jarum Jam

Gambar 2-3: Motor DC Shunt dengan kutub komutasi dan resistor starter.

Searah Jarum Jam

Gambar 2-4: Motor DC Shunt eksitasi terpisah dengan resistor starter, dan kumparan komutasi

pada salah satu sisi dari armature.

Pembalikan Arah Rotasi

Arah rotasi dari armature ditentukan oleh arah medan eksitasi dan medan silang

armature (armature cross-field). Oleh karenanya, pembalikan arah rotasi dilakukan

dengan mengubah arah dari salah satu medan magnetik, atau cukup dengan salah satu



10

arus yang menimbulkan medan magnetik tersebut. Walau bagaimanapun, jika arus

eksitasi dan arus armature secara bersamaan dibalik, maka arah rotasi sebelumnya

tetap dijaga.

Kumparan eksitasi dari motor DC Shunt memiliki suatu nilai induktansi yang tinggi

karena terdiri dari banyak kumparan. Sebagai hasilnya, tegangan induktansi yang

tinggi pada kumparan tersebut akan meningkat selama proses pembalikan arah rotasi.

Hal ini dapat memicu kerusakan pada isolator kumparan. Oleh sebab itu, pembalikan

arah rotasi kebanyakan dilakukan dengan membalik arah arus pada armature. Dalam

kasus ini, yaitu arah arus pada kumparan komutasi, dan jika diperlukan, kumparan

kompensasi juga harus dibalik. Lihat gambar 2-3 (a) dan 2-3 (b).

Rangkaian Ekuivalen dan Analisanya

Berikut ini Rangkaian Ekuivalen Motor DC Shunt tanpa Resistor Starter:

Gambar 2-5:

Rangkaian Ekuivalen Motor DC Shunt Tanpa Resistor Starter

Keterangan:

RE = tahanan kumparan medan (Ω)

RA = tahanan kumparan jangkar (Ω)

Sehingga berdasarkan gambar

tersebut:

ITOT = IA + IE

UE = RE ⋅ IE

Tegangan keluaran/nominal (UN):

UN = UA + IA⋅RA

Karena RA diabaikan, maka:

U ≅ UN ≅ UA ≅ UE



11


A. Karakteristik Starting Motor DC Shunt tanpa Resistor Starter

1. Sebelum memulai perakitan motor DC Shunt tanpa resistor starter maka

modul praktikum yang harus dipersiapkan adalah:

Jumlah Peralatan Nomor/Tipe

1 6HU Stabilizer DC 240/6 72585

1 Mesin Multi-fungsi 73116

2 Multimeter Digital GDM-8039 & 8801

1 Tachometer Analog/Digital -

2. Sebelum dirakit, pastikan semua power supply dalam keadaan off.

3. Rakitlah rangkaian motor DC Shunt untuk penyalaan tanpa resistor starter

seperti pada Lampiran 1.

4. Hitunglah nilai Arus Total dan Torsi Nominal dan isikan hasilnya pada

Tabel Data I (dan masukkan ke baris Perhitungan) di dalam Lembar

Praktikum. Isikan pula Tegangan Nominal (UN) sebesar 50 V.

5. Hidupkan mesin DC. Atur Tegangan Sumber (U) ke 50 V. Matikan kembali.

6. Hidupkan mesin DC. Segera baca dan catat hasil pembacaan untuk nilai

Arus Total dan Tegangan Nominal pada Tabel Data I (dan masukkan ke

baris Awal Penyalaan) di dalam Lembar Praktikum.

7. Tunggu beberapa saat, lalu ulangi proses nomor 6, kali ini catat ke baris

Berjalan Konstan di dalam Lembar Praktikum.

8. Matikan mesin. Pasang Tachometer pada mesin DC. Hidupkan mesin, atur

tegangan (U) pada 50 V. Catat nilai Rotasi (min-1) ke Tabel Data II. Catat

juga hasil pembacaan Arus Total (Itot) dan Tegangan Nominal (UN) pada

Tabel Data II.

