SOLUSI SISTEM PENGGERAK LISTRIK BELT FEEDER DENGAN MENGGUNAKAN MOTOR INDUKSI DI PLTU SURALAYATUGAS AKHIRDisusun Oleh :IMAM RUSTONONIM 2003 11 036TEKNIK ELEKTROSEKOLAH TINGGI TEKNIK PLNJAKARTA STT - PLN2008 iiLEMBAR PENGESAHANTugas akhir ini berjudulSOLUSI SISTEM PENGGERAK LISTRIK BELT FEEDER DENGAN MENGGUNAKAN MOTOR INDUKSI DI PLTU SURALAYADisusun Oleh :IMAM RUSTONONIM. 2003 11 036Diajukan untuk memenuhi persyaratan pada kurikulum pendidikan Sarjana Strata Satu (S1) padaJURUSAN TEKNIK ELEKTROSEKOLAH TINGGI TEKNIK PLNJakarta, 22 Januari 2008Mengetahui, Disetujui,Ir. Sampurno SP, MT. Ir. Masgunarto Budiman, Msc.Ketua Jurusan Teknik Elektro Dosen PembimbingiiiiLEMBAR KEASLIAN TUGAS AKHIRDengan inisaya menyatakan bahwa Tugas Akhir (Skripsi) inimerupakan karya tulis saya sendiridan bukan merupakan tiruan, salinan atau duplikat dariTugas Akhir yangtelahdipergunakanunutkmendapatkangelar Kesarjanaanbaikdi lingkungan STT-PLNmaupun di Perguruan Tinggi lain, serta belumpernah dipublikasikan.Pernyataan inidibuat dengan penuh kesadaran dan rasa tanggung jawab serta bersedia memikul segala resikonya jika ternyata pernyataan diatas tidak benar.Jakarta, 20 Februari 2008IMAM RUSTONO 2003 11 - 036iiiiiiUCAPAN TERIMA KASIHDengan ini saya menyampaikan banyak terima kasih kepada :Bapak Ir. Masgunarto Budiman, Msc.Selaku dosen pembimbing yang dengan kesabarannya telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Jakarta, 20 Februari 2008IMAM RUSTONO 2003 11 - 036ivivDAFTAR ISILEMBAR PENGESAHAN...................................................................................... iiLEMBAR KEASLIAN TUGAS AKHIR....................................................................iiiUCAPAN TERIMA KASIH...................................................................................... ivDAFTAR ISI............................................................................................................vDAFTAR GAMBAR................................................................................................xiDAFTAR TABEL....................................................................................................xivABSTRAK.............................................................................................................. xvBAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang................................................................................... 11.2 Tujuan Penulisan............................................................................... 21.3 Batasan Masalah............................................................................... 31.4 Metode Penulisan.............................................................................. 31.5 Sistematika Penulisan....................................................................... 4BAB II PERMASALAHAN BELT FEEDER DAN SOLUSI SISTEMPENGGERAKNYA PADA PLTU SURALAYA2.1 PLTU Suralaya.................................................................................. 52.2 Coal Handling.................................................................................... 62.2.1 Bagian-bagian Conveyer system............................................ 8vv2.3 Belt Feeder dan masalahnya ...........................................................132.3.1 Motor penggerak belt feeder.......................................................142.3.2 Belt Feeder dengan pengasutan langsung.................................152.3.3 Rangkaian daya motor penggerak belt feeder............................152.3.4 Kontaktor magnetik.....................................................................152.3.5 Unjuk kerja sistem pengasutan langsung ...................................162.3.6 Masalah sistem belt feeder.........................................................172.4 Solusi permasalahan dengan mengganti sistem penggerak listrik...192.4.1 Sistem penggerak listrik dengan frekuensi variabel ...................192.4.1.1 Kelebihan pengaturan kecepatan dengan frekuensi Variabel...............................................................................192.4.1.2 Pengatur kecepatan dengan frekuensi variabel..................202.4.1.2.1 Rectifier.......................................................................202.4.1.2.2 Inverter........................................................................222.4.1.3 Rangkaian daya dengan pengaturan frekuensi..................252.4.2 Alternatif solusi lain yang ditawarkan..........................................262.4.2.1 Sistem penggerak listrik dengan frekuensi variabel pada motor induksi 54 kW...................................................272.4.2.2 Sistem penggerak listrik dengan perubahan belitan Y-....272.4.2.3 Sistem penggerak listrik dengan autotrasformator..............282.4.2.4 Sistem penggerak listrik dengan tahanan variabel pada belitan stator...............................................................29vivi2.4.2.5 Sistem penggerak listrik dengan tahanan variabel pada rotor............................................................................292.4.3 Analisa.........................................................................................30BAB III PERTIMBANGAN PENGGUNAAN MOTOR INDUKSI UNTUK BELTFEEDER 3.1 Perbandingan motor DC dengan motor AC......................................323.1.1 Motor DC.....................................................................................323.1.1.1 Motor penguatan terpisah...................................................333.1.1.2 Motor paralel.......................................................................343.1.1.3 Motor Seri............................................................................343.1.1.4 Motor kompon.....................................................................353.1.2 Motor AC.....................................................................................363.1.1.1 Motor Induksi.......................................................................373.1.1.2 Motor sinkron......................................................................373.2 Pemilihan sistem yang tepat untuk belt feeder.................................383.2.1 Sistem pengaturan kecepatan dengan merubah frekuensi viiviijala-jala........................................................................................383.2.2 Sistem dengan pengaturan kecepatan berdasarkan perubahan tegangan jala-jala......................................................393.2.3 Sistem dengan pengaturan kecepatan menggunakan rheostat.......................................................................................393.3 Motor Induksi....................................................................................403.3.1 Rotor sangkar..............................................................................403.3.2 Rotor belitan................................................................................413.3.3 Konstruksi Motor Induksi.............................................................423.3.4 Cara Kerja Motor Induksi.............................................................433.3.5 Kecepatan sinkron.......................................................................443.3.6 Slip dan pengaruhnya pada frekuensi dan tegangan rotor.........443.3.6.1 Pengaruh slip terhadap frekuensi rotor..............................453.3.6.2 Pengaruh slip terhadap tegangan rotor..............................463.3.7 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi..............................................47viiiviii3.3.8 Neraca daya, effisiensi dan faktor daya......................................533.3.8.1 Neraca daya........................................................................533.3.8.2 Effisiensi..............................................................................543.3.8.3 Faktor daya.........................................................................543.3.9 Torsi motor..................................................................................543.3.10 Torsi maksimum dan daya mekanis maksimum.......................563.3.10.1 Torsi maksimum..................................................................563.3.10.2 Daya mekanis maksimum...................................................573.3.11 Karakteristik Mekanis Motor induksi.........................................593.4 Unjuk kerja motor induksi.................................................................633.5 Pertimbangan penggunaan motor induksi untuk belt feeder............64BAB IV SOLUSI SISTEM PENGGERAK LISTRIK UNTUK BELT FEEDER DAN INSTALASINYA4.1 Studi pemilihan daya dan tipe motor induksi untuk belt feeder........654.1.1 Kondisi kerja