tugas pak orie

67
Diagram P – V A pressure volume diagram (or P-V diagram, or volume- pressure loop) [1] ) is used to describe a thermal cycle involving the following two variables: Volume (on the X axis) Pressure (on the Y axis) This is in fact enough information to fully describe a simple system from a thermodynamic standpoint. The diagrams are useful when one wants to calculate the work done by the system, the integral of the pressure with respect to volume. One can often quickly calculate this using the PV diagram as it is simply the area enclosed by the cycle. In cardiovascular physiology, the diagram is often applied to the left ventricle, and it can be mapped to specific events of the cardiac cycle.

Transcript of tugas pak orie

Page 1: tugas pak orie

Diagram P ndash V

A pressure volume diagram (or P-V diagram or volume-pressure loop)[1]) is used to describe a thermal cycle involving the following two variables

Volume (on the X axis) Pressure (on the Y axis)

This is in fact enough information to fully describe a simple system from a thermodynamic standpoint The diagrams are useful when one wants to calculate the work done by the system the integral of the pressure with respect to volume One can often quickly calculate this using the PV diagram as it is simply the area enclosed by the cycle

In cardiovascular physiology the diagram is often applied to the left ventricle and it can be mapped to specific events of the cardiac cycle

PV loop studies are widely used in basic research and preclinical testing to characterize the intact hearts performance under various situations (effect of drugs disease characterization of mouse strains)

The sequence of events occurring in every heart cycle is as follows The figure shows a PV loop from a real experiment letters refer to points

A is the end-diastolic point this is the point where contraction begins Pressure starts to increase becomes rapidly higher than the atrial pressure and the mitral valve closes Since pressure is also lower than the aortic pressure the aortic valve is closed as well

Segment AB is the contraction phase Since both the mitral and aortic valves are closed volume is constant For this reason this phase is called isovolumic contraction

At point B pressure becomes higher than the aortic pressure and the aortic valve opens initiating ejection

BC is the ejection phase volume decreases At the end of this phase pressure lowers again and falls below aortic pressure The aortic valve closes

Point C is the end-systolic point Segment CD is the isovolumic relaxation During this phase pressure continues

to fall The mitral valve and aortic valve are both closed again so volume is constant

At point D pressure falls below the atrial pressure and the mitral valve opens initiating ventricular filling

DA is the diastolic filling period Blood flows from the left atrium to the left ventricle Atrial contraction completes ventricular filling

As it can be seen the PV loop forms a roughly rectangular shape and each loop is formed in an anti-clockwise direction

Very useful information can be derived by examination and analysis of individual loops or series of loops for example

the horizontal distance between the top-left corner and the bottom-right corner of each loop is the stroke volume[2]

the line joining the top-left corner of several loops is the contractile or inotropic state[3]

See external links for a much more precise representation

Perbedaan Diesel dan Otto

Perhitungan secara teori pada siklus ideal akan mencakup 4 proses ialah kompresi ekspansi pemanasan dan pendinginan Gambar berikut adalah diagram tekanan-volume (P-V) siklus ideal motor 4 langkah volume tetap (siklus Otto)

Gambar 4 Diagram P-V pada siklus Otto

Langkah 0-1 adalah langkah isap langkah 1-2 adalah langkah pemampatan garis 2-3 adalah pembakaran secara cepat yang menghasilkan pemanasan gas pada volume konstan langkah 3-4 adalah langkah ekspansi gas panas sedang segmen 4-1 turunnya tekanan secara tiba-tiba karena dibukanya katup buang Setelah itu gas dibuang pada langkah 1-0

Asumsi yang digunakan pada siklus seperti pada gambar di atas beserta penjelasannya adalah sebagai berikut

1 Langkah isap (0-1) dan langkah buang (1-0) dianggap sebagai proses tekanan tetap

2 Langkah pemampatan (1-2) dianggap berlangsung secara adiabatik karena proses tersebut berlangsung sangat cepat sehingga dianggap tidak ada panas yang sempat keluar sistem

3 Proses pembakaran (garis 2-3) dianggap sebagai pemasukan (pengisian) kalor pada volume konstan

4 Langkah kerja (3-4) dianggap juga berlangsung adiabatik Penjelasan sama dengan nomor 2

5 Proses penurunan tekanan karena pembukaan katup buang (garis 4-1) dianggap sebagai pengeluaran (pembuangan) kalor pada volume tetap

6 Fluida kerja dianggap gas ideal sehingga memenuhi hukum-hukum gas ideal

Sesuai hukum 1 termodinamika kesetaraan panas dan gerak dapat dituliskan sebagai persamaan energi sebagai berikut

Q = U + W helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(9)

Dengan

Q = panas yang keluar atau masuk sistem (joule)

U = perubahan energi dalam (joule)

W = kerja yang diberikan sistem (joule)

Rancangan motor bakar diinginkan agar mampu mengubah sebanyak-banyaknya energi panas menjadi gerak Untuk itu diperlukan pengetahuan teori mengenai efisiensi sistem tersebut Dalam hal ini efisiensi dari siklus Otto ialah

e = W Qinhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

dengan Qin ialah panas yang dimasukkan ke dalam sistem

Pada siklus di atas U = 0 karena pada akhir siklus posisi grafik kembali ke titik semula (atau keadaan fluida pada akhir siklus sama seperti pada awal siklus) sehingga

W = Qin ndash Qout helliphelliphelliphelliphelliphellip(11)

dengan Qout ialah panas yang dikeluarkan dari sistem

Dengan demikian efisiensi siklus akan sebesar

Persamaan penambahan panas pada volume konstan pada siklus di atas ialah

Qin = M cv (T3 ndash T2)

Sedang pengeluaran panas pada volume tetap ialah

Qout = M cv (T4 ndash T1)

Dengan cv ialah panas spesifik udara pada volume tetap (Notasi 1 2 3 dan 4 pada persamaan di atas adalah sesuai dengan titik-titik pada grafik dalam gambar 4 di atas)

Sehingga efisiensi siklus ialah

Proses 1-2 dan 3-4 adalah adiabatik sehingga dan Sedangkan dari grafik terlihat bahwa V1 = V4 dan V3 =- V2 sehingga Dengan demikian maka

Sehingga efisiensi siklus pada persamaan (a) akan menjadi

Dalam hal in r = V1V2 adalah perbandingan kompresi motor

Dari persamaan di atas terlihat bahwa efisiensi siklus ideal Otto akan sebanding dengan perbandingan kompresi dan tidak tergantung pada besarnya pemasukan dan pengeluaran panas

Siklus otto dan diesel

1siklus otto

Pada siklus diatas di jelaskan langkah pertama yaitu langkah kompresisetelah kompresi langkah kedua ialah memasukan bahan bakar selanjutnya langkah ketiga proses pembakaran yang di picu oleh spark plugbusikemudian hasil dari pembakaran tersebut menghasilkan tenaga atau gaya yang di gunakan untuk menendang piston turun ke TMBdan yang terakhir gas tersebut di buang keluar seiring piston akan naik kembali k TMA

siklus diesel

Siklus diesel sebenarnya prosesnya hamper mirip dengan mesin otto Cuma yang membedakan pada diesel tidak ada busi tetepi hanya busi pemanas sajadan pada mesin diesel umumnya menganut komresi yang jauh lebih tinggi dari mesin otto

2-Siklus ottoSiklus Otto adalah siklus thermodinamika yang paling banyak digunakan dalam kehidupan manusia Mobil dan sepeda motor berbahan bakar bensin (Petrol Fuel) adalah contoh penerapan dari sebuah siklus OttoSecara thermodinamika siklus ini memiliki 4 buah proses thermodinamika yang terdiri dari 2 buah proses isokhorik (volume tetap) dan 2 buah proses adiabatis (kalor tetap) Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram tekanan (p) vs temperatur (V) berikut

Proses yang terjadi adalah 1-2 Kompresi adiabatis2-3 Pembakaran isokhorik3-4 Ekspansi langkah kerja adiabatis4-1 Langkah buang isokhorikBeberapa rumus yang digunakan untuk menganalisa sebuah siklus Otto adalah sebagai berikut 1 Proses Kompresi Adiabatis2 Proses Pembakaran Isokhorik3 Proses Ekspansi Langkah Kerja4 Kerja Siklus5 Tekanan Efektif Rata-rata (Mean Effective Pressure) 6 Daya Indikasi Motor

Dimana parameter ndash parameternya adalah p = Tekanan gas (Kgm^3)T = Temperatur gas (K Kelvin)V = Volume gas (m^3)r = Rasio kompresi (V1 ndash V2)Cv = Panas jenis gas pada volume tetap ( kjkg K) k = Rasio panas jenis gas (CpCv)f = Rasio bahan bakar udaraQ = Nilai panas bahan bakar (kjkg)W = Kerja (Joule)n = Putaran mesin per detik (rps)i = Index pengali i=1 untuk 2 tak dan i=05 untuk 4 takz = Jumlah silinderP = Daya ( Watt )

- Siklus diesel 2 takMotor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) Penggunaan motor diesel bertujuan untuk mendapatkan tenaga mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi kimiawi bahan bakar energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran antara bahan bakar dan udara di dalam ruang bakarPada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada tujuan perancangan dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torakTekanan gas hasil pembakaran akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak sehingga torak dapat bergerak bolak-balik

(reciprocating) Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresiBerdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya motor diesel dibedakan menjadi dua yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus ottoDiagram P-V siklus diesel dua langkah

Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar pada motor bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang ditimbulkan oleh dua elektroda busi sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar hingga mencapai temperatur nyala akibat kompresi torak Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine

3 Perbedaan langkah ICE 2tak dan 4takDidalam dunia otomotif sebagai prime mover (pengerak utama) digunakan internal combustion engine (motor pembakaran dalam) baik itu motor bensin maupun motor disel dan kedua jenis motor tersebut ada yang menggunakan proses kerja 4 tak atau atau menggunakan proses kerja 2 tak Istilah motor 4 tack dan motor 2 tack adalah istilah dalam bahasa Belanda dalam bahasa Inggris disebut four stroke engine dan two stroke engine sedangkan dalam bahasa Indonesia disebut motor 4 langkah dan motor 2 langkah tapi secara umum lebih populer motor 4 tak dan 2 takMotor 4 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 4 kali gerakan piston (seker Belanda torak Indonesia) dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah) dan dari TMB ke TMA atau dua kali putaran crank shaft (kruk as Belanda poros engkol Indonesia)Motor 2 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 2 gerakan piston dari TMA ke TMB dan dari TMB ke TMA atau satu kali putaran crank shaftProses kerja motor 4 tak dan 2 tak telah banyak sekali dibahas pada situs-situs di-internet cari dengan Google search engine ketikan ldquoproses kerja motor pembakaran dalamrdquo perhatikan ternyata ada 60000 lebih posting yang membahas tentang judul tersebut coba buka salah satu situs misalnya httpbaiuanggarawordpresscomcategoryi-p-t-e-kmotor-pembakaran-dalam

silahkan pelajari dan silahkan juga kalau mau membuka situs-situs yang lainnya supaya lebih memahami

Karakteristik motor 4 tak 1 Bahan bakarnya hemat2 Gas bekasnya lebih bersih (emisinya rendah)3 Kontrusinya rumit karena adanya klep sehingga harganya mahal dan perawatannya sulitKarakteristik motor 2 tak 1 Bahan bakarnya boros2 Gas bekasnya kotor (emisinya tinggi)3 Konstruksinya sederhana sehingga harganya murah dan perawatannya mudahDengan pertimbangan konstruksi yang sederhana maka motor 2 tak banyak diaplikasikan untuk kendaraan roda dua Masalah bahan bakar yang boros dengan kapasitas mesin untuk sepeda motor pada umumnya relatif kecil hal itu tidak terlalu memberatkan Begitu juga dengan polusi gas bekasnya karena dulu populasi sepeda motor belum terlalu banyak dan juga isu tentang polusi udara belum mendapatkan perhatian secara serius maka pada periode dibawah tahun 1990 popularitas sepeda motor dengan pengerak motor 2 tak cukup tenar di IndonesiaMenginjak tahun 2000 dimana cadangan bahan bakar dunia mulai menunjukkan lampu kuning karena demand yang meningkat sedangkan supplai bahan bakar dunia tidak bisa ditingkatkan maka isu penghematan bahan bakar bersama-sama dengan polusi udara mulai mengemuka Selanjutnya dengan melihat karakteristik motor 2 tak yang boros bahan bakar dan tingkat polusinya yang tinggi maka pelan-pelan sepeda motor dengan dengan penggerak motor 2 tak mulai ditinggalkan Tapi apakah memang kita harus meningalkan motor 2 tak dengan menguburkannya dalam kenangan begitu saja Bukankah bagaimanapun juga motor 2 tak mempunyai kelebihan konstruksinya yang sederhana sehinga biaya produksi murah yang pada akhirnya harga jual juga rendah Memang kita tahu bahwa ada kelemahan yang sangat sensitif sekali terhadap isu yang sudah mengglobal yaitu hemat bahan bakar dan ramah lingkungan lalu dimana peran para ilmuwan Tidakkah bisa dicarikan solusinyaPerbedaan mendasar antara motor 4 tak dengan motor 2 tak 1 Pada motor 4 tak satu kali proses kerja memerlukan 2 kali putaran crank shaft sedangkan pada motor 2 tak satu kali proses kerja hanya memerlukan 1 kali putaran crank shaft sehinga untuk kedua motor ini apabila kapasitas silindernya sama (misalnya sama-sama 100 cc) maka pada putaran kerja yang sama secara teoritis konsumsi bahan bakar motor 2 tak dua kali lebih boros dibandingkan dengan motor 4 takAkan tetapi sebetulnya pada waktu mendesain sebuah sepeda motor maka yang

diperhitungkan adalah tenaga yang diperlukan Artinya apabila direncanakan sebuah sepeda motor dengan kemampuan membawa beban katakan 150 kg didesain agar mampu melaju dengan kecepatan 100 kmjam seandainya tenaga yang diperlukan untuk itu adalah 8 TK maka apabila digunakan motor 4 tak tenaga sebesar itu dapat dihasilkan oleh motor dengan kapasitas silinder 100 cc pada putaran kerja 6000 rpm maka apabila digunakan motor 2 tak seharusnya cukup dengan kapasitas silinder 50 cc pada putaran kerja 6000 rpm2 Pada motor 4 tak semua proses kerja seperti pengisian kompresi usaha dan pembuangan semuanya terjadi diatas piston sehingga bagian bawah piston bebas berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli akibatnya proses pelumasan pada piston cylinder liner dan crank shaft dapat berlangsung dengan efektif sekaliPada motor 2 tak proses kerjanya melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston proses pengisan terjadi dengan dihisapnya campuran udara dan bahan bakar kedalam ruangan dibawah piston dahulu baru kemudian ditranfer kebagian atas piston selama lubang bilas terbuka sehingga ruangan dibawah piston harus merupakan ruang tertutup yang tidak boleh berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli Dengan demikian piston cylinder liner dan crank shaft tidak bisa dilumas oleh minyak pelumasoli yang ada didalam karter Oleh karena itu pelumasan dilakukan dengan cara mencampurkan minyak pelumasoli pada bahan bakar yang dihisap oleh mesin sehingga sebagian dari minyak pelumasoli akan menempel pada piston cylinder liner dan crank shaft yang memerlukan pelumasan sedangkan sebagian dari minyak pelumasoli akan masuk kedalam silinder dan ikut dalam proses pembakaran sehingga mengakibatkan meningkatnya emisi gas buang dari motor 2 tak ini Sistim pelumasan ini secara umum dikenal masyarakat dengan istilah ldquomenggunakan oli sampingrdquo Bagaimanapun juga efektifitas sistim pelumasan menggunakan oli samping tidak bisa mengungguli proses pelumasan dari karter mesin3 Pada motor 4 tak overlaping antara proses pembuangan dan pemasukan hanya terjadi beberapa saat yaitu pada fase akhir pembuangan dan awal pemasukanPada motor 2 tak seluruh proses pembilasan yaitu perpindahan campuran udara dengan bahan bakar dari ruangan dibawah piston kedalam cylinder diatas piston terjadi didalam proses pembuangan Dengan demikian kemungkinan adanya campuran udara dengan bahan bakar yang langsung terbuang keluar dari cylinder pada waktu overlaping pada motor 2 tak jauh lebih besar dibandingkan dengan motor 4 tak sehingga efisiensi motor 2 tak lebih rendah dari motor 4 tak Hal ini juga memberikan kontribusi kenapa motor 2 tak boros pemakaian bahan bakarnyaUraian seperti tersebut pada butir 2 dan 3 itulah yang menjawab pertanyaan seperti pada butir 1 yaitu apabila tenaga yang dibutuhkan sama dan pada putaran kerja yang sama bukankah seharusnya kapasitas motor 2 tak adalah setengah dari kapasitas motor 4 tak

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 2: tugas pak orie

The sequence of events occurring in every heart cycle is as follows The figure shows a PV loop from a real experiment letters refer to points

A is the end-diastolic point this is the point where contraction begins Pressure starts to increase becomes rapidly higher than the atrial pressure and the mitral valve closes Since pressure is also lower than the aortic pressure the aortic valve is closed as well

Segment AB is the contraction phase Since both the mitral and aortic valves are closed volume is constant For this reason this phase is called isovolumic contraction

At point B pressure becomes higher than the aortic pressure and the aortic valve opens initiating ejection

BC is the ejection phase volume decreases At the end of this phase pressure lowers again and falls below aortic pressure The aortic valve closes

Point C is the end-systolic point Segment CD is the isovolumic relaxation During this phase pressure continues

to fall The mitral valve and aortic valve are both closed again so volume is constant

At point D pressure falls below the atrial pressure and the mitral valve opens initiating ventricular filling

DA is the diastolic filling period Blood flows from the left atrium to the left ventricle Atrial contraction completes ventricular filling

As it can be seen the PV loop forms a roughly rectangular shape and each loop is formed in an anti-clockwise direction

Very useful information can be derived by examination and analysis of individual loops or series of loops for example

the horizontal distance between the top-left corner and the bottom-right corner of each loop is the stroke volume[2]

the line joining the top-left corner of several loops is the contractile or inotropic state[3]

See external links for a much more precise representation

Perbedaan Diesel dan Otto

Perhitungan secara teori pada siklus ideal akan mencakup 4 proses ialah kompresi ekspansi pemanasan dan pendinginan Gambar berikut adalah diagram tekanan-volume (P-V) siklus ideal motor 4 langkah volume tetap (siklus Otto)