9. Atur tegangan ke 100 V, catat kembali nilai Rotasi (min-1) dan Arus Total.

10. Setelah selesai, jika tachometer analog yang digunakan, maka matikan mesin

dulu, dan atur nilai jangkauan (range) yang lebih tinggi. Perhatikan

penjelasan dari instruktur. Lewati langkah ini jika yang digunakan adalah

tachometer digital.

11. Ulangi langkah 9 tersebut untuk nilai 150 V dan 200 V. Matikan mesin

kembali bila selesai.



12

B. Pembalikan Arah Rotasi Motor DC Shunt tanpa Resistor Starter

1. Sebelum memulai perakitan motor DC Shunt tanpa resistor starter maka








4. Setelah keseluruhan rangkaian telah diperiksa oleh instruktur lab, hidupkan

motor.

5. Amati arah putaran dari motor DC Shunt. Tuliskan pada Tabel Data III

mengenai arah putaran (“Searah Jarum Jam”/”Berlawanan Jarum Jam”) pada

baris Koneksi I.

6. Matikan motor. Pastikan semua power supply dalam keadaan off.




motor kembali.



baris Koneksi II.

10. Matikan motor kembali.

CATATAN:

Untuk memudahkan pengamatan arah rotasi, atur tegangan sumber (U) ke nilai yang

menghasilkan rotasi dengan nilai rpm yang serendah mungkin.



13

V. PERTANYAAN

1. Jelaskan secara singkat prinsip kerja motor DC Shunt!

2. Jelaskan proses penyalaan (starting) motor DC secara singkat!

3. Resiko apa yang dihadapi oleh mesin motor DC tanpa resistor starter saat

awal penyalaan?

4. Berdasarkan hasil pengukuran arus total pada motor DC pada keadaan awal

penyalaan dan keadaan saat mesin berjalan konstan, berikan kesimpulan

anda!

5. Berdasarkan tabel data II, isikan nilai P1 sesuai rumusan teori pada bagian

Pendahuluan, dan buatlah kesimpulan yang menyatakan pengaruh Tegangan

Sumber (U) dan Daya Masukan (P1) terhadap kecepatan rotasi (rpm) pada

motor!

6. Contoh Soal: Hitung arus total di dalam motor DC jika motor menggunakan

tegangan sumber 220 V dengan daya keluaran 0,2 kW! Efisiensi motor

sebesar 0.85.

7. Contoh Soal: Lakukan kembali perhitungan seperti nomor 3 diatas dengan

data-data yang sama, kecuali sekarang efisiensi motor sebesar 0.80.

8. Bandingkan hasil perhitungan pada nomor 6 dan nomor 7, dan buatlah

kesimpulannya!

9. Jelaskan proses pembalikan arah rotasi motor DC Shunt!

10. Bandingkan gambar rangkaian pada Lampiran 3 dan 4 untuk motor DC

Shunt tanpa resistor starter. Jelaskan letak perbedaan koneksinya dan

pengaruhnya terhadap arah rotasi (dengan mengacu pada tabel data III)!



14

UNIT II

PERAKITAN DAN PENYALAAN MOTOR DC SHUNT

DENGAN RESISTOR STARTER

I. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mahasiswa mampu memahami prinsip kerja motor DC Shunt secara umum.

2. Mahasiswa mampu merakit motor DC shunt dan unit-unit pendukungnya.

3. Mahasiswa mampu melakukan analisa terhadap pengaruh resistor starter

pada saat kondisi penyalaan motor.

4. Mahasiswa mampu memahami pengaruh pengaturan koneksi motor DC

dengan resistor starter terhadap arah putaran motor.

II. ALAT DAN BAHAN

1. 1 set trainer praktikum Multifunction Machine dari Leybold beroperasi

sebagai motor DC Shunt.

2. 2 buah Multimeter Digital.

3. Tachometer Analog/Digital.

4. Kalkulator.

III. DASAR TEORI

Starting motor DC dengan Resistor Starter

Saat awal penyalaan, motor DC memiliki arus total yang sedemikian besar karena

armature masih dalam posisi diam. Arus yang besar ini dapat menyebabkan kerusakan

pada beberapa komponen di dalam motor DC. Sebagai pencegahnya, dilakukan

pemasangan resistor starter seri terhadap armature untuk membatasi arus total.