belt feeder..............................................................65ixix4.1.1.1 Kondisi kerja kontinu...........................................................654.1.1.2 Kondisi kerja singkat...........................................................664.1.1.3 Kondisi kerja intermiten.......................................................674.1.1.4 Metode perhitungan daya motor.........................................674.1.1.5 Kondisi kerja motor induksi belt feeder...............................714.1.2 Pemilihan daya motor induksi untuk belt feeder.........................724.1.3 Pemilihan tipe proteksi motor induksi terhadap lingkungan........724.1.3.1 Kelas isolasi........................................................................724.1.3.2 Indek proteksi......................................................................734.2 Perbandingan System......................................................................754.2.1 Sistempenggerak listrik denganfrekuensi variabel...................774.2.1.1 Karakteristik Mekanis Motor Induksi75 kW........................774.2.1.2 Karakteristik Mekanis Pembebanan Motor Induksi.................................................................................804.2.1.3 Konsumsi daya....................................................................84xx4.2.1.4 Gambar rangkaian daya......................................................874.2.2 Solusi alternatif............................................................................884.2.2.1 Sistem penggerak listrik dengan perubahan ferkuensi variabel motor 54 kW...........................................884.2.2.1.1 Karakteristik Mekanis Motor Induksi54 kW...................884.2.2.1.2 Karakteristik MekanisPembebanan Motor Induksi........904.2.2.1.3 Konsumsi daya..............................................................924.2.2.2 Sistem penggerak listrik dengan pengaturanautotransformator pada motor induksi 54 kW.....................954.2.2.2.1 Karakteristik Mekanis Motor Induksi 54 kW...................954.2.2.2.2 Karakteristik MekanisPembebanan Motor Induksi........954.2.2.2.3 Gambar rangkaian daya..............................................1004.2.2.3 Penggunaan motor induksi 54 kW dengan prinsip Y..1014.2.2.3.1 Karakteristik Mekanis Pembebanan............................102xixi4.2.2.3.2 Pemakaian daya..........................................................1054.2.2.3.3 Gambar rangkaian daya..............................................1074.2.2.4 Sistem penggerak listrik dengan tahanan stator ..............1074.2.2.4.1 Karakteristik Mekanis Pembebanan............................1094.2.2.4.2 Pemakaian daya..........................................................1144.2.2.4.3 Gambar rangkaian daya..............................................1154.2.2.5 Penggunaan motor induksi rotor belitan dengan pengaturan tahanan..........................................................1164.2.1.4.1. Karakteristik Mekanis Motor Induksi............................1164.2.1.4.2. Karakteristik Mekanis Pembebanan Motor Induksi......1194.2.1.4.3 Pemakaian daya..........................................................1234.2.1.4.4 Gambar rangkaian daya..............................................126BAB V KESIMPULAN...........................................................................................131xiixiiDAFTAR PUSTAKA.............................................................................................132LAMPIRAN...........................................................................................................133DAFTAR GAMBARGambar 2.1 Layout PLTU Suralaya.......................................................................6Gambar 2.2 Coal handling sistem..........................................................................8Gambar 2.3 Belt Conveyor System........................................................................9Gambar 2.4 Belt Feeder.......................................................................................14Gambar 2.5 Rangkaian daya motor induksi.........................................................15Gambar 2.6 Penyearah 3 phasa gelombang penuh.............................................21Gambar2.7 Output penyearah 3 phasa gelombang penuh.................................21Gambar 2.8 Filter penyearah 3 phasa gelombang penuh....................................22Gambar 2.9 Susunan Inverter 3 phasa................................................................23Gambar 2.10 Bentuk gelombang yang dibangkitkan oleh inverter 3 phasa, penghantaran 1800...........................................................................24xiiixiiiGambar 2.11 Rangkaian daya motor induksi dengan AC motor drive...................25Gambar 2.12 Rangkaian daya hubungan segitiga-bintang dengan menggunakan saklar TPDT......................................................................................27Gambar 2.13 Rangkaian daya hubungan segitiga-bintang dengan menggunakan kontaktor...........................................................................................28Gambar 2.14 Rangkaian daya dengan menggunakan autotransformator.............28Gambar 2.15 Rangkaian daya dengan menggunakan tahanan pada belittan stator.................................................................................................29Gambar 2.16 Pengaturan kecepatan dengan menggunakan tahanan yang diseri dengan tahanan rotor.......................................................................30Gambar 3.1 Rangkaian motor penguatan terpisah................................................34Gambar 3.2 Rangkaian motor penguatan paralel..................................................35Gambar 3.3 Rangkaian motor penguatan seri.......................................................36Gambar 3.4 Rangkaian motor kompon panjang...................................................37Gambar 3.5 Rangkaian motor kompon pendek....................................................37Gambar 3.6 Pengaturan kecepatan dengan merubah frekuensi dan tegangan jala-jala.............................................................................................39Gambar 3.7 Pengaturan kecepatan dengan tegangan jala-jala.............................40Gambar 3.8 Pengaturan kecepatan dengan tahanan rotor....................................41Gambar 3.9 Rotor sangkar.....................................................................................42Gambar 3.10 Rangkaian rotor sangkar..................................................................42Gambar 3.11 Rotor belitan.....................................................................................43Gambar 3.12 Rangkaian rotor belitan....................................................................43Gambar 3.13 Kontruksi motor induksi....................................................................44xivxivGambar 3.14 Rangkaian ekivalen motor induksi...................................................38Gambar 3.15 Rangkaian ekivalen rotor.................................................................50Gambar 3.16 Rangkaian ekivalen motor induksi...................................................51Gambar 3.17 Modifikasi rangkaian ekivalen motor induksi....................................52Gambar 3.18 Pendekatan rangkaian ekivalen motor induksi.................................52Gambar 3.19 Diagram vektor dari rangkaian ekivalen motor induksiGambar 3.20 Karakteristik motor induksi hubungan Torsi dengan Slip.................63Gambar 3.21 Unjuk kerja motor induksi.................................................................63Gambar 4.1 Kondisi kerja kontinu .......................................................................66Gambar 4.2 Kondisi kerja singkat.........................................................................66Gambar 4.3 Kondisi kerja intermiten....................................................................67Gambar 4.4 Kondisi kerja motor induksi pada beban yang berubah-ubah secara...............................................................................................68Gambar 4.5 Grafik kondisi kerja motor induksi......................................................71Gambar 4.6 Karakteristik mekanis beban..............................................................77Gambar 4.7 Karakteristik mekanis motor induksi 75 kW.......................................79Gambar 4.8 Karakteristik mekanis pembebanan motor induksi 75 kW.................80Gambar 4.9 Karakteristik mekanis motor 75 kW pada beberapa kondisi..............83Gambar 4.10 Rangkaian daya dengan AC motor drive pengaturan frekuensi......87Gambar 4.11 