Gambar 4 Diagram P-V pada siklus Otto

Langkah 0-1 adalah langkah isap langkah 1-2 adalah langkah pemampatan garis 2-3 adalah pembakaran secara cepat yang menghasilkan pemanasan gas pada volume konstan langkah 3-4 adalah langkah ekspansi gas panas sedang segmen 4-1 turunnya tekanan secara tiba-tiba karena dibukanya katup buang Setelah itu gas dibuang pada langkah 1-0

Asumsi yang digunakan pada siklus seperti pada gambar di atas beserta penjelasannya adalah sebagai berikut

1 Langkah isap (0-1) dan langkah buang (1-0) dianggap sebagai proses tekanan tetap

2 Langkah pemampatan (1-2) dianggap berlangsung secara adiabatik karena proses tersebut berlangsung sangat cepat sehingga dianggap tidak ada panas yang sempat keluar sistem

3 Proses pembakaran (garis 2-3) dianggap sebagai pemasukan (pengisian) kalor pada volume konstan

4 Langkah kerja (3-4) dianggap juga berlangsung adiabatik Penjelasan sama dengan nomor 2

5 Proses penurunan tekanan karena pembukaan katup buang (garis 4-1) dianggap sebagai pengeluaran (pembuangan) kalor pada volume tetap

6 Fluida kerja dianggap gas ideal sehingga memenuhi hukum-hukum gas ideal

Sesuai hukum 1 termodinamika kesetaraan panas dan gerak dapat dituliskan sebagai persamaan energi sebagai berikut

Q = U + W helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(9)

Dengan

Q = panas yang keluar atau masuk sistem (joule)

U = perubahan energi dalam (joule)

W = kerja yang diberikan sistem (joule)

Rancangan motor bakar diinginkan agar mampu mengubah sebanyak-banyaknya energi panas menjadi gerak Untuk itu diperlukan pengetahuan teori mengenai efisiensi sistem tersebut Dalam hal ini efisiensi dari siklus Otto ialah

e = W Qinhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

dengan Qin ialah panas yang dimasukkan ke dalam sistem

Pada siklus di atas U = 0 karena pada akhir siklus posisi grafik kembali ke titik semula (atau keadaan fluida pada akhir siklus sama seperti pada awal siklus) sehingga

W = Qin ndash Qout helliphelliphelliphelliphelliphellip(11)

dengan Qout ialah panas yang dikeluarkan dari sistem

Dengan demikian efisiensi siklus akan sebesar

Persamaan penambahan panas pada volume konstan pada siklus di atas ialah

Qin = M cv (T3 ndash T2)

Sedang pengeluaran panas pada volume tetap ialah

Qout = M cv (T4 ndash T1)

Dengan cv ialah panas spesifik udara pada volume tetap (Notasi 1 2 3 dan 4 pada persamaan di atas adalah sesuai dengan titik-titik pada grafik dalam gambar 4 di atas)

Sehingga efisiensi siklus ialah

Proses 1-2 dan 3-4 adalah adiabatik sehingga dan Sedangkan dari grafik terlihat bahwa V1 = V4 dan V3 =- V2 sehingga Dengan demikian maka

Sehingga efisiensi siklus pada persamaan (a) akan menjadi

Dalam hal in r = V1V2 adalah perbandingan kompresi motor

Dari persamaan di atas terlihat bahwa efisiensi siklus ideal Otto akan sebanding dengan perbandingan kompresi dan tidak tergantung pada besarnya pemasukan dan pengeluaran panas

Siklus otto dan diesel

1siklus otto

Pada siklus diatas di jelaskan langkah pertama yaitu langkah kompresisetelah kompresi langkah kedua ialah memasukan bahan bakar selanjutnya langkah ketiga proses pembakaran yang di picu oleh spark plugbusikemudian hasil dari pembakaran tersebut menghasilkan tenaga atau gaya yang di gunakan untuk menendang piston turun ke TMBdan yang terakhir gas tersebut di buang keluar seiring piston akan naik kembali k TMA

siklus diesel

Siklus diesel sebenarnya prosesnya hamper mirip dengan mesin otto Cuma yang membedakan pada diesel tidak ada busi tetepi hanya busi pemanas sajadan pada mesin diesel umumnya menganut komresi yang jauh lebih tinggi dari mesin otto

2-Siklus ottoSiklus Otto adalah siklus thermodinamika yang paling banyak digunakan dalam kehidupan manusia Mobil dan sepeda motor berbahan bakar bensin (Petrol Fuel) adalah contoh penerapan dari sebuah siklus OttoSecara thermodinamika siklus ini memiliki 4 buah proses thermodinamika yang terdiri dari 2 buah proses isokhorik (volume tetap) dan 2 buah proses adiabatis (kalor tetap) Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram tekanan (p) vs temperatur (V) berikut

Proses yang terjadi adalah 1-2 Kompresi adiabatis2-3 Pembakaran isokhorik3-4 Ekspansi langkah kerja adiabatis4-1 Langkah buang isokhorikBeberapa rumus yang digunakan untuk menganalisa sebuah siklus Otto adalah sebagai berikut 1 Proses Kompresi Adiabatis2 Proses Pembakaran Isokhorik3 Proses Ekspansi Langkah Kerja4 Kerja Siklus5 Tekanan Efektif Rata-rata (Mean Effective Pressure) 6 Daya Indikasi Motor

Dimana parameter ndash parameternya adalah p = Tekanan gas (Kgm^3)T = Temperatur gas (K Kelvin)V = Volume gas (m^3)r = Rasio kompresi (V1 ndash V2)Cv = Panas jenis gas pada volume tetap ( kjkg K) k = Rasio panas jenis gas (CpCv)f = Rasio bahan bakar udaraQ = Nilai panas bahan bakar (kjkg)W = Kerja (Joule)n = Putaran mesin per detik (rps)i = Index pengali i=1 untuk 2 tak dan i=05 untuk 4 takz = Jumlah silinderP = Daya ( Watt )

- Siklus diesel 2 takMotor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) Penggunaan motor diesel bertujuan untuk mendapatkan tenaga mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi kimiawi bahan bakar energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran antara bahan bakar dan udara di dalam ruang bakarPada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada tujuan perancangan dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torakTekanan gas hasil pembakaran akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak sehingga torak dapat bergerak bolak-balik

(reciprocating) Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresiBerdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya motor diesel dibedakan menjadi dua yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus ottoDiagram P-V siklus diesel dua langkah

Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar pada motor bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang ditimbulkan oleh dua elektroda busi sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar hingga mencapai temperatur nyala akibat kompresi torak Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine

3 Perbedaan langkah ICE 2tak dan 4takDidalam dunia otomotif sebagai prime mover (pengerak utama) digunakan internal combustion engine (motor pembakaran dalam) baik itu motor bensin maupun motor disel dan kedua jenis motor tersebut ada yang menggunakan proses kerja 4 tak atau atau menggunakan proses kerja 2 tak Istilah motor 4 tack dan motor 2 tack adalah istilah dalam bahasa Belanda dalam bahasa Inggris disebut four stroke engine dan two stroke engine sedangkan dalam bahasa Indonesia disebut motor 4 langkah dan motor 2 langkah tapi secara umum lebih populer motor 4 tak dan 2 takMotor 4 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 4 kali gerakan piston (seker Belanda torak Indonesia) dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah) dan dari TMB ke TMA atau dua kali putaran crank shaft (kruk as Belanda poros engkol Indonesia)Motor 2 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 2 gerakan piston dari TMA ke TMB dan dari TMB ke TMA atau satu kali putaran crank shaftProses kerja motor 4 tak dan 2 tak telah banyak sekali dibahas pada situs-situs di-internet cari dengan Google search engine ketikan ldquoproses kerja motor pembakaran dalamrdquo perhatikan ternyata ada 60000 lebih posting yang membahas tentang judul tersebut coba buka salah satu situs misalnya httpbaiuanggarawordpresscomcategoryi-p-t-e-kmotor-pembakaran-dalam

silahkan pelajari dan silahkan juga kalau mau membuka situs-situs yang lainnya supaya lebih memahami

Karakteristik motor 4 tak 1 Bahan bakarnya hemat2 Gas bekasnya lebih bersih (emisinya rendah)3 Kontrusinya rumit karena adanya klep sehingga harganya mahal dan perawatannya sulitKarakteristik motor 2 tak 1 Bahan bakarnya boros2 Gas bekasnya kotor (emisinya tinggi)3 Konstruksinya sederhana sehingga harganya murah dan perawatannya mudahDengan pertimbangan konstruksi yang sederhana maka motor 2 tak banyak diaplikasikan untuk kendaraan roda dua Masalah bahan bakar yang boros dengan kapasitas mesin untuk sepeda motor pada umumnya relatif kecil hal itu tidak terlalu memberatkan Begitu juga dengan polusi gas bekasnya karena dulu populasi sepeda motor belum terlalu banyak dan juga isu tentang polusi udara belum mendapatkan perhatian secara serius maka pada periode dibawah tahun 1990 popularitas sepeda motor dengan pengerak motor 2 tak cukup tenar di IndonesiaMenginjak tahun 2000 dimana cadangan bahan bakar dunia mulai menunjukkan lampu kuning karena demand yang meningkat sedangkan supplai bahan bakar dunia tidak bisa ditingkatkan maka isu penghematan bahan bakar bersama-sama dengan polusi udara mulai mengemuka Selanjutnya dengan melihat karakteristik motor 2 tak yang boros bahan bakar dan tingkat polusinya yang tinggi maka pelan-pelan sepeda motor dengan dengan penggerak motor 2 tak mulai ditinggalkan Tapi apakah memang kita harus meningalkan motor 2 tak dengan menguburkannya dalam kenangan begitu saja Bukankah bagaimanapun juga motor 2 tak mempunyai kelebihan konstruksinya yang sederhana sehinga biaya produksi murah yang pada akhirnya harga jual juga rendah Memang kita tahu bahwa ada kelemahan yang sangat sensitif sekali terhadap isu yang sudah mengglobal yaitu hemat bahan bakar dan ramah lingkungan lalu dimana peran para ilmuwan Tidakkah bisa dicarikan solusinyaPerbedaan mendasar antara motor 4 tak dengan motor 2 tak 1 Pada motor 4 tak satu kali proses kerja memerlukan 2 kali putaran crank shaft sedangkan pada motor 2 tak satu kali proses kerja hanya memerlukan 1 kali putaran crank shaft sehinga untuk kedua motor ini apabila kapasitas silindernya sama (misalnya sama-sama 100 cc) maka pada putaran kerja yang sama secara teoritis konsumsi bahan bakar motor 2 tak dua kali lebih boros dibandingkan dengan motor 4 takAkan tetapi sebetulnya pada waktu mendesain sebuah sepeda motor maka yang

diperhitungkan adalah tenaga yang diperlukan Artinya apabila direncanakan sebuah sepeda motor dengan kemampuan membawa beban katakan 150 kg didesain agar mampu melaju dengan kecepatan 100 kmjam seandainya tenaga yang diperlukan untuk itu adalah 8 TK maka apabila digunakan motor 4 tak tenaga sebesar itu dapat dihasilkan oleh motor dengan kapasitas silinder 100 cc pada putaran kerja 6000 rpm maka apabila digunakan motor 2 tak seharusnya cukup dengan kapasitas silinder 50 cc pada putaran kerja 6000 rpm2 Pada motor 4 tak semua proses kerja seperti pengisian kompresi usaha dan pembuangan semuanya terjadi diatas piston sehingga bagian bawah piston bebas berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli akibatnya proses pelumasan pada piston cylinder liner dan crank shaft dapat berlangsung dengan efektif sekaliPada motor 2 tak proses kerjanya melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston proses pengisan terjadi dengan dihisapnya campuran udara dan bahan bakar kedalam ruangan dibawah piston dahulu baru kemudian ditranfer kebagian atas piston selama lubang bilas terbuka sehingga ruangan dibawah piston harus merupakan ruang tertutup yang tidak boleh berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli Dengan demikian piston cylinder liner dan crank shaft tidak bisa dilumas oleh minyak pelumasoli yang ada didalam karter Oleh karena itu pelumasan dilakukan dengan cara mencampurkan minyak pelumasoli pada bahan bakar yang dihisap oleh mesin sehingga sebagian dari minyak pelumasoli akan menempel pada piston cylinder liner dan crank shaft yang memerlukan pelumasan sedangkan sebagian dari minyak pelumasoli akan masuk kedalam silinder dan ikut dalam proses pembakaran sehingga mengakibatkan meningkatnya emisi gas buang dari motor 2 tak ini Sistim pelumasan ini secara umum dikenal masyarakat dengan istilah ldquomenggunakan oli sampingrdquo Bagaimanapun juga efektifitas sistim pelumasan menggunakan oli samping tidak bisa mengungguli proses pelumasan dari karter mesin3 Pada motor 4 tak overlaping antara proses pembuangan dan pemasukan hanya terjadi beberapa saat yaitu pada fase akhir pembuangan dan awal pemasukanPada motor 2 tak seluruh proses pembilasan yaitu perpindahan campuran udara dengan bahan bakar dari ruangan dibawah piston kedalam cylinder diatas piston terjadi didalam proses pembuangan Dengan demikian kemungkinan adanya campuran udara dengan bahan bakar yang langsung terbuang keluar dari cylinder pada waktu overlaping pada motor 2 tak jauh lebih besar dibandingkan dengan motor 4 tak sehingga efisiensi motor 2 tak lebih rendah dari motor 4 tak Hal ini juga memberikan kontribusi kenapa motor 2 tak boros pemakaian bahan bakarnyaUraian seperti tersebut pada butir 2 dan 3 itulah yang menjawab pertanyaan seperti pada butir 1 yaitu apabila tenaga yang dibutuhkan sama dan pada putaran kerja yang sama bukankah seharusnya kapasitas motor 2 tak adalah setengah dari kapasitas motor 4 tak

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 3: tugas pak orie

the line joining the top-left corner of several loops is the contractile or inotropic state[3]

See external links for a much more precise representation

Perbedaan Diesel dan Otto

Perhitungan secara teori pada siklus ideal akan mencakup 4 proses ialah kompresi ekspansi pemanasan dan pendinginan Gambar berikut adalah diagram tekanan-volume (P-V) siklus ideal motor 4 langkah volume tetap (siklus Otto)

Gambar 4 Diagram P-V pada siklus Otto

Langkah 0-1 adalah langkah isap langkah 1-2 adalah langkah pemampatan garis 2-3 adalah pembakaran secara cepat yang menghasilkan pemanasan gas pada volume konstan langkah 3-4 adalah langkah ekspansi gas panas sedang segmen 4-1 turunnya tekanan secara tiba-tiba karena dibukanya katup buang Setelah itu gas dibuang pada langkah 1-0

Asumsi yang digunakan pada siklus seperti pada gambar di atas beserta penjelasannya adalah sebagai berikut

1 Langkah isap (0-1) dan langkah buang (1-0) dianggap sebagai proses tekanan tetap

2 Langkah pemampatan (1-2) dianggap berlangsung secara adiabatik karena proses tersebut berlangsung sangat cepat sehingga dianggap tidak ada panas yang sempat keluar sistem

3 Proses pembakaran (garis 2-3) dianggap sebagai pemasukan (pengisian) kalor pada volume konstan

4 Langkah kerja (3-4) dianggap juga berlangsung adiabatik Penjelasan sama dengan nomor 2

5 Proses penurunan tekanan karena pembukaan katup buang (garis 4-1) dianggap sebagai pengeluaran (pembuangan) kalor pada volume tetap

6 Fluida kerja dianggap gas ideal sehingga memenuhi hukum-hukum gas ideal

Sesuai hukum 1 termodinamika kesetaraan panas dan gerak dapat dituliskan sebagai persamaan energi sebagai berikut

Q = U + W helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(9)

Dengan

Q = panas yang keluar atau masuk sistem (joule)

U = perubahan energi dalam (joule)

W = kerja yang diberikan sistem (joule)

Rancangan motor bakar diinginkan agar mampu mengubah sebanyak-banyaknya energi panas menjadi gerak Untuk itu diperlukan pengetahuan teori mengenai efisiensi sistem tersebut Dalam hal ini efisiensi dari siklus Otto ialah

e = W Qinhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

dengan Qin ialah panas yang dimasukkan ke dalam sistem

Pada siklus di atas U = 0 karena pada akhir siklus posisi grafik kembali ke titik semula (atau keadaan fluida pada akhir siklus sama seperti pada awal siklus) sehingga

W = Qin ndash Qout helliphelliphelliphelliphelliphellip(11)

dengan Qout ialah panas yang dikeluarkan dari sistem

Dengan demikian efisiensi siklus akan sebesar

Persamaan penambahan panas pada volume konstan pada siklus di atas ialah

Qin = M cv (T3 ndash T2)

Sedang pengeluaran panas pada volume tetap ialah

Qout = M cv (T4 ndash T1)

Dengan cv ialah panas spesifik udara pada volume tetap (Notasi 1 2 3 dan 4 pada persamaan di atas adalah sesuai dengan titik-titik pada grafik dalam gambar 4 di atas)

Sehingga efisiensi siklus ialah

Proses 1-2 dan 3-4 adalah adiabatik sehingga dan Sedangkan dari grafik terlihat bahwa V1 = V4 dan V3 =- V2 sehingga Dengan demikian maka

Sehingga efisiensi siklus pada persamaan (a) akan menjadi

Dalam hal in r = V1V2 adalah perbandingan kompresi motor

Dari persamaan di atas terlihat bahwa efisiensi siklus ideal Otto akan sebanding dengan perbandingan kompresi dan tidak tergantung pada besarnya pemasukan dan pengeluaran panas

Siklus otto dan diesel

1siklus otto

Pada siklus diatas di jelaskan langkah pertama yaitu langkah kompresisetelah kompresi langkah kedua ialah memasukan bahan bakar selanjutnya langkah ketiga proses pembakaran yang di picu oleh spark plugbusikemudian hasil dari pembakaran tersebut menghasilkan tenaga atau gaya yang di gunakan untuk menendang piston turun ke TMBdan yang terakhir gas tersebut di buang keluar seiring piston akan naik kembali k TMA

siklus diesel

Siklus diesel sebenarnya prosesnya hamper mirip dengan mesin otto Cuma yang membedakan pada diesel tidak ada busi tetepi hanya busi pemanas sajadan pada mesin diesel umumnya menganut komresi yang jauh lebih tinggi dari mesin otto

2-Siklus ottoSiklus Otto adalah siklus thermodinamika yang paling banyak digunakan dalam kehidupan manusia Mobil dan sepeda motor berbahan bakar bensin (Petrol Fuel) adalah contoh penerapan dari sebuah siklus OttoSecara thermodinamika siklus ini memiliki 4 buah proses thermodinamika yang terdiri dari 2 buah proses isokhorik (volume tetap) dan 2 buah proses adiabatis (kalor tetap) Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram tekanan (p) vs temperatur (V) berikut

