studi tentang pengontrolan motor induksi 3 …
TRANSCRIPT
i
LAPORAN TUGAS AKHIR
STUDI TENTANG PENGONTROLAN MOTOR INDUKSI 3
PHASA MENGGUNAKAN SOFT STARTER 3RW44
DI PT.UNILEVER OLEOCHEMICAL INDONESIA
Diajukan Guna Melengkapi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Ahli
Madya (A.Md.)
Diajukan Oleh
ZULFAHRI
NIM: 1505031043
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
2018
i
i
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah swt. yang senantiasa
melimpahkan taufik serta hidayah-Nya kepada penulis selama penulisan laporan
ini. laporan Tugas Akhir ini berjudul “Studi Soft Starter di PT.Unilever
Oleochemical Indonesia,Tbk”.
Adapun Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untk
menyelesaikan Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi
Teknik Listrik Politeknik Negeri Medan.
Penulis menyadari, bahwa dalam penyusunan laporan ini masih jauh dari
kesempurnaan baik isi maupun susunan bahasanya. Dalam kesempatan ini penulis
ingin menyampaikan ucapan terima kasih serta penghargaan yang setinggi-
tingginya kepada :
1. Orang tua penulis, yang telah memberikan bantuan moril dan materi.
2. Bapak Suparmono,ST.MT, selaku dosen pembimbing dalam
pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan.
3. Bapak Saikrishna Devarakonda, selaku Direktur Manager PT.Unilever
Oleochemical Indonesia.
4. Bapak Cecep Junaidi, selaku H.R Manager PT.Unilever Oleochemical
Indonesia.
5. Bapak Rudi Gunawan, ST, selaku Assistant Manager ICAE(Instrument
Control Automation of Electrical) PT. Unilever Oleochemical
Indonesia.
6. Bapak Pardomuan Damanik, selaku anggota ICAE Pembimbing
Lapangan dalam pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan.
7. Bapak Jamil Alfasyah, selaku anggota ICAE Pembimbing Lapangan
dalam pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan.
8. Bapak Lijanri.S, selaku anggota ICAE Pembimbing Lapangan dalam
pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan.
iii
9. Bapak Unun Sadewa selaku anggota ICAE Pembimbing Lapangan
dalam pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan.
10. Seluruh Karyawan Pabrik PT. Unilever Oleochemical Indonesia.
Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih terdapat
kekurangan dari segi teknik penulisannya, disebabkan keterbatasan
waktu,pengetahuan, dan tenaga. untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan
saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan laporan ini.
Demikian laporan Tugas Akhir ini dibuat, semoga bermanfaat nantinya,
terutama khususnya Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik
Listrik Politeknik Negeri Medan demi kemajuan pendidikan.
Medan, 16 Agustus 2018
Hormat saya,
(Penulis)
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................... i
KATA PENGANTAR ...................................................................................................... ii
DAFTAR ISI.................................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ........................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................... ix
ABSTRAK .........................................................................................................................x
PENDAHULUAN .............................................................................................................1
1.1 Latar Belakang .........................................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................................2
1.3 Batasan Masalah ......................................................................................................2
1.4 Tujuan Tugas Akhir .................................................................................................3
1.5 Manfaat ....................................................................................................................3
1.6 Sistematika Pengerjaan Tugas Akhir ........................................................................4
BAB II ...............................................................................................................................6
KAJIAN PUSTAKA ..........................................................................................................6
2.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................................................6
2.1.1 Macam-Macam Motor Induksi ..........................................................................7
2.1.2 Konstruksi Motor Induksi..................................................................................7
2.1.3 Prinsip Kerja Motor Induksi ............................................................................ 12
2.2 Landasan Teori ....................................................................................................... 13
2.3 Beban Motor Listrik ............................................................................................... 15
2.4 Pembatasan Arus Mula Jalan.................................................................................. 15
BAB III ............................................................................................................................ 17
METODELOGI PENELITIAN ....................................................................................... 17
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian........................................................................... 17
3.1.1 Tempat Penelitian ............................................................................................ 17
3.1.2 Waktu Penelitian ............................................................................................. 17
3..2 Teknik Pengumpulan Data .................................................................................... 17
HALAMAN JUDUL
v
3.3 Teknik Pengolahan Data ........................................................................................ 17