Karakteristik mekanis asli motor induksi 54 kW...............................90Gambar 4.12 Karakteristik mekanis motor 54 kW pada beberapa kondisi pengaturan.......................................................................................91Gambar 4.13 Karakteristik mekanis pembebanan motor induksi 54 kW...............95xvxvGambar 4.14 Karakteristik pada saat torsi maksimum 400 Nm.............................98Gambar 4.15 Rangkaian daya dengan autotransformer......................................100Gambar 4.16 Karakteristik motor induksi hubungan segitiga...............................102Gambar 4.17 Karakteristik mekanis pembebanan hubungan segitiga-bintang....103Gambar 4.18 Rangkaian daya dan pengendali motor induksi pengaturan Y.107Gambar 4.19 Karakteristik pada saat torsi maksimum 400 Nm...........................110Gambar 4.20 Karakteristik motor induksi torsi maksimum 600 Nm.....................112Gambar 4.21 Rangkaian daya motor rotor sangkar dengan pengaturan rheostat...........................................................................................115Gambar 4.22 Karakteristik mekanis motor belitan...............................................118Gambar 4.23 Karakteristik mekanis motor rotor belitan pada lima tahap............119Gambar 4.24 Rangkaian daya dan pengendali motor induksi rotor belitan.........126DAFTAR TABELTable 2.1 Kerja thyristor.........................................................................................25Tabel 2.2 Klasifikasi sistem penggerak listrik.........................................................31Tabel 4.1 Waktu kondisi kerja motor induksi..........................................................71Tabel 4.2Indek proteksi menurut PUIL tahun 2000..............................................74Tabel 4.3 Kemampuan motor induksi 75 kW pada beberapa kondisi....................83Tabel 4.4 Kemampuan motor induksi 54 kW pada beberapa kondisi....................91Tabel 4.5 Klasifikasi kemampuan sistem penggerak listrik belt feeder................127xvixviAbstrak Belt Feeder sebagai penyuplai batubara darihopper ke Belt Conveyor di PLTU Suralaya tidak beroperasi secara kontinu yaitu tergantung dari kedatangan kapal pengangkut batubara, namun sekali beroperasi Belt Feederini dioperasikan secaraterus-menerusdengankecepatankonstan, untukmempercepat proses pembongkaran batubara. Belakanganinisering terjadi gangguan mekanis pada Belt Conveyoryangdiakibatkanolehcurahanbatubarayangmengenai idler. Gangguan tersebutadalah berupa overload dan beltmenyimpang darijalurnya sehinggamenggangguprosespembongkarankarenamotor induksi penggerak Belt Conveyortrip. Permasalahantersebut dapat diatasi denganmenurunkan kecepatan Belt Feederminimum sebesar 86% pada saat terjadiganguan untuk xviixviimengembalikanbeltkeposisi semula, ituartinyadiperlukansuatupengaturan kecepatanpadaBelt Feedertersebut. Solusi yangtelahditerapkanpadaBeltFeeder dianggap terlalu berlebihan karena menggunakan motor induksi baru yang dayanya jauh lebihbesar(yaitu sebesar 75 kW) darikapasitas maksimum BeltFeeder(sebesar 53 kW) sehingga investasinya besar, padahal dalam kenyataannya beban yang diberikan terhadap Belt Feeder tersebut hanya sebesar 75% dari kapasitas maksimumnya. Pada tugas akhir ini membahas tentang solusi sistem penggerak listrik Belt Feederdan beberapa solusialternatif lainnya yang memilikitingkat ekonomis yang berbeda-beda. Dengan solusisistem penggerak listrik tersebut diharapkan mampu mengatasi permasalahan tanpa mengeluarkan biaya yang mahal dan beroperasi secara optimal.xviiixviiiBAB IPENDAHULUAN1.1 LATAR BELAKANGAgar prosespembangkitanenergi listrikpadaPLTUbatubaraberjalan secara optimal maka peralatan pendukung yang menunjang proses tersebut harus baik, salah satunya adalah penanganan batubara mulai dari pembongkaran sampai kebunkerataupunkestockareayangkemudianditeruskankedapur pembakaran melalui serangkaian sistem alat pengangkut.Belt Feeder adalah bagian dari sistem tersebut, sejak beroprasinya PLTU Suralayapadatahun1984Belt feederini beroperasi padakecepatankonstan dengankapasitasmaksimum2000ton/jam, namunbelakanganini diperlukan suatu pengaturan kecepatan karena adanya gangguan mekanis padaBeltConveyor, gangguan tersebut diantaranya adalah overload yang disebabkan oleh kelebihanmuatanpadabeltnya, overloadtersebut terjadi padasaatidlerpada Belt Conveyorputarannya melambat karena terkena curahan batubara. Dengan melambatnyaputaranBelt Conveyor, pasokanbatubaraakanterusbertambah karenacurahandariBelt Feederkonstansebesar 0.56ton/detikpadaputaran 1420rpm. Jikadibiarkanpasokanbatubaraakanterusbertambahdanputaran beltakanmenyimpangdari jalurnya, apabilapenyimpangantersebut melewati batas yang ditentukan, motor listrik penggerakBelt Conveyorakan berhenti bekerja (trip).Permasalahan tersebut bisa diatasi dengan mengurangi pasokan batubara daribelt feederyaitu dengan menurunkan putarannya, karena dengan 11mengurangi pasokan dari Belt Feeder pada saat putaran Belt Conveyor melambat, pasokan yang diterima oleh Belt Conveyor akan berkurang sehingga beban yang ditanggung oleh motor penggerak Belt Conveyor ikut berkurang. Sehingga dengan waktu tertentu yang tadinya belt sedikit menyimpang dari jalurnya akan kembali ke posisi semula, mengingat pada Belt Conveyordipasang saklar indikator batas aman jalur belt. Denganadanyaperubahanpadasistempenggeraklistrikbelt feeder tersebut, apabila indikator batas aman bekerja maka putaranBelt Feeder dikurangi sampai indikator tersebut berhenti. Untukitudiperlukansuatusistem yang tepat untuk mengatasi permasalahan tersebut.Padatugasakhirini membahastentangsolusi sistempenggeraklistrik Belt Feeder dan beberapa solusi alternatif lainnya yang memiliki tingkat ekonomis yangberbeda-beda. Denganberbagai solusi sistempenggeraklistriktersebut diharapkanmampumengatasi permasalahantanpamengeluarkanbiayayang mahal.1.2 TUJUAN PENULISANPada dasarnya tujuan tugas akhir ini dibuat untuk persyaratan menyelesaikan pendidikan srata satu( S1 ).Adapun tujuan dipilihnya judul Solusi SistemPenggerak ListrikBeltFeederDenganMenggunakanMotor Induksi Di PLTUSuralaya adalahuntuk membahas beberapa sistempenggerak listrikBelt Feederyang diharapkan mampu mengatasi permasalahan mekanis yang timbul pada Belt Conveyordan didapatkan solusi yang tepat untuk mengatasi permasalahan tersebut.221.3 BATASAN MASALAHDalam penulisan tugas akhir ini saya membatasi ruang lingkup penulisan dan penelitian yaitu tentang hal-hal yang berhubungan dengan sistem penggerak listrik belt feeder yang menggunakan motor induksi sebagai penggerak utamanya yang berada di PLTU Suralaya.1.4 METODE PENULISANUntuk memperoleh data informasi secara lengkap, tepat dan jelas, maka penulis menerapkan beberapa metode pengumpulan data sehingga diharapkanagar kebenarandatayangdikumpulkanterjamin. Adapunmetode-metode tersebut ialah:a. Metode Observasi.Metodeobservasi adalahsuatucaramengumpulkandatadengan caramengadakanpengamatansecaralangsungterhadapobjekkegiatan yang ada hubungannya dengan penelitian.b. Metode wawancaraMetode wawancara adalah suatu cara mengumpulkan data dengan tanya jawab sambil bertatap muka antara si penanya dengan pewawancara.c. Metode DokumentasiMetode dokumentasi adalah suatu cara pengumpulan data dengan cara mempelajari, memahami, data bersumber dari catatan atau dokumen yang tersedia.331.5 SISTEMATIKA PENULISANUntuk mempermudah dalammemahami isitugas akhir ini, penulis menggunakan sistematika sebagai berikut:BAB I : PENDAHULUANBab iniberisitentang latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.BAB II :PERMASALAHANBELT FEEDERDANSOLUSI SISTEM PENGGERAKNYA PADA PLTU SURALAYA Bab ini berisi tentangpermasalahan yang timbul dan solusi yang ditawarkan untuk mengatasi permasalahan yang timbul padaBeltConveyor BAB III :PERTIMBANGAN PENGGUNAAN MOTOR INDUKSI UNTUK BELT FEEDER Bab ini berisi tentang pemilihan sistem dan jenis penggerakmotor induksi yang digunakan serta teori tentang motor induksi.BAB IV : SOLUSI SISTEM PENGGERAK LISTRIK DAN INSTALASINYA Babini berisitentangperbandingansistempenggeraklistrikuntukBeltFeederdansolusi alternatif lainyangditawarkansertastudi pemilihan motor induksi untuk penggerak listrik Belt Feeder di PLTU Suralaya.BAB V : KESIMPULANBab ini berisi tentang kesimpulan.44BAB IIPERMASALAHANBELTFEEDERDANSOLUSI SISTEM PENGGERAKNYA PADA PLTU SURALAYA 2.5 PLTU SuralayaDalamrangka memenuhi peningkatan kebutuhan akan tenaga listrik khususnya diPulau Jawa sesuaidengan kebijaksanaan pemerintah serta untuk meningkatkan pemanfaatan sumber energi primer dan diversifikasi sumber energi primeruntukpembangkit tenagalistrik, makaPLTUSuralayadibangundengan menggunakan batubara