Proses yang terjadi adalah 1-2 Kompresi adiabatis2-3 Pembakaran isokhorik3-4 Ekspansi langkah kerja adiabatis4-1 Langkah buang isokhorikBeberapa rumus yang digunakan untuk menganalisa sebuah siklus Otto adalah sebagai berikut 1 Proses Kompresi Adiabatis2 Proses Pembakaran Isokhorik3 Proses Ekspansi Langkah Kerja4 Kerja Siklus5 Tekanan Efektif Rata-rata (Mean Effective Pressure) 6 Daya Indikasi Motor

Dimana parameter ndash parameternya adalah p = Tekanan gas (Kgm^3)T = Temperatur gas (K Kelvin)V = Volume gas (m^3)r = Rasio kompresi (V1 ndash V2)Cv = Panas jenis gas pada volume tetap ( kjkg K) k = Rasio panas jenis gas (CpCv)f = Rasio bahan bakar udaraQ = Nilai panas bahan bakar (kjkg)W = Kerja (Joule)n = Putaran mesin per detik (rps)i = Index pengali i=1 untuk 2 tak dan i=05 untuk 4 takz = Jumlah silinderP = Daya ( Watt )

- Siklus diesel 2 takMotor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) Penggunaan motor diesel bertujuan untuk mendapatkan tenaga mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi kimiawi bahan bakar energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran antara bahan bakar dan udara di dalam ruang bakarPada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada tujuan perancangan dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torakTekanan gas hasil pembakaran akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak sehingga torak dapat bergerak bolak-balik

(reciprocating) Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresiBerdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya motor diesel dibedakan menjadi dua yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus ottoDiagram P-V siklus diesel dua langkah

Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar pada motor bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang ditimbulkan oleh dua elektroda busi sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar hingga mencapai temperatur nyala akibat kompresi torak Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine

3 Perbedaan langkah ICE 2tak dan 4takDidalam dunia otomotif sebagai prime mover (pengerak utama) digunakan internal combustion engine (motor pembakaran dalam) baik itu motor bensin maupun motor disel dan kedua jenis motor tersebut ada yang menggunakan proses kerja 4 tak atau atau menggunakan proses kerja 2 tak Istilah motor 4 tack dan motor 2 tack adalah istilah dalam bahasa Belanda dalam bahasa Inggris disebut four stroke engine dan two stroke engine sedangkan dalam bahasa Indonesia disebut motor 4 langkah dan motor 2 langkah tapi secara umum lebih populer motor 4 tak dan 2 takMotor 4 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 4 kali gerakan piston (seker Belanda torak Indonesia) dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah) dan dari TMB ke TMA atau dua kali putaran crank shaft (kruk as Belanda poros engkol Indonesia)Motor 2 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 2 gerakan piston dari TMA ke TMB dan dari TMB ke TMA atau satu kali putaran crank shaftProses kerja motor 4 tak dan 2 tak telah banyak sekali dibahas pada situs-situs di-internet cari dengan Google search engine ketikan ldquoproses kerja motor pembakaran dalamrdquo perhatikan ternyata ada 60000 lebih posting yang membahas tentang judul tersebut coba buka salah satu situs misalnya httpbaiuanggarawordpresscomcategoryi-p-t-e-kmotor-pembakaran-dalam

silahkan pelajari dan silahkan juga kalau mau membuka situs-situs yang lainnya supaya lebih memahami

Karakteristik motor 4 tak 1 Bahan bakarnya hemat2 Gas bekasnya lebih bersih (emisinya rendah)3 Kontrusinya rumit karena adanya klep sehingga harganya mahal dan perawatannya sulitKarakteristik motor 2 tak 1 Bahan bakarnya boros2 Gas bekasnya kotor (emisinya tinggi)3 Konstruksinya sederhana sehingga harganya murah dan perawatannya mudahDengan pertimbangan konstruksi yang sederhana maka motor 2 tak banyak diaplikasikan untuk kendaraan roda dua Masalah bahan bakar yang boros dengan kapasitas mesin untuk sepeda motor pada umumnya relatif kecil hal itu tidak terlalu memberatkan Begitu juga dengan polusi gas bekasnya karena dulu populasi sepeda motor belum terlalu banyak dan juga isu tentang polusi udara belum mendapatkan perhatian secara serius maka pada periode dibawah tahun 1990 popularitas sepeda motor dengan pengerak motor 2 tak cukup tenar di IndonesiaMenginjak tahun 2000 dimana cadangan bahan bakar dunia mulai menunjukkan lampu kuning karena demand yang meningkat sedangkan supplai bahan bakar dunia tidak bisa ditingkatkan maka isu penghematan bahan bakar bersama-sama dengan polusi udara mulai mengemuka Selanjutnya dengan melihat karakteristik motor 2 tak yang boros bahan bakar dan tingkat polusinya yang tinggi maka pelan-pelan sepeda motor dengan dengan penggerak motor 2 tak mulai ditinggalkan Tapi apakah memang kita harus meningalkan motor 2 tak dengan menguburkannya dalam kenangan begitu saja Bukankah bagaimanapun juga motor 2 tak mempunyai kelebihan konstruksinya yang sederhana sehinga biaya produksi murah yang pada akhirnya harga jual juga rendah Memang kita tahu bahwa ada kelemahan yang sangat sensitif sekali terhadap isu yang sudah mengglobal yaitu hemat bahan bakar dan ramah lingkungan lalu dimana peran para ilmuwan Tidakkah bisa dicarikan solusinyaPerbedaan mendasar antara motor 4 tak dengan motor 2 tak 1 Pada motor 4 tak satu kali proses kerja memerlukan 2 kali putaran crank shaft sedangkan pada motor 2 tak satu kali proses kerja hanya memerlukan 1 kali putaran crank shaft sehinga untuk kedua motor ini apabila kapasitas silindernya sama (misalnya sama-sama 100 cc) maka pada putaran kerja yang sama secara teoritis konsumsi bahan bakar motor 2 tak dua kali lebih boros dibandingkan dengan motor 4 takAkan tetapi sebetulnya pada waktu mendesain sebuah sepeda motor maka yang

diperhitungkan adalah tenaga yang diperlukan Artinya apabila direncanakan sebuah sepeda motor dengan kemampuan membawa beban katakan 150 kg didesain agar mampu melaju dengan kecepatan 100 kmjam seandainya tenaga yang diperlukan untuk itu adalah 8 TK maka apabila digunakan motor 4 tak tenaga sebesar itu dapat dihasilkan oleh motor dengan kapasitas silinder 100 cc pada putaran kerja 6000 rpm maka apabila digunakan motor 2 tak seharusnya cukup dengan kapasitas silinder 50 cc pada putaran kerja 6000 rpm2 Pada motor 4 tak semua proses kerja seperti pengisian kompresi usaha dan pembuangan semuanya terjadi diatas piston sehingga bagian bawah piston bebas berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli akibatnya proses pelumasan pada piston cylinder liner dan crank shaft dapat berlangsung dengan efektif sekaliPada motor 2 tak proses kerjanya melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston proses pengisan terjadi dengan dihisapnya campuran udara dan bahan bakar kedalam ruangan dibawah piston dahulu baru kemudian ditranfer kebagian atas piston selama lubang bilas terbuka sehingga ruangan dibawah piston harus merupakan ruang tertutup yang tidak boleh berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli Dengan demikian piston cylinder liner dan crank shaft tidak bisa dilumas oleh minyak pelumasoli yang ada didalam karter Oleh karena itu pelumasan dilakukan dengan cara mencampurkan minyak pelumasoli pada bahan bakar yang dihisap oleh mesin sehingga sebagian dari minyak pelumasoli akan menempel pada piston cylinder liner dan crank shaft yang memerlukan pelumasan sedangkan sebagian dari minyak pelumasoli akan masuk kedalam silinder dan ikut dalam proses pembakaran sehingga mengakibatkan meningkatnya emisi gas buang dari motor 2 tak ini Sistim pelumasan ini secara umum dikenal masyarakat dengan istilah ldquomenggunakan oli sampingrdquo Bagaimanapun juga efektifitas sistim pelumasan menggunakan oli samping tidak bisa mengungguli proses pelumasan dari karter mesin3 Pada motor 4 tak overlaping antara proses pembuangan dan pemasukan hanya terjadi beberapa saat yaitu pada fase akhir pembuangan dan awal pemasukanPada motor 2 tak seluruh proses pembilasan yaitu perpindahan campuran udara dengan bahan bakar dari ruangan dibawah piston kedalam cylinder diatas piston terjadi didalam proses pembuangan Dengan demikian kemungkinan adanya campuran udara dengan bahan bakar yang langsung terbuang keluar dari cylinder pada waktu overlaping pada motor 2 tak jauh lebih besar dibandingkan dengan motor 4 tak sehingga efisiensi motor 2 tak lebih rendah dari motor 4 tak Hal ini juga memberikan kontribusi kenapa motor 2 tak boros pemakaian bahan bakarnyaUraian seperti tersebut pada butir 2 dan 3 itulah yang menjawab pertanyaan seperti pada butir 1 yaitu apabila tenaga yang dibutuhkan sama dan pada putaran kerja yang sama bukankah seharusnya kapasitas motor 2 tak adalah setengah dari kapasitas motor 4 tak

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 4: tugas pak orie

3 Proses pembakaran (garis 2-3) dianggap sebagai pemasukan (pengisian) kalor pada volume konstan

4 Langkah kerja (3-4) dianggap juga berlangsung adiabatik Penjelasan sama dengan nomor 2

5 Proses penurunan tekanan karena pembukaan katup buang (garis 4-1) dianggap sebagai pengeluaran (pembuangan) kalor pada volume tetap

6 Fluida kerja dianggap gas ideal sehingga memenuhi hukum-hukum gas ideal

Sesuai hukum 1 termodinamika kesetaraan panas dan gerak dapat dituliskan sebagai persamaan energi sebagai berikut

Q = U + W helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(9)

Dengan

Q = panas yang keluar atau masuk sistem (joule)

U = perubahan energi dalam (joule)

W = kerja yang diberikan sistem (joule)

Rancangan motor bakar diinginkan agar mampu mengubah sebanyak-banyaknya energi panas menjadi gerak Untuk itu diperlukan pengetahuan teori mengenai efisiensi sistem tersebut Dalam hal ini efisiensi dari siklus Otto ialah

e = W Qinhelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip(10)

dengan Qin ialah panas yang dimasukkan ke dalam sistem

Pada siklus di atas U = 0 karena pada akhir siklus posisi grafik kembali ke titik semula (atau keadaan fluida pada akhir siklus sama seperti pada awal siklus) sehingga

W = Qin ndash Qout helliphelliphelliphelliphelliphellip(11)

dengan Qout ialah panas yang dikeluarkan dari sistem

Dengan demikian efisiensi siklus akan sebesar

Persamaan penambahan panas pada volume konstan pada siklus di atas ialah

Qin = M cv (T3 ndash T2)

Sedang pengeluaran panas pada volume tetap ialah

Qout = M cv (T4 ndash T1)

Dengan cv ialah panas spesifik udara pada volume tetap (Notasi 1 2 3 dan 4 pada persamaan di atas adalah sesuai dengan titik-titik pada grafik dalam gambar 4 di atas)

Sehingga efisiensi siklus ialah

Proses 1-2 dan 3-4 adalah adiabatik sehingga dan Sedangkan dari grafik terlihat bahwa V1 = V4 dan V3 =- V2 sehingga Dengan demikian maka

Sehingga efisiensi siklus pada persamaan (a) akan menjadi

Dalam hal in r = V1V2 adalah perbandingan kompresi motor

Dari persamaan di atas terlihat bahwa efisiensi siklus ideal Otto akan sebanding dengan perbandingan kompresi dan tidak tergantung pada besarnya pemasukan dan pengeluaran panas

Siklus otto dan diesel

1siklus otto

Pada siklus diatas di jelaskan langkah pertama yaitu langkah kompresisetelah kompresi langkah kedua ialah memasukan bahan bakar selanjutnya langkah ketiga proses pembakaran yang di picu oleh spark plugbusikemudian hasil dari pembakaran tersebut menghasilkan tenaga atau gaya yang di gunakan untuk menendang piston turun ke TMBdan yang terakhir gas tersebut di buang keluar seiring piston akan naik kembali k TMA

siklus diesel

Siklus diesel sebenarnya prosesnya hamper mirip dengan mesin otto Cuma yang membedakan pada diesel tidak ada busi tetepi hanya busi pemanas sajadan pada mesin diesel umumnya menganut komresi yang jauh lebih tinggi dari mesin otto

2-Siklus ottoSiklus Otto adalah siklus thermodinamika yang paling banyak digunakan dalam kehidupan manusia Mobil dan sepeda motor berbahan bakar bensin (Petrol Fuel) adalah contoh penerapan dari sebuah siklus OttoSecara thermodinamika siklus ini memiliki 4 buah proses thermodinamika yang terdiri dari 2 buah proses isokhorik (volume tetap) dan 2 buah proses adiabatis (kalor tetap) Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram tekanan (p) vs temperatur (V) berikut

Proses yang terjadi adalah 1-2 Kompresi adiabatis2-3 Pembakaran isokhorik3-4 Ekspansi langkah kerja adiabatis4-1 Langkah buang isokhorikBeberapa rumus yang digunakan untuk menganalisa sebuah siklus Otto adalah sebagai berikut 1 Proses Kompresi Adiabatis2 Proses Pembakaran Isokhorik3 Proses Ekspansi Langkah Kerja4 Kerja Siklus5 Tekanan Efektif Rata-rata (Mean Effective Pressure) 6 Daya Indikasi Motor

Dimana parameter ndash parameternya adalah p = Tekanan gas (Kgm^3)T = Temperatur gas (K Kelvin)V = Volume gas (m^3)r = Rasio kompresi (V1 ndash V2)Cv = Panas jenis gas pada volume tetap ( kjkg K) k = Rasio panas jenis gas (CpCv)f = Rasio bahan bakar udaraQ = Nilai panas bahan bakar (kjkg)W = Kerja (Joule)n = Putaran mesin per detik (rps)i = Index pengali i=1 untuk 2 tak dan i=05 untuk 4 takz = Jumlah silinderP = Daya ( Watt )

- Siklus diesel 2 takMotor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) Penggunaan motor diesel bertujuan untuk mendapatkan tenaga mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi kimiawi bahan bakar energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran antara bahan bakar dan udara di dalam ruang bakarPada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada tujuan perancangan dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torakTekanan gas hasil pembakaran akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak sehingga torak dapat bergerak bolak-balik

(reciprocating) Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresiBerdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya motor diesel dibedakan menjadi dua yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus ottoDiagram P-V siklus diesel dua langkah

Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar pada motor bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang ditimbulkan oleh dua elektroda busi sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar hingga mencapai temperatur nyala akibat kompresi torak Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine

3 Perbedaan langkah ICE 2tak dan 4takDidalam dunia otomotif sebagai prime mover (pengerak utama) digunakan internal combustion engine (motor pembakaran dalam) baik itu motor bensin maupun motor disel dan kedua jenis motor tersebut ada yang menggunakan proses kerja 4 tak atau atau menggunakan proses kerja 2 tak Istilah motor 4 tack dan motor 2 tack adalah istilah dalam bahasa Belanda dalam bahasa Inggris disebut four stroke engine dan two stroke engine sedangkan dalam bahasa Indonesia disebut motor 4 langkah dan motor 2 langkah tapi secara umum lebih populer motor 4 tak dan 2 takMotor 4 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 4 kali gerakan piston (seker Belanda torak Indonesia) dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah) dan dari TMB ke TMA atau dua kali putaran crank shaft (kruk as Belanda poros engkol Indonesia)Motor 2 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 2 gerakan piston dari TMA ke TMB dan dari TMB ke TMA atau satu kali putaran crank shaftProses kerja motor 4 tak dan 2 tak telah banyak sekali dibahas pada situs-situs di-internet cari dengan Google search engine ketikan ldquoproses kerja motor pembakaran dalamrdquo perhatikan ternyata ada 60000 lebih posting yang membahas tentang judul tersebut coba buka salah satu situs misalnya httpbaiuanggarawordpresscomcategoryi-p-t-e-kmotor-pembakaran-dalam

silahkan pelajari dan silahkan juga kalau mau membuka situs-situs yang lainnya supaya lebih memahami

