Aplikasi Motor Ac Pada Belt Conveyor-1.docx

MAKALAH APLIKASI TEKNIK TENAGA LISTRIK MOTOR INDUKSI AC PENGGERAK CONVEYOR

Disusun Oleh : WAHYU TRIATMOKO

03.2016.1.07302

VICTORIUS DAVID S

03.2016.107262

BUDI PRASETYO

03.2016.1.07311

FAIZAL MAHARDIKA

03.2016.1.07233

MUHAMMAD FARUQ

03.2016.1.07242

RIZKY PERDANA

03.2016.1.07216

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA

2017 – 2018 1|Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor

2|Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Motor listrik pada bidang industri memegang peranan penting serta banyak digunakan. Hal ini dikarenakan motor listrik merupakan salah satu system peralatan yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanis. Selanjutnya energi mekanis ini banyak digunakan untuk berbagai keperluan pelayanan beban ekonomis. Pada umumnya, motor listrik yang banyak digunakan di pabrik-pabrik adalah motor induksi tiga fasa. Pertimbangan penggunaan motor induksi dikarenakan motor tersebut mempunyai konstruksi yang sangat sederhana dan tidak mudah rusak, sehingga mudah dalam perawatan serta putaranputaran motor relative konstan dengan perubahan beban. Di samping itu juga keandalannya tinggi dan memiliki factor daya yang sangat baik. Pada Industri Batu Bara Belt Conveyor adalah sarana yang digunakan sebagai alat pengangkut Batubara salah satunya yaitu Belt Conveyor BC-11 pada mesin Ship Loader. Belt Conveyor pada mesin Ship Loader adalah unit/sarana yang sangat penting, karena apabila motor penggerak di Belt Conveyor BC-11 ini rusak maka proses pengisian batu bara ke dalam tongkang akan terhambat sehingga waktu yang kita gunakan menjadi tidak efisien. Maka, sebelum memasang motor listrik tersebut kita harus menghitung dan menganalisa kapasitas daya yang akan diperlukan motor tersebut untuk menggerakkan Belt Conveyor BC-11 yang ada pada mesin Ship Loader.

3|Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor

1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan diatas dapat dirumuskan permasalahn sebagai berikut : 1. Bagaimana daya listrik yang dibutuhkan oleh motor induksi tiga phasa’tersebut? 2. Bagaimana daya mekanik yang dihasilkan oleh Gear Reducer untuk menggerakkan Belt Conveyor BC-11 Pada Ship Loader bila dikonversikan kedalam daya listrik? 3. Bagaimana Efisiensi ekonomis dari output yang dihasilkan oleh Motor penggerak BC-11?

1.3 Batasan Masalah Kami membatasi permasalahan yang akan dibahas pada makalah ini dengan menitik beratkan penentuan perhitungan daya listrik yang dihasilkan oleh motor penggerak BC-11, besar daya mekanik yang dihasilkan oleh Gear Reducer bila dikonversikan ke daya listrik dan efisiensi ekonomis dari output yang dihasilkan oleh motor penggerak Belt Conveyor BC-11 pada Ship Loader. 1.4 Tujuan dan Manfaat 1.4.1 Tujuan Adapun tujuan dari penyusunan makalah “Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor” ini ialah : 1.

Untuk mengetahui aplikasi nyata dari sebuah motor penggerak Belt Conveyor BC-11 pada mesin Ship Loader berikut dengan aspek-aspek pendukungnya.

2.

Untuk lebih mengetahui besar daya sebenarnya yang digunakan, sehingga terjadinya kerusakan pada motor akibat adanya beban lebih dapat terhindari.

1.4.2 Manfaat

4|Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor

Manfaat dari penyusunan makalah “Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor" in” adalah : 1. Dapat

menambah

pengetahuan

pemahaman

tentang

perhitungan daya motor induksi tiga phasa penggerak Belt Conveyor pada mesin Ship Loader serta aspek-aspek yang digunakan pada motor itu sendiri. 2. Dapat mengetahui jenis motor penggerak Belt Conveyor pada mesin Ship Loader di industry batu bara.

5|Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor

BAB II TINJUAN PUSTAKA

2.1 Motor Induksi 3 Fasa Motor induksi tiga fasa atau sering juga disebut motor tak serempak (asinkron) merupakan motor arus bolak – balik yang paling banyak digunakan dalam industri. Hal ini dikarenakan motor induksi mempunyai banyak keunggulan antara lain sebagai berikut : 1.

Bentuknya sederhana, mempunyai rangka yang kokoh, kuat dan tidak mudah rusak.

2.

Harganya lebih murah dibandingkan dengan jenis motor lainnya dan banyak tersedia di pasaran.

3.

Efisiensinya tinggi pada keadaan normal, tidak memerlukan sikat, sehingga rugi-rugi gesekan dapat dikurangi.

4.

Perawatannya lebih mudah.

5.

Pada waktu mulai beroperasi tidak memerlukan tambahan peralatan khusus. Namun, disamping hal tersebut diatas, perlu juga diperhatikan factor-faktor kekurangannya antara lain sebagai berikut.

6.

Pengaturan kecepannya sangat mempengaruhi efisiensinya.

7.

Kecepatannya akan berkurang jika bebannya bertambah.

8.

Torsi awalnya lebih rendah daripada torsi motor DC shunt. Pada gambar di bawah ini dapat dilihat bentuk fisik dari motor induksi 3 fasa, sebagai berikut :

Gambar 2.1 Bentuk Motor 3 Fasa 6|Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor

2.2 Konstruksi Motor Induksi 3 Fasa Pada dasarnya motor induksi arus putar terdiri dari suatu bagian yang tidak berputar (stator) dan bagian yang bergerak memutar (rotor). Secara ringkas stator terdiri dari blek-blek dynamo yang berisolasi pada satu sisinya dan mempunyai ketebalan 0,35 – 0,5. disusun menjadi sebuah paket blek yang berbentuk gelang. Dan disisi dalamnya dilengkapi dengan alur-alur. Didalam alur ini terdapat perbedaan antara motor asinkron dengan lilitan sarang (rotor sarang atau rotor hubung pendek) dan gelang seret dengan lilitan tiga fasa. Atau dari sisi lainnya bahwa inti besi stator dan rotor terbuat dari lapisan (email) baja silicon tebalnya 0,35 – 0,5 mm tersusun rapi, masing-masing terisolasi secara elektrik dan diikat pada ujung-ujungnya. Lamel inti besi stator dan rotor bagian motor dengan garis tengah bagian luar dari stator lebih dari 1m, bagian motor dengan garis tengah lebih besar, lamel inti besi merupakan busur inti segmen yang disambung-sambung menjadi satu lingkaran. Celah udara antara rotor dan stator pada motor yang kecil adalah 0,25 – 0,75 mm, sedangkan pada motor yang besar sampai 10 mm. celah udara yang besar ini disediakan bagi kemungkinan terjadinya perenggangan pada sumbu sebagai akibat pembebanan transversal pada sumbu atau sambungannya. Tarikan pada pita (belt) atau beban yang tergantung tersebut akan menyebabkan sumbu motor melengkung. Pada dasarnya inti besi stator dan belitan rotor motor tak serempak ini sama dengan stator dan belitan stator mesin serempak. Kesamaan ini dapat ditunjukkan bahwa pada rotor mesin tak serempak yang dipasang sesuai dengan stator mesin tak serempak akan dapat bekerja dengan baik. Bagian – bagian pada motor induksi yaitu :