sebagai bahan bakar utama.BeroperasinyaPLTUSuralayadiharapkanakanmenambahkapasitas dan keandalan tenaga listrik disistem Jawa-Bali-Madura yang terhubung dalam sisteminterkoneksi, danjugauntukmensukseskanprogrampemerintahdalam rangka untuk penganekaragaman sumber energi primer untuk pembangkit tenaga listrik sehingga lebih menghemat BBM, juga meningkatkan kemampuan bangsa Indonesia dalam menyerap teknologi maju, penyediaan lapangan kerja, peningkatan taraf hidup masyarakat, dan pengembangan wilayah sekitarnya sekaligus meningkatkan produksi dalam negeri.Proses pembangkitan energi listrik pada PLTU Suralaya tidak lepas dari peranan suatu sistem penyaluran bahan bakar batubara (Coal Handling System) yang didalamnya terdapat suatu rangkaian proses penyaluran yang melalui beberapa peralatan.55Gambar 2.1 layout PLTU Suralaya2.6 Coal HandlingBerdasarkan pada uraian sebelumnya telah dijelaskan bahwa PLTU Suralaya merupakan Pembangkit Listrik dengan menggunakan bahan bakar batubara. Batubara sebagai bahan bakar utama yang dipakai di unit pembangkitan memerlukan penangan yang baik. Sistem penanganan batubara ini disebut Coal Handling System dan tujuan akhir dari sistem ini adalah tercapainya pengisian bunker secara optimal dan kontinu.Coal Handling System meliputi sistem transportasi batubara dari dermaga menuju kestok areaataubunker.Coal Handling Systemdi Suralaya menggunakan dua Conveyor system yang pertama adalah Belt Conveyor System danScraper ConveyoSystem. Pembongkaranbatubaradari kapaldilakukan 66denganduacaratergantungdari sistemtransportasi batubarayangdatangke PLTU Suralaya.Untuk pembongkaran batubara terbagi menjadi tiga tempat antara lain:1. SPJ(Semi Permanen Jetty)Untuk batubara yang datang ke PLTU Suralaya dengan menggunakan tongkang, pembongkaran dilakukan dengan alat bantu berupa unloader dan truk untuk diangkut ke stock area.2. Dermaga IPembongkaran batubara di dermaga 1 hanya untuk kapal pengangkut batubara yang dilengkapi dengan Belt Conveyor. Batubara dari kapal ini ditransportasikanlangsungmenujuhopperAyangselanjutnya dikirim ke stok area atau bunker dengan menggunakan Belt Conveyor.3. Dermaga IIUntuk batubara yang datang ke PLTU Suralaya dengan kapal yang tidak dilengkapisistem pembongkaran conveyordilakukan didermaga ini denganmenggunakanshipunloader, padadermagaini jugadilengkapi dengan fasilitas pembongkaran batubara untuk kapal yang dilengkapi dengan conveyor. Selanjutnya batubara dimasukan ke loading hopper dan dikirimkestokareaataudipakai kebunkerdenganmenggunakanbeltconveyor. Penyaluran batubara yang dilakukan padaCoal Handling System semuanyamenggunakanBelt Conveyorsebagai saranatranspotasi, mulai dari Ship Unloader sampai coal bunker.77Gambar 2.2 coal handling sistem2.6.1 Bagian-bagian Conveyor system Belt Conveyor Belt Conveyor Systemadalah mesin yang dipergunakan untuk mentransportasikan batubara darihoppermenujubunker. PLTU Suralaya mempunyaiBelt Conveyor Systemdengan line ganda, yang setiap line mempunyai kapasitas berbeda-beda sesuai dengan kebutuhannya. Contohnya BC Ho ppe rK &B F.20/21,BF26 / 27,MS.1 3/ 14Ho ppe r L Hoppe rMRH. D &B F.09/10PlantDistributeHopper &BF 501A/B, BF 601A/B, BF 701A/BCOALBUNKER COAL BUNKERUni t7 Uni t5 Unit 6 Unit 4 Unit2 Unit 3 Uni t 1CoalstockareaSC. 22SC. 25SC. 24SC. 23BC. 2 6BC. 2 7 BC. 21BC. 20SC.30SC. 31 SC. 29SC. 28ST / RE 2TelescopicChuteST / RE 1Be ltWe i ghe rBC. 50 2BBC. 5 02 ABC. 7 0 2BBC. 7 0 2ABC. 6 02 BBC. 6 02 ABC 32BC 33BeltWeigherBC. 03BC. 04BC. 05BC. 06BC. 35BC. 34BC. 0 2BC. 07BC. 08BC. 15ABC. 16ABC. 17ABC. 17BC. 16BC. 15 BC. 11BC. 12BC. 01BC. 14BC. 13BC.10BC. 09BC. 40BC. 70 3 ABC. 70 3 BBC.1 8/1 9BS.18/ 19BC. 3 6 /3 7Coal Shi pCoal ShipCOALHANDLINGSYSTEMCOALHANDLINGSYSTEM SURALAYAPOWERPLANT SURALAYAPOWERPLANTUNITS1 ~ 7 UNITS1 ~ 7JH.HJH. G&HG3 6/3 7,HG 4 0 /02JH.B &C S.&MS.03 / 0 4J H. J&HG.A/ BJH.FJH. C&MCC,B F.11 /12 ,MS.09 /10J H. E&CoalSam pl i ngCHCRTelescopicChuteM/H.&B F.32/ 33RH. A &B F.03/ 04BS.34/ 35BS.02BS. 17ABS.36 /37S/ U. 0 1 /02COALANALISYSLOKASI PENELITIAN8832dan33mempunyai kapasitas2000ton/jam, BC34dan353500ton/jam. Berikut adalah contoh dari Belt Conveyor System.Gambar 2.3 Belt Conveyor SystemPrinsip kerja Belt Conveyor :Gerakan pada beltpengangkut batubara pada awalmulanya berasaldarimotor induksi yang berfungsi untuk merubah energi listrik menjadi energi mekanik yang berupaputaranporosrotor motor induksi sebesar 1486rpm. Energi mekanik yang berupa putaran tersebut diteruskan oleh Fluid Coupling ke Gear Box dengan menggunakan fluida minyak.PutaranFluid Couplingtersebut masih teramat tinggi untuk menggerakkanBelt Conveyoryangberkisar 1440rpm, makadiperlambat oleh Reducer / Gear Box menjadi lebih rendah yaitu berkisar 112,4 rpm dengan tujuan agar bisa digunakan untuk memutar Drive Pulleymelaluikopling tetap yaitu N-Eupex Coupling. DrivePulleyatauHeadPulleysendiri mempunyai fungsi memutarBeltConveyor, sehinggadenganputaranDrivePulley112,4rpmmenjadikanBeltConveyorberjalan dengan kecepatan sekitar 3,3 m/s.Belt Conveyoryang 99mempunyailebar 1800 mm dan berjalan dengan kecepatan 3,3 m/s digunakan untuk mengangkut batubara dari sisiTail Pulleyke sisiHead Pulleyuntuk dilanjutkan ke tempat yang lain.Begitulah seterusnya Belt Conveyor System bekerja dengan bantuan peralatan pendukung lainnya untuk menjaga kelancaran dan keandalan operasinya. Belt WeigherBeltWeigheradalahalatyangdigunakanuntukmengukurberat/jumlah dari batubarayangditerimaolehconveyorsetelahbatubaradibersihkandari kandungan logam asing dengan menggunakan Magnetik Sparator(MS). Selain itu,tujuanpenggunaanBeltWeigherjugadugunakanuntukmengetahui jumlah batubara yang diterima olehCoal Jettydan dapat juga digunakan untuk mengetahui jumlah batubara yang dipakai sebelum masuk ke hopper K di unit 1-4. Magnetic SeparatorBatubarayangmasukkedalam hopperdari hasil pembongkarankapal tidak sepenuhnya batubara murni melainkan terdapat juga material-material yang lain sepertilogam yang terbawa darihasilpenggalian tambang batubara. Untuk mengatasi hal tersebut makadipasanglahMagneticSeparatoryangmanaalat tersebut berfungsi untuk mengambil material logamyang tercampur dengan batubara.Prinsip dasar dariMagnetik Sparatoradalah suatu elektro magnet yang ditimbulkanolehkumparansehinggaakanmenimbulkanmedanmagnet yang mampu menarik material bersifat logam.1010 Scraper ConveyorScraper Conveyor(SC) terletak diatasbunker, yang berfungsi untuk mendorong atau menyalurkan batubara dari unit distribusihoppermasuk ke bunker. Untuk unit 1-4mempunyai lima buah bunker setiap unitnya. Jadi jumlah bunkeryang ada di unit ini berjumlah 20 buah, sedangkan jumlahScraperconveyorsebanyak 8 unit dimana setiap unitnya mempunyaidua buah Scraper conveyor. Scraper conveyor mampu membawa batubara pada kapasitas maksimum dengan kecepatan tertinggi30 m/menit.Scraper conveyordigerakan oleh motor HeadShaftmelalui suatu penghubung berupa rantaipenggerak yang diaktifkan oleh Hight dan Low control level pada bunker.Bagian-bagian dari Scraper conveyor adalah sebagai berikut :a. Conveying Chain (rantai conveyor)Conveying Chaindisebut juga T plate, yang berfungsi untuk mendorong batubaramasukkebunker.Tplateterbagi menjadi duajenis. yaituT plate bersayap dan jenis T plate tak bersayap.b. Conveyor CasingConveying Casing adalah tempat penampungan batubara untuk didorong oleh rantaiConveyor. masuk kedalam bunker. Rantaiconveyorbergerak ke rantai conveyor casing pada alur (wearing Strip) yang ada disepanjang conveyor casing. Silogate1111Silogateatauout leet slideadalahpintupadaout leet chutescraperconveyor yang berfungsi untuk mengatur batubara masuk ke bunker agar sesuai. Silogatedapat dioperasikansecaraotomatisberdasarkanlevel controldidalam bunkerdan dapat dioperasikan secara manual daricontrol towersesuai kebutuhan. BunkerBunkeradalahtempat penampungbatubarasebelummasukkedalam pulverizer (mill) untuk dihaluskan. Setiap unit pembangkitan mempunyai lima buah bunkerdengan kapasitas masing-masing unit 500 ton. Dalamsetiapbunker memilikilevel controlyang dapat menetukan ketinggian atau level batubara yang dapat dilihat daricontrol room atau control tower. Besarnya level batubara dalam bunker dinyatakan dalam persen (%). Stacker & Reclaimer (ST & RE)Stacker & Reclaimeradalah mesin yang dapat digunakan untuk pembongkaran (stacker) atau pengisian ulang (reclaimer). ST & RE terletak di BC 01 dan BC 02 yang dapat bergerak sepanjang rel untuk melakukan pengisian dan pembongkaran. Untuk pengoprasian ST dan RE dapat dilakukan secara manual. STdanREbergeraksecaravertikal(Luffing)danbergeraksecarahorizontal (Slewing). Isolating Shuttle (IS)Perpindahanbatubaradari satubelt conveyorkebelt conveyorlainnya dilakukan