Karakteristik motor 4 tak 1 Bahan bakarnya hemat2 Gas bekasnya lebih bersih (emisinya rendah)3 Kontrusinya rumit karena adanya klep sehingga harganya mahal dan perawatannya sulitKarakteristik motor 2 tak 1 Bahan bakarnya boros2 Gas bekasnya kotor (emisinya tinggi)3 Konstruksinya sederhana sehingga harganya murah dan perawatannya mudahDengan pertimbangan konstruksi yang sederhana maka motor 2 tak banyak diaplikasikan untuk kendaraan roda dua Masalah bahan bakar yang boros dengan kapasitas mesin untuk sepeda motor pada umumnya relatif kecil hal itu tidak terlalu memberatkan Begitu juga dengan polusi gas bekasnya karena dulu populasi sepeda motor belum terlalu banyak dan juga isu tentang polusi udara belum mendapatkan perhatian secara serius maka pada periode dibawah tahun 1990 popularitas sepeda motor dengan pengerak motor 2 tak cukup tenar di IndonesiaMenginjak tahun 2000 dimana cadangan bahan bakar dunia mulai menunjukkan lampu kuning karena demand yang meningkat sedangkan supplai bahan bakar dunia tidak bisa ditingkatkan maka isu penghematan bahan bakar bersama-sama dengan polusi udara mulai mengemuka Selanjutnya dengan melihat karakteristik motor 2 tak yang boros bahan bakar dan tingkat polusinya yang tinggi maka pelan-pelan sepeda motor dengan dengan penggerak motor 2 tak mulai ditinggalkan Tapi apakah memang kita harus meningalkan motor 2 tak dengan menguburkannya dalam kenangan begitu saja Bukankah bagaimanapun juga motor 2 tak mempunyai kelebihan konstruksinya yang sederhana sehinga biaya produksi murah yang pada akhirnya harga jual juga rendah Memang kita tahu bahwa ada kelemahan yang sangat sensitif sekali terhadap isu yang sudah mengglobal yaitu hemat bahan bakar dan ramah lingkungan lalu dimana peran para ilmuwan Tidakkah bisa dicarikan solusinyaPerbedaan mendasar antara motor 4 tak dengan motor 2 tak 1 Pada motor 4 tak satu kali proses kerja memerlukan 2 kali putaran crank shaft sedangkan pada motor 2 tak satu kali proses kerja hanya memerlukan 1 kali putaran crank shaft sehinga untuk kedua motor ini apabila kapasitas silindernya sama (misalnya sama-sama 100 cc) maka pada putaran kerja yang sama secara teoritis konsumsi bahan bakar motor 2 tak dua kali lebih boros dibandingkan dengan motor 4 takAkan tetapi sebetulnya pada waktu mendesain sebuah sepeda motor maka yang

diperhitungkan adalah tenaga yang diperlukan Artinya apabila direncanakan sebuah sepeda motor dengan kemampuan membawa beban katakan 150 kg didesain agar mampu melaju dengan kecepatan 100 kmjam seandainya tenaga yang diperlukan untuk itu adalah 8 TK maka apabila digunakan motor 4 tak tenaga sebesar itu dapat dihasilkan oleh motor dengan kapasitas silinder 100 cc pada putaran kerja 6000 rpm maka apabila digunakan motor 2 tak seharusnya cukup dengan kapasitas silinder 50 cc pada putaran kerja 6000 rpm2 Pada motor 4 tak semua proses kerja seperti pengisian kompresi usaha dan pembuangan semuanya terjadi diatas piston sehingga bagian bawah piston bebas berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli akibatnya proses pelumasan pada piston cylinder liner dan crank shaft dapat berlangsung dengan efektif sekaliPada motor 2 tak proses kerjanya melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston proses pengisan terjadi dengan dihisapnya campuran udara dan bahan bakar kedalam ruangan dibawah piston dahulu baru kemudian ditranfer kebagian atas piston selama lubang bilas terbuka sehingga ruangan dibawah piston harus merupakan ruang tertutup yang tidak boleh berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli Dengan demikian piston cylinder liner dan crank shaft tidak bisa dilumas oleh minyak pelumasoli yang ada didalam karter Oleh karena itu pelumasan dilakukan dengan cara mencampurkan minyak pelumasoli pada bahan bakar yang dihisap oleh mesin sehingga sebagian dari minyak pelumasoli akan menempel pada piston cylinder liner dan crank shaft yang memerlukan pelumasan sedangkan sebagian dari minyak pelumasoli akan masuk kedalam silinder dan ikut dalam proses pembakaran sehingga mengakibatkan meningkatnya emisi gas buang dari motor 2 tak ini Sistim pelumasan ini secara umum dikenal masyarakat dengan istilah ldquomenggunakan oli sampingrdquo Bagaimanapun juga efektifitas sistim pelumasan menggunakan oli samping tidak bisa mengungguli proses pelumasan dari karter mesin3 Pada motor 4 tak overlaping antara proses pembuangan dan pemasukan hanya terjadi beberapa saat yaitu pada fase akhir pembuangan dan awal pemasukanPada motor 2 tak seluruh proses pembilasan yaitu perpindahan campuran udara dengan bahan bakar dari ruangan dibawah piston kedalam cylinder diatas piston terjadi didalam proses pembuangan Dengan demikian kemungkinan adanya campuran udara dengan bahan bakar yang langsung terbuang keluar dari cylinder pada waktu overlaping pada motor 2 tak jauh lebih besar dibandingkan dengan motor 4 tak sehingga efisiensi motor 2 tak lebih rendah dari motor 4 tak Hal ini juga memberikan kontribusi kenapa motor 2 tak boros pemakaian bahan bakarnyaUraian seperti tersebut pada butir 2 dan 3 itulah yang menjawab pertanyaan seperti pada butir 1 yaitu apabila tenaga yang dibutuhkan sama dan pada putaran kerja yang sama bukankah seharusnya kapasitas motor 2 tak adalah setengah dari kapasitas motor 4 tak

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 5: tugas pak orie

Qin = M cv (T3 ndash T2)

Sedang pengeluaran panas pada volume tetap ialah

Qout = M cv (T4 ndash T1)

Dengan cv ialah panas spesifik udara pada volume tetap (Notasi 1 2 3 dan 4 pada persamaan di atas adalah sesuai dengan titik-titik pada grafik dalam gambar 4 di atas)

Sehingga efisiensi siklus ialah

Proses 1-2 dan 3-4 adalah adiabatik sehingga dan Sedangkan dari grafik terlihat bahwa V1 = V4 dan V3 =- V2 sehingga Dengan demikian maka

Sehingga efisiensi siklus pada persamaan (a) akan menjadi

Dalam hal in r = V1V2 adalah perbandingan kompresi motor

Dari persamaan di atas terlihat bahwa efisiensi siklus ideal Otto akan sebanding dengan perbandingan kompresi dan tidak tergantung pada besarnya pemasukan dan pengeluaran panas

Siklus otto dan diesel

1siklus otto

Pada siklus diatas di jelaskan langkah pertama yaitu langkah kompresisetelah kompresi langkah kedua ialah memasukan bahan bakar selanjutnya langkah ketiga proses pembakaran yang di picu oleh spark plugbusikemudian hasil dari pembakaran tersebut menghasilkan tenaga atau gaya yang di gunakan untuk menendang piston turun ke TMBdan yang terakhir gas tersebut di buang keluar seiring piston akan naik kembali k TMA

siklus diesel

Siklus diesel sebenarnya prosesnya hamper mirip dengan mesin otto Cuma yang membedakan pada diesel tidak ada busi tetepi hanya busi pemanas sajadan pada mesin diesel umumnya menganut komresi yang jauh lebih tinggi dari mesin otto

2-Siklus ottoSiklus Otto adalah siklus thermodinamika yang paling banyak digunakan dalam kehidupan manusia Mobil dan sepeda motor berbahan bakar bensin (Petrol Fuel) adalah contoh penerapan dari sebuah siklus OttoSecara thermodinamika siklus ini memiliki 4 buah proses thermodinamika yang terdiri dari 2 buah proses isokhorik (volume tetap) dan 2 buah proses adiabatis (kalor tetap) Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram tekanan (p) vs temperatur (V) berikut

Proses yang terjadi adalah 1-2 Kompresi adiabatis2-3 Pembakaran isokhorik3-4 Ekspansi langkah kerja adiabatis4-1 Langkah buang isokhorikBeberapa rumus yang digunakan untuk menganalisa sebuah siklus Otto adalah sebagai berikut 1 Proses Kompresi Adiabatis2 Proses Pembakaran Isokhorik3 Proses Ekspansi Langkah Kerja4 Kerja Siklus5 Tekanan Efektif Rata-rata (Mean Effective Pressure) 6 Daya Indikasi Motor

Dimana parameter ndash parameternya adalah p = Tekanan gas (Kgm^3)T = Temperatur gas (K Kelvin)V = Volume gas (m^3)r = Rasio kompresi (V1 ndash V2)Cv = Panas jenis gas pada volume tetap ( kjkg K) k = Rasio panas jenis gas (CpCv)f = Rasio bahan bakar udaraQ = Nilai panas bahan bakar (kjkg)W = Kerja (Joule)n = Putaran mesin per detik (rps)i = Index pengali i=1 untuk 2 tak dan i=05 untuk 4 takz = Jumlah silinderP = Daya ( Watt )

- Siklus diesel 2 takMotor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) Penggunaan motor diesel bertujuan untuk mendapatkan tenaga mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi kimiawi bahan bakar energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran antara bahan bakar dan udara di dalam ruang bakarPada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada tujuan perancangan dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torakTekanan gas hasil pembakaran akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak sehingga torak dapat bergerak bolak-balik

(reciprocating) Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresiBerdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya motor diesel dibedakan menjadi dua yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus ottoDiagram P-V siklus diesel dua langkah

Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar pada motor bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang ditimbulkan oleh dua elektroda busi sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar hingga mencapai temperatur nyala akibat kompresi torak Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine

3 Perbedaan langkah ICE 2tak dan 4takDidalam dunia otomotif sebagai prime mover (pengerak utama) digunakan internal combustion engine (motor pembakaran dalam) baik itu motor bensin maupun motor disel dan kedua jenis motor tersebut ada yang menggunakan proses kerja 4 tak atau atau menggunakan proses kerja 2 tak Istilah motor 4 tack dan motor 2 tack adalah istilah dalam bahasa Belanda dalam bahasa Inggris disebut four stroke engine dan two stroke engine sedangkan dalam bahasa Indonesia disebut motor 4 langkah dan motor 2 langkah tapi secara umum lebih populer motor 4 tak dan 2 takMotor 4 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 4 kali gerakan piston (seker Belanda torak Indonesia) dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah) dan dari TMB ke TMA atau dua kali putaran crank shaft (kruk as Belanda poros engkol Indonesia)Motor 2 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 2 gerakan piston dari TMA ke TMB dan dari TMB ke TMA atau satu kali putaran crank shaftProses kerja motor 4 tak dan 2 tak telah banyak sekali dibahas pada situs-situs di-internet cari dengan Google search engine ketikan ldquoproses kerja motor pembakaran dalamrdquo perhatikan ternyata ada 60000 lebih posting yang membahas tentang judul tersebut coba buka salah satu situs misalnya httpbaiuanggarawordpresscomcategoryi-p-t-e-kmotor-pembakaran-dalam

silahkan pelajari dan silahkan juga kalau mau membuka situs-situs yang lainnya supaya lebih memahami

Karakteristik motor 4 tak 1 Bahan bakarnya hemat2 Gas bekasnya lebih bersih (emisinya rendah)3 Kontrusinya rumit karena adanya klep sehingga harganya mahal dan perawatannya sulitKarakteristik motor 2 tak 1 Bahan bakarnya boros2 Gas bekasnya kotor (emisinya tinggi)3 Konstruksinya sederhana sehingga harganya murah dan perawatannya mudahDengan pertimbangan konstruksi yang sederhana maka motor 2 tak banyak diaplikasikan untuk kendaraan roda dua Masalah bahan bakar yang boros dengan kapasitas mesin untuk sepeda motor pada umumnya relatif kecil hal itu tidak terlalu memberatkan Begitu juga dengan polusi gas bekasnya karena dulu populasi sepeda motor belum terlalu banyak dan juga isu tentang polusi udara belum mendapatkan perhatian secara serius maka pada periode dibawah tahun 1990 popularitas sepeda motor dengan pengerak motor 2 tak cukup tenar di IndonesiaMenginjak tahun 2000 dimana cadangan bahan bakar dunia mulai menunjukkan lampu kuning karena demand yang meningkat sedangkan supplai bahan bakar dunia tidak bisa ditingkatkan maka isu penghematan bahan bakar bersama-sama dengan polusi udara mulai mengemuka Selanjutnya dengan melihat karakteristik motor 2 tak yang boros bahan bakar dan tingkat polusinya yang tinggi maka pelan-pelan sepeda motor dengan dengan penggerak motor 2 tak mulai ditinggalkan Tapi apakah memang kita harus meningalkan motor 2 tak dengan menguburkannya dalam kenangan begitu saja Bukankah bagaimanapun juga motor 2 tak mempunyai kelebihan konstruksinya yang sederhana sehinga biaya produksi murah yang pada akhirnya harga jual juga rendah Memang kita tahu bahwa ada kelemahan yang sangat sensitif sekali terhadap isu yang sudah mengglobal yaitu hemat bahan bakar dan ramah lingkungan lalu dimana peran para ilmuwan Tidakkah bisa dicarikan solusinyaPerbedaan mendasar antara motor 4 tak dengan motor 2 tak 1 Pada motor 4 tak satu kali proses kerja memerlukan 2 kali putaran crank shaft sedangkan pada motor 2 tak satu kali proses kerja hanya memerlukan 1 kali putaran crank shaft sehinga untuk kedua motor ini apabila kapasitas silindernya sama (misalnya sama-sama 100 cc) maka pada putaran kerja yang sama secara teoritis konsumsi bahan bakar motor 2 tak dua kali lebih boros dibandingkan dengan motor 4 takAkan tetapi sebetulnya pada waktu mendesain sebuah sepeda motor maka yang

diperhitungkan adalah tenaga yang diperlukan Artinya apabila direncanakan sebuah sepeda motor dengan kemampuan membawa beban katakan 150 kg didesain agar mampu melaju dengan kecepatan 100 kmjam seandainya tenaga yang diperlukan untuk itu adalah 8 TK maka apabila digunakan motor 4 tak tenaga sebesar itu dapat dihasilkan oleh motor dengan kapasitas silinder 100 cc pada putaran kerja 6000 rpm maka apabila digunakan motor 2 tak seharusnya cukup dengan kapasitas silinder 50 cc pada putaran kerja 6000 rpm2 Pada motor 4 tak semua proses kerja seperti pengisian kompresi usaha dan pembuangan semuanya terjadi diatas piston sehingga bagian bawah piston bebas berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli akibatnya proses pelumasan pada piston cylinder liner dan crank shaft dapat berlangsung dengan efektif sekaliPada motor 2 tak proses kerjanya melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston proses pengisan terjadi dengan dihisapnya campuran udara dan bahan bakar kedalam ruangan dibawah piston dahulu baru kemudian ditranfer kebagian atas piston selama lubang bilas terbuka sehingga ruangan dibawah piston harus merupakan ruang tertutup yang tidak boleh berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli Dengan demikian piston cylinder liner dan crank shaft tidak bisa dilumas oleh minyak pelumasoli yang ada didalam karter Oleh karena itu pelumasan dilakukan dengan cara mencampurkan minyak pelumasoli pada bahan bakar yang dihisap oleh mesin sehingga sebagian dari minyak pelumasoli akan menempel pada piston cylinder liner dan crank shaft yang memerlukan pelumasan sedangkan sebagian dari minyak pelumasoli akan masuk kedalam silinder dan ikut dalam proses pembakaran sehingga mengakibatkan meningkatnya emisi gas buang dari motor 2 tak ini Sistim pelumasan ini secara umum dikenal masyarakat dengan istilah ldquomenggunakan oli sampingrdquo Bagaimanapun juga efektifitas sistim pelumasan menggunakan oli samping tidak bisa mengungguli proses pelumasan dari karter mesin3 Pada motor 4 tak overlaping antara proses pembuangan dan pemasukan hanya terjadi beberapa saat yaitu pada fase akhir pembuangan dan awal pemasukanPada motor 2 tak seluruh proses pembilasan yaitu perpindahan campuran udara dengan bahan bakar dari ruangan dibawah piston kedalam cylinder diatas piston terjadi didalam proses pembuangan Dengan demikian kemungkinan adanya campuran udara dengan bahan bakar yang langsung terbuang keluar dari cylinder pada waktu overlaping pada motor 2 tak jauh lebih besar dibandingkan dengan motor 4 tak sehingga efisiensi motor 2 tak lebih rendah dari motor 4 tak Hal ini juga memberikan kontribusi kenapa motor 2 tak boros pemakaian bahan bakarnyaUraian seperti tersebut pada butir 2 dan 3 itulah yang menjawab pertanyaan seperti pada butir 1 yaitu apabila tenaga yang dibutuhkan sama dan pada putaran kerja yang sama bukankah seharusnya kapasitas motor 2 tak adalah setengah dari kapasitas motor 4 tak

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 6: tugas pak orie

Pada siklus diatas di jelaskan langkah pertama yaitu langkah kompresisetelah kompresi langkah kedua ialah memasukan bahan bakar selanjutnya langkah ketiga proses pembakaran yang di picu oleh spark plugbusikemudian hasil dari pembakaran tersebut menghasilkan tenaga atau gaya yang di gunakan untuk menendang piston turun ke TMBdan yang terakhir gas tersebut di buang keluar seiring piston akan naik kembali k TMA

siklus diesel

Siklus diesel sebenarnya prosesnya hamper mirip dengan mesin otto Cuma yang membedakan pada diesel tidak ada busi tetepi hanya busi pemanas sajadan pada mesin diesel umumnya menganut komresi yang jauh lebih tinggi dari mesin otto

2-Siklus ottoSiklus Otto adalah siklus thermodinamika yang paling banyak digunakan dalam kehidupan manusia Mobil dan sepeda motor berbahan bakar bensin (Petrol Fuel) adalah contoh penerapan dari sebuah siklus OttoSecara thermodinamika siklus ini memiliki 4 buah proses thermodinamika yang terdiri dari 2 buah proses isokhorik (volume tetap) dan 2 buah proses adiabatis (kalor tetap) Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram tekanan (p) vs temperatur (V) berikut

Proses yang terjadi adalah 1-2 Kompresi adiabatis2-3 Pembakaran isokhorik3-4 Ekspansi langkah kerja adiabatis4-1 Langkah buang isokhorikBeberapa rumus yang digunakan untuk menganalisa sebuah siklus Otto adalah sebagai berikut 1 Proses Kompresi Adiabatis2 Proses Pembakaran Isokhorik3 Proses Ekspansi Langkah Kerja4 Kerja Siklus5 Tekanan Efektif Rata-rata (Mean Effective Pressure) 6 Daya Indikasi Motor

Dimana parameter ndash parameternya adalah p = Tekanan gas (Kgm^3)T = Temperatur gas (K Kelvin)V = Volume gas (m^3)r = Rasio kompresi (V1 ndash V2)Cv = Panas jenis gas pada volume tetap ( kjkg K) k = Rasio panas jenis gas (CpCv)f = Rasio bahan bakar udaraQ = Nilai panas bahan bakar (kjkg)W = Kerja (Joule)n = Putaran mesin per detik (rps)i = Index pengali i=1 untuk 2 tak dan i=05 untuk 4 takz = Jumlah silinderP = Daya ( Watt )

- Siklus diesel 2 takMotor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) Penggunaan motor diesel bertujuan untuk mendapatkan tenaga mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi kimiawi bahan bakar energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran antara bahan bakar dan udara di dalam ruang bakarPada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada tujuan perancangan dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torakTekanan gas hasil pembakaran akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak sehingga torak dapat bergerak bolak-balik

(reciprocating) Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresiBerdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya motor diesel dibedakan menjadi dua yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus ottoDiagram P-V siklus diesel dua langkah

Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar pada motor bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang ditimbulkan oleh dua elektroda busi sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar hingga mencapai temperatur nyala akibat kompresi torak Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine

3 Perbedaan langkah ICE 2tak dan 4takDidalam dunia otomotif sebagai prime mover (pengerak utama) digunakan internal combustion engine (motor pembakaran dalam) baik itu motor bensin maupun motor disel dan kedua jenis motor tersebut ada yang menggunakan proses kerja 4 tak atau atau menggunakan proses kerja 2 tak Istilah motor 4 tack dan motor 2 tack adalah istilah dalam bahasa Belanda dalam bahasa Inggris disebut four stroke engine dan two stroke engine sedangkan dalam bahasa Indonesia disebut motor 4 langkah dan motor 2 langkah tapi secara umum lebih populer motor 4 tak dan 2 takMotor 4 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 4 kali gerakan piston (seker Belanda torak Indonesia) dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah) dan dari TMB ke TMA atau dua kali putaran crank shaft (kruk as Belanda poros engkol Indonesia)Motor 2 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 2 gerakan piston dari TMA ke TMB dan dari TMB ke TMA atau satu kali putaran crank shaftProses kerja motor 4 tak dan 2 tak telah banyak sekali dibahas pada situs-situs di-internet cari dengan Google search engine ketikan ldquoproses kerja motor pembakaran dalamrdquo perhatikan ternyata ada 60000 lebih posting yang membahas tentang judul tersebut coba buka salah satu situs misalnya httpbaiuanggarawordpresscomcategoryi-p-t-e-kmotor-pembakaran-dalam

silahkan pelajari dan silahkan juga kalau mau membuka situs-situs yang lainnya supaya lebih memahami

Karakteristik motor 4 tak 1 Bahan bakarnya hemat2 Gas bekasnya lebih bersih (emisinya rendah)3 Kontrusinya rumit karena adanya klep sehingga harganya mahal dan perawatannya sulitKarakteristik motor 2 tak 1 Bahan bakarnya boros2 Gas bekasnya kotor (emisinya tinggi)3 Konstruksinya sederhana sehingga harganya murah dan perawatannya mudahDengan pertimbangan konstruksi yang sederhana maka motor 2 tak banyak diaplikasikan untuk kendaraan roda dua Masalah bahan bakar yang boros dengan kapasitas mesin untuk sepeda motor pada umumnya relatif kecil hal itu tidak terlalu memberatkan Begitu juga dengan polusi gas bekasnya karena dulu populasi sepeda motor belum terlalu banyak dan juga isu tentang polusi udara belum mendapatkan perhatian secara serius maka pada periode dibawah tahun 1990 popularitas sepeda motor dengan pengerak motor 2 tak cukup tenar di IndonesiaMenginjak tahun 2000 dimana cadangan bahan bakar dunia mulai menunjukkan lampu kuning karena demand yang meningkat sedangkan supplai bahan bakar dunia tidak bisa ditingkatkan maka isu penghematan bahan bakar bersama-sama dengan polusi udara mulai mengemuka Selanjutnya dengan melihat karakteristik motor 2 tak yang boros bahan bakar dan tingkat polusinya yang tinggi maka pelan-pelan sepeda motor dengan dengan penggerak motor 2 tak mulai ditinggalkan Tapi apakah memang kita harus meningalkan motor 2 tak dengan menguburkannya dalam kenangan begitu saja Bukankah bagaimanapun juga motor 2 tak mempunyai kelebihan konstruksinya yang sederhana sehinga biaya produksi murah yang pada akhirnya harga jual juga rendah Memang kita tahu bahwa ada kelemahan yang sangat sensitif sekali terhadap isu yang sudah mengglobal yaitu hemat bahan bakar dan ramah lingkungan lalu dimana peran para ilmuwan Tidakkah bisa dicarikan solusinyaPerbedaan mendasar antara motor 4 tak dengan motor 2 tak 1 Pada motor 4 tak satu kali proses kerja memerlukan 2 kali putaran crank shaft sedangkan pada motor 2 tak satu kali proses kerja hanya memerlukan 1 kali putaran crank shaft sehinga untuk kedua motor ini apabila kapasitas silindernya sama (misalnya sama-sama 100 cc) maka pada putaran kerja yang sama secara teoritis konsumsi bahan bakar motor 2 tak dua kali lebih boros dibandingkan dengan motor 4 takAkan tetapi sebetulnya pada waktu mendesain sebuah sepeda motor maka yang

diperhitungkan adalah tenaga yang diperlukan Artinya apabila direncanakan sebuah sepeda motor dengan kemampuan membawa beban katakan 150 kg didesain agar mampu melaju dengan kecepatan 100 kmjam seandainya tenaga yang diperlukan untuk itu adalah 8 TK maka apabila digunakan motor 4 tak tenaga sebesar itu dapat dihasilkan oleh motor dengan kapasitas silinder 100 cc pada putaran kerja 6000 rpm maka apabila digunakan motor 2 tak seharusnya cukup dengan kapasitas silinder 50 cc pada putaran kerja 6000 rpm2 Pada motor 4 tak semua proses kerja seperti pengisian kompresi usaha dan pembuangan semuanya terjadi diatas piston sehingga bagian bawah piston bebas berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli akibatnya proses pelumasan pada piston cylinder liner dan crank shaft dapat berlangsung dengan efektif sekaliPada motor 2 tak proses kerjanya melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston proses pengisan terjadi dengan dihisapnya campuran udara dan bahan bakar kedalam ruangan dibawah piston dahulu baru kemudian ditranfer kebagian atas piston selama lubang bilas terbuka sehingga ruangan dibawah piston harus merupakan ruang tertutup yang tidak boleh berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli Dengan demikian piston cylinder liner dan crank shaft tidak bisa dilumas oleh minyak pelumasoli yang ada didalam karter Oleh karena itu pelumasan dilakukan dengan cara mencampurkan minyak pelumasoli pada bahan bakar yang dihisap oleh mesin sehingga sebagian dari minyak pelumasoli akan menempel pada piston cylinder liner dan crank shaft yang memerlukan pelumasan sedangkan sebagian dari minyak pelumasoli akan masuk kedalam silinder dan ikut dalam proses pembakaran sehingga mengakibatkan meningkatnya emisi gas buang dari motor 2 tak ini Sistim pelumasan ini secara umum dikenal masyarakat dengan istilah ldquomenggunakan oli sampingrdquo Bagaimanapun juga efektifitas sistim pelumasan menggunakan oli samping tidak bisa mengungguli proses pelumasan dari karter mesin3 Pada motor 4 tak overlaping antara proses pembuangan dan pemasukan hanya terjadi beberapa saat yaitu pada fase akhir pembuangan dan awal pemasukanPada motor 2 tak seluruh proses pembilasan yaitu perpindahan campuran udara dengan bahan bakar dari ruangan dibawah piston kedalam cylinder diatas piston terjadi didalam proses pembuangan Dengan demikian kemungkinan adanya campuran udara dengan bahan bakar yang langsung terbuang keluar dari cylinder pada waktu overlaping pada motor 2 tak jauh lebih besar dibandingkan dengan motor 4 tak sehingga efisiensi motor 2 tak lebih rendah dari motor 4 tak Hal ini juga memberikan kontribusi kenapa motor 2 tak boros pemakaian bahan bakarnyaUraian seperti tersebut pada butir 2 dan 3 itulah yang menjawab pertanyaan seperti pada butir 1 yaitu apabila tenaga yang dibutuhkan sama dan pada putaran kerja yang sama bukankah seharusnya kapasitas motor 2 tak adalah setengah dari kapasitas motor 4 tak

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 7: tugas pak orie

Proses yang terjadi adalah 1-2 Kompresi adiabatis2-3 Pembakaran isokhorik3-4 Ekspansi langkah kerja adiabatis4-1 Langkah buang isokhorikBeberapa rumus yang digunakan untuk menganalisa sebuah siklus Otto adalah sebagai berikut 1 Proses Kompresi Adiabatis2 Proses Pembakaran Isokhorik3 Proses Ekspansi Langkah Kerja4 Kerja Siklus5 Tekanan Efektif Rata-rata (Mean Effective Pressure) 6 Daya Indikasi Motor

Dimana parameter ndash parameternya adalah p = Tekanan gas (Kgm^3)T = Temperatur gas (K Kelvin)V = Volume gas (m^3)r = Rasio kompresi (V1 ndash V2)Cv = Panas jenis gas pada volume tetap ( kjkg K) k = Rasio panas jenis gas (CpCv)f = Rasio bahan bakar udaraQ = Nilai panas bahan bakar (kjkg)W = Kerja (Joule)n = Putaran mesin per detik (rps)i = Index pengali i=1 untuk 2 tak dan i=05 untuk 4 takz = Jumlah silinderP = Daya ( Watt )

- Siklus diesel 2 takMotor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) Penggunaan motor diesel bertujuan untuk mendapatkan tenaga mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi kimiawi bahan bakar energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran antara bahan bakar dan udara di dalam ruang bakarPada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada tujuan perancangan dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torakTekanan gas hasil pembakaran akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak sehingga torak dapat bergerak bolak-balik

(reciprocating) Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresiBerdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya motor diesel dibedakan menjadi dua yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus ottoDiagram P-V siklus diesel dua langkah

Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar pada motor bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang ditimbulkan oleh dua elektroda busi sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar hingga mencapai temperatur nyala akibat kompresi torak Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine

3 Perbedaan langkah ICE 2tak dan 4takDidalam dunia otomotif sebagai prime mover (pengerak utama) digunakan internal combustion engine (motor pembakaran dalam) baik itu motor bensin maupun motor disel dan kedua jenis motor tersebut ada yang menggunakan proses kerja 4 tak atau atau menggunakan proses kerja 2 tak Istilah motor 4 tack dan motor 2 tack adalah istilah dalam bahasa Belanda dalam bahasa Inggris disebut four stroke engine dan two stroke engine sedangkan dalam bahasa Indonesia disebut motor 4 langkah dan motor 2 langkah tapi secara umum lebih populer motor 4 tak dan 2 takMotor 4 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 4 kali gerakan piston (seker Belanda torak Indonesia) dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah) dan dari TMB ke TMA atau dua kali putaran crank shaft (kruk as Belanda poros engkol Indonesia)Motor 2 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 2 gerakan piston dari TMA ke TMB dan dari TMB ke TMA atau satu kali putaran crank shaftProses kerja motor 4 tak dan 2 tak telah banyak sekali dibahas pada situs-situs di-internet cari dengan Google search engine ketikan ldquoproses kerja motor pembakaran dalamrdquo perhatikan ternyata ada 60000 lebih posting yang membahas tentang judul tersebut coba buka salah satu situs misalnya httpbaiuanggarawordpresscomcategoryi-p-t-e-kmotor-pembakaran-dalam

silahkan pelajari dan silahkan juga kalau mau membuka situs-situs yang lainnya supaya lebih memahami

Karakteristik motor 4 tak 1 Bahan bakarnya hemat2 Gas bekasnya lebih bersih (emisinya rendah)3 Kontrusinya rumit karena adanya klep sehingga harganya mahal dan perawatannya sulitKarakteristik motor 2 tak 1 Bahan bakarnya boros2 Gas bekasnya kotor (emisinya tinggi)3 Konstruksinya sederhana sehingga harganya murah dan perawatannya mudahDengan pertimbangan konstruksi yang sederhana maka motor 2 tak banyak diaplikasikan untuk kendaraan roda dua Masalah bahan bakar yang boros dengan kapasitas mesin untuk sepeda motor pada umumnya relatif kecil hal itu tidak terlalu memberatkan Begitu juga dengan polusi gas bekasnya karena dulu populasi sepeda motor belum terlalu banyak dan juga isu tentang polusi udara belum mendapatkan perhatian secara serius maka pada periode dibawah tahun 1990 popularitas sepeda motor dengan pengerak motor 2 tak cukup tenar di IndonesiaMenginjak tahun 2000 dimana cadangan bahan bakar dunia mulai menunjukkan lampu kuning karena demand yang meningkat sedangkan supplai bahan bakar dunia tidak bisa ditingkatkan maka isu penghematan bahan bakar bersama-sama dengan polusi udara mulai mengemuka Selanjutnya dengan melihat karakteristik motor 2 tak yang boros bahan bakar dan tingkat polusinya yang tinggi maka pelan-pelan sepeda motor dengan dengan penggerak motor 2 tak mulai ditinggalkan Tapi apakah memang kita harus meningalkan motor 2 tak dengan menguburkannya dalam kenangan begitu saja Bukankah bagaimanapun juga motor 2 tak mempunyai kelebihan konstruksinya yang sederhana sehinga biaya produksi murah yang pada akhirnya harga jual juga rendah Memang kita tahu bahwa ada kelemahan yang sangat sensitif sekali terhadap isu yang sudah mengglobal yaitu hemat bahan bakar dan ramah lingkungan lalu dimana peran para ilmuwan Tidakkah bisa dicarikan solusinyaPerbedaan mendasar antara motor 4 tak dengan motor 2 tak 1 Pada motor 4 tak satu kali proses kerja memerlukan 2 kali putaran crank shaft sedangkan pada motor 2 tak satu kali proses kerja hanya memerlukan 1 kali putaran crank shaft sehinga untuk kedua motor ini apabila kapasitas silindernya sama (misalnya sama-sama 100 cc) maka pada putaran kerja yang sama secara teoritis konsumsi bahan bakar motor 2 tak dua kali lebih boros dibandingkan dengan motor 4 takAkan tetapi sebetulnya pada waktu mendesain sebuah sepeda motor maka yang

diperhitungkan adalah tenaga yang diperlukan Artinya apabila direncanakan sebuah sepeda motor dengan kemampuan membawa beban katakan 150 kg didesain agar mampu melaju dengan kecepatan 100 kmjam seandainya tenaga yang diperlukan untuk itu adalah 8 TK maka apabila digunakan motor 4 tak tenaga sebesar itu dapat dihasilkan oleh motor dengan kapasitas silinder 100 cc pada putaran kerja 6000 rpm maka apabila digunakan motor 2 tak seharusnya cukup dengan kapasitas silinder 50 cc pada putaran kerja 6000 rpm2 Pada motor 4 tak semua proses kerja seperti pengisian kompresi usaha dan pembuangan semuanya terjadi diatas piston sehingga bagian bawah piston bebas berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli akibatnya proses pelumasan pada piston cylinder liner dan crank shaft dapat berlangsung dengan efektif sekaliPada motor 2 tak proses kerjanya melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston proses pengisan terjadi dengan dihisapnya campuran udara dan bahan bakar kedalam ruangan dibawah piston dahulu baru kemudian ditranfer kebagian atas piston selama lubang bilas terbuka sehingga ruangan dibawah piston harus merupakan ruang tertutup yang tidak boleh berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli Dengan demikian piston cylinder liner dan crank shaft tidak bisa dilumas oleh minyak pelumasoli yang ada didalam karter Oleh karena itu pelumasan dilakukan dengan cara mencampurkan minyak pelumasoli pada bahan bakar yang dihisap oleh mesin sehingga sebagian dari minyak pelumasoli akan menempel pada piston cylinder liner dan crank shaft yang memerlukan pelumasan sedangkan sebagian dari minyak pelumasoli akan masuk kedalam silinder dan ikut dalam proses pembakaran sehingga mengakibatkan meningkatnya emisi gas buang dari motor 2 tak ini Sistim pelumasan ini secara umum dikenal masyarakat dengan istilah ldquomenggunakan oli sampingrdquo Bagaimanapun juga efektifitas sistim pelumasan menggunakan oli samping tidak bisa mengungguli proses pelumasan dari karter mesin3 Pada motor 4 tak overlaping antara proses pembuangan dan pemasukan hanya terjadi beberapa saat yaitu pada fase akhir pembuangan dan awal pemasukanPada motor 2 tak seluruh proses pembilasan yaitu perpindahan campuran udara dengan bahan bakar dari ruangan dibawah piston kedalam cylinder diatas piston terjadi didalam proses pembuangan Dengan demikian kemungkinan adanya campuran udara dengan bahan bakar yang langsung terbuang keluar dari cylinder pada waktu overlaping pada motor 2 tak jauh lebih besar dibandingkan dengan motor 4 tak sehingga efisiensi motor 2 tak lebih rendah dari motor 4 tak Hal ini juga memberikan kontribusi kenapa motor 2 tak boros pemakaian bahan bakarnyaUraian seperti tersebut pada butir 2 dan 3 itulah yang menjawab pertanyaan seperti pada butir 1 yaitu apabila tenaga yang dibutuhkan sama dan pada putaran kerja yang sama bukankah seharusnya kapasitas motor 2 tak adalah setengah dari kapasitas motor 4 tak

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 8: tugas pak orie

(reciprocating) Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresiBerdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya motor diesel dibedakan menjadi dua yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus ottoDiagram P-V siklus diesel dua langkah

Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar pada motor bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang ditimbulkan oleh dua elektroda busi sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar hingga mencapai temperatur nyala akibat kompresi torak Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine

3 Perbedaan langkah ICE 2tak dan 4takDidalam dunia otomotif sebagai prime mover (pengerak utama) digunakan internal combustion engine (motor pembakaran dalam) baik itu motor bensin maupun motor disel dan kedua jenis motor tersebut ada yang menggunakan proses kerja 4 tak atau atau menggunakan proses kerja 2 tak Istilah motor 4 tack dan motor 2 tack adalah istilah dalam bahasa Belanda dalam bahasa Inggris disebut four stroke engine dan two stroke engine sedangkan dalam bahasa Indonesia disebut motor 4 langkah dan motor 2 langkah tapi secara umum lebih populer motor 4 tak dan 2 takMotor 4 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 4 kali gerakan piston (seker Belanda torak Indonesia) dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah) dan dari TMB ke TMA atau dua kali putaran crank shaft (kruk as Belanda poros engkol Indonesia)Motor 2 tak adalah motor yang tiap satu kali proses kerjanya memerlukan 2 gerakan piston dari TMA ke TMB dan dari TMB ke TMA atau satu kali putaran crank shaftProses kerja motor 4 tak dan 2 tak telah banyak sekali dibahas pada situs-situs di-internet cari dengan Google search engine ketikan ldquoproses kerja motor pembakaran dalamrdquo perhatikan ternyata ada 60000 lebih posting yang membahas tentang judul tersebut coba buka salah satu situs misalnya httpbaiuanggarawordpresscomcategoryi-p-t-e-kmotor-pembakaran-dalam

silahkan pelajari dan silahkan juga kalau mau membuka situs-situs yang lainnya supaya lebih memahami