7|Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor

2.2.1 Stator Pada bagian stator terdapat beberapa slot yang merupakan tempat kawat(konduktor) dari tiga kumparan tiga fasa yang disebut kumparan stator, yang masing-masing kumparan mendapatkan suplai arus tiga fasa. Stator terdiri dari plat-plat besi yang disusun sama besar dengan rotor dan pada bagian dalam mempunyai banyak alur-alur yang diberi kuimparan kawat tembaga yang berisolasi. Jika kumparan tersebut akan timbul flux magnet putar. Karena adanya flux magnet putar pada kumparan stator, mengakibatkan rotor berputar karena adanya induksi magnet dengan kecepatan putar rotor sinkron dengan kecepatan putar stator. Ns = 120 . f / P Dimana : Ns

= kecepatan sinkron (rpm)

F

= besarnya frekuensi (Hz)

P

= jumlah pasang kutub.

2.2.2 Body Motor Fungsi utama dari bodi atau frame adalah sebagai bagian dari tempat mengalirnya fluks magnet yang dihasilkan kutub-kutub magnet, karena itu beban motor dibuat dari beban feromagnetik. Disamping itu badan motor ini berfungsi untuk meletakkan alat-alat tertentu dan melindungi bagian-bagian mesin lainnya. Biasanya pada motor terdapat papan nama atau name plate yang bertuliskan spesifikasi umum dari motor.

8|Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor

2.2.3 Inti Kutub Magnet dan Lilitan Penguat Magnet Sebagaimana diketahui bahwa fluks magnet yang terdapat pada motor arus searah dihasilkan oleh kutub magnet buatan yang dibuat dengan prinsip elektromagnetis. Lilitan penguat magnet ini berfungsi untuk mengalirkan arus listrik agar terjadi proses elektromagnetis. 2.2.4 Sikat – Sikat dan Pemegang Sikat Fungsi dari sikat adalah sebagai jembatan bagi aliran arus dari sumber. Disamping itu sikat memegang peranan penting untuk terjadinya komutasi, agar gesekan antara sikat dan komutator sehingga sikat harus lebih lunak dari pada komutator, biasanya terbuat dari bahan arang. Sikat-sikat akan aus selama operasi dan tingginya akan berkurang, aus yang diizinkan ditentukan oleh konstruksi dari pemegang sikat (gagang-sikat). Bagian puncak dari sikat diberi plat tembaga guna mendapatkan kontak yang baik antara sikat dan diding pemegang sikat. Bila sikat-sikat terdapat pada kedudukan yang benar baut harus dikuatkan sepenuhnya, hal ini menetapkan jembatan sikat dalam suatu kedudukan yang tidak dapat bergerak pada pelindung ujung. Sedangkan tiap-tiap gagang sikat dilengkapi dengan suatu pegas yang menekan ada sikat melalui suatu system tertentu sehingga sikat tidak terjepit.

2.2.5 Komutator Komutator berfungsi sebagai penyearah mekanik yang bersamasama dengan sikat membuat suatu kerja sama yang disebut komutasi. Supaya menghasilkan penyearah yang lebih baik, maka komutator yang digunakan hendaknya dalam jumlah yang besar. Setiap belahan (segmen) komutator berbentuk lempengan. 9|Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor

Disamping penyearah mekanik maka komutator berfungsi juga untuk mengumpulkan ggl induksi yang terbentuk pada sisi-sisi kumparan. Oleh karena itu komutator dibuat dari bahan konduktor, dalam hal ini digunakan dalam campuran tembaga. 2.2.6 Rotor Berdasarkan hukum faraday tentang imbas magnet, maka medan putar yang secara relative merupakan medan magnet yang bergerak terhadap penghantar rotor akan mengimbaskan gaya gerak listrik (GGL). Frekuensi imbas GGL ini sama dengan frekuensi jala-jala. Besar ggl imbas ini berbanding lurus dengan kecepatan relative antara medan putar dan penghantar rotor. Penghantar-penghantar dalam rotor yang membentuk suatu rangkaian tertutup, merupakan rangkaian pelaju bagi arus rotor dan searah dengan hokum yang berlaku yaitu hukum lenz. Dalam hal ini arus rotor itu ditimbulkan karena adanya perbedaan kecepatan yang berada diantara fluksi atau medan putar stator dengan penghantar yang diam. Rotor akan berputar dalam arah yang sama dengan arah medan putar stator.

2.2.7 Motor Induksi Rotor Sangkar Motor induksi rotor sangkar konstruksinya sangat sederhana, yang mana motor dari rotor sangkar adalah konstruksi dari inti berlapis dengan konduktor dipasang parallel, atau kira-kira paralel dengan poros yang mengelilingi permukaan inti. Konduktornya tidak terisolasi dari inti karena arus rotor secara alamiah akan mengalir melalui tahanan yang paling kecil konduktor rotor. Pada setiap ujung rotor, konduktor rotor semuanya dihubung singkatkan dengan cincin ujung, batang rotor dan cincin ujung sangkar yang lebih kecil adalah coran tembaga atau aluminium dalam satu lempeng pada inti rotor. Dalam motor yang lebih besar batang rotor tidak dicor melinkan 10 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

dibenamkan kedalam alur kemudiandilas dengan kuat ke cincin ujung. Adapun konstruksi dari motor induksi rotor sangkar dapat dilihat berikut ini :

Gambar 2.2.7 Motor Induksi Rotor Sangkar

2.2.8 Motor Induksi Rotor Lilit Motor rotor lilit atau motor cincin slip berbeda dengan motor rotor sangkar dalam konstruksi rotornya, seperti namanya rotor dililit dengan lilitan terisolasi serupa dengan lilitan stator. Lilitan fasa rotor dihubungkan secara Y dengan Poros motor. Ketiga cincin slip yang terpasang pada cincin slip dan sikat-sikat dapat dilihat berada pada sisi sebelah kiri lilitan rotor dan lilitan rotor tidak dihubungkan ke pencatu. Cincin slip dan sikat-sikat sematamata merupakan penghubung tahanan kendali variable luar kedalam rangkaian motor. Motor rotor lilit kurang banyak digunakan dibandingkan dengan motor rotor sangkar karena harganya mahal dan biaya pemeliharan lebih besar. Adapaun konstruksi dari motor rotor lilit dapat di lihat berikut ini.