melalui suatuChute(Feed Chute). Didalamchuteterdapat suatu peralatan yang disebut Isolating Shuttle yang akan menyerahkan aliran 1212batubarasesuai yangkehendaki.Isolatingshuttledigerakandenganactuatorlistrik yang bergerak diluar shute. Telescopik ChuteAdalah alat yang berfungsiuntuk mencegah terjadinya debu batu bara Suwf Stocking (pembongkaran) ke stock area. Belt feeder2.7 Belt Feeder dan masalahnya Belt feeder adalah salah satu alat untuk menunjang kesiapan kontinuitas suplai batubara ke unit pembangkit. Dalam proses produksi listrik akan dibutuhkan suplai batubarayangtergantungdari jumlahkapasitasdayayangdibutuhkan, semakin besardaya yangharus dibangkitkan,makasemakin besarpula suplai batubara yang dibutuhkan untuk proses pembakaran.Dalam hal ini Belt Feeder sebagai media transfortasi batubara dari hopper keBelt Conveyorsangat berperanpentinguntuk mensuplai batubarasesuai dengan kapasitas yang dibutuhkan untuk proses pembakaran di dapur pembakaran. Sehingga akan memerlukan suatu kontrol kecepatan tertentu untuk motor induksi yangberperansebagai penggerakutama, agar suplai batubara yang didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Prinsif Kerja Belt FeederPrinsif kerjaBelt Feederini sesuai dengan fungsinya yaitu untuk mengalirkan batubara yang berada di hopper, jika motor induksi sebagai penggerak utama diputar secara otomatis Belt Feederyang dikopel melaluigear 1313box, akanbergerakdanmembawabatubarayangberadadiatasbelt. Dalam pengoperasiannya Belt Feederini akan dioperasikan setelah Belt Conveyoryang di depannyasudahdioperasikan, hal tersebut untukmenghindari penumpukan batubara pada Belt Conveyor tersebut.Gambar 2.4 Belt Feeder2.7.1 Motor penggerak belt feederMotor penggerak listrik yang digunakan untuk menggerakan Belt Feeder adalah motor induksi jenis rotor sangkar karena disamping andal, harganya juga murah dan kontruksinya sederhana sehingga memudahkan dalam pemeliharaannya.Spesifikasidarimotor induksiyang digunakan sebagaipenggerak listrik utama Belt Feederadalah sebagai berikut :1. Product/merk : SIEMENS2. Daya keluaran : 54 kW3. Tegangan terminal : 380 volts4. Arus Line : 102 A14145. Putaran nominal : 1475 rpm6. Jumlah kutub : 47. Cos : 0,868. Kelas Isolasi : B9. Indek Proteksi : IP542.7.2 Belt Feeder dengan pengasutan langsungSistemBelt Feederini, pada sistemkerjanya motor induksi sebagai penggerak utama distart secara langsung tanpa adanya suatu pengaturan kecepatan, sehingga pada kondisi kerjanyaBelt Feederdengan sistemini kecepatannya konstan.2.7.3 Rangkaian daya motor penggerak belt feederRSTMOTORINDUKSI3FUSE/breaker kontaktorRele termisGambar 2.5 rangkaian daya motor induksi2.7.4 Kontaktor magnetikKontaktor adalah suatu komponen listrik yang berfungsi untuk menghubungkan arus listrik, yang biasanya dipakai untuk instalasi tenaga misalnyamotor listrik. Bagiandasar dari pengendali magnet adalahkontaktor magnetik. Kumparan kerja diletakkan pada intibesisehingga jika arus mengalir melalui kumparan, inti besi dimagnetkan. Ini akanmenarikjangkar besi yang dapat digerakkanyangmembawasatuataulebihkontaktorlistrik. Jikajangkar 1515digerakan mendekati inti, kontak gerak digerakkan menuju kontak stasioner. Kontak dihubungkan seri dengan alat yang dikendalikan, seperti rangkaian jangkar motor, sehingga terbentuklah rangkaian ketika kumparan diberi energi. Jika rangkaian kumparan kerja dibuka, inti besi melepaskan magnet dan jangkar dilepas, kembali peposisi membukaolehpegas. Karenakontakdari kontaktor magnetik dapat dirancang agar dapat mengalirkan arus yang besar, maka dengan demikianarusyangbesar dapat dikendalikanoleharuskumparanyangrelatif kecil yaitu yang digunakan sebagai pemberi energi pada kumparan kerja. Padakontaktor magnetikselainsebagai kontakataupenghubungarus listrik, denganrangkaianpengendali yangsedemikianrupamampumengunci hubungansuplai energi kekumparannyasendiri denganmemanfaatkankontak darimagnetikkontaktornya sendiri, sehingga pengendalian dari jarak jauh tidak harus menekan tombol secara terus-menerus. Pada sistembelt feeder ini menggunakan magnetik kontaktor sebagai switch untuk mengoperasikannya yang dikendalikan dari tiga tempat, adapun kontaktor yang digunakan pada sistem Belt Feedermemiliki spesifikasi sebagai berikut :SIEMENS 3FF50V 230 240 400 415 500 690 1000kW 37 37 55 63 76 100 55HP 50 50 75 84 101 134 732.7.5 Unjuk kerja sistem pengasutan langsung Dari hasil penelusuran dan pengamatan bahwa pada Belt Feeder System yang lama untuk menjalankan motor penggerak listrik Belt Feeder dapat dilakukan di tiga tempat yang berbeda yaitu :16161. Control Room(Tower G), ditempat ini pengoperasiandilakukansecara otomatis menggunakan PLC.2. Local Equipment(Lokasi motor), ditempat ini pengoperasiandilakukan secara manual.3. Ruang MCC/MD (Lokasi Breaker Panel), ditempat ini juga pengoperasian dilakukan secara manual.PadasistempenggeraklistrikBelt Feederini prinsipstarter dilakukan secara langsung yaitu dengan menghidupkan kontaktor sebagai switch, sehingga pada sistem ini motor induksi tidak mengalami soft-starter yang berakibat naiknya arus hingga mencapai lima sampai tujuh kali arus nominal dari motor tersebut, dan motor langsung berputar pada kecepatan nominalnya.Dan pada sistem ini tidak ada proses pengaturan kecepatan motor induksi untuk mengatur flowrate batubara ke Belt Conveyor,flowratebatubara dilakukan dengan cara membatasi jumlah/volume batubara yang masuk melewatibeltsecara mekanik.2.7.6 Masalah sistem Belt FeederFungsiBellt Feederadalah mentransfortasikan batubara darihopper ke Belt Conveyor setelahnya yang kemudian dilanjutkan sampai ke bunker dan stock areamelalui serangkaian Belt Conveyor. Semenjak dibangunnya PLTU Suralaya Belt Feederini dioperasikandengankecepatankonstanyaitu0.5m/sdengan kapasitas maksimum 2000 ton/jam. Tetapi kenyataannya kapasitas yang diberikan hanya 75% saja. 1717Belakangan ini pasokan batubara dari hopper menuju ke bunker maupun kestock areaterganggukarena adanya gangguan padaBelt Conveyorsetelah Belt Feeder.Dari pengamatan dilapangan dtemukan bahwa permasalahan tersebut disebabkan oleh permasalahan mekanis yaitu overload dan belt tracking akibat curahan batubara yang tidak tepat dan curahan batu bara tersebut mengenaicarrying idleryang berputar sehingga putaran dariidlertersebut menjaditerhambat. Dengan terhambatnya putaran idlertersebut mengakibatkan putaranBelt Conveyoryangmembawabatubaramenjadi lambat, sedangkan pasokan batubara dariBelt Feedertidak berubah. Apabila hal tersebut dibiarkan terlalu lama maka batubara yang berada diBelt Conveyorakan semakin banyak dan melebihi beban maksimum dari Belt Conveyor.ApabilaBelt Conveyormelebihi beban maksimummaka arus motor penggerakBelt Conveyorakan menjaditinggi, dan jika arus tersebut mencapai nilaimaksimum maka motor induksisebagaipenggerak Belt Conveyordan BeltFeeder akan trip karena keduanya dalam sistem interlock.Selain itu dengan beban yang terus bertambah terkadang mengakibatkan beltyang berjalan tidak sesuai dengan jalurnya (menyimpang) dan jika dibiarkan terlalu lama akan melewati batas yang ditentukan sehingga motor akan trip.Untukmengatasi permasalahantersebut makadiperlukansuatukontrol kecepatan untuk penggerak listrik Belt Feeder, agar pasokan batubara pada saat terjadigangguan bisa dikurangiminimum 86% yaitu dengan memperlambat laju Belt Feeder.18182.8 Solusi permasalahan dengan mengganti sistem penggerak listrikSesuaidenganpermasalahandiatasmakaperludilakukanpenurunan kecepatanyangsesuai, agar bisamengatasi permasalahantersebut. Karena pada sistem yang lama tidak ada suatu pengaturan kecepatan, itu artinya motor bekerja padaputaran yangtidak bisa diatur.Solusiyangdilakukan diantaranya adalah dengan mengatur kecepatan motor induksi berdasarkan perubahan frekuensi.2.8.1 Sistem penggerak listrik dengan frekuensi variabelPengaturan frekuensi untuk mengendalikan kecepatan motor induksi biasanyadiikuti denganpengaturanteganganmasukyangsebandingdengan frekuensi tersebut, karena untuk mendapatkan fluks yang konstan . 2.8.1.1 Kelebihan sistem penggerak listrik dengan frekuensi variabelAdabeberapakelebihanmengunakansistempenggeraklistrikdengan frekuensi variabel, yaitu :1. Kecepatandapat diatur dari 0sampai 100%speed, yang berarti flowrate/aliran batubara dapat diatur dari 0 sampai 2000 ton/hour sesuai kebutuhan disisi pembangkit dan kemampuan conveyoritu sendiri. Dengan kata lain memudahkan operasional dalam penyaluran batubara.2. Pemakaiandayaatauenergi lebihkecil dari sistemlama, karena sistempenggerak listrik dengan frekuensi variabel dapat 1919memperbaiki costdan energi yang digunakan sesuai dengan kecepatan motor. 