Pemasangan ini dilakukan dengan menghubungkan kumparan eksitasi terhadap ujung

dari resistor starter lewat sebuah rel. Ini untuk memastikan bahwa tegangan penuh

telah diberikan secara konstan terhadap kumparan eksitasi selama penyalaan.

Tegangan pada armature akan berubah dengan adanya pengubahan nilai pada resistor

starter variabel. Sebagai akibatnya, hal ini juga akan mempengaruhi kecepatan motor.



15

Gambar 3-1: Starter untuk Motor DC Shunt

Koneksi dan Arah Rotasi pada Motor DC Shunt

Penunjukan koneksi dan arah arus menentukan arah rotasi dari mesin. Arah rotasi

dapat ditentukan dengan melihat pada sisi kemudi dari motor. Cakram sabuk (belt

disks) atau kopling dapat ditemukan disana. Ada dua jenis rotasi untuk mesin yaitu

searah jarum jam dan berlawanan jarum jam.

Koneksi dari mesin DC memiliki penunjuk yang sama untuk motor maupun

generator.

Penunjuk koneksi:

Armature A1 – A2

Kumparan Shunt E1 – E2

Kumparan Eksitasi Terpisah F1 – F2

Jika sebagai contoh, dalam sistem numerik alfabet, B1 berarti ujung awal dari

kumparan maka simbol dengan huruf yang sama namun dengan digit berikutnya,

misalnya B2, berarti ujung akhir dari kumparan yang sama. Sudah ditentukan bahwa

untuk rotasi searah jarum jam, arus mengalir melalui setiap kumparan dari bagian

awal menuju bagian akhir, yaitu dari digit rendah (1) ke digit tinggi (2). Pada motor

kumparan shunt, arus mengalir dari A1 ke A2 dan dari E1 ke E2 untuk rotasi searah

jarum jam.

Pembalikan Arah Rotasi

Arah rotasi dari armature ditentukan oleh arah medan eksitasi dan medan silang

armature (armature cross-field). Oleh karenanya, pembalikan arah rotasi dilakukan

dengan mengubah arah dari salah satu medan magnetik, atau cukup dengan salah satu

arus yang menimbulkan medan magnetik tersebut. Walau bagaimanapun, jika arus



16

eksitasi dan arus armature secara bersamaan dibalik, maka arah rotasi sebelumnya

tetap dijaga.

(a) Searah Jarum Jam (b) Berlawanan Jarum Jam

Gambar 3-2: Motor DC Shunt dengan kutub komutasi dan resistor starter.

Searah Jarum Jam

Gambar 3-3: Motor DC Shunt eksitasi terpisah dengan resistor starter, dan kumparan komutasi

pada salah satu sisi dari armature.

Kumparan eksitasi dari motor DC Shunt memiliki suatu nilai induktansi yang tinggi

karena terdiri dari banyak kumparan. Sebagai hasilnya, tegangan induktansi yang



17

tinggi pada kumparan tersebut akan meningkat selama proses pembalikan arah rotasi.

Hal ini dapat memicu kerusakan pada isolator kumparan. Oleh sebab itu, pembalikan

arah rotasi kebanyakan dilakukan dengan membalik arah arus pada armature. Dalam

kasus ini, yaitu arah arus pada kumparan komutasi, dan jika diperlukan, kumparan

kompensasi juga harus dibalik. Lihat gambar 3-2 (a) dan 3-2 (b).

Rangkaian Ekuivalen dan Analisanya

Berikut ini Rangkaian Ekuivalen Motor DC Shunt dengan Resistor Starter:

Gambar 3-4:

Rangkaian Ekuivalen Motor DC Shunt Dengan Resistor Starter

Keterangan:

RE = tahanan kumparan medan (Ω)

RA = tahanan kumparan jangkar (Ω)

RS = tahanan starter (Ω)

Sehingga berdasarkan gambar

tersebut:

ITOT = IA + IE

UE = RE ⋅ IE

Nilai RS ditentukan dari:

RS = %R × 120

dengan:

%R = Persentase Pengaturan (%)

Tegangan jatuh pada resistor starter

(UR) adalah sebesar:

UR = RS ⋅ IA = %R × 120 × IA

Tegangan keluaran/nominal (UN):