3.3.1 Metode Komperatif ......................................................................................... 18
3.3.2 Metode Definitive ........................................................................................... 18
3.4 Analisis data ........................................................................................................... 18
3.5 Penarikan Kesimpulan............................................................................................ 18
BAB IV ............................................................................................................................ 19
HASIL & PEMBAHASAN ............................................................................................. 19
4.1 Hasil Studi Penelitian ............................................................................................. 19
4.2. Dasar Fisik dari Motor Asinkron 3-fase dan Mode Pengoperasian Soft Starter .... 19
4.2.1. Dasar Fisik Motor Asinkron 3-Fase ............................................................... 19
4. 4.2.2 Metode Pengoperasian Starter Lunak Elektronik SIRIUS 3RW44………...21
3 Aplikasi dan Penggunaan Soft-Starter ....................................................................... 24
4.5 Konfigurasi ............................................................................................................ 25
4.6 Starting Normal atau Berat ..................................................................................... 25
4.6.1 Contoh Aplikasi Untuk Staring Normal Soft Starter Kelas 10 & 20 ................ 26
4.7 Tepat Waktu (on Time) dan Peralihan Frekuensi ................................................... 28
4.8 Pemasangan Soft-Starter ........................................................................................ 29
4.9 Lay-Out Cabang ..................................................................................................... 30
4.9.1 Soft-Starter dalam Sirkuit Standar ................................................................... 30
4.9.2 Soft-starter didalam Sirkuit Delta .................................................................... 32
..................................................................................................................................... 35
4.10 Tampilan dan Kontrol .......................................................................................... 35
..................................................................................................................................... 36
4.11 Struktur Menu, Navigasi, Mengubah Parameter ................................................... 37
4.11.1 Struktur dan Navigasi Menu .......................................................................... 37
4.11.3 Menu Mulai Cepat ......................................................................................... 37
4.11.4 Menu Utama Item "Pengaturan" .................................................................... 38
4.11.5 Memasukkan Data Motor .............................................................................. 38
4.12 Menentukan Metode Starting ............................................................................... 38
4.12.1 Metode Starting “Voltage Ramp” .................................................................. 39
4.12.2 Metode Starting “Tegangan Jalan dengan Pembatasan Arus” ....................... 40
4.12.3 Metode Starting “Pengaturan Torsi”.............................................................. 41
4.12.4 Metode Starting “Pengaturan Torsi dengan Pembatas Arus”......................... 41
vi
4.12.5 Metode “Starting DOL” Pada Aplikasi Soft Starter....................................... 42
4.12.6 Metode Stopping ........................................................................................... 43
4.12.7 Metode Stopping “Coasting Down” .............................................................. 44
4.12.8 Metode Stopping “DC Braking” .................................................................... 44
4.13 "Metode Pemanasan Motor (Heating Motor)" ...................................................... 44
4.14 Pengaturan Motor (Menetapkan Prioritas Kontrol) .......................................... 45
4.15 Mengaktifkan Interface Bus Data Lapangan (PROFIBUS DP) ............................ 45
4.16 Kontrol Torsi ........................................................................................................ 49
4.17 Pembahasan .......................................................................................................... 50
BAB V ............................................................................................................................. 53
KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................................ 53
5.1 Kesimpulan ............................................................................................................ 53
5.2 Saran ...................................................................................................................... 53
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 54
LAMPIRAN..................................................................................................................... 55
......................................................................................................................................... 57
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Persentase Arus Beban Penuh untuk Beberapa Jenis Motor Listrik ................ 16
Tabel 4. 1 Starting Normal Kelas 10 ................................................................................ 27
Tabel 4. 2 Starting normal kelas 20 .................................................................................. 27
HALAMAN JUDUL