Karakteristik motor 4 tak 1 Bahan bakarnya hemat2 Gas bekasnya lebih bersih (emisinya rendah)3 Kontrusinya rumit karena adanya klep sehingga harganya mahal dan perawatannya sulitKarakteristik motor 2 tak 1 Bahan bakarnya boros2 Gas bekasnya kotor (emisinya tinggi)3 Konstruksinya sederhana sehingga harganya murah dan perawatannya mudahDengan pertimbangan konstruksi yang sederhana maka motor 2 tak banyak diaplikasikan untuk kendaraan roda dua Masalah bahan bakar yang boros dengan kapasitas mesin untuk sepeda motor pada umumnya relatif kecil hal itu tidak terlalu memberatkan Begitu juga dengan polusi gas bekasnya karena dulu populasi sepeda motor belum terlalu banyak dan juga isu tentang polusi udara belum mendapatkan perhatian secara serius maka pada periode dibawah tahun 1990 popularitas sepeda motor dengan pengerak motor 2 tak cukup tenar di IndonesiaMenginjak tahun 2000 dimana cadangan bahan bakar dunia mulai menunjukkan lampu kuning karena demand yang meningkat sedangkan supplai bahan bakar dunia tidak bisa ditingkatkan maka isu penghematan bahan bakar bersama-sama dengan polusi udara mulai mengemuka Selanjutnya dengan melihat karakteristik motor 2 tak yang boros bahan bakar dan tingkat polusinya yang tinggi maka pelan-pelan sepeda motor dengan dengan penggerak motor 2 tak mulai ditinggalkan Tapi apakah memang kita harus meningalkan motor 2 tak dengan menguburkannya dalam kenangan begitu saja Bukankah bagaimanapun juga motor 2 tak mempunyai kelebihan konstruksinya yang sederhana sehinga biaya produksi murah yang pada akhirnya harga jual juga rendah Memang kita tahu bahwa ada kelemahan yang sangat sensitif sekali terhadap isu yang sudah mengglobal yaitu hemat bahan bakar dan ramah lingkungan lalu dimana peran para ilmuwan Tidakkah bisa dicarikan solusinyaPerbedaan mendasar antara motor 4 tak dengan motor 2 tak 1 Pada motor 4 tak satu kali proses kerja memerlukan 2 kali putaran crank shaft sedangkan pada motor 2 tak satu kali proses kerja hanya memerlukan 1 kali putaran crank shaft sehinga untuk kedua motor ini apabila kapasitas silindernya sama (misalnya sama-sama 100 cc) maka pada putaran kerja yang sama secara teoritis konsumsi bahan bakar motor 2 tak dua kali lebih boros dibandingkan dengan motor 4 takAkan tetapi sebetulnya pada waktu mendesain sebuah sepeda motor maka yang

diperhitungkan adalah tenaga yang diperlukan Artinya apabila direncanakan sebuah sepeda motor dengan kemampuan membawa beban katakan 150 kg didesain agar mampu melaju dengan kecepatan 100 kmjam seandainya tenaga yang diperlukan untuk itu adalah 8 TK maka apabila digunakan motor 4 tak tenaga sebesar itu dapat dihasilkan oleh motor dengan kapasitas silinder 100 cc pada putaran kerja 6000 rpm maka apabila digunakan motor 2 tak seharusnya cukup dengan kapasitas silinder 50 cc pada putaran kerja 6000 rpm2 Pada motor 4 tak semua proses kerja seperti pengisian kompresi usaha dan pembuangan semuanya terjadi diatas piston sehingga bagian bawah piston bebas berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli akibatnya proses pelumasan pada piston cylinder liner dan crank shaft dapat berlangsung dengan efektif sekaliPada motor 2 tak proses kerjanya melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston proses pengisan terjadi dengan dihisapnya campuran udara dan bahan bakar kedalam ruangan dibawah piston dahulu baru kemudian ditranfer kebagian atas piston selama lubang bilas terbuka sehingga ruangan dibawah piston harus merupakan ruang tertutup yang tidak boleh berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli Dengan demikian piston cylinder liner dan crank shaft tidak bisa dilumas oleh minyak pelumasoli yang ada didalam karter Oleh karena itu pelumasan dilakukan dengan cara mencampurkan minyak pelumasoli pada bahan bakar yang dihisap oleh mesin sehingga sebagian dari minyak pelumasoli akan menempel pada piston cylinder liner dan crank shaft yang memerlukan pelumasan sedangkan sebagian dari minyak pelumasoli akan masuk kedalam silinder dan ikut dalam proses pembakaran sehingga mengakibatkan meningkatnya emisi gas buang dari motor 2 tak ini Sistim pelumasan ini secara umum dikenal masyarakat dengan istilah ldquomenggunakan oli sampingrdquo Bagaimanapun juga efektifitas sistim pelumasan menggunakan oli samping tidak bisa mengungguli proses pelumasan dari karter mesin3 Pada motor 4 tak overlaping antara proses pembuangan dan pemasukan hanya terjadi beberapa saat yaitu pada fase akhir pembuangan dan awal pemasukanPada motor 2 tak seluruh proses pembilasan yaitu perpindahan campuran udara dengan bahan bakar dari ruangan dibawah piston kedalam cylinder diatas piston terjadi didalam proses pembuangan Dengan demikian kemungkinan adanya campuran udara dengan bahan bakar yang langsung terbuang keluar dari cylinder pada waktu overlaping pada motor 2 tak jauh lebih besar dibandingkan dengan motor 4 tak sehingga efisiensi motor 2 tak lebih rendah dari motor 4 tak Hal ini juga memberikan kontribusi kenapa motor 2 tak boros pemakaian bahan bakarnyaUraian seperti tersebut pada butir 2 dan 3 itulah yang menjawab pertanyaan seperti pada butir 1 yaitu apabila tenaga yang dibutuhkan sama dan pada putaran kerja yang sama bukankah seharusnya kapasitas motor 2 tak adalah setengah dari kapasitas motor 4 tak

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 9: tugas pak orie

silahkan pelajari dan silahkan juga kalau mau membuka situs-situs yang lainnya supaya lebih memahami

Karakteristik motor 4 tak 1 Bahan bakarnya hemat2 Gas bekasnya lebih bersih (emisinya rendah)3 Kontrusinya rumit karena adanya klep sehingga harganya mahal dan perawatannya sulitKarakteristik motor 2 tak 1 Bahan bakarnya boros2 Gas bekasnya kotor (emisinya tinggi)3 Konstruksinya sederhana sehingga harganya murah dan perawatannya mudahDengan pertimbangan konstruksi yang sederhana maka motor 2 tak banyak diaplikasikan untuk kendaraan roda dua Masalah bahan bakar yang boros dengan kapasitas mesin untuk sepeda motor pada umumnya relatif kecil hal itu tidak terlalu memberatkan Begitu juga dengan polusi gas bekasnya karena dulu populasi sepeda motor belum terlalu banyak dan juga isu tentang polusi udara belum mendapatkan perhatian secara serius maka pada periode dibawah tahun 1990 popularitas sepeda motor dengan pengerak motor 2 tak cukup tenar di IndonesiaMenginjak tahun 2000 dimana cadangan bahan bakar dunia mulai menunjukkan lampu kuning karena demand yang meningkat sedangkan supplai bahan bakar dunia tidak bisa ditingkatkan maka isu penghematan bahan bakar bersama-sama dengan polusi udara mulai mengemuka Selanjutnya dengan melihat karakteristik motor 2 tak yang boros bahan bakar dan tingkat polusinya yang tinggi maka pelan-pelan sepeda motor dengan dengan penggerak motor 2 tak mulai ditinggalkan Tapi apakah memang kita harus meningalkan motor 2 tak dengan menguburkannya dalam kenangan begitu saja Bukankah bagaimanapun juga motor 2 tak mempunyai kelebihan konstruksinya yang sederhana sehinga biaya produksi murah yang pada akhirnya harga jual juga rendah Memang kita tahu bahwa ada kelemahan yang sangat sensitif sekali terhadap isu yang sudah mengglobal yaitu hemat bahan bakar dan ramah lingkungan lalu dimana peran para ilmuwan Tidakkah bisa dicarikan solusinyaPerbedaan mendasar antara motor 4 tak dengan motor 2 tak 1 Pada motor 4 tak satu kali proses kerja memerlukan 2 kali putaran crank shaft sedangkan pada motor 2 tak satu kali proses kerja hanya memerlukan 1 kali putaran crank shaft sehinga untuk kedua motor ini apabila kapasitas silindernya sama (misalnya sama-sama 100 cc) maka pada putaran kerja yang sama secara teoritis konsumsi bahan bakar motor 2 tak dua kali lebih boros dibandingkan dengan motor 4 takAkan tetapi sebetulnya pada waktu mendesain sebuah sepeda motor maka yang

diperhitungkan adalah tenaga yang diperlukan Artinya apabila direncanakan sebuah sepeda motor dengan kemampuan membawa beban katakan 150 kg didesain agar mampu melaju dengan kecepatan 100 kmjam seandainya tenaga yang diperlukan untuk itu adalah 8 TK maka apabila digunakan motor 4 tak tenaga sebesar itu dapat dihasilkan oleh motor dengan kapasitas silinder 100 cc pada putaran kerja 6000 rpm maka apabila digunakan motor 2 tak seharusnya cukup dengan kapasitas silinder 50 cc pada putaran kerja 6000 rpm2 Pada motor 4 tak semua proses kerja seperti pengisian kompresi usaha dan pembuangan semuanya terjadi diatas piston sehingga bagian bawah piston bebas berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli akibatnya proses pelumasan pada piston cylinder liner dan crank shaft dapat berlangsung dengan efektif sekaliPada motor 2 tak proses kerjanya melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston proses pengisan terjadi dengan dihisapnya campuran udara dan bahan bakar kedalam ruangan dibawah piston dahulu baru kemudian ditranfer kebagian atas piston selama lubang bilas terbuka sehingga ruangan dibawah piston harus merupakan ruang tertutup yang tidak boleh berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli Dengan demikian piston cylinder liner dan crank shaft tidak bisa dilumas oleh minyak pelumasoli yang ada didalam karter Oleh karena itu pelumasan dilakukan dengan cara mencampurkan minyak pelumasoli pada bahan bakar yang dihisap oleh mesin sehingga sebagian dari minyak pelumasoli akan menempel pada piston cylinder liner dan crank shaft yang memerlukan pelumasan sedangkan sebagian dari minyak pelumasoli akan masuk kedalam silinder dan ikut dalam proses pembakaran sehingga mengakibatkan meningkatnya emisi gas buang dari motor 2 tak ini Sistim pelumasan ini secara umum dikenal masyarakat dengan istilah ldquomenggunakan oli sampingrdquo Bagaimanapun juga efektifitas sistim pelumasan menggunakan oli samping tidak bisa mengungguli proses pelumasan dari karter mesin3 Pada motor 4 tak overlaping antara proses pembuangan dan pemasukan hanya terjadi beberapa saat yaitu pada fase akhir pembuangan dan awal pemasukanPada motor 2 tak seluruh proses pembilasan yaitu perpindahan campuran udara dengan bahan bakar dari ruangan dibawah piston kedalam cylinder diatas piston terjadi didalam proses pembuangan Dengan demikian kemungkinan adanya campuran udara dengan bahan bakar yang langsung terbuang keluar dari cylinder pada waktu overlaping pada motor 2 tak jauh lebih besar dibandingkan dengan motor 4 tak sehingga efisiensi motor 2 tak lebih rendah dari motor 4 tak Hal ini juga memberikan kontribusi kenapa motor 2 tak boros pemakaian bahan bakarnyaUraian seperti tersebut pada butir 2 dan 3 itulah yang menjawab pertanyaan seperti pada butir 1 yaitu apabila tenaga yang dibutuhkan sama dan pada putaran kerja yang sama bukankah seharusnya kapasitas motor 2 tak adalah setengah dari kapasitas motor 4 tak

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 10: tugas pak orie

diperhitungkan adalah tenaga yang diperlukan Artinya apabila direncanakan sebuah sepeda motor dengan kemampuan membawa beban katakan 150 kg didesain agar mampu melaju dengan kecepatan 100 kmjam seandainya tenaga yang diperlukan untuk itu adalah 8 TK maka apabila digunakan motor 4 tak tenaga sebesar itu dapat dihasilkan oleh motor dengan kapasitas silinder 100 cc pada putaran kerja 6000 rpm maka apabila digunakan motor 2 tak seharusnya cukup dengan kapasitas silinder 50 cc pada putaran kerja 6000 rpm2 Pada motor 4 tak semua proses kerja seperti pengisian kompresi usaha dan pembuangan semuanya terjadi diatas piston sehingga bagian bawah piston bebas berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli akibatnya proses pelumasan pada piston cylinder liner dan crank shaft dapat berlangsung dengan efektif sekaliPada motor 2 tak proses kerjanya melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston proses pengisan terjadi dengan dihisapnya campuran udara dan bahan bakar kedalam ruangan dibawah piston dahulu baru kemudian ditranfer kebagian atas piston selama lubang bilas terbuka sehingga ruangan dibawah piston harus merupakan ruang tertutup yang tidak boleh berhubungan dengan karter yang berisi minyak pelumasoli Dengan demikian piston cylinder liner dan crank shaft tidak bisa dilumas oleh minyak pelumasoli yang ada didalam karter Oleh karena itu pelumasan dilakukan dengan cara mencampurkan minyak pelumasoli pada bahan bakar yang dihisap oleh mesin sehingga sebagian dari minyak pelumasoli akan menempel pada piston cylinder liner dan crank shaft yang memerlukan pelumasan sedangkan sebagian dari minyak pelumasoli akan masuk kedalam silinder dan ikut dalam proses pembakaran sehingga mengakibatkan meningkatnya emisi gas buang dari motor 2 tak ini Sistim pelumasan ini secara umum dikenal masyarakat dengan istilah ldquomenggunakan oli sampingrdquo Bagaimanapun juga efektifitas sistim pelumasan menggunakan oli samping tidak bisa mengungguli proses pelumasan dari karter mesin3 Pada motor 4 tak overlaping antara proses pembuangan dan pemasukan hanya terjadi beberapa saat yaitu pada fase akhir pembuangan dan awal pemasukanPada motor 2 tak seluruh proses pembilasan yaitu perpindahan campuran udara dengan bahan bakar dari ruangan dibawah piston kedalam cylinder diatas piston terjadi didalam proses pembuangan Dengan demikian kemungkinan adanya campuran udara dengan bahan bakar yang langsung terbuang keluar dari cylinder pada waktu overlaping pada motor 2 tak jauh lebih besar dibandingkan dengan motor 4 tak sehingga efisiensi motor 2 tak lebih rendah dari motor 4 tak Hal ini juga memberikan kontribusi kenapa motor 2 tak boros pemakaian bahan bakarnyaUraian seperti tersebut pada butir 2 dan 3 itulah yang menjawab pertanyaan seperti pada butir 1 yaitu apabila tenaga yang dibutuhkan sama dan pada putaran kerja yang sama bukankah seharusnya kapasitas motor 2 tak adalah setengah dari kapasitas motor 4 tak

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 11: tugas pak orie

Dari pertama kali diciptakan sampai sat ini desain dan kostruksi dari motor 2 tak relatif tidak ada inovasi yang signifikan apalagi kalau dikaitkan dengan usaha untuk mengeliminir kelemahan pada motor 2 tak seperti pada uraian butir 2 dan 3 sehingga pertanyaan butir 1 dapat direalisir Padahal apabila ini bisa direlisir maka ukuran dari motor dapat diperkecil sehingga kebutuhan materialnya lebih sedikit dan biaya produksi lebih murah yang pada akhirnya harga jual bisa ditekanPertanyaannya adalah apakah memungkinkan melakukan inovasi untuk ituDan saya berani menjawab amat sangat memungkinkan sekaliPada motor jenis disel sudah ada yang menggunakan sistim 2 tak dengan inovasi sistim pembuangan menggunakan exhoust valve dan sistim ldquoSuper chargerdquo dengan blower untuk pembilasannya sehinga bagian bawah piston dapat langsung berhubungan dengan karter sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan crank sahft dapat berlangsung dengan sempurna Aliran udara bilas dari blower masuk melalui intake port pada bagian bawah cylinder kemudian naik keatas dan keluar melalui exhoust valve pada cylinder head (over head valve) masuk kedalam exhoust manifoldPada motor disel tidak ada kehilangan bahan bakar pada pada sistim pembilasan karena pembilasan hanya udara murni dan gas bekas saja bahan bakar diinjeksikan pada akhir langkah kompresiSejak tahun 2000 sistim ldquoFuel injectionrdquo (sistim injeksi bahan bakar) sudah mulai populer dipakai pada motor bensin bahkan pada tahun 2005 mulai ada sepeda motor yang menggunakan sistim fuel injection menggantikan sistim karburator Tapi sepeda motor tersebut menggunakan motor 4 tak karena sejak tahun 2000 motor 2 tak mulai ditinggalkanKembali pada uraiankendala butir 3 bahwa motor 2 tak dengan menggunakan karburator mengalami kehilangan bahan bakar pada waktu overlaping yaitu proses pembilasan (udara dengan bahan bakar) yang terjadi pada waktu proses pembuangan sedang berlangsung Dengan meggunakan sistim fuel injection maka pada proses pembilasan hanya ada udara murni saja karena bahan bakar baru diinjeksikan kedalam silinder sesudah proses pembilasan selesai bahkan sesudah proses pembuangan selesai sehingga tidak mungkin ada bahan bakar yang hilang selama proses pembilasan dan pembuangan berlansungKembali pada uraian butir 2 bahwa proses kerja motor 2 tak melibatkan ruangan diatas dan dibawah piston sehinga pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft tidak optimal Dengan sistim pembilasan ldquoSuper chargerdquo menggunakan blowerfan pada maka bagian bawah piston dapat dibebaskan dari fungsi pembilasan sehingga bagian bawah piston dapat berhubungan dengan karter yang besisi minyak pelumasoli agar supaya pelumasan pada piston cylinder liner dan cank shaft dapat berlangsung dengan sempurna dan tidak perlu lagi menggunakan oli samping Penambahan komponen mesin berupa blowerfan untuk untuk pembilasan pada motor

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 12: tugas pak orie

2 tak tidak terlalu sulit dan mahal sudah lama ada sepeda motor yang menggunakan fan cooling atau air injection sistem kedalam exhaoust manifold untuk menurunkan emisi gas buang Jadi kira-kira tambahan komponen seperti itulah yang diperlkan untuk inovasi sistim pembilasanDengan dua inovasi tersebut yaitu penggunan Fuel injection dan Super charge maka kita dapat kembali menggunakan motor 2 tak namun dengan kateristik baru yaitu tidak boros bahan bakar tingkat emisi gas buangnya rendah dan konstruksi tetap sederhana Secara partial semua teknologi yang saya kemukakan tersebut sudah pernah diaplikasikan oleh produsen sepeda motor sehingga secara teknologi sudah dikuasai tidak ada yang baru Keuntungan lainnya adalah untuk tenaga dan putaran kerja yang sama kapasitas silinder motor 2 tak baru ini kira-kira hanya setengah dari motor 4 tak desain dan konstruksi sederhana sehingga hemat material biaya produksi murah dan harga jual dapat ditekanJadi apakah sekarang ini memang sudah waktunya kita ucapkan sayonara pada motor 2 tak Padahal dengan inovasi kita masih bisa mempertahankannya