UN = UR + UA + IA⋅RA

Karena RA diabaikan, maka:

U ≅ UN ≅ UE ≅ UR + UA



18


A. Karakteristik Starting Motor DC Shunt dengan Resistor Starter

1. Sebelum memulai perakitan motor DC Shunt dengan resistor starter maka





2 Multimeter Digital GDM-8039 & 8801

1 Starter 73124

1 Tachometer Analog/Digital -


3. Rakitlah rangkaian motor DC Shunt untuk penyalaan dengan resistor starter


4. Masukkan nilai Arus Armatur (IA) sesuai nilai pada plat Rating, dan isikan

hasil perhitungan untuk Torsi Nominal pada baris Perhitungan (dalam tabel

data I). Isikan nilai Tegangan Armatur (UA) sebesar 50 V. Atur nilai

Resistor Starter (panel 73124) pada posisi maksimum (100 %).

5. Hidupkan mesin DC. Atur Tegangan Sumber (U) ke 50 V. Matikan kembali.

6. Hidupkan mesin DC. Segera baca dan catat hasil pembacaan untuk nilai

Arus Armature (IA) dan Tegangan Armature (UA) pada tabel data I (dan

masukkan ke baris Awal Penyalaan) di dalam Lembar Praktikum.

7. Tunggu beberapa saat, lalu ulangi proses nomor 6, kali ini catat ke baris

Berjalan Konstan pada tabel data I di dalam Lembar Praktikum.

8. Matikan mesin. Atur Resistor Starter pada posisi 100 %. Pasang

Tachometer.

9. Hidupkan mesin DC. Atur dan jaga Tegangan Sumber (U) ke 100 V. Ukur

nilai Arus Armature (IA), Tegangan Armature (UA), dan Kecepatan

Motor (min-1). Catat hasilnya pada tabel data II di Lembar Praktikum.

10. Ubah nilai Resistor Starter menjadi 80 %, dan lakukan kembali langkah ke-9

diatas (tanpa menghidupkan kembali mesin dan mengatur tegangan sumber

lagi). Ulangi untuk seluruh nilai Resistor Starter lainnya.



19

B. Pembalikan Arah Rotasi Motor DC Shunt dengan Resistor Starter

1. Sebelum memulai perakitan motor DC Shunt dengan resistor starter maka


Jumlah Deskripsi Nomor



1 Starter 73124



seperti pada Lampiran 5. Atur Resistor Starter ke nilai 100%.


motor.



baris Koneksi I.

6. Matikan motor. Pastikan semua power supply dalam keadaan off.




motor kembali.



baris Koneksi II.

10. Matikan motor kembali.

CATATAN:

Untuk memudahkan pengamatan arah rotasi, atur tegangan sumber (U) ke nilai yang

menghasilkan rotasi dengan nilai rpm yang serendah mungkin.



20

V. PERTANYAAN

1. Sebutkan bagian-bagian dalam dari motor DC Shunt dan jelaskan fungsinya

masing-masing!

2. Jelaskan kegunaan pemasangan resistor starter pada motor DC!

3. Bagaimana karakteristik motor DC dengan Resistor Starter pada kondisi

Awal Penyalaan dan Berjalan Konstan untuk nilai Arus Armature-nya?

Bandingkan pula nilai Arus Armature untuk kedua kondisi tersebut dengan

motor DC tanpa Resistor Starter! (Petunjuk: IA = Itot - IE, nilai IE = 25 mA).

Berikan kesimpulan anda!

4. Lihat kembali tabel data II. Bandingkan nilai Resistor Starter terhadap

kecepatan motor! Bagaimanakah kesimpulan anda?

5. Jika UR adalah tegangan jatuh pada resistor Starter yang dialiri arus Armature

(IA), maka hitunglah UR (%R x 120 Ω x IA) untuk setiap nilai resistor Starter

dan masukkan hasilnya dalam tabel data II! Isikan pula nilai UR + UA dan

bandingkan nilainya terhadap tegangan nominal! Berikan kesimpulan anda!