11 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

Gambar 2.2.8 Motor Induksi Rotor Lilit Belitan stator untuk kedua golongan sama, ketiga belitan fasanya dapat dibentuk dalam hubungan delta ( ) maupun hubungan bintang (Y). Pada jenis rotor sangkar badan rotor terbuat dari plat-plat berbentuk batang-batang konduktor yang dipasang miring terhadap as dalam alur yang letaknya membujur dan disatukan oleh cincin yang terbuat dari tembaga. Pada jenis rotor belitan, belitan serupa dengan belitan stator tetapi selalu dalam bentuk hubungan bintang. Untuk hubungan sirkuit keluar terdapat 3 buah pasangan cincin gesek dan sikat. Biasanya hubungan keluar ini diperuntukkan bagi sirkuit tahanan start. Tipe-tipe belitan stator motor induksi sama dengan belitan motor sinkron yang secara prinsip tidak jauh pula bedanya dengan belitan mesin arus searah. Kadang-kadang belitan motor induksi dibuat dengan bermacam hubungan dengan maksud : 1.

Memungkinkan motor dapat bekerja pada 2 macam tegangan dengan perubahan hubungan delta atau bintang. Ataupun bagi keperluan start motor guna memperkecil arus start.

2.

Memungkinkan motor bekerja pada beberapa macam putaran berdasarkan perubahan jumlah kutub stator.

12 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

2.3 Prinsip Kerja Motor Induksi Adapun prinsip kerja motor induksi (tiga fasa) mengikuti langkahlangkah sebagai berikut : 1.

Apabila catu daya arus bolak-balik tiga fasa dihubungkan pada kumparan stator (jangkar). maka akan timbul medan putar dengan kecepatan : Ns Ns

: Putaran stator

f

: Frekuensi

P

: Jumlah kutub

= 120.f / P

2.

Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.

3.

Akibatnya pada kumparan rotor akan timbul tegangan induksi (GGL) sebesar E2s = 4,44 . f2 . N2. φ M

4.

E2s

: Tegangan induksi pada saat rotor berputar

N2

: Putaran rotor

f2

: Frekwensi rotor

φm

: Fluks

Karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup maka E2s akan menghasilkan arus (I).

5.

Adanya arus (I) dalam medan magnet akan menimbulkan gaya F pada rotor.

6.

Bila kopel awal yang dihasilkan oleh gaya F pada rotor cukup besar untuk menggerakkan beban, maka rotor akan berputar searah dengan medan putar stator.

7.

Tegangan induksi terjadi karena terpotongnya konduktor rotor oleh medan putar, artinya agar terjadi tegangan induksi maka diperlukan adanya perbedaan kecepatan medan putar stator (Ns) dengan kecepatan medan putar rotor (Nr).

13 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

8.

Perbedaan kecepatan antara Ns dan Nr disebut Slip (S).

9.

Bila Nr = Ns maka tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak akan mengalir, dengan demikian kopel tidak akan ada dan motor tidak berputar, kopel motor akan ada kalau ada perbedaan antara Nr dengan Ns. Nr < Ns.

2.4 Definisi Daya Listrik Secara Umum Definisi daya listrik adalah laju perpindahan energi persatuan waktu, yang dilambangkan dengan P. Satuan internasional adalah Watt, yang diambil dari nama James Watt (1736-1819). Dalam satuan yang umumnya dipakai adalah Horse Power (HP), dimana : 1 HP = 746 watt. Adapun beberapa pengertian daya yakni : daya aktif (daya nyata), daya reaktif dan daya semu ialah : 1. Daya Aktif (nyata) adalah daya yang dapat diubah menjadi daya thermis mekanis langsung dapat dirasakan oleh konsumen. Satuannya adalah watt (W), kilo watt (KW), dan Mega watt (MW). 2. Daya reaktif adalah daya yang diperlukan oleh rangkaian magnetisasi peralatan listrik. jadi tidak langsung dipakai, hanya untuk tujuan magnetisasi. Satuannya Volt Ampere Reaktif (VAR), kilo Volt Ampere Reaktif (KVAR), dan Mega Volt Ampere Reaktif (MVAR). 3. Daya semu adalah jumlah secara vektoris daya aktif (nyata) dan daya reaktifnya. Satuannya adalah Volt Ampere (VA). Kilo Volt Ampere (KVA), dan Mega Volt Ampere (MVA). Jadi hubungan antara daya aktif, daya reaktif dan daya semu dapat digambarkan pada segitiga daya berikut ini :

14 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

P

Q S Gambar 2.4 Segitiga Daya Dari gambar diatas terdapat tiga jenis persamaan daya untuk tegangan 1 fasa dan 3 fasa yaitu : S = √3 . V . I P = √3 . V . I . cos φ Q = √3 . V . I . sin θ

2.5 Daya Pada Motor Induksi Pada motor induksi terjadi perubahan energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran rotor. Pada motor induksi daya mekanik yang dihasilkan digunakan untuk berbagai keperluan sesuai dengan yang diinginkan. Daya pada motor listrik dapat dihitung menggunakan perhitungan perfasa maupun tiga fasa dan dapat dirumuskan sebagai berikut :

P1

= VP. IP. Cos θ

P3

= 3. P1 θ

P3

= 3. VP.IP. Cos θ

Atau

Harga tegangan fasa (VP ) adalah : 𝑉𝐿

Vp=

√3

Dimana : P1 θ

: Daya aktif satu fasa (W)

P3 θ

: Daya aktif tiga fasa (W)

15 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

VL

: Tegangan line – line (V)

Vp

: Tegangan Perfasa (V)

I

: Arus (A)

Cos θ

: Faktor daya

Pada motor induksi tiga fasa digunakan Gear Reducer sebagai penghubung untuk menggerakkan Belt Conveyor. Poros Belt Conveyor dihubungkan pada kopling yang ada di Gear Reducer. Daya keluaran pada Gear Reducer ditentukan oleh beberapa faktor antara lain : M

: Momen pada poros Gear Reducer (N.m)

F

: Gaya Keliling pada poros (N)

R

: Jari-jari pada pulley penggerak (m)

N : Frekwensi putaran dalam detik (dt-1) ω : Kecepatan sudut dalam rad/detik Sehingga daya mekanik pada Gear Reducer dapat ditentukan dengan menggunakan rumus : P mekanik = M . ω Momen pada Gear Reducer pada kondisi berbeban dapat ditentukan dengan menggunakan rumus : M=F.r gaya keliling pada poros (F) dapat ditentukan dengan menggunakan rumus: F=M.a Sedangkan percepatan pada Belt Conveyor dapat ditentukan dengan menggunakan rumus : a = v/t dimana : m : berat total (massa batu bara satu detik + massa belt conveyor).(kg/s) a : Percepatan pada belt conveyor (m/s2) t

: Waktu yang ditempuh belt conveyor dari kecepatan awal hingga

mencapai kecepatan konstan (s) 16 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