3. Startdanstopmotor tanpa terjadi hentakan (smoothly running), sehinggatidakmerusaksistemmekanik, dantidakterjadi lonjakan arus yang besar pada saat starting (soft starter) lain halnya apabila starting tanpaACMotor Driveakan terjadi lonjakan arus mencapai lima sampai tujuh kali arus nominalnya.2.8.1.2 Pengatur kecepatan dengan frekuensi variabelIni adalahalat kontrol elektronikberupaInverter 3fasayangkhusus digunakan untuk mengatur kecepatan motor dari putaran 0 sampai putaran nominal motor atau lebih. Disamping itu alat ini juga berfungsi sebagai soft starter padasistemstartdanstopmotor, sehinggadapat mereduksi arusstart yang sering terjadi pada motor AC (inrush current) dan hentakan tekanan yang tiba-tiba pada saat start dapat dihindari.2.8.1.2.1 RectifierRectifieradalah suatu bagian dari pengatur kecepatan dengan frekuensi variabel dimana fungsi dari rectifier ini adalah sebagai penyearah tegangan AC 3 fasa yang memiliki frekuensi jala-jala 50 hz. Dibawah ini adalah gambar rangkaian dari sebuah rectifier 3 fasa gelombang penuh :2020L1L2L3Beban vavcvb+-VLGambar 2.6 Penyearah 3 phasa Gelombang PenuhBentuk tegangan keluarannya dapat dilihat pada gambar b, pada penyearah ini, proses konversi dari tegangan AC ke DC masih kurang sempurna, terlihat darigambar b, oleh karena itu maka dipasang komponen L dan C pada penyearah tersebut agar tegangan DC yang dihasilkan makin baik dengan factorripplesangat kecil. Adapunrangkaiandanbentukgelombangyangdihasilkan adalah seperti pada gambar c dan d.VLTtVL = V1-V2va vc vbVLTv2v1tGambar aGambar b Gambar2.7 Output Penyearah 3 phasa Gelombang Penuh2121Gambar cGambar dACBEBANCL DVs(t)votGambar 2.8 Filter Penyearah 3 phasa Gelombang Penuh2.8.1.2.2 InverterInverteradalahsuatualat yangberfungsi untuk merubahtegangDC menjadi teganganAC, dimanafrekuensi dari tegangantersebut dapat diatur sesuaidengan kebutuhan.Inverteryang memberikan daya pada frekuensiyang dapat diubah-ubah bagi sistem pengerak motor AC biasanya merupakan inverter 3-fasa. Suatubateredapat disiapkanpadabis arus DCuntuk dipergunakan sebagai cadangan bila sumber tegangan AC yang diberikan terputus. Inverter 3-fasa paling sedikit mempunyai 6 buah thyristor yang ditata merupakan rangkaian jembatan seperti tampak pada skema gambar dibawah ini. 2222U/T1 V/T2 W/T3DCINTR1TR4TR3TR6TR5TR2vab vbca cvacGambar 2.9 Susunan Inverter 3 PhasaThyristor-thyristor tersebut dihubungkansecaraberurutanuntukmeniru suatuhimpunantegangan3-fasapadaterminal-terminalACjembataninverteryangselanjutnyadiberikanpadamotor. Rangkaianinverter praktismemerlukan adanya pertukaran arus dari satu thyristor ke thyristor yang lain pada saat thyristor-thyristor tersebut dihubungkan.Contohbentukgelombangtegangansalurankenetral va0danvb0dan tegangan saluran ke saluran vabyang diperlihatkan pada gambar, yang menggambarkan setiap thyristor menghantar arus tepat setengah gelombang (1800). 2323Tahap ITahap IITahap IIITahap IVTahap VTahap VITahap VIITahap VIII00600120018002400300036006001200+V0-V0+V0-V0+V0-V0Tegangan va0Tegangan v b0Tegangan vab(jala-jala ke jala -jala)tttGambar 2.10 Bentuk Gelombang Yang Dibangkitkan oleh Inverter 3 Phasa, Penghantaran 1800Tabelthyristor memperlihatkan setiap thyristor pada jembatan gambar 2.9 dibeberapa tahap bentuk gelombang gambar 2.10, setiap tahap sesuai dengan sudut 600 pada bentuk gelombang keluaran. Tegangan saluran ke saluran merupakan pulsa-pulsa positip dan negatip yang lebarnya 1200. Pada saat tegangan inverterdiberikan pada motor, motor akan menggapaifrekuensidasar 2424dan frekuensi harmonik dari bentuk gelombang tersebut untuk menghasilkan torsi positip dan pengereman serta rugi-ruginormaldan rugi-rugitambahan. Dengan beberapa teknik dapat dibuatinverteryang menghasilkan bentuk gelombang keluaranyangmengandungharmonikyanglebihkecil. Misalnya, keluarandari dua buah inverter yang bentuk gelombangnya berlainanfasa dapat dijumlahkan, sehinga beberapa harmonik akan saling meniadakan.Tabel 2.1 kerja thyristorTahap TR1 TR2 TR3 TR4 TR5 TR6I Hidup Mati Mati Mati Hidup HidupII Hidup Hidup Mati Mati Mati HidupII Hidup Hidup Hidup Mati Mati MatiIV Mati Hidup Hidup Hidup Mati MatiV Mati Mati Hidup Hidup Hidup MatiVI Mati Mati Mati Hidup Hidup Hidup2.4.1.4 Rangkaiandayasistempenggeraklistrik denganfrekuensi variabel RSTMOTORINDUKSI3FUSE/breakerPengatur frekuensi variabelinverter rectifierf=varGambar 2.11 rangkaian daya motor induksi dengan AC motor drive25252.8.2 Alternatif solusi lain yang ditawarkanDengan adanya permasalahan tersebut memang pengaturan kecepatan menggunakan sistem penggerak listrik dengan frekuensi variabel karakteristiknya halusdanbagus,akan tetapimembutuhkanbiaya yangtidak sedikit mengingat dalam mengatasi permasalahan tersebut dibutuhkan alatpengatur dengan frekuensi variabeldan motor yang baru yang dayanya jauh lebih besar. Padahal dilihat dari permasalahannyaBelt Conveyoryangmengalami gangguanakan teratasi apabila pasokan batubara dariBelt Feederdikurangi, itu artinya dibutuhkan kecepatan Belt Feeder yang lebih rendah dari kecepatan semula, dan kecepatan akan kembali kekecepatan semula apabila permasalahan sudah teratasi. ApabilaBelt Feederpada suatu kecepatan tertentu bisa mengatasi permasalahantersebut makabisadibuat suatukarakteristik kecepatanmotor induksi dengan beberapa kecepatan tanpa diperlukannya sistem penggerak listrik dengan frekuensi variabel.Pada permasalahan ini penulis menawarkan solusi alternatif untuk mangatasi permasalahan tersebut mengingat dengan solusi yang sudah dilakukan motor induksidan kontaktor yang lama tidak dipakai. Ada beberapa solusiyang sayatawarkanyangdiantaranyaadalahdenganmemanfaatkanmotor induksi yang lama, sehingga akan mengurangi biaya pemasangan.26262.4.3.1 Sistem penggerak listrik dengan frekuensi variabel dengan motor induksi 54 kWPadaprinsipnya sama dengan solusi yang sudah dilakukan tetapi motor induksi yang dipakai menggunakan motor induksi yang lama dengan daya 54 kW agar biaya investasi tidak terlalu besar.2.4.3.2 Sistem penggerak listrik dengan perubahan belitan Y-Padapengaturankecepatanmenggunakanprinsipbintangsegitigaini terbatas hanya ada dua tingkat kecepatan motor induksi. Karena pada sistem ini prinsip yang digunakan adalah dengan memberikan tegangan fasa yang berbeda padatiapkondisinya. Padasaat belitanstator motor induksi dihubungbintang akan memberikan tegangan fasa yang lebih kecil dibandingkan pada saat belitan stator dihubung segitiga, sehingga akan menghasilkan torsi maksimumyang berbeda. Dengan sistem ini juga bisa dimanfaatkan untuk starting sehingga akan mengurangi arus pada saat motor dihidupkan.Padapengaturankecepatanmenggunakanprinsipbintang-segitigaini peralatan yang dibutuhkan adalah sebuah saklar TPDT(Triple Pole Double Throw) atau dua buah kontaktor magnetik.RSTTPDTkontaktorbreakerBelitan statorGambar 2.12 rangkaian daya hubungan segitiga-bintang dengan menggunakan saklar TPDT2727R S TK1K3K2breakerBelitan statorGambar 2.13 rangkaian daya hubungan segitiga-bintang dengan menggunakan kontaktorKondisi segitiga kontaktor K1 dan K2 bekerja, kondisi bintang K1 dan K3 bekerja2.4.3.3 Sistem penggerak listrik dengan autotrasformatorPadaprinsipnya sama dengan sistemmenggunakan segitiga-bintang hanya saja pengaturan tegangan suplainya disuplai oleh transformator.R S TMotor Induksi31231 12 23Gambar 2.14 rangkaian daya dengan menggunakan autotransformatorUrutan awal kerja 1. tutup 1 dan 32. buka 1 dan 33. tutup 22828Pada pengaturan kecepatan menggunakanautotransformatorini alat yang dibutuhkan adalah autotransformator.2.4.3.4 Sistempenggeraklistrikdengantahananvariabel pada belitan statorPada sistemini juga pada prinsipnya sama dengan menggunakan transformator karena tahanan yang dipasang seri pada stator motor akan mengakibatkan suplai tegangan motor induksi berubah tergantung besarnya tahanan.RSTMOTORINDUKSI3R=varGambar 2.15 rangkaian daya dengan menggunakan tahanan pada belittan statorDengan menggunakan prinsip ini rugi-rugi berada pada tahanannya sehingga aman buat motor induksi. Dan peralatan yang dibutuhkan hanya tahanan variabel (rheostat)2.4.3.5 Sistempenggeraklistrikdengantahananvariabel pada rotorPengaturan kecepatan motor induksi dengan menambahkan tahanan yang diseri dengan tahanan rotornya memilik karakteristik pengaturan kecepatan yang lebihlebardibandingkandenganpengaturan yangmengunakan tegangan 2929variabel yang daerah kerjanya lebih sempit. Pada pengaturan kecepatan ini memiliki rugi-rugi yang besar pada tahanan tambahannya. RSTR=varRele termisFUSE/breakerkontaktorstatorrotorGambar 2.16 pengaturan kecepatan dengan menggunakan tahanan yang diseri dengan tahanan rotorPeralatan yang diperlukan adalah tahanan variabel (rheostat) dan motor induksi jenis