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1 Alur Pengerjaan Tugas Akhir ........................................................................ 4 Gambar 2. 1 Konstruksi Motor Induksi .............................................................................. 8
Gambar 2. 2 Lilitan Stator .................................................................................................. 9
Gambar 2. 3 Rotor Sangkar .............................................................................................. 10
Gambar 2. 4 Rotor Lilit .................................................................................................... 11
Gambar 2. 5 Rangkaian Motor Induksi dengan tahanan Luar .......................................... 11
Gambar 2. 6 Rangkaian Dasar Soft Starting…………………………………………….14
Gambar 4. 1 Motor Asinkron 3 Fasa ................................................................................ 19
Gambar 4. 2 Kurva Arus Starting yang Khas dari Motor Asinkron 3 Phasa .................... 20
Gambar 4. 3 Grafik Torsi Kecepatan Motor ..................................................................... 20
Gambar 4. 4 Kurva Torsi yang berkurang dari Motor Asinkron 3 Fasa ........................... 22
Gambar 4. 5 Metode Pengaturan sudut trigger (𝛼) dan tata letak skematik ...................... 23
Gambar 4. 6 Grafik arus berkurang dari motor asinkron 3-fasa selama start-up dengan
soft-starter SIRIUS 3RW44 ............................................................................................. 23
Gambar 4. 7 Aplikasi Soft-Starter di Panel MCC (Motor Control Centre). ...................... 24
Gambar 4. 8 On-time OT ................................................................................................. 28
Gambar 4. 9 Pemasangan Soft Starter .............................................................................. 29
Gambar 4. 10 : Posisi Soft-Starter didalam Panel MCC. .................................................. 29
Gambar 4. 11 : Diagram sirkuit skematik untuk starter lunak 3RW44 ............................. 31
Gambar 4. 12 Data spesifikasi Nameplate motor 3 phasa ............................................... 32
Gambar 4. 13 : Rangkaian diagram skematik dari soft starter 3RW44 di dalam sirkuit
delta ................................................................................................................................. 34
Gambar 4. 14 : Struktur Menu & Tombol Pengaturan Soft Starter .................................. 35
Gambar 4. 15 Tampilan dan control soft-starter ............................................................... 36
Gambar 4. 16 Kurva Voltage ramp .................................................................................. 39
Gambar 4. 17 Kurva Tegangan Jalan dengan Pembatasan Arus....................................... 40
Gambar 4. 18 Kurva Pengasutan DOL ............................................................................. 42
Gambar 4. 19 Kurva kecepatan Motor Listrik dengan Soft Stopping ............................... 43
Gambar 4. 20 Struktur Teknik Sistem Profibus ................................................................ 47
Gambar 4. 21 wiring profibus tipe RS485 ........................................................................ 48
Gambar 4. 22 Operasi Soft Starter di Area Kerja Produksi .............................................. 51
Gambar 4. 23 Panel MCC (Motor Control Centre) Soft-Starter ...................................... 52
HALAMAN JUDUL
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Struktur & Navigasi menu Soft starter .......................................................... 56
Lampiran 2 Mengubah Pameter Sebagai Contoh Data Motor .......................................... 57
Lampiran 3 Menu Cepat Soft Starter................................................................................ 58
Lampiran 4 Menu Utama Item Pengaturan ...................................................................... 59
Lampiran 5 Memasukkan Data Motor ............................................................................. 60
Lampiran 6 Menentukan Metode Starting ........................................................................ 61
Lampiran 7 Metode starting Voltage Ramp ..................................................................... 62
Lampiran 8 Metode Starting Tegangan Ramp dengan Pembatas Arus ............................. 63
Lampiran 9 Metode Starting Pengaturan Torsi ................................................................ 64
Lampiran 10 Metode starting Pengaturan Torsi dengan Pembatas arus ........................... 65
Lampiran 11 Metode Starting Direct On Line .................................................................. 66
Lampiran 12 Metode stopping ......................................................................................... 67
Lampiran 13 Metode Stopping Coasting Down ............................................................... 68
Lampiran 14 Metode Stopping DC Braking .................................................................... 69
Lampiran 15 Metode Heating Motor ................................................................................ 70
Lampiran 16 Pengaturan Torsi dengan Menetapkan Prioritas Kontrol ............................. 71
Lampiran 17 Mengaktifkan Interface Bus Data Lapangan (Profibus DP) ........................ 72
Lampiran 18 Diagram Control Soft Starter 3RW44 ......................................................... 73
HALAMAN JUDUL
x
ABSTRAK
Motor induksi (asinkron) adalah motor yang bekerja dengan memanfaatkan
perbedaan fasa pada sumber untuk menimbulkan gaya putar pada bagian rotornya.
Salah satu jenis motor yang paling sering di gunakan pada berbagai tempat mulai
dari lingkungan rumah tangga sampai pada perindustrian yaitu motor induksi.
Motor jenis induksi ini sangat luas penggunaannya dan mudah ditemui dimanapun.