V : Kecepatan Linear pada belt conveyor (m/s) Momen pada poros (M) Gear Reducer saat belt conveyor pada BC – 11 tidak ada batu bara dapat dihitung dengan menggunakan rumus seperti persamaan diatas. Sedangkan gaya keliling pada poros dapat ditentukan dengan menggunakan rumus : F=m.a Dimana : m : Berat total belt conveyor (kg/meter) a : Percepatan pada belt conveyor (m/s2) Untuk kecepatan sudut pada saat belt conveyor pada BC – 11 dalam keadaan tidak berbeban dapat dihitung dengan menggunakan rumus : ω= 2 .π . n Sedangkan pada Gear Reducer dipasang pulley penggerak sebagai media untuk menggerakkan Belt Conveyor. Poros pada Gear Reducer dihubungkan dengan pulley penggerak. Daya keluran pada Belt Conveyor tersebut ditentukan oleh beberapa faktor yaitu : F : Gaya keliling pada pulley penggerak (N) m : Berat batu bara dalam satu menit (kg/menit) a : Percepatan Linear (m/s2) V : Kecepatan linear dalam (m/s) t : Waktu yang ditempuh belt conveyor dari kecepatan awal hingga mencapai kecepatan konstan (s) I : Momen Inersia (Kg.m2) r : Jari-jari pulley penggerak (m) a : Percepatan Sudut (rad/s2) ω : Kecepatan sudut dalam (rad/s) Sehingga perhitungan daya mekanik pada Belt Conveyor dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu :

17 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

2.5.1 Gerak Translasi Pmekanik = F . V Dimana gaya (F) disana adalah Gaya keliling pada pulley dan nilai dari gaya (F) tersebut dapat ditentukan dengan menggunakan rumus : F=m.a Dimana : m : Berat batu bara dalam 1 detik + Berat belt conveyor (kg/s) Sedangkan untuk mencari percepatan (a) kita dapat menghitungnya dengan menggunakan rumus : a = v/t Gaya keliling pada poros saat tidak ada batu bara dapat ditentukan dengan menggunakan rumus : F=m.a Dimana : m : Berat belt conveyor pada BC-11 (kg/m) Pada Belt conveyor ini terdapat Energi Kinetik yang dapat ditentukan dengan menggunakan rumus yaitu : EK = 1/2m . V. V Dimana : F : Gaya keliling pada pulley penggerak (N). a : Percepatan Linear (m/s2). V : Kecepatan linear dalam (m/s). t : Waktu yang ditempuh Belt Conveyor dari kecepatan awal hingga mencapai kecepatan konstan (s). Ek : Energi Kinetik pada Belt Conveyor (joule).

2.5.2 Gerak Rotasi Pmekanik = τ.ω Dimana untuk mencari Torsi (t ) kita dapat tentukan dengan menggunakan rumus : 18 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

r=I.a Untuk mencari momen Inersia dapat ditentukan dengan menggunakan rumus : I =M.K.K Sedangkan untuk mencari percepatan sudut (a) kita dapat menggunakan rumus : α=

𝜔 𝑓 .𝜔𝑜 𝑡

Dan untuk mencari kecepatan sudut ( ) dapat ditentukan dengan menggunakan rumus : ω =2 π . n dimana : I: Momen Inersia (Kg.m2) M: Berat Total pada Belt Conveyor (N) α : Percepatan Sudut (rad/s2) ω : Kecepatan sudut dalam (rad/s) k: Radius girasi (m) 2.6 Rugi – Rugi Pada Motor Induksi Seperti diketahui bahwa motor-motor listrik adalah suatu alat yang digunakan untuk mengkonfirmasikan energi listrik menjadi energi mekanis. Keadaan ideal dalam system konversi energi, yaitu : mempunyai daya output tepat sama dengan daya input yang dapat dikatakan efisiensi 100 %. Tetapi pada keadaan yang sebenarnya tentu ada kerugian energi yang menyebabkan efisiensi dibawah 100 %. Dalam sistem konversi energi elektromekanik, yakni dalam operasi motor – motor listrik terutama pada motor induksi, total daya yang diterima sama dengan daya yang diberikan, ditambah dengan kerugian daya yang terjadi, atau : Pin = Pout + Prugi-rugi Dimana : Pin

: Total daya yang diterima

19 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

Pout : Daya yang diberikan motor untuk melakukan kerja Prugi : Total kerugian yang dihasilka100 oleh motor Efisiensi motor listrik dapat didefinisikan dari bentuk diatas, sebagaimana perbandingan dimana : Efisiensi = Pout / Pin x 100% = Pin - Prugi/Pin x 100% Dari persamaan diatas, perlu dipelajari faktor-faktor yang menyebabkan efisiensi selalu dibawah 100 %. Untuk itu perlu diketahui kerugian apa saja yang timbul selama motor beroperasi. 2.6.1 Rugi – Rugi Inti Rugi-rugi inti diperoleh magnetis dalam stator dan rotor akibat timbulnya efek hesteris dan arus pusar (Eddy Current). Timbulnya rugi-rugi inti ketika besi jangkar atau struktur rotor mengalami perubahan fluks terhadap waktu. Rugi-rugi ini tidak bergantung pada beban. Tetapi merupakan fungsi daripada fluks dan kecepatan motor. Pada umumnya rugi-rugi inti berkisar antara 20-25 % dari total kerugian daya motor pada keadaan nominal. 2.6.2 Rugi – Rugi Mekanik Rugi-rugi gesekan atau mekanik adalah energi mekanik yang dipakai dalam motor listrik untuk menanggulangi gesekan bantalan poros, gesekan sikat melawan komutator atau slip ring, gesekan dari bagian yang berputar terhadap angina, terutama pada daun kipas pendingin. Kerugian energi ini selalu berubah menjadi panas seperti pada semua rugi-rugi lainnya. Rugi-rugi mekanik dianggap konstan dari beban nol hingga beban penuh, dan ini adalah masuk akal tetapi tidak sepenuhnya tepat seperti halnya pada rugi-rugi inti. Macam-macam ketidak tepatan ini dapat dihitung dalam rugi-rugi stray load, rugi-rugi mekanik