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2)

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 13: tugas pak orie

N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 14: tugas pak orie

gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2) bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

BMEP (Brake Mean Effective Pressure) Tekanan efektif rata-rata adalah jumlah yang terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal dan merupakan ukuran berharga kapasitas mesin untuk melakukan kerja yang independen dari mesin perpindahan [1] Ketika mengutip ditunjukkan berarti sebagai tekanan efektif atau imep (didefinisikan di bawah) mungkin dianggap sebagai tekanan rata-rata lebih dari satu siklus dalam ruang pembakaran mesin Membiarkan W = Kerja per siklus di Joules P = Power dalam Watts pmep = berarti tekanan efektif Pa Vd = perpindahan volume dalam m3 nc = jumlah putaran siklus (untuk mesin 4-stroke nc = 2) N = jumlah putaran per detik T = Torque di Nm

Daya yang dihasilkan oleh mesin adalah sama dengan kerja yang dilakukan per siklus operasi kali jumlah siklus operasi per detik Jika N adalah jumlah putaran per detik dan n_c adalah jumlah putaran per siklus jumlah siklus per detik hanya rasio mereka Kita dapat menulis

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 15: tugas pak orie

Menurut definisi

W = pmep Vd

Sehingga

Karena torsi T terkait dengan kecepatan sudut (yang baru N 2 π) dan kekuasaan yang dihasilkan oleh P = TN2π

Maka persamaan untuk MEP dalam hal torsi menjadi

Perhatikan bahwa kecepatan telah menurun dari persamaan dan satu-satunya variabel torsi dan perpindahan volume Karena jangkauan maksimum tekanan rem berarti efektif untuk desain mesin yang baik sudah terbentuk dengan baik sekarang kita memiliki perpindahan mesin ukuran independen torsi kapasitas menghasilkan desain mesin (torsi tertentu macam) Hal ini berguna untuk membandingkan perpindahan mesin yang berbeda Berarti tekanan efektif juga berguna untuk perhitungan desain awal yaitu diberi torsi kita dapat menggunakan nilai MEP standar untuk memperkirakan perpindahan mesin yang dibutuhkan Namun penting untuk diingat bahwa tekanan yang efektif berarti tidak mencerminkan tekanan-tekanan aktual di dalam ruang pembakaran individu - meskipun kedua tentu terkait - dan berfungsi hanya sebagai pengukur kinerja nyaman Brake Mean Effective Tekanan atau bmep adalah seperti biasa dihitung dari torsi diukur dynamometer Ditunjukkan berarti tekanan atau imep efektif dihitung dengan menggunakan kekuasaan yang ditunjukkan yaitu volume tekanan integral dalam kerja per siklus persamaan Kadang-kadang istilah fmep (gesekan berarti tekanan efektif) digunakan sebagai indikator tekanan efektif rata-rata kehilangan gesekan (atau gesekan torsi) dan hanya perbedaan antara imep dan bmep Nilai-Nilai BMEPbull Tentu saja percikan-penyalaan disedot mesin nilai maksimum dalam kisaran 85-105 bar (~ 125-150 lbin2) pada kecepatan mesin di mana torsi maksimum diperoleh Pada rated kekuasaan nilai-nilai bmep biasanya 10 hingga 15 lebih rendah bull turbocharged percikan pengapian mesin otomotif bmep maksimum dalam 125-17 bar kisaran (180-250 lbin2)

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 16: tugas pak orie

bull Tentu disedot empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 7-9 bar rentang (100-130 lbin2) bull otomotif turbocharged empat-tak mesin diesel bmep maksimum dalam 14-18 bar jangkauan bull Dua-stroke sebanding mesin diesel memiliki nilai-nilai tapi sangat besar kecepatan rendah seperti mesin diesel Wartsila-Sulzer RTA96-bmep C dapat memiliki hingga 19 bar Sebagai contoh empat-stroke memproduksi motor 160 N bull m dari 2 liter perpindahan akan memiliki bmep dari (4π) (160 N bull m) (0002 msup3) = 1005 bar) Jika mesin yang sama menghasilkan 76 kW pada 5400 rpm (90 Hz) dengan torsi 134 N bull m dan bmep adalah 842 bar Seperti mesin piston selalu memiliki torsi maksimum pada kecepatan rotasi yang lebih rendah daripada output maksimum yang BMEP lebih rendah pada kekuatan penuh

Engine test bed

CT 400 Gas Diesel Engine Test Bed and Brake

The CT 400 equipment series offers a wide range of experiments on industrial engines with a power output of up to 75 kW The complete test stand is made up of the CT 400 brake unit and a test engine A choice of two water-cooled engines is available

4 cylinder in-line engine gas 4 cylinder in-line engine diesel

The test engine can be connected to the brake unit quickly and easily The CT 400 load mechanism essentially consists of an adjustable air-cooled eddy current brake The engines can be investigated in two modes

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 17: tugas pak orie

Torque control Manual adjustment of braking torque The characteristic curve for the brake is changed different full load points are approached and measurements are carried out depending on the speed

Speed control A controller keeps the speed constant while the engine torque is increased This allows different load points to be approached and measurements are carried out depending on the load An indicating system with PC data acquisition for the pressure curves in the engines and an exhaust gas analysis unit are available as accessories

Learning contentExercises

Familiarization with a 4-cylinder gas engine Familiarization with a 4-cylinder diesel engine Characteristic curves depending on speed

o Plotting of torque and power curveso Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Characteristic curves depending on power output

o Specific fuel consumptiono Volumetric efficiencyo Excess air factor

Creation of heat balances at full load

o Determination of imparted energy effective usable power amount of heat in cooler amount of heat in exhaust gas losses heat losses due to radiation and convection

o Representation in Sankey diagram

Comparison of diesel and gas engines

In conjunction with other accessories - Exhaust gas analysis with CT 15902 Electronic indication (CT 40009) with appropriate set of sensors for engine (CT 40016 17) - the following can also be studied

p-V diagram p-t diagram Pressure curve over gas cycle Determination of indicated power Determination of mechanical efficiency

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 18: tugas pak orie

MUSIC cylinder head design layout

The prototype 4-cylinder engine

Engine on the test bed

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 19: tugas pak orie

Prototype cylinder head design and manufacture

The production of the prototype 4-cylinder engine posed numerous design and manufacturing issues Key to the project was that the new cylinder head must be capable of being used on an existing production cylinder block in this case a Ford 20l unit

This meant the design team at Powertrain Technologies Ltd had to work around existing fixed features such as the head bolts and the coolant and oil transfer passages In order to make the 4-cylinder as versatile as possible it was also necessary to make sure that the key design features of the helix that generates the air motion the transfer port plus the spark plug and injector locations could all be removable for revised designs A final requirement was for the provision of significant amounts of instrumentation as well

This resulted in a highly complex design that had to be translated into a casting In order to achieve this in an acceptable time frame it was decided to use rapid prototyping This work was undertaken by Castings Technology International who first had to create the core models from which the rapid prototypes were manufactured This head was probably the most complex they had ever attempted and had many unavoidable regions where the metal condition was marginal due to either thin sections or sudden changes in section Nonetheless they successfully executed the project and produced three castings

An area of concern to the design team was that of the combustion chamber The inclusion of numerous bosses through the water jacket to allow pressure and temperature sensors to be included meant that the cooling jacket was compromised around the chamber Thus there would be a likelihood that elevated temperatures might be sustained that could have an impact on the structural integrity of the aluminium To mitigate this issue it was decided that the combustion chamber would be sleeved with stainless steel to provide thermal protection to the parent metal

Motor listrik

1 PENDAHULUANBagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakan Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 20: tugas pak orie

menggerakan kompresor mengangkat bahan dll Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 21: tugas pak orie

Gambar 1 Prinsip Dasar dari Kerja Motor Listrik (Nave 2005)

JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar parabpemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 22: tugas pak orie

Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidaklangsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimanadiperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder

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 kiloWatt (kW)

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 23: tugas pak orie

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya sebagai standar di EU 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 tetapi hanya 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 apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan

Prinsip kerja motor listrikPada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit Sebagaimana kita ketahui bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama tarik-menarik Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap

Bagian ini menggambarkan ciri-ciri utama motor listrik11 Dimana motor digunakanMotor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik Energi mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller pompa fan atau blower menggerakan kompresor mengangkat bahan dll

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 24: tugas pak orie

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer bor listrik fan angin) dan di industri Motor listrik kadangkala disebut ldquokuda kerjardquo nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70 beban listrik total di industri12 Bagaimana sebuah motor bekerjaMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1)1048707 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya1048707 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaranloop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan1048707 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar torque untuk memutar kumparan1048707 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medanDalam memahami sebuah motor penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India 2004)1048707 Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors rotary kilns dan pompa displacement konstan1048707 Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan)1048707 Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesinKomponen motor listrik bervariasi untuk berbagai jenis motor dalam bab 2 dijelaskan untuk masing-masing motor2 JENIS MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik DC dan motor Dafar para pemasok motor listrik tersedia di wwwdirectindustrycomfindelectric-motorhtmlGambar 3 memperlihatkan motor listrik yang paling umum Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input konstruksi dan mekanisme operasi dan dijelaskan lebih lanjut dibawah iniGambar 2 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik21 Motor DCMotor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 25: tugas pak orie

langsungdirect-unidirectional Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luasGambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama11048707 Kutub medan Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medanMotor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan Garismagnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnetElektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia strukturmedan1048707 Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo maka arus ini akan menjadi elektromagnetDinamo yang berbentuk silinder dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakanbeban Untuk kasus motor DC yang kecil dinamo berputar dalam medan magnet yangdibentuk oleh kutub-kutub sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi Jika hal ini terjadi arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo1048707 Commutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC Kegunaannya adalahuntuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber daya1 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Motor ListrikMotor Arus Bolakbalik(AC)Motor ArusSearah (DC)Sinkron InduksiSatu Fase Tiga FaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeri Campuran ShuntKeuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 26: tugas pak orie

mempengaruhi kualitas pasokan daya Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur1048707 Tegangan dinamo ndash meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan1048707 Arus medan ndash menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatanMotor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar Juga motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnyaMotor DC juga relatif mahal dibanding motor ACHubungan antara kecepatan flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaanberikutGaya elektromagnetik E = KΦNTorque T = KΦIaDimanaE =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medanN = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)T = torque electromagnetikIa = arus dinamoK = konstanta persamaan211 Motor DC sumber daya terpisah Separately ExcitedJika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisahseparately excited212 Motor DC sumber daya sendiri Self Excited motor shuntPada motor shunt gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengangulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4 Oleh karena itu total arus dalamjalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamoGambar 3 Sebuah motor DC(Direct Industry 2005)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 5Berikut tentang kecepatan motor shunt (ETE 1997)

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 27: tugas pak orie

1048707 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah seperti peralatan mesin1048707 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seridengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah)213 Motor DC daya sendiri motor seriDalam motor seri gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5 Oleh karena itu arus medan sama dengan arus dinamo Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation 1997LM Photonics Ltd 2002)1048707 Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM1048707 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akanmempercepat tanpa terkendaliMotor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5)Gambar 4 Karakteristik Motor DC Shunt(Rodwell International Corporation 1999)Gambar 5 Karakteristik Motor Seri DC(Rodwell International Corporation 1999)214 Motor DC KomponGabunganMotor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt Pada motor kompongulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6 Sehingga motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri) makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini Contoh penggabungan 40-50 menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek sedangkan motor kompon yang standar (12) tidak cocok (myElectrical 2005)22 Motor ACMotor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik stator dan rotor seperti ditunjukkan daalam Gambar 7 Stator merupakan komponen listrik statis Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan Untuk mengatasi kerugian ini motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 28: tugas pak orie

dayanya Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karenakehandalannya dan lebih mudah perawatannya Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC)221 Motor sinkronMotor sinkron adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah seperti kompresor udara perubahan frekwensi dan generator motor Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrikGambar 6 Karakteristik Motor Kompon DC(Rodwell International Corporation 1999)Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7)21048707 Rotor Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya1048707 Stator Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok Motor ini berputar pada kecepatan sinkron yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh2003)Ns = 120 f PDimanaf = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub222 Motor induksiMotor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana murah dan mudah didapat dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC3a KomponenMotor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8)41048707 Rotor Motor induksi menggunakan dua jenis rotor- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalampetak-petak slots paralel Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada keduaujungnya dengan alat cincin hubungan pendek- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase lapisan ganda dan terdistribusiDibuat melingkar sebanyak kutub stator Tiga fase digulungi kawat pada bagian

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 29: tugas pak orie

2 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005 3 Untuk informasi lebih rinci pada induksi motor direkomendasikan untuk membaca Dasar-dasar Motor Induksi oleh Parekh (2003) 4 Diambil dari Komponen Motor Listrik dengan ijin dari Biro Efisiensi Energi India 2005Gambar 7 Motor Sinkrondalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya1048707 Stator Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajatcKlasifikasi motor induksiMotor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh 2003)1048707 Motor induksi satu fase Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator beroperasidengan pasokan daya satu fase memiliki sebuah rotor kandang tupai dan memerlukansebuah alat untuk menghidupkan motornya Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti fan angin mesin cuci dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp1048707 Motor induksi tiga fase Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90 memiliki rotor kandang tupai) dan penyalaan sendiri Diperkirakan bahwa sekitar 70 motor di industri menggunakan jenis ini sebagai contoh pompa kompresor belt conveyor jaringan listrik dan grinder Tersedia dalam ukuran 13 hingga ratusan Hpd Kecepatan motor induksiMotor induksi bekerja sebagai berikut Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua yang berusaha untuk melawan medan magnet stator yang menyebabkan rotor berputarWalaupun begitu didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada ldquokecepatan dasarrdquo yang lebih rendah Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya ldquoslipgeseranrdquo yang meningkat dengan meningkatnya beban Slip hanya terjadi pada motor induksi Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincinGambar 8 Motor Induksi (Automated Buildings)geser slip ring dan motor tersebut dinamakan ldquomotor cincin geser slip ring motorrdquoPersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slipgeseran (Parekh2003) Slip = Ns ndash Nb x 100

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 30: tugas pak orie

NsDimanaNs = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPMe Hubungan antara beban kecepatan dan torqueGambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan Bila motor (Parekh 2003)1048707 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (ldquopull-up torquerdquo)1048707 Mencapai 80 kecepatan penuh torque berada pada tingkat tertinggi (ldquopull-out torquerdquo) dan arus mulai turun1048707 Pada kecepatan penuh atau kecepatan sinkron arus torque dan stator turun ke nolGambar 9 Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC3-Fase (Parekh 2003)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 103 PENGKAJIAN MOTOR LISTRIKBagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik531 Efisiensi motor lisrikMotor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu Pada proses ini kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar 11Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen Tabel 1 memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksiTabel 1 Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India 2004)Jenis kehilangan Persentase kehilangan total(100)Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25Kehilangan variabel kehilangan stator I2R 34Kehilangan variabel kehilangan rotor I2R 21Kehilangan gesekan amp penggulungan ulang 15Kehilangan beban yang menyimpang 5Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai ldquoperbandingan keluaran daya motor yangdirgunakan terhadap keluaran daya totalnyardquoFaktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah1048707 Usia Motor baru lebih efisien1048707 Kapastas Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 31: tugas pak orie

1048707 Kecepatan Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien1048707 Jenis Sebagai contoh motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser1048707 Suhu Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)Gambar 10 Kehilangan M otor (US D OE)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 111048707 Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi1048707 Beban seperti yang dijelaskan dibawah 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 beban75 Tetapi jika beban turun dibawah 50 efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar 11 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 fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor 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 tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya Jika tidak memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor Lembar fakta dari US DOE (www1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdf) memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini Nilai efisiensi disediakan untuk1048707 Motor dengan efisiesi standar 900 1200 1800 dan 3600 rpm1048707 Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP1048707 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)1048707 Tingkat beban 25 50 75 dan 100Gambar 11 Efisiensi Motor Beban Sebagian (sebagai fungsidari efisiensi beban penuh) (US DOE)Peralatan Energi Listrik Motor Listrik

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 32: tugas pak orie

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 12Lembar 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 Hal ini diterangkan dalam bagian berikut32 Beban motor321 Mengapa mengkaji beban motorKarena 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 penuh322 Bagaimana mengkaji beban motorPersamaan berikut digunakan untuk menentukan bebanBeban = Pi x ηHP x 07457Dimanaη = Efisiensi operasi motor dalam HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kWSurvei 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 jamper tahun Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu1048707 Pengukuran daya masuk Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 1001048707 Pengukurann jalur arus Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 501048707 Metode Slip Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh Ketelitian metode ini terbatas

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 33: tugas pak orie

namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alatanalisis daya) Ksrena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 13323 Pengukuran daya masukBeban diukur dalam tiga tahapTahap 1 Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut1000Pi = V x I x PF x 3DimanaPi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan nilai tengah garis ke garis 3 faseI = RMS arus nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimalAlat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung Industri yang tidak memilikialat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukurtegangan arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masukTahap 2 Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat namanameplate atau denganmenggunakan persamaan sebagai berikutrr P hp xη= 07457DimanaPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)x 100PBeban Pir=DimanaBeban = Daya keluar yang dinyatakan dalam nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kW

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 34: tugas pak orie

Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW324 ContohPertanyaanPengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45kW dengan efisiensi beban penuh 881048707 V = 418 Volt1048707 I = 37 Amp1048707 PF = 081Hitung bebanJawab1048707 Daya Masuk = (1732 x 418 x 37 x 081)1000 = 2170 kW1048707 Pembebanan = [2170 (45088)] x 100 = 4244 Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 144 PELUANG EFISIENSI ENERGIBagian ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja motor listrik641 Mengganti motor standar dengan motor yang energinya efisienMotor yang berefisiensi tinggi dirancang khusus untuk meningkatkan efisiensi energidibanding 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 rotor yang lebih tipis batang baja pada rotor sebagai pengganti alumunium bearing yang lebih bagus dan fan yang lebih kecil dllMotor 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 12 Tabel 2 menggambarkan peluang perbaikan yang sering digunakan pada perancangan motor yang efisien energinyaSebagai 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 6 Bagian 4 diambil (dengan mengedit)dari Energy Efficiency in Electrical Utilities 2004 dengan ijin dari Biro EfisiensiEnergi IndiaGambar12 Perbandingan antara motor yang berefisiensi tinggidengan motor standar