6. Perhatikan nilai UR + UA dan IA pada Tabel Data II (UN = 100 Volt) saat

Resistor Starter diatur ke nilai 0! Bandingkan nilai keduanya terhadap nilai

UN dan Itot di Tabel Data II pada motor DC Shunt tanpa resistor starter, saat

tegangan sumber (U) diatur ke 100 V! Bagaimanakah kesimpulan anda?

(Petunjuk: IA = Itot - IE, nilai IE = 50 mA).

7. Berdasarkan Tabel Data II, hitunglah daya keluaran dan torsi yang dihasilkan

untuk setiap perubahan nilai resistor starter! Tuliskan kesimpulan anda!

8. Bandingkan gambar rangkaian pada Lampiran 5 dan 6 untuk motor DC

Shunt dengan resistor starter. Jelaskan letak perbedaan koneksinya dan

pengaruhnya terhadap arah rotasi (dengan mengacu pada tabel data III)!

Lembar Praktikum Teknik Tenaga Listrik dan Catu Daya


1

Pendahuluan

Plat Rating Motor DC

Hari/tanggal Praktikum : .................................................................

Nama Praktikan : .................................................................

No. MHS : .................................................................

Partner :

1. Nama : ......................................... No. MHS :

2. Nama : ......................................... No. MHS :

Nama Asisten : .................................................................

Paraf Asisten :

Data hasil praktikum:

1. Bentuk Plat Rating: 3. Analisa/Perhitungan:

Arus Total =

Daya Masukan =

Torsi Nominal =

2. Tabel Data:

Nilai Simbol Keterangan

U Tegangan Sumber Daya Keluaran =

IA Arus Armature

UE Tegangan Eksitasi

IE Arus Eksitasi

PN Daya Motor Nominal Efisiensi =

nN RPM



2

UNIT I

Starting Motor DC tanpa Resistor Starter


Nama Praktikan : .................................................................

No. MHS : .................................................................

Partner :

1. Nama : ......................................... No. MHS :

2. Nama : ......................................... No. MHS :

Nama Asisten : .................................................................

Paraf Asisten :


1. Tabel Data I:

Kondisi Itot

(mA) U

(V) MN

(Nm)

Perhitungan

Awal Penyalaan

Berjalan Konstan

2. Tabel Data II:

Tegangan Sumber

(U)

Tegangan Nominal

(UN)

Arus Total (Itot)

Daya Masukan (P1)

Rotasi (min-1)

50 V

100 V

150 V

200 V

3. Tabel Data III:

Motor DC Shunt tanpa Resistor Starter

Jenis Koneksi Arah Putaran

I

II



3

UNIT II

Starting Motor DC dengan Resistor Starter


Nama Praktikan : .................................................................

No. MHS : .................................................................

Partner :

1. Nama : ......................................... No. MHS :

2. Nama : ......................................... No. MHS :

Nama Asisten : .................................................................

Paraf Asisten :


1. Tabel Data I:

Kondisi IA

(mA) U

(V) MN

(Nm)

Perhitungan

Awal Penyalaan

Berjalan Konstan

2. Tabel Data II:

Resistor Starter

(% x 120 ΩΩΩΩ)

IA (mA)

UA (V)

n (min-1)

UR (V)

UR + UA (V)

UN (V)

100

80

60

40

20

0

3. Tabel Data III:

Motor DC Shunt dengan Resistor Starter

Jenis Koneksi Arah Putaran

I

II



1

LAMPIRAN I

Diagram Rangkaian Motor DC Shunt tanpa Resistor Starter



2

LAMPIRAN II

Diagram Rangkaian Motor DC Shunt dengan Resistor Starter



3

LAMPIRAN III

Diagram Rangkaian Motor DC Shunt tanpa Resistor Paralel

Rotasi Searah Jarum Jam



4

LAMPIRAN IV

Diagram Rangkaian Motor DC Shunt tanpa Resistor Paralel

Rotasi Berlawanan Jarum Jam



5

LAMPIRAN V


Rotasi Searah Jarum Jam



6

LAMPIRAN VI


Rotasi Berlawanan Jarum Jam

Modul Praktikum Ttl 2008 Mahasiswa

Documents

Transcript of Modul Praktikum Ttl 2008 Mahasiswa