Hal ini dikarenanakan konstruksinya yang sederhana, ketahanannya, performanya,
dan harganya yang relatif murah. Hal ini dikarenakan arus start dimana arus start
yaitu arus yang diperlukan oleh suatu motor induksi untuk dapat mencapai arus
beban penuhnya biasanya 4 sampai 7 dari arus beban penuhnya sehingga
menyebabkan adanya berbagai macam metode-metode pengasutan. Macam-
macam pengasutan pada motor induksi diantaranya yaitu Metode Direct On line
(DOL), Metode Star-Delta, Metode Autotransformer, Metode Soft Starting, dan
Inverter. Metode soft starting (pengasutan lembut) yaitu pengaturan untuk motor
induksi agar sewaktu motor dijalankan tidak mengakibatkan arus start yang besar
dan memperhalus start dari motor tersebut. Sedangkan inverter yaitu pengaturan
pada frekuensi untuk mencegah arus start yang besar. Maka jika frekuensi motor
ditingkatkan maka akan meningkatkan kecepatan motor, sebaliknya dengan
memperkecil frekuensi akan memperlambat kecepatan motor. Beberapa
keuntungan pada metode soft-starting yaitu efisiensi arus sewaktu starting dan
cost yang lebih murah. Kerugian metode soft starting yaitu frekuensi yang tidak
dapat diubah-ubah. Pada tugas akhir ini, penulis akan menganalisis perbandingan
arus start motor induksi 3 fasa dengan menggunakan soft starter dan inverter.
Penulis mengambil judul ini dikarenakan untuk mengetahui diantara kedua
metode tersebut mana yang paling bagus digunakan.
Kata kunci : Motor Induksi, Soft Starter.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada masa sekarang ini motor induksi merupakan salah satu mesin listrik yang
paling banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, baik yang diaplikasikan
untuk kebutuhan rumah tangga maupun industri. Motor induksi ini memiliki
berbagai macam keunggulan dibandingkan mesin listrik lainnya antara lain harga
dan perawatannya relatif murah, konstruksinya yang kuat dan sederhana,
startingnya mudah serta karakteristik kerjanya yang baik, oleh karena itu motor
induksi banyak digunakan. Karena banyak dan luasnya penggunaan motor induksi
ini di berbagai bidang dan kebutuhan yang beragam maka dilakukan berbagai
penelitian mengenai unjuk kerja motor induksi. Diantara berbagai macam
penelitian yang dilakukan, terdapat salah satu permasalahan pada motor induksi
yang cukup menarik dan penting untuk diteliti yakni besarnya arus starting motor
dan metode untuk mengatasinya.
Penelitian tentang metode starting motor induksi ditujukan untuk mengatasi
permasalahan besarnya arus starting motor induksi yang dapat mencapai 5 sampai
7 kali arus nominalnya, dimana hal ini berdampak pada terjadinya jatuh tegangan
sesaat atau yang dikenal dengan voltage dip. Penurunan tegangan ini akan
menyebabkan beberapa dampak negatif, antara lain gangguan pada peralatan lisrik
lainnya yang terhubung pada sistem yang sama, terutama untuk peralatan yang
sensitif terhadap perubahan tegangan, selain itu penurunan tegangan juga dapat
mengganggu kinerja peralatan pengaman jaringan seperti rele undervoltage yang
dapat berakibat fatal terjadinya pemutusan tegangan pada jaringan sistem.
Berdasarkan masalah tersebut, maka pemilihan metode starting motor induksi
untuk mengurangi besarnya arus starting menjadi sangat penting dalam
pemasangan motor induksi dalam sebuah instalasi jaringan listrik. Beberapa
metode starting motor induksi yang lazim digunakan adalah DOL (Direct-On-
Line) atau metode langsung,Wye-Delta (Y-Δ) atau bintang-segitiga, primary
2
resistor atau resistor primer dan autotransformer. Pada penelitian ini akan
dilakukan analisis starting motor induksi dengan menggunakan soft starter yang
tersusun atas komponen TRIAC (Triode Alternating Current) yang merupakan
komponen SCR (Silicon Controlled Rectifier) yang dipasang anti paralel sebagai
konverter AC-AC yang diharapkan mampu mengendalikan tegangan dan arus
yang masuk ke dalam motor secara bertahap. Sehingga permasalahan besarnya
arus starting motor induksi dapat diatasi.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijabarkan seperti diatas maka dapat
dirumuskan permasalahan yang ada yaitu :
1. Bagaimanakah cara kerja dan kondisi starting motor induksi dengan
menggunakan soft starter?
2. Bagaimanakah kondisi starting motor induksi dengan menggunakan metode
DOL, Wye-Delta (Y-Δ), primary resistor dan autotransformer ?
3. Apakah perbedaan kondisi starting tanpa beban dan dengan beban
menggunakan masing-masing metode starting?