20 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

biasanya berkisar antara 5 – 8 % dari total rugi-rugi daya motor pada keadaan beban nominal. 2.6.3 Rugi – Rugi Belitan Rugi-rugi belitan atau sering juga disebut rugi-rugi tembaga, tetapi pada saat sekarang tidak begitu, banya motor listrik terutama motor dengan ukuran sangat kecil diatas 750 W, mempunyai belitan stator dari kawat aluminium. Yang lebih tepat disebut rugi-rugi I2 . R yang menunjukkan besarnya daya yang berubah menjadi panas oleh tahanan dari konduktor tembaga atau aluminium. Total kerugian I2 . R adalah jumlah dari rugi-rugi I2 . R primer (stator) dan rugi-rugi I2 . R skunder (rotor), termasuk rugi-rugi kontak sikat pada motor. Rugi – rugi I2 . R dalam belitan sebenarnya tidak hanya tergantung pada arus, tetapi juga pada tahanan belitan dibawa kondisi operasi. Sedangkan tahanan efektif dari belitan selalu berubah dengan perubahan temperature, skin effect dan sebagainya. Sangat sulit untuk menentukan daya yang sebenarnya dari tahanan belitan dibawa kondisi operasi. Kesalahan pengukuran kerugian belitan dapat dimasukkan ke dalam kerugian stray load. Pada umumnya rugi-rugi belitan ini berkisar antara 55 – 60 % dari total kerugian motor pada keadaan beban nominal. 2.6.4 Rugi – Rugi Stary Load Kita telah melihat beberapa macam kerugian selalu dianggap konstan dari keadaan beban nol hingga beban penuh walaupun kita tahu bahwa rugi-rugi tersebut sebenarnya berubaha secara kecil terhadap beban. perubahan fluks terhadap beban, skin effect, geometri konduktor sehingga arus terbagi sedikittidak merata

dalam

konduktor

bertambah,

mengakibatkan

21 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

pertambahan tahanan konduktor dan karena itu rugi-rugi konduktor harus bertambah. Dari semua kerugian yang relative kecil ini, baik dari sumber yang diketahui disatukan menjadi rugi-rugi stray load yang cenderung bertambah besar apabila beban menoingkat (berbanding kuadrat dengan arus beban).

2.7

Cara Menentukan Rugi – Rugi Pada Motor Rugi-rugi pada motor listrik sebagian dapat ditemukan dengan cara konvensional, yaitu dengan percobaan beban nol dan percobaan blok rotor (hanya untuk arus bolak-balik). Percobaan beban nol seluruh daya listrik input motor digunakan untuk mengatasi rugi-rugi inti dan rugi-rugi mekanik. Pada motor AC tahanan equivalent motor dapat ditentukan dengan percobaan block rotor (hubungan singkat). Dimana pada keadaan ini rangkaian equivalent motor adalah sama dengan rangkaian equivalent hubung singkat dari suatu transformator, jadi daya pada keadaan ini merupakan rugi-rugi tahanan atau belitan dan pada keadaan ini rugi-rugi inti dapat diabaikan karena tegangan hubungan singkat relative kecil dibandingkan dengan tegangan nominalnya. Rugi-rugi stray load adalah rugi-rugiyang paling sulit ditukar dan berubah terhadap beban motor. Rugi-rugi ini ditentukan sebagai rugi-rugi sisa (rugi-rugi pengujian dikurangi rugi-rugi konvensional). Rugi-rugi pengujian adalah daya input dikurangi daya output. Rugi-rugi konvensional adalah jumlah dari rugi-rugi inti, rugi-rugi mrkanik, rugi-rugi belitan. Rugirugi stray load juga dapat ditentukan dengan anggapan kira-kira 1 % dari daya output dengan kapasitas daya 150 kW atau lebih, dan untuk motor yang lebih kecil dari itu dapat diabaikan.

22 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

2.8

Efisiensi Daya Motor Induksi Efisiensi daya motor adalah perbandingan daya output dengan daya input. Daya output dapat dinyatakan sebagai daya input dikurangi rugi-rugi pada motor induksi tersebut. % Efisiensi (Ƞ) = daya mekanik / daya listrik x 100% % Efisiensi (Ƞ) = daya listrik – rugi rugi / daya listrik x 100% Rugi-rugi motor terdiri dari rugi-rugi konstan dan variabel. Rugi-rugi konstan dianggap tidak berubah dari beban nol hingga beban penuh. Rugi-rugi variabel tergantung pada beban motor, berbanding kuadrat dengan arus beban. Motor berefisiensi rendah apabila beban pada motor rendah, karena kerugian daya pada motor relatife besar dibandingkan dengan daya output pada beban yang besar, kerugian output menjadi relatife kecil terhadap daya output. Efisiensi motor tidak distandarisasi, masing-masing pabrik pembuat motor memproduksi motor-motor dengan harga efisiensi sesuai dengan pertimbangan aspek ekonomis dan teknis, atau dengan kata lain motor-motor mempunyai data efisiensi yang berbeda untuk ukuran tipe yang sama tetapi pabrik pembuat motor tersebut berbeda. Selain itu, efisiensi motor juga berbeda apabila kapasitasnya berbeda, makin besar kapasitasnya makin tinggi efisiensinya. Perubahan kecepatan pada motor juga akan mempengaruhi nilai efisiensinya. Perubahan kecepatan motor dari slip s1 dan s2 mengakibatkan efisiensinya berubah dari suatu harga ke harga lain.

23 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

BAB III METODE PENELITIAN

3.1

Keadaan Umum Belt Conveyor BC-11 Pada Ship Loader Belt conveyor BC-11 adalah salah satu bagian dari Shiploader yang berfungsi untuk memuat material batu bara ke tongkang. Belt Conveyor BC-11 pada Shiploader ini digerakkan oleh motor induksi tiga fasa dengan daya yang terpasang sebesar 30 kW type Siemen made In Germany.

3.2

Bagian – Bagian Belt Conveyor BC-11 Pada Ship Loader Adapun bagian-bagian yang ada pada Belt Conveyor BC-11 adalah sebagai berikut :

3.2.1

Head And Belt Conveyor Alat ini berupa drum atau roler yang berdiameter besar dan terhubung langsung dengan driver atau penggerak Belt Conveyor pada Boom Conveyor BC-11 poros dari head end ini satu sumbu dengan driver. Alat ini berfungsi untuk menggerakkan belt yang melilit bodinya searah dengan putaran motor dan drivernya. Adapun gambarnya seperti diperlihatkan dibawah ini :

Gambar 3.2.1 Head and Belt Conveyor

3.2.2

Tail End Belt Conveyor Alat ini sama dengan head end namun tidak terhubung langsung dengan driver belt conveyor dan berdiri sendiri. Arah putarannya

24 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

searah denga arah putaran head end driver. Gambar dari tail end dapat kita lihat pada gambar di bawah ini

Gambar 3.2.2 Tail and Belt Conveyor

3.2.3

Roller-Roller Belt Conveyor Alat ini berbentuk drum yang berdiameter lebih kecil dari head end dan tail end, yang berfungsi untuk menopang dan menggerakkan belt. Jarak normal masing-masing roller antara 1,51,75 meter, kalau terlampau dekat jaraknya maka tidak akan menjadi ekonomis dan kalau terlalu jauh maka akan memperbesar beban yang akan digerakkan oleh driver atau motor adapun gambar dari roller-roller tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar 2.2.3 Roller-Roller Belt Conveyor

3.3

Deskripsi Rangkaian Umum Belt Conveyor Instalasi belt conveyor secara umum mempunyai beberapa komponen yang aling mendukung. Bagian-bagian umum dari rangkaian belt conveyor dapat ilihat pada gambar 2.8 dibawah dengan keterangan sebagai berikut :

25 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

3.3.1

Belt conveyor Merupakan media pembawa material dan sekaligus sebagai media untuk meneruskan gaya yang bekerja

3.3.2

Head of conveyor Posisi ujung dimana material ditumpahkan / dicurahkan.