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 35: tugas pak orie

(Biro Standar Indian)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 15mengganti dengan motor yang efisien energinya hanya jika motor-motor tersebut sudah rusakTabel 2 Area Perbaikan Efisiensi yang digunakan pada Motor yang Efisien Energinya(BEE India 2004)Area Kehilangan Energi Peningkatan Efisiensi1 Besi 1048707 Digunakan gauge yang lebih tipis sebab kehilangan inti baja yanglebih rendah menurunkan kehilangan arus eddy1048707 Inti lebih panjang yang dirancang menggunakan baja akanmengurangi kehilangan karena masa jenis flux operasi yang lebihrendah2 Stator I2R 1048707 Menggunakan lebih banyak tembaga dan konduktor yang lebihbesar meningkatkan luas lintang penggulungan stator Hal ini akanmenurunkan tahanan (R) dari penggulungan dan mengurangikehilangan karena aliran arus (I)3 Rotor I2R 1048707 Penggunaan batang konduktor rotor yang lebih besar meningkatkanpotongan lintang dengan demikian merendahkan tahanankonduktor (R) dan kehilangan yang diakibatkan oleh aliran arus (I)4 Gesekan amp Pegulungan 1048707 Menggunakan rancangan fan dengan kehilangan yang rendah menurunkan kehilangan yang diakibatkan oleh pergerakan udara5 Kehilangan beban yang menyimpang1048707 Menggunakan rancangan yang sudah dioptimalkan dan prosedurpengendalian kualitas yang ketat akan meminimalkan kehilanganbeban yang menyimpang42 Menurunkan pembebanan yang kurang (dan menghindari motor yangukurannya berlebih terlalu besar)Sebagaimana dijelaskan dalam bab 3 beban yang kurang akan meningkatkan kehilangan motor dan menurunkan efisiensi motor dan faktor daya Beban yang kurang mungkin merupakan penyebab yang paling umum ketidakefisiensian dengan alasan-alasan1048707 Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor1048707 Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya Sebagai contohpembuat peralatan mesin memberikan nilai motor untuk kapasitas alat dengan bebanpenuh Dalam prakteknya pengguna sangat jarang membutuhkan kapasitas penuh ini

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 36: tugas pak orie

sehingga mengakibatkan hampir selamanya operasi dilakukan dibawah nilai beban1048707 Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yangdikehendaki bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak normal1048707 Dipilih motor yang besar untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi akan tetapi lebih baik bila digunakan motor yang lebih kecil yang dirancang dengan torque tinggiUkuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban dengan hati-hati Namun bila mengganti motor yang ukurannya berlebih dengan motor yang lebih kecil juga penting untuk mempertimbangkan potensi pencapaian efisiensi Motor yang besar memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada motor yang lebih kecil Oleh karena itu penggantian motor yang beroperasi pada kapasitas 60 ndash 70 atau lebih tinggi biasanya tidak direkomendasikan Dengan kata lain tidak ada aturan yang ketat yang memerintahkan pemilihan motor dan potensi penghematan perlu dievaluasi dengan dasar kasus per kasus Contoh jika motor yang lebih kecil merupakan motor yang efisien energinya sedangkan motor yang ada tidak maka efisiensi dapat meningkatPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 16Untuk motor yang beroperasi konstan pada beban dibawah 40 dari nilai kapasitasnya pengukuran yang murah dan efektif dapat dioperasikan dalam mode bintang Perubahan dari operasi standar delta ke operasi bintang meliputi penyusunan kembali pemasangan kawat masukan daya tiga fase pada kotak terminalMengoperasikan dalam mode bintang akan menurunkan tegangan dengan faktor lsquoradic3rsquo Motor diturunkan ukuran listriknya dengan operasi mode bintang namun karakteristik kinerjanya sebagai fungsi beban tidak berubah Jadi motor dalam mode bintang memiliki efisiensi dan faktor daya yang lebih tinggi bila beroperasi pada beban penuh daripada beroperasi pada beban sebagian dalam mode delta Bagaimanapun operasi motor pada mode bintang memungkinkan hanya untuk penggunaan dimana permintaan torque ke kecepatannya lebih rendah pada beban yang berkurang Disamping itu perubahan ke mode bintang harus dihindarkan jika motor disambungkan ke fasilitas produksi dengan keluaran yang berhubungan dengan kecepatan motor (karena kecepatan motor berkurang pada mode bintang) Untuk penggunaan untuk kebutuhan torque awal yang tinggi dan torque yang berjalan rendah tersedia starter Delta-Bintang yang dapat membantu mengatasi torque awal yang tinggi43 Ukuran motor untuk beban yang bervariasiMotor industri seringkali beroperasi pada kondisi beban yang bervariasi karena permintaan proses Praktek yang umum dilakukan dalam situasi seperti ini adalah memilih motor berdasarkan beban antisipasi tertinggi Namun hal ini membuat motor lebih mahal padahal

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 37: tugas pak orie

motor hanya akan beroperasi pada kapasitas penuh untuk jangka waktu yang pendek dan beresiko motor bekerja pada beban rendahAlternatfnya adalah memilih motor berdasarkan kurva lama waktu pembebanan untukpenggunaan khusus Hal ini berarti bahwa nilai motor yang dipilih sedikit lebih rendahdaripada beban antisipasi tertinggi dan sekali-kali terjadi beban berlebih untuk jangka waktu yang pendek Hal ini memungkinkan karena motor memang dirancang dengan faktor layanan (biasanya 15 diatas nilai beban) untuk menjamin bahwa motor yang bekerja diatas nilai beban sekali-sekali tidak akan menyebabkan kerusakan yang berarti Resiko terbesar adalah pemanasan berlebih pada motor yang berpengaruh merugikan pada umur motor dan efisiensi dan meningkatkan biaya operasi Kriteria dalam memilih motor adalah bahwa kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100) Pemanasan berlebih dapat terjadi dengan1048707 Perubahan beban yang ekstrim seperti seringnya jalanberhenti atau tingginya beban awal1048707 Beban berlebih yang sering danatau dalam jangka waktu yang lama1048707 Terbatasnya kemampuan motor dalam mendinginkan contoh pada lokasi yang tinggi dalam lingkungan yang panas atau jika motor tertutupi atau kotorJika beban bervariasi terhadap waktu metode pengendalian kecepatan dapat diterapkan sebagai tambahan terhadap ukuran motor yang tepat (lihat bagian 48)Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1744 Memperbaiki kualitas dayaKinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor Tabel 6 menampilkan pengaruh umum dari variasi tegangan dan frekuensi pada kinerja motorKetidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga fase Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 71048707 Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama simetris dan dipisahkan oleh sudut 120deg Keseimbangan fase harus 1 untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya Beberapa faktor dapat

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 38: tugas pak orie

mempengaruhi kesetimbangan tegangan beban fase tunggal pada setiap satu fase ukuran kabel yang berbeda atau kegagalan pada sirkuit Ketidakseimbangan sistimmeningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motorTabel 7 Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan dalam Motor Induksi (BEE India2004)Contoh 1 Contoh 2 Contoh 3Persentase ketidakseimbangan dalam tegangan 030 230 540Ketidakseimbangan arus () 04 177 400Kenaikan suhu (oC) 0 30 40 Persen ketidakseimbangan tegangan = (penyimpangan maksimum dari tegangan tengah tegangantengah) x 100Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan1048707 Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase1048707 Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dnumpankan dari jalurtrafo terpisah45 Penggulungan UlangPenggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50 dari jumlah total motor Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor desain slot dan gulungan bahan gulungan kinerja pengisolasi dan suhu operasi Sebagai contoh bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy Perubahan dalam celah udaradapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torqueWalau begitu jika dilakukan dengan benar efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang dan dalam beberapa kasus efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampang Peralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 18lintang yang lebih besar ukuran slot yang diperbolehkan akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi Walau demikian direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 39: tugas pak orie

mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang samaPaad saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut1048707 Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik1048707 Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya Biasanya yang terbaik adalah menggantinya Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP1048707 Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50 hingga 65 dari harga motor baru yangefisien energinya lebih baik membeli motor yang baru karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor46 Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitorSebagaimana sudah dikenal sebelumnya karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrikKapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas) penurunan kehilangan I2R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi) berkurangnya penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat) dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor Ukuran ini tidak boleh melebihi 90 dari kVAR motor tanpa beban sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian motor tanpa beban Alternatifnya adalahmenggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitorInformasi lebih jauh mengenai faktor daya dan kapasitor diberikan dalam bab ListrikPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 1947 Meningkatkan perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 40: tugas pak orie

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia Walau begitu perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal Sebagai contoh pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan Kehilangan resistansi pada motor yang meningkat dengan kenaikan suhu Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor Sebagaicontoh suhu ekstrim kadar debu yang tinggi atmosfir yang korosif dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi1048707 Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untukmengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotorandebu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)1048707 Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan ataukekurangan beban Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan penyebabnya yang harus diketahui1048707 Pemberian pelumas secara teratur Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah seperti yang telah diterangkan diatas Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran1048707 Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yangdigerakkan Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan1048707 Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya1048707 Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan Umur isolasi pada motor akan lebih lama untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan waktu pegulungan ulang akan lebih cepat diperkirakan separuhnya48 Pengendalian kecepatan motor induksiSecara tradisional motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 41: tugas pak orie

Namun karena keterbatasan motor DC (sebagaimana dijelaskan dalam bagian 2) motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatanKarena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlah faktor termasuk biaya investasi ketahanan beban dan beberapa persyaratanPeralatan Energi Listrik Motor ListrikPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 20pengendalian khusus Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban data historis pada aliran proses ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan biaya listrik dan biaya investasiKarakteristik beban (dijelaskan di bagian 1) terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan Beban torque yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD481 Motor dengan beberapa kecepatanMotor dapat digulung menjadi dua kecepatan dan perbandingan 21 dapat dicapai Motor juga dapat digulung dengan dua gulungan terpisah masing-masing memberi dua kecepatan operasi dan dengan begitu totalnya menjadi empat kecepatan Motor dengan beberapa kecepatan dapat dirancang untuk penggunaan yang melibatkan torque konstan torque bervariasi atau untuk keluaran daya yang konstan Motor dengan beberapa kecepatan cocok untuk penggunaan yang memerlukan pengendalian kecepatan yang terbatas (dua atau empat kecepatan bukan kecepatan yang terus menerus bervariasi) Motor-motor tersebut cenderung sangat ekonomis dan efisiensinya lebih rendah dibanding dengan motor yang berkecepatan tunggal482 Penggerak kecepatan variable Variable Speed Drives (VSDs)Penggerak kecepatan variable (VSDs) juga dikenal dengan inverters dan dapat mengubah kecepatan motor yang tersedia dalam dari mulai beberapa kW hingga 750 kW VSD dirancang untuk mengoperasikan motor induksi standar dan oleh karena itu dapat dengan mudah dipasang pada sistim yang ada Inverter kadang dijual secara terpisah sebab motor sudah beroperasi ditempat tetapi dapat juga dibeli bersamaan dengan motornya Bila beban bervariasi VSD atau motor dengan dua kecepatan kadangkala dapat menurunkan pemakaian energi listrik pada pompa sentrifugal dan fan sebesar 50 atau lebih

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 42: tugas pak orie

Penggerak dasarnya terdiri dari inverter itu sendiri yang merubah daya masuk 50 Hz menjadi frekuensi dan tegangan yang bervariasi Frekuensi yang bervariasi akan mengendalikan kecepatan motorTerdapat tiga jenis utama desain inverter yan tersedia saat ini Ketiganya dikenal dengan Inverter Sumber Arus (CSI) Inverter Tegangan Bervariasi (VVI) dan Inverter dengan Pengatur Lebar Pulsa Pulse Width Modulated (PWM)483 Penggerak arus searah (DC)Teknologi penggerak DC merupakan bentuk tertua pengendali kecepatan listrik Sistim penggerak terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah pengendaliMotor terdiri dari dinamo dan gulungan medan Penggulungan medan memerlukanpembanmgkitan daya DC untuk operasi motor biasanya dengan tegangan yang tetap dari pengendali Sambungan dinamo dibuat melalui perakitan sikat dan commutator Kecepatan motor berbanding lurus dengan tegangan yang dipergunakan Pengendali merupakan penyambungan rektifikasi fase control dengan sirkuit logic untuk mengendalikan tegangan DC yang dikirim ke dinamo motor Pengendalian kecepatan dicapai dengan mengatur tegangan ke motor Kadangkala sebuah tacho-generator dilibatkan untuk mencapai pengaturan kecepatan yang baik Tacho-generator dapat digantungkan pada motor untuk menghasilkan sinyal umpan balik kecepatan yang digunakan dibagian dalam pengendali484 Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor induksi cincin geser)Penggerak motor dengan rotor penggulung menggunakan motor yang berkonstruksi khusus untuk menyempurnakan pengendalian kecepatan Rotor motor dibuat dengan penggulungan yang diangkat keluar motor melalui cincin geser pada sumbu motor Gulungan tersebut disambungkan ke pengendali yang menempatkan resistor variabel secara seri dengan gulungan Kinerja torque motor dapat dikendalikan dengan menggunakan resistor variabel tersebut Motor dengan gulungan rotor sangat umum digunakan untuk motor 300 HP atau lebihPeralatan Energi Listrik Motor Listrik5 DAFAR PERIKSA OPSIBagian ini memberikan daftar dari opsi-opsi efisiensi energi yang sangat penting untuk motor listrik1048707 Mempertahankan tingkat pasokan tegangan dengan penyimpangan maksimum 5 dari nilai yang tertera dalam pelat nama nameplate1048707 Meminimalkan ketidakseimbangan pada 1 untuk menghindari penurunan kekuatan motor1048707 Mempertahankan faktor daya tinggi dengan memasang kapasitor sedekat mungkin ke motor1048707 Memilih ukuran motor yang benar untuk menghindari ketidakefisienan faktor daya yang buruk1048707 Menjamin bahwa motor dibebani lebih dari 60

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 43: tugas pak orie

1048707 Melakukan strategi perawatan yang benar untuk motor1048707 Menggunakan penggerak variabel kecepatan (VSD) atau sistim dua kecepatan1048707 Mengganti motor yang ukurannya berlebih ukurannya kurang dan yang gagal dengan motor yang efisien energinya1048707 Penggulungan ulang motor yang terbakar oleh akhlinya1048707 Mengptimalkan efisensi transmisi dengan pemasangan dan perawatan poros belt rantai dan gir yang benar1048707 Mengendalikan suhu ambien untuk memaksimalkan umur isolasi dan kehandalan motor misalnya dengan menghindarkan kontak langsung dengan sinar matahari menempatkan pada area yang berventilasi baik dan menjaganya tetap bersih1048707 Memberi pelumas pada motor sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya danmenggunakan gemuk atau minyak berkualitas tinggi untuk mencegah pencemaran oleh kotoran atau airElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 236 LEMBAR KERJABagian ini meliputi lembar kerja berikut1048707 Pengumpulan Data Motor1048707 Analisis Beban MotorLembar Kerja 1 PENGUMPULAN DATA MOTORNo Referensi MotorNoTandaPengenalMotorHTLT kW Tegangan FLA (Amp) Faktor Daya Kecepatan (RPM) Golongan Isolasi Faktor Layanan Ukuran Rangka Pabrik PembuatElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 24Lembar Kerja 2 ANALISIS BEBAN MOTORNilai Pengukuran yang aktualNo Referensi MotorTandaPengenalMotorDaya (KW) EfisiensiTegangan(KV) Arus (Amp) Faktor daya Daya Masuk

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 44: tugas pak orie

(KW) BebanMotorElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 25

REFERENSIAutomated Buildings wwwautomatedbuildingscomnewsjul01artabbdabbf2gifBureau of Energy Efficiency (BEE) Ministry of Power India Components of an ElectricMotor 2005wwwenergymanagertrainingcomequipment_allelectric_motorseqp_comp_motorshtmBureau of Energy Efficiency Ministry of Power India Energy Efficiency in ElectricalUtilities Book 3 2004Bureau of Indian Standards Indian Standard Code for Motors ndash IS1231CR Nave Department of Physics and Astronomy Georgia State University How does anelectric motor work In Hyperphysics Electricity and Magnetism 2005httphyperphysicsphy-astrgsueduhbasehframehtmlDirectIndustry Virtual Industry Exhibition 2005 wwwdirectindustrycomElectricians Toolbox Etc (ETE) Motor Characteristics 1997 wwwelectoolboxcommotorcharhtmIntegrated Publishing Synchronised Motors In Neets Module 01 Introduction to MatterEnergy and Direct Current Chapter 4 Alternating Current Motors 2003wwwtpubcomcontentneets14177css14177_92htmLM Photonics Ltd DC Motor Control 2002 wwwlmphotonicscomvsdvsd_02htmmyElectrical DC Machine Construction 2005wwwmyelectricalcombookMachinesDC20Machine20Construction20(Field20Winding)aspx090909ID=P040507102940Parekh R Microchip Technology Inc AC Induction Motors Fundamentals AN887 2003wwwmicrochipcom ww1microchipcomdownloadsenAppNotes00887apdfRodwell International Corporation Basic Motor Theory On Reliance Electric Motor

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 45: tugas pak orie

Technical Reference home page 1999 wwwreliancecommtrmtrthrhtmUS Department of Energy (US DOE) Fact SheetDetermining Motor Load and EfficiencyDeveloped as part of Motor Challenge a program of US DOEwww1eereenergygovindustrybestpracticespdfs10097517pdfCopyrightCopyright copy United Nations Environment Programme (year 2006)This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes withoutspecial permission from the copyright holder provided acknowledgement of the source is made UNEP would appreciatereceiving a copy of any publication that uses this publication as a source No use of this publication may be made for resaleor any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment ProgrammeHak CiptaHak cipta copy United Nations Environment Programme (year 2006)Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluannon-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta harus mencantumkan sumber yang membuat UNEP akan menghargaipengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber Tidak diijinkan untukmenggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari UnitedNations Environment ProgrammeDisclaimerThis energy equipment module was prepared as part of the project ldquoGreenhouse Gas Emission Reduction from Industry inAsia and the Pacificrdquo (GERIAP) by the National Productivity Council India While reasonable efforts have been made toElectrical Energy Equipment Electric MotorsPedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia ndash wwwenergyefficiencyasiaorg copyUNEP 26ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced UNEP does not acceptresponsibility for the accuracy or completeness of the contents and shall not be liable for any loss or damage that may beoccasioned directly or indirectly through the use of or reliance on the contents of this publication including the translation

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik
Page 46: tugas pak orie

into other languages from English This document is a translation of the chapter in English and does not constitute anofficial United Nations publicationDisclaimerModul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek ldquoPenurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asiadan Pasifik Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacificrdquo (GERIAP) oleh BadanProduktivitas Nasional India Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi inididasarkan fakta-fakta yang benar UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi dantidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadappenggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini

  • Siklus otto dan diesel
  • Prinsip kerja motor listrik