4. Berapakah besar arus dan tegangan dalam kondisi tidak berbeban dan berbeban
saat starting dengan menggunakan masing-masing metode starting?
5. Berapakah besar torsi dalam kondisi tidak berbeban dan berbeban saat starting
dengan menggunakan masing-masing metode starting?
6. Metode starting manakah yang terbaik?
7. Apakah metode starting motor induksi dengan soft starter lebih baik
dibandingkan dengan metode starting lainnya?
1.3 Batasan Masalah
Agar pembahasan starting motor induksi 3 fasa dengan metode soft starting ini
lebih terarah sesuai dengan perumusan masalah yang telah dijelaskan sebelumnya,
maka pembahasan akan dibatasi dengan hal-hal berikut :
1. Analisis besar tegangan, arus dan torsi pada saat kondisi starting.
2. Tidak mempertimbangkan nilai perubahan kecepatan putar motor dari keadaan
diam hingga mencapai putaran nominal karena melanggar prosedur perusahaan.
3
3. Tidak membahas perhitungan matematis nilai arus dan tegangan yang
dikeluarkan oleh soft starter dan perhitungan magnitudo arus saat starting
1.4 Tujuan Tugas Akhir
Tujuan dari pengerjaan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Mengerti dan memahami konsep dasar starting motor induksi 3 fasa secara
umum.
2. Mengerti dan memahami setiap karakteristik metode yang digunakan pada
starting motor induksi 3 fasa secara garis besar.
3. Dapat memahami perbedaan setiap metode starting motor induksi 3 fasa.
1.5 Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari tugas akhir ini adalah:
1. Dapat mengetahui kegunaan dan fungsi metode soft starting dan metode
pengasutan DOL, star-delta, autotransformer pada pengasutan motor induksi 3
fasa.
2. Memberikan perbandingan pengasutan arus maupun tegangan pada starting
DOL,Star-Delta, dan Soft-Starter begitujuga tipikal Torsi startingnya.
4
1.6 Sistematika Pengerjaan Tugas Akhir
Pelaksanaan tugas akhir adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan studi
perkuliahan, dimana pelaksanaan tugas akhir terdapat pada flow-chart gambar 1.1
dibawah ini:
Pengumpulan Data di PT.Unilever
Oleochemical Indonesia
Studi Pustaka
Penyusunan Tugas Akhir Pemeriksaan Tugas Akhir
Ada Kesalahan ?
Pengujian Tugas
Akhir
Tidak
Ada
Pemeriksaan Laporan Tugas
akhir
Pemilihan Judul Tugas Akhir
Sidang Tugas Akhir
Selesai
Ada Kesalahan ?
Ada
Tidak
Rev
isi
Rev
isi
Mulai
Gambar 1. 1 Alur Pengerjaan Tugas Akhir
5
Pada gambar 1.1, pelaksanaan tugas akhir diawali dengan pengumpulan data studi
selama pkl di PT.Unilever Oleochemicali Indonesia. kemudian dilanjutkan dengan
pemilihan judul yang sesuai untuk diangkat kedalam sidang tugas akhir. Jika
pemilihan judul tugas akhir telah didapatkan, maka proses selanjutnya judul T.A
diperiksa kepada dosen pembimbing. Jika dosen pembimbing telah menyetujui
judul laporan T.A, maka pengambilan judual T.A siap untuk diangkat kedalam
sidang tugas akhir.
Namun apabila judul yang dilaporkan kepada dosen pembimbing tidak memenuhi
syarat, maka dosen pembimbing tidak menerima judul yang diambil oleh
mahasiswa. Sehingga dosen pembimbing menyuruh mahasiswanya untuk segera
menggantinya dengan judul tugas akhir yang lain. Lalu proses selanjutnya
menyusun laporan T.A, setelah itu laporan tugas akhir diperiksa kembali untuk
melihat bagian bagian komponen isi dalam laporan tersebut.
Jika ada penulisan yang salah maka dosen pembimbing tersebut menyuruh untuk
mengulang kembali penulisan laporan tugas akhir dengan kalimat yang sesuai
dengan peraturan dalam panduan penulisan tugas akhir yang baik dan benar.
Setelah itu laporan dapat dibuat untuk pengujian sidang tugas akhir sehingga
apabila terdapat kesalahan, maka laporan T.A harus diperbaiki ketika sidang T.A
telah berakhir. Setelah itu laporan direvisi untuk diperiksa kembali yang nantinya
akan dibukukan dalam penjilidan laporan tugas akhir.