3.3.3

Tail of conveyor Posisi ujung dimana material dimuat.

3.3.4

Carrying idler (Roller pembawa) Roller penunjang belt bermuatan material

3.3.5

Impactr idler (Roller penahan muatan) Roller penunjang belt pada tempat-tempat pemuatan material atau tempat jatuhnya material.

3.3.6

Training idler Roller penunjang dengan alat bantu pelurus.

3.3.7

Return idler (Roller pembalik) Roller penunjang belt yang telah tidak bermuatan material lagi (setelah materialditumpahkan).

3.3.8

Drive (penggerak) Unit penggerak belt yang terdiri dari motor, gear reducer dan pulley.

3.3.9

Take-up pulley (puli pengencang) Perangkat yang berfungsi untuk mengencangkan belt yang kendor dan memberikan Tegangan pada belt.

3.3.10

Snub pulley Puli yang terpasang untuk memperbesar sudut dimana belt menyentuh permukaan puli penggerak.

3.3.11

Bend pulley (puli tikungan) Puli yang dipakai untuk membelokkan arah dari belt

3.3.12

Head pulley / Drive pulley (puli depan)

26 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

Puli terakhir pada ujung depan corong, lebih sering dipakai sebagai puli penggerak. 3.3.13

Tail pulley / Return pulley (puli belakang) Puli terakhir pada ujung belakang belt conveyor.

3.3.14

Scraper (alat pembersih) Perangkat yang berfungsi sebagai pembersih material yang menempel pada belt.

3.3.15

Skirt (penyekat) Perangkat yang berfungsi sebagai penyekat agar material tidak tumpah.

3.3.16

Plough scraper (alat pembersih) Alat yang berfungsi untuk membersihkan material yang jatuh pada belt conveyor bagian bawah.

3.3.17

Chute / Hopper Corong yang terletak disetiap ujung bagian hulu (tail) yang berfungsi untuk menampung curahan material.

Gambar 3.3 Deskripsi Rangkaian Umum Belt Conveyor

27 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

3.4 Data Teknis Motor Induksi 3 Fasa Penggerak Belt Conveyor BC-11 Dari hasil Survei yang telah dilakukan, maka diperoleh data-data sebagai berikut : 1. Motor terpasang

: 1 Unit

2. Daya motor terpasang

: 30 KW

3. Arus motor

: 58 A

4. Tegangan

: 380 V

5. N

: 1465 RPM

6. F

: 50 HZ

7. Cos

: 0,86 Gambar motor saat ini :

Gambar 3.4 Motor Induksi Penggerak Conveyor Belt

3.5 Data Teknis Gear Reducer Data gear reducer didapat dari name plate yang ada pada gear reducer itu sendiri. Adapun data-data yang didapat adalah : Type

: LC 180-12V

Ninput

: 1465 Rpm

Noutput

: 140 Rpm

Daya

: 30 Kw

28 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

Gambar Gear Reducer saat ini :

Gambar 3.5 Gear Reducer

3.6 Data Belt Conveyor Panjang Belt Conveyor

: 55 m

Panjang Frame Conveyor

: 27 m

Lebar Belt Conveyor

: 1200 mm

Berat belt conveyor

: 19 kg/m

Kecepatan Belt

: 2,7 m/s

Capacity

: 600 ton/hour = 166, 67 kg/second

Diameter Pulley Driver

: 500 mm

t (waktu)

: 4,25 s (waktu yang dibutuhkan Belt Conveyor bergerak dari kecepatan awal (Vo) sampai kecepatan konstan atau normal(Vkonstan)).

m (total)

: 1211,67 kg/s (massa batubara dalam detik + massa Belt Conveyor).

29 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

Gambar Belt Conveyor saat ini :

Gambar 3.6 Belt Conveyor

3.7 Data pengukuran Listrik motor Data pengukuran listrik motor dilakukan pada saat belt conveyor ada batu bara diatasnya dan pada saat belt conveyor tidak ada batubara diatasnya. Data itu sendiri didapat dengan cara melakukan pengukuran langsung dengan bantuan alat tang Ampere. Adapun data pengukuran yang didapat ialah sebagai berikut. 1. Tegangan Tegangan yang diperoleh adalah : 375 V. 2. Arus saat BC-11 ada beban Arus yang diperoleh dari pengukuran pada saat belt conveyor ada beban adalah : 17,6 A. 3. Arus saat BC-11 tidak ada beban Arus yang diperoleh dari pengukuran pada saat belt conveyor tidak ada beban/tidak ada batu bara adalah : 12 A. 4. Arus start awal motor pada saat tidak ada beban Arus yang diperoleh pada saat BC-11 memulai operasi atau pada saat start awal motor di BC-11 adalah : 110 A. 30 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

5. Arus start awal motor pada saat ada beban Arus yang diperoleh pada saat BC-11 memulai operasi atau pada saat start awal motor di BC-11 adalah : 126 A.

31 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

BAB IV PEMBAHASAN

4.1

Perhitungan Daya Input Motor 3 Phase Berdasarkan pembahasan diatas maka daya input motor dapat ditentukan dari data teknis motor dan hasil pengukuran yang dilakukan secara langsung, maka dapat ditentukan daya input (daya masukan) pada motor yaitu :

4.2

Perhitungan Daya Input Motor Berdasarkan Name Plate Perhitungan daya input motor berdasarkan data yang didapat dari name plate motor induksi 3 phase penggerak belt conveyor BC-11 pada ship loader yaitu :

Jadi, hasil perhitungan P3F berdasarkan data yang didapat dari name plate yaitu sebesar 32, 956 kW. Berdasarkan persamaan (2.26) maka dapat dihitung rugi-rugi pada motor : P rugi-rugi

= Pinput – Poutput = 32,956 kW – 30 kW = 2,956 kW

32 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

Jadi, besar rugi-rugi motor yang didapat dari hasil perhitungan adalah sebesar = 2,956 kW. 4.2.1

Perhitungan Daya Input Motor Berdasarkan Pengukuran Saat BC-11 Tidak Ada Beban Perhitungan daya input motor bedasarkan pengukuran secara langsung pada saat BC-11 tidak ada beban yaitu :

P1φ

P3φ

= Vp . Ip . Cos α =

216, 76 . 12 . 0,86

=

2.236, 96 W

=

3 . P1φ

=

3 . 2.236

=

6.708 W

=

6, 708 kW Jadi, hasil perhitungan P3φ berdasarkan data yang didapat dari pengukuran langsung pada saat BC-11 tidak ada beban yaitu sebesar 6,708 kW.