rotor belitan.2.4.4 AnalisaDari uraian diatas maka dapat dibuat suatu tabel yang menyatakan perbandingan dari solusi sistem.Tabel 2.2 klasifikasi sistem penggerak listrikpengaturan Jenis motor Sarana diperlukan Keterangan Variabel frekuensi rotor sangkar Pengatur frekuensi variabelPengaturan kecepatan lebar dari 0-100%Perubahan Y Rotor sangkar - saklar TPDT- 2buah kontaktorPengaturan kecepatan sempit Tegangan suplai Rotor sangkar Auto transformatorPengaturan kecepatan sempit Tahanan stator Rotor sangkar rheostat Pengaturan 3030kecepatan sempit Tahanan rotor - rotor belitan - rheostat- motor induksiPengaturan kecepatan lebar dari 0-100%Dengan memperhatikan penjelasan diatas maka dapat disimpulkan bahwa solusi sistem penggerak listrik dengan frekuensi variabel memiliki pengaturan kecepatan yang baik yaitu pengaturan dapat dilakukan dari 0-100%. Sementara itu untuk solusi sistem penggerak listrik berdasarkan perubahan tegangan ada tiga cara yaitu denganautotransformator, segitiga bintang dan tahanan stator. Dari ketiga solusi tersebut menggunakan autotransformator lebih baik karena pengaturan kecepatan tergantung dari suplai teganganyangdiberikansehinggarugi-rugi yangterjadi sedikit dibandingkan dengan sistem penggerak listrik dengan tahanan di stator. Akan tetapi pengaturan kecepatan dengan autotransformator ini kemungkinan mahal dan daerah pengaturannya sempit.Solusi lainyaitusistempengeraklistrikmenggunakantahanandi rotor pada sistemini rugi-ruginya besar tetapi daerah pengaturannya lebar dan harganya lebih murah dari sistem penggerak listrik dengan frekuensi variabel.3131BAB IIIPERTIMBANGAN PENGGUNAAN MOTOR INDUKSI UNTUK BELT FEEDER3.2 Perbandingan motor DC dengan motor ACMotor listrik merupakan mesin yang berfungsi merubah energi listrik menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran pada poros rotornya. Selanjutnya energi mekanis ini dikirim langsung melalui gawai penyalur mekanis keperlengkapan mekanis mesin untuk mengoperasikan dan melaksanakan fungsi mesin yang sebenarnya.Ada dua jenis motor listrik yaitu motor arus searah (DC) dan motor arus bolak-balik (AC) yang masing-masing bekerja sesuai dengan karakteristiknya.3.1.3 Motor DCMotor dc selain harganya relatif lebih tinggi dari motor induksi, motor ini jugamemerlukansumber tegangan DC yangpengadaannyamemerlukan suatu alat yang disebutrectifier, mengingat pasokan listrik yang tersedia berupa teganganarusbolak-balik. Namunmotor arussearahjugabanyakdigunakan pada beberapa mesin produksi, mesin pengangkat ataupun alat transportasi tertentu yang memerlukan karakteristik dan pengaturan yang khusus.Adapun keuntungan dari motor arus searah ini adalah memiliki karakteristik mekanis dan pengaturan yang lebih baik mengingat karateristik pengaturankecepatannyamudahdiubah-ubahdenganmemberikancatudaya 3232atau pun resistan yang variabel hanya saja pada pengaturan menggunakan resistan memiliki rugi-rugi yang besar sesuai dengan tingkat pengaturan kecepatannya, karenasemakindiperlukanpengaturankecepatanyangrendah semakin besar nilai tahanan yang disisipkannya.Motor dc dapat dibedakan berdasarkan sistempenguatannya, motor tersebut adalah:1. Motor DC dengan penguatan terpisah2. Motor DC dengan penguatan paralel3. Motor DC dengan penguatan seri4. Motor DC dengan penguatan kompon panjang dan pendek3.1.3.1 Motorpenguatan terpisahMotor penguatan terpisah adalah salah satu jenis motor DC yang penguatannya terpisah, itu artinya pada motor ini memiliki suplai tegangan yang yang berbeda sehingga tegangan penguatannya bisa diubah-ubah tanpa mempengaruhi tegangan suplainya.V penguatan EILrheostatIp+-Ip = Arus PenguatanE = gglV = Tegangan IL = Arus lineGambar 3.1 Rangkaian motor penguatan terpisahKelebihannya adalah motor ini memiliki karakteristik kecepatan yang linear sesuai dengan perubahantegangan penguatannya. 33333.1.3.2 Motor paralelMotorparalel ataumotor shunt adalahjenismotor arussearahyang penguatannya diparalel dengan belitan jangkarnya. Sehingga motor dengan penguatanini suplai teganganyangmenujukebelitanjangkar samadengan tegangan suplai yang menuju ke belitan penguatannya. V penguatanEIaIp = Arus PenguatanE = gglV = Tegangan IL = Arus lineIpIa = Arus jangkarIL+-Gambar 3.2 Rangkaian motor penguatan paralelKelebihan :1. untukarusmasukyangsamatorsi mulamotortidaksetinggi torsi motor seri.2. kecepatan dapat diatur dengan perubahan tegangan dan dengan tahanan.3.1.3.3 Motor SeriMotorseriadalah motor arus searah yang penguatannya diseridengan belitan jangkarnya. Sehinggapadamotor ini tegangansuplai yang diberikan antarabelitanpenguatandenganbelitanjangkarnyaberbeda, semakinbesar tahanan penguatannya semakin jauh perbedaan suplai tegangannya. Pada motor ini tegangan di belitan penguatannya lebih besar dari tegangan di belitan jangkarnya.3434VpenguatanEIp = Arus PenguatanE = gglV = Tegangan IL = Arus lineIa = Arus jangkarIL = Ip =Ia+-Gambar 3.3 Rangkaian motor penguatan seriKelebihan :1. Kecepatannya variabel2. Memiliki torsi mula yang tinggi3. Kecepatnnya dapat diatur bervariasi3.1.3.4 Motor komponLain halnya pada motor kompon panjang, pada motor tersebut disisipkan tahanan yang diseri dengan belitan jangkarnya dan penguatannya diparalel antara ujung-ujung belitan jangkar dan tahanan sisipan, sedangkan pada motor kompon pendek belitan penguatannya diparalel dengan belitan jangkarnya dan kaki salah satuujungtahanandiletakanantarabelitanjangkar danbelitanpenguatannya. Dengan demikian dapat dibedakan tegangan pada belitan jangkar di motor kompon panjang lebih besar dengan tegangan jangkarnya, sedangkan pada motor komponpendektegangandi belitanjangkar samadengantegangandi belitan penguatannya.3535V penguatanRsIp = Arus PenguatanE = gglV = Tegangan IL = Arus lineIa = Arus jangkar+-Ia IpILERs = Tahanan sisipanGambar 3.4 Rangkaian motor kompon panjangVpenguatanRsIp = Arus PenguatanE = gglV = Tegangan IL = Arus lineIa = Arus jangkar+-Ia IpERs = Tahanan sisipanILGambar 3.5 Rangkaian motor kompon pendekKelebihan :s1. Memiliki kecepatan yang variabel2. Memiliki torsi mula yang tinggi3. Kecepatannya dapat diatur bervariasi3.1.4 Motor ACMotor AC atau motor arus bolak-balik banyak sekali digunakan selain catu dayanyayangmudahdidapatkanmengingat pasokanlistrik dari PLNberupa tegangan arus bolak-balik motor iniharganya relatif lebih murah darimotor DC. Dankarakteristikpengaturankecepatannyapuntidakkalahdenganmotor DC. Misalnya pada motor induksi rotor sangkar pengaturannya bisa lebih halus dengan pengaturan frekuensi walaupun dengan biaya yang mahal, dan pada motor induksi rotor belitan pengaturan kecepatannya bisa dilakukan dengan menyisipkan 3636tahanan yang diseri dengan tahanan rotornya melalui cincin geser dan biayanya relatif lebih murah.Kriteria yang diperlukan dalam merancang suatu alat produksitentunya hal pertama yang dilakukan adalah tingkat ekonomis dari peralatan tersebut untuk menghindaripengeluaran yang besar. Berdasarkan kriteria tersebut maka motor listrik yang cocok digunakan sebagaipenggerak listrik adalah motor arus bolak-balik, karenadenganmemilihmotor tersebut catudayayangdiperlukansudah tersedia tanpa alat tambahan. Lain halnya dengan motor arus searah yang memerlukan rectifier untuk mengubah arus AC menjadi arus DC sebagai sumber tegangannya sehingga akan menambah biaya.3.5.1.1 Motor InduksiMotor induksi merupakanmotor arus bolak-balik (AlternatingCurrent) yangpalingbanyakdigunakandiduniaindustri. Pemberiannamamotorinduksi berasal dari prinsif kerjanyayaituarusyangterinduksi sebagai akibat adanya perbedaanrelatif antaraputaranrotor denganmedanputar (rotatingmagnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator.3.5.1.2 Motor sinkronMotor sinkron adalah jenis motor arus bolak-balik yang memiliki karakteristikkecepatanyangkonstandanbiasanyamemiliki faktor dayayang besar mendekati 1. Biasanya motor jenis ini digunakan untuk peralatan yang tidak sering distart dan stop dan motor ini digunakan khusus untuk suatu sistem yang memerlukan kecepatan konstan.3737Makadari segi ekonomisdankebutuhanakanpengaturankecepatan dipilihlah motor induksi.3.6 Pemilihan sistem yang tepat untuk belt feederAgar sistem beroperasi secara optimal maka diperlukan suatu sistem BeltFeederyang tepat, agar proses pembangkitan energi listrik tidak terganggu. Dalam memilih suatu sistem Belt Feeder faktor ekonomis juga harus diperhatikan untuk mengurangi biaya produksinya.3.6.1 Sistem pengaturan kecepatan dengan merubah frekuensi jala-jalaKecepatan serempak suatu motor induksi dapat diatur dengan merubah frekuensi jala-jala. Agar dapat dijaga kerapatan fluks yang kira-kira tetap, tegangan jala-jala juga perlu diubah secara langsung sebanding dengan frekuensi. Caraini banyakdigunakanselainkemajuanteknologi karenaharganyamurah cara ini juga lebih efektif karena bisa diatur secara variable.Kecepatann1n2Torsibebann3n4f1 f2 f3f40TmGambar 3.6 Karakteristik pengaturan kecepatan dengan merubah frekuensi dan tegangan jala-jala.38383.6.2 Sistem dengan pengaturan kecepatan berdasarkan perubahan tegangan jala-jalaTorsi dalamyangdihasilkansuatumotor induksi besarnyasebanding dengan pangkat dua tegangan yang diberikan pada terminal-terminal primernya, seperti terlihat pada kedua karakeristik kecepatan torsi pada gambar dibawah ini. Bila beban memiliki karakteristk kecepatan-torsi yang nampak dengan garis putus-putus, kecepatannyaakanberkurangdari n1menjadi n2. metodepengaturan kecepatanini umumnyadipergunakandenganmotor-motor sangkar tupai kecil yang menggerakan kipas angin.V10.5V1Kecepatann1 n2Torsibeban0TmGambar 3.7 Karakteristik pengaturan kecepatan dengan tegangan jala-jala.3.6.3 Sistemdengan pengaturan kecepatan menggunakan tahanan rotorPengaturan kecepatan dengan menggunakan tahanan rotor yaitu dengan caramenyisipkantahanansecaraseri dengantahananrotornya. Dengancara tersebut kecepatan akan berubah tergantung besarnya tahanan yang disisipkan. Dapatdilihatdari gambartigakarakteristikmotordengantahanansisipanyang berbeda-bedadibawahini. Dari gambar tersebut terlihat bahwasemakinbesar tahanan yang disisipkan maka putaran dari motor induksi akan semakin rendah.3939Kecepatann1 n2Torsibebann30TmGambar 3.8 Karakteristik pengaturan kecepatan dengan tahanan rotor3.7 Motor Induksi3.7.1 Rotor sangkarMotor induksi jenisini mempunyai rotor dengankumparanyangterdiri atas beberapa batang konduktor yang disusun sedemikian rupa sehingga menyerupai sangkar tupai (lihat gmbar3.9). Kontruksi rotor seperti ini sangat sederhana bila dibandingkan dengan rotor mesin listrik lainya. Dengan demikian harganyapunmurah. Karenakontruksinyayangdemikian, makatidakmungkin diberikan pengaturan tahanan luar seperti pada motor induksi dengan rotor belitan. Untuk membatasi arus mula yang besar, tegangan sumber harus dikurangi danbiasanyadigunakanautotransformatoratausaklar Y(lihat gambar 3.10) tetapiberkurangnya arus akan berakibat berkurangnya torsiawal. Rotor jenis sangkar ganda dapat digunakan untuk mengatasi berkurangnya torsi awal tersebut. Keuntungan penggunaan motor ini adalah kontruksinya yang sederhana, harganya murah dan andal, serta karakteristik pengaturan kecepatan yang halus bisa dilakukan dengan menggunakan jenis pengaturan frekuensi variabel.4040Gambar 3.9 Rotor sangkarRSTCBBelitan statorGambar 3.10 Rangkaian daya start motor induksi rotor sangkar dengan prinsip segitiga-bintang3.7.2 Rotor belitanMotor jenis ini mempunyai rotor dengan belitan kumparan tiga fasa sama seperti kumparan stator. Kumparan stator dan rotor juga mempunyai jumlah kutub yang sama. Seperti terlihat pada gambar penambahan tahanan luar sampai harga tertentu, dapat membuat torsi mulamencapai hargatorsi maksimumnya. Torsi mula yang besar memang diperlukan pada waktu start. Motor induksi dengan rotor belitanmemungkinkanpenambahan(pengaturan) tahananluar. Tahananluar yangdapat diatur ini dihubungkankerotor melalui cincingeser. Selainuntuk 4141menghasilkan torsi mulayang besar, tahanan luar tersebut diperlukan untuk membatasi arus mula yang besar pada saat start. Disamping itu dengan mengubah-ubah tahanan luar, kecepatan motor dapat diatur. Keuntungan motorjenisinimemilikikerakteristikpengaturan yangbaik, torsimula yang dapatdiaturdandalampenggunaannya bisa sering distartdan distop.Gambar 3.11 Rotor belitanRSTstator rotorTahanan luarSlip ringCBGambar 3.12 Rangkaian daya start motor induksi rotor belitan dengan prinsip tahanan rotor3.7.3 Konstruksi Motor InduksiMotor induksi memiliki duakomponenpentingyaitustator danrotor. Stator adalah bagian dari motor induksi yang diam dan rotor adalah bagian yang berputar. Motor induksijuga memilikidua tipe ditinjau dari rotor yang digunakan yaitu motor induksi dengan rotor belitan dan motor induksi dengan rotor sangkar.4242Gambar 3.13 Kontruksi motor induksi3.7.4 Cara Kerja Motor InduksiSaat stator dihubungkan dengan sumber listrik, arus listrik akan mengalir kebelitan stator. Tegangan tiga fasa yang dipasok pada stator akan menghasilkan arus3fasayangberbedasudut 120odankemudianakanmenimbulkanflux medan magnet putar pada belitan stator. Flux medan magnet putar, disebut juga dengan medan putar (rotating field), yang dihasilkan oleh arus 3 fasa pada belitan stator dapat disamakandenganmedanmagnet yangdihasilkanolehsebuah magnet permanendanberputar padaarahtertentumengelilingi rotor. Medan magnet yangberputarakanmemotongkonduktor-konduktorpadarotordengan sebuahkecepatantertentuyangdisebut sebagai kecepatansinkron. Sehingga pada rotor akan timbul tegangan induksi, dan karena rotor merupakan rangkaian tertutup maka pada belitan rotor akan timbul arus listrik. Arus ini kemudian akan menimbulkanfluxpadabelitanrotor. Interaksi antarafluxmedanmagnet putar denganfluxmedanmagnet rotor akanmenghasilkantorsi yangmemutar rotor searah dengan medan putarnya. 43433.7.5 Kecepatan sinkronKecepatan medan putar, yang disebut sebagai kecepatan sinkron, sebanding dengan frekuensi dari tegangan sumber yang berbanding terbalik dengan jumlah pasangan kutub.Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :min r120s r2211 1P fnPfPfnss (3.1)3.7.6 Slipdan pengaruhnya pada frekuensi dan tegangan rotorPerbedaan antara kecepatan flux putar dan kecepatan rotor disebut sebagai slip kecepatan. Dan perbandingan antara slip kecepatan terhadap kecepatan sinkron disebut sebagai slip. Dalam bentuk persamaan dapat ditulis:n = ns - nr(3.2)rr sn n ns(3.3)Dimana :n = slip kecepatan (rpm)ns= kecepatan sinkron (rpm)nr= kecepatan rotor (rpm)s = slip (pu)4444Besarnyaslipbergantungpadabesarnyabebanmekanispadabatang rotor (dengan asumsi tegangan sumber dan frekuensi tetap konstan). Menaikkan beban mekanis akan menurunkan kecepatan rotor, sehingga menaikkan slip.3.7.6.1 Pengaruh slip terhadap frekuensi rotorFrekuensidaritegangan induksipada rotor akibat medan magnet putar dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut :1202n Pf(3.4)Dimana :f2= frekuensi rotor (Hz)P = jumlah kutub statorn = slip kecepatan (r/min)Dengan mensubstitusikan persamaan (2.2) ke persamaan (2.4), maka :120) (2r sn n Pf (3.5)Dari persamaan (2.3)ns nr = s.nsDengan mensubstitusikannya ke persamaan (2.5)1202ssPnf (3.6)4545Padakeadaanrotor diamatauseringdisebut keadaanrotor terkunci (locked rotor), yaitu pada saat s=1, persamaan (2.6) akan menjadi :120sBRPnf (3.7)Dimana fBR= frekuensi dari tegangan pada saat rotor terkunci. Substitusi persamaan (2.7) ke persamaan (2.6) akan menghasilkan persamaan umum untuk frekuensi rotor dalam bentuk slip dan frekuensi rotor terkunci, yaitu :f2 = s.fBR(3.8)Pada saat rotor terkunci, tidak ada gaya relatif antara rotor dan stator, slip = 1, dan frekuensi dari tegangan yang dihasilkan di rotor akan sama dengan frekuensi yang diterapkan pada tegangan stator. Atau :f2BR = f13.7.6.2 Pengaruh slip terhadap tegangan rotorKetikastator diberi teganganmakatimbul medanmagnet putar pada belitan stator yang akan memotong konduktor2 pada rotor sehingga timbul tegangan induksi pada rotor. Besarnya tegangan induksi yang dibangkitkan pada rotor sebanding dengan : E2 = 4,43 Nf2max(3.9)Dengan mensubstitusikan persamaan (2.8) ke persamaan (2.9) E2 = 4,43 NsfBRmax(3.10)Pada saat rotor terkunci, s=1 persamaan (2.10) akan menjadi:4646E2BR = 4,43 NfBRmax(3.11)Substitusi persamaan (2.11) ke persamaan (2.10)E2 = s.EBR(3.12)Persamaan(2.12)adalahbentukumumuntukteganganinduksi di belitanrotor pada setiap kecepatan dalam bentuk tegangan gglpada saat rotor terkuncidan slip.3.7.7 Rangkaian Ekivalen Motor InduksiRangkaianekivalenmotor induksi dapat diturunkandengancarayang sama seperti pada transformator.Rangkaian ekivalen motor induksi dapat digambarkan seperti pada gambar 2.3Medan magnet berputarX2R2RotorE2Nr NsI2I1R1 jX1IoXmRmStatorV1E1Gambar 3.14 Rangkaian ekivalen motor induksiKeterangan :I1= arus statorR1= tahanan statorX1= reaktansi induktif stator4747E1= tegangan induksi pada statorI0= arus magnetisasiRm= tahanan magnetisasiXm= reaktansi flux utamaNs= jumlah konduktor pada statorNr= jumlah konduktor pada rotorI2= arus rotorR2= tahanan rotorX2= reaktansi induktif rotorE2= tegangan induksi rotorSeperti telah dijelaskan bahwa besarnya tegangan induksi pada beragam slip yang berbeda akan memenuhi persamaan (2.12) yaitu :E2 = s.EBRDanfrekuensi dari teganganinduksi padakondisi slipyangberagam diberikan oleh persamaan (2.8), yaitu:f2 = s.fBRReaktansi induktifrotorbergantungpadainduktansi rotordanfrekuensi daritegangan pada tegagan