4.2.2

Perhitungan Daya Input Motor Berdasarkan Pengukuran Saat Belt Conveyor BC-11 Ada Beban Perhitungan daya input motor bedasarkan pengukuran secara langsung pada saat BC-11 ada beban yaitu :

P1φ

= Vp . Ip . Cos α

= 216, 76 . 17,6 . 0,86 = 3280, 88 W P3φ

= 3 . P1φ

33 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

= 3 . 3280, 88 = 9.842 W = 9,842 kW

Jadi, hasil perhitungan P3φ berdasarkan data yang didapat dari pengukuran langsung pada saat BC-11 ada beban yaitu sebesar 9,842 kW.

4.3

Perhitungan Daya Mekanik Gear Reducer 4.3.1

Perhitungan Daya Mekanik Pada Gear Reducer Pada Saat BC11 Ada Beban Berdasarkan persamaan dapat dihitung daya mekanik gear reducer dengan menggunakan rumus : Pmekanik = M . ω Untuk mencari Momen (M) dan kecepatan sudut ( ω ) terlebih dahulu kita harus mencari gaya pada poros gear reducer (F), percepatan linear (a) pada belt conveyor dan frekwensi putaran dalam detik (n). Berdasarkan persamaan percepatan linear dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Setelah hasil perhitungan dari percepatan didapat maka berdasarkan persamaan gaya pada poros gear reducer dapat ditentukan menggunakan rumus : F=m.a =1211,67 . 0,635 =769,41 N Setelah gaya telah dihitung maka momen (M) dihitung berdasarkan persamaan yaitu : M=F.r =769,41 N. 0,25 m 34 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

= 192,35 N.m Berdasarkan persamaan maka kecepatan sudut (ω) harus diketahui dulu frekwensi putaran tiap detik (n), frekwensi putaran dalam detik dapat dihitung dengan cara : n = 140 rpm = 2,33 dt-1 Berdasarkan persamaan kecepatan sudut dapat dihitung dengan menggunakan rumus : ω = 2 . p .n = 2 . 3,14 . 2,333 = 14, 651 rad/s Jadi, daya mekanik gear reducer pada saat ada batu bara dapat dihitung berdasarkan persamaan yaitu : P mekanik = M . ω = 192, 35 x 14, 651 = 2818,11 W = 2,81 kW Jadi, daya mekanik gear reducer pada saat belt conveyor ada batu bara adalah sebesar 2,81 kW.

4.3.2

Perhitungan Daya Mekanik Pada Gear Reducer Pada Saat BC11 Tidak Ada Beban Berdasarkan persamaan dapat dihitung daya mekanik gear reducer dengan menggunakan rumus : Pmekanik = M . ω Untuk mencari Momen (M) dan kecepatan sudut ( ω ) terlebih dahulu kita harus mencari gaya pada poros gear reducer (F), percepatan linear (a) pada belt conveyor dan frekwensi putaran dalam detik (n). Berdasarkan persamaan percepatan linear dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

35 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

Setelah hasil perhitungan dari percepatan didapat maka berdasarkan persamaan (2.13) gaya pada poros dapat ditentukan menggunakan rumus : F =m.a = 1045 . 0,635 . = 663,57 N Setelah gaya (F) telah dihitung maka momen (M) dihitung berdasarkan persamaan yaitu : M =F.r = 663, 57 N. 0,25 m = 165, 89 N.m Setelah menghitung Momen pada poros (M) maka baru menghitung kecepatan sudut. Berdasarkan persamaan kecepatan sudut dapat dihitung dengan menggunakan rumus : ω

= 2 . π .n = 2 . 3,14 . 2,333 = 14, 651 rad/s

Jadi, daya mekanik gear reducer pada saat tidak ada batu bara dapat dihitung berdasarkan persamaan yaitu : P mekanik = M . ω =165,89 x 14, 651 = 2430,45 W = 2,43 kW Jadi, daya mekanik gear reducer pada saat tidak ada batu bara adalah sebesar 2,43 kW.

36 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

4.4

Perhitungan Daya Mekanik Pada Belt Conveyor. 4.4.1

Perhitungan Daya Mekanik Pada Saat Belt Conveyor Ada Batu Bara. Daya mekanik pada Belt Conveyor BC-11 ini dapat kita hitung dengan memakai perhitungan pada gerakan transalasi karena pada belt conveyor BC-11 ini ukuran head end pulley dan tail end pulley driver adalah sama besar. Maka daya pada belt conveyor BC-11 pada saat ada batu bara dapat ditentukan menggunakan rumus berdasarkan persamaan yaitu : Pmekanik = F . V Dimana diketahui gaya pada poros pada saat belt conveyor ada batu bara adalah F = 769,41 N dan nilai dari Vlinear = 2,7 m/s Maka besar daya mekanik pada belt conveyor adalah : Pmekanik = F . V = 769,41 N x 2,7 m/s = 2077, 4 W = 2,077 kW Jadi, besar daya mekanik belt conveyor pada saat ada batu bara adalah sebesar 2,07 kW. Dan berdasarkan persamaan pada belt conveyor BC-11 ini terdapat Energi Kinetik translasi yang dapat ditentukan dengan menggunakan rumus

yaitu :

Dimana : m : Berat total (berat batubara dalam 1 detik + berat belt conveyor BC-11) 37 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

Jadi, energi kinetik translasi yang ada pada belt conveyor BC-11 saat ada batu bara adalah sebesar 4416,53 joule.

4.4.2

Perhitungan Daya Mekanik Pada Belt Conveyor Saat Tidak Ada Batu Bara Berdasarkan persamaan daya pada belt conveyor BC-11 saat ada batu bara dapat ditentukan menggunakan rumus dibawah ini : Pmekanik = F . V Dimana diketahui bahwa gaya pada poros pada saat belt conveyor tidak ada batu bara adalah F = 663,57 N dan nilai dari Vlinear = 2,7 m/s. Maka besar daya mekanik belt conveyor pada saat tidak ada beban adalah : P mekanik = F . V = 663,57 N. 2,7 m/s = 1791,63 W = 1,791 kW Jadi, besar daya mekanik belt conveyor pada saat tidak ada batu bara adalah sebesar 1,791 kW. Dan berdasarkan pembahasan diatas pada belt conveyor BC-11 ini terdapat Energi Kinetik translasi yang dapat ditentukan dengan menggunakan rumus yaitu :

Dimana : m : Berat belt conveyor BC-11 Jadi, enrgi kinetik translasi yang ada pada belt conveyor BC-11 saat tidak ada batu bara adalah sebesar 3809,02 joule. 38 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

4.5

Perhitungan Efisiensi Motor Berdasarkan persamaan (2.26) untuk mendapatkan harga efisiensi maka daya output dapat dinyatakan sebagai daya input dikurangi rugi-rugi motor maka efisiensi pada motor induksi dapat ditentukan dengan menggunakan rumus :

Jadi, berdasarkan perhitungan dan pembahasan diatas didapat hasil efisiensi motor yaitu sebesar 91,03%.

4.6

Tabel Data Teknis Motor Induksi 3 Fasa Setelah melakukan perhitungan maka dapat dilihat tebel hasil perhitungan di bawah ini, bahwa terdapat perbedaan antara daya yang terpasang dengan daya hasil perhitungan. NO

Data Teknis Motor Yang Terpasang

1.

Daya (P) 30 kW

2.

Tegangan 380 Volt / 3 Fasa

3.

Cos a 0,86 (tidak berubah)

Tabel 4.6 Data Teknis Motor Induksi 3 Fasa Sebagai Penggerak Belt Conveyor Pada Boom Conveyor BC-11 Ship Loader

39 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

4.7

Analisa Hasil Perhitungan Dengan Kondisi Di Lapangan Dari tabel diatas setelah dibandingkan, maka terlihat pada tabel dibawah ini,bahwa daya yang terpasang terdapat perbedaan dengan hasil perhitungan. Tabel perbandingan daya motor induksi 3 fasa sebagai penggerak Belt Conveyor BC-11 pada Ship Loader yang terpasang daya motor hasil perhitungan adalah : NO

Daya Output Yang Terpasang

Daya Input Hasil Perhitungan

30 kW

32, 956 kW

1.

Tabel 4.7 Perbandingan Daya Motor Induksi # Fasa Sebagai Penggerak Belt Conveyor BC-11 Pada Ship Loader

4.8

Pembahasan Berdasarkan dari hasil perhitungan daya pada belt conveyor BC-11 di industri batu bara, dapat dibahas sebagai berikut : 1. Daya keluaran motor dipengaruhi oleh besar kecilnya arus motor dan factor dayanya untuk tegangan yang konstan. Daya Input motor yang didapat dari perhitungan adalah sebesar 32, 956 kW dengan arus 58 A, tegangan 380 Volt dan factor daya (Cos a) 0,86, terlihat bahwa semakin besar arus dan factor daya maka daya masukan motor tersebut akan semakin membesar sebaliknya jika arus dan faktor dayanya kecil maka daya masukan motor akan semakin mengecil ini berartibahwa daya masukan motor berbanding lurus terhadap tegangan (V), arus (I), dan faktor daya (Cos a). 2. Dan untuk rugi-rugi pada motor didapat dari hasil perhitungan sebesar 2,956 kW. 3. Daya mekanik pada gear reducer yang didapat dipengaruhi oleh berat beban

yang digerakkan oleh motor. Semakin besar beban yang digerakkan oleh 40 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

motor maka akan semakin besar pula daya mekanik yang dihasilkan oleh gear reducer. Poutput gear reducer didapat antara perkalian antara Momen (M) dengan kecepatan sudut ( ), dimana kita dapat lihat dari hasil perhitungan daya mekanik pada gear reducer pada saat belt conveyor BC11 ada batu bara adalah sebesar 2,81 kW. Sedangkan daya mekanik gear reducer pada saat tidak ada batu bara ialah sebesar 2,43 kW. 4. Daya mekanik pada belt conveyor yang didapat dipengaruhi oleh berat beban yang digerakkan oleh motor. Semakin besar beban yang digerakkan oleh motor maka akan semakin besar pula daya mekanik yang dihasilkan oleh belt conveyor. Poutput belt conveyor didapat antara perkalian antara Gaya (F) dengan kecepatan linear (V), dimana kita dapat lihat dari hasil perhitungan daya mekanik pada belt conveyor BC-11 ada batu bara adalah sebesar 2,81 kW. Sedangkan daya mekanik belt conveyor BC-11 pada saat tidak ada batu bara ialah sebesar 2,43 kW dan pada belt conveyor BC-11 ini terdapat energi kinetic translasi, dimana kita dapat lihat dari hasil perhitungan, energi kinetic pada belt conveyor BC-11 saat ada batu bara adalah sebesar 4416,53 joule. Sedangkan energi kinetic translasi pada belt conveyor BC-11 saat tidak ada batu bara ialah sebesar 3809,02 joule. 5. Efisiensi daya yang dihasilkan dari perhitungan berdasarkan perbandingan

daya keluaran dapat dinyatakan sebagai daya masukan dikurangi daya rugirugi pada motor atau dengan kata lain nilai efisiensi daya motor baik adalah jika nilai efisiensi daya motor tersebut berkisar antara 80% sampai 100% maka motor termasuk pada penggunaan yang efektif. Pada motor induksi 3 fasa penggerak belt conveyor BC-11 di industry batu bara, setelah dilakukan perhitungan maka efisiensi yang dihasilkan dari penggunaan motor induksi 3 fasa penggerak belt conveyor BC-11 adalah sebesar 91,03 %.

41 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r

BAB V KESIMPULAN

5.1

Kesimpulan Berdasarkan dari isi dan hasil perhitungan yang telah diuraikan pada Tugas Aplikasi Motor Induksi Pada Belt Conveyor dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Besarnya daya pada motor penggerak belt conveyor BC-11 dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu besarnya arus dan berat beban yang digerakkan oleh motor tersebut. Atau dengan kata lain semakin besar arus motor dan berat beban yang digerakkan oleh motor maka akan semakin besar pula daya yang dikeluarkan oleh motor. 2. Besarnya daya mekanik pada gear reducer dipengaruhi oleh berat beban yang digerakkan oleh gear reducer tersebut, dimana kita dapat lihat dari hasil perhitungan daya pada gear reducer pada saat belt conveyor BC11 ada batu bara adalah sebesar 2,81 kW. Sedangkan daya pada saat tidak ada batu bara ialah sebesar 2,43 kW. 3.

Daya mekanik dan energi kinetik pada belt conveyor dipengaruhi oleh berat beban yang diangkut oleh belt conveyor tersebut, dimana dapat kita lihat dari hasil perhitungan daya dan energi kinetik pada belt conveyor pada saat berbeban adalah sebesar 2,077 kW dengan Ek = 4416, 35 kW. Sedangkan pada saat tidak berbeban adalah sebesar 1,791 kW dengan Ek = 3809,02 joule.

4.

Efisiensi daya yang dihasilkan dari perhitungan adalah sebesar 91,03 % atau dengan kata lain nilai efisiensi daya yang baik adalah jika nilai efisiensinya berkisar 80% sampai 100%. Dengan ini dapat diambil kesimpulan bahwa motor induksi 3 fasa penggerak belt conveyor BC11 di industry batu bara ialah termasuk dalam kategori motor yang memiliki efisiensi daya yang tinggi dan efektif dalam penggunaannya.

42 | A p l i k a s i M o t o r I n d u k s i P a d a B e l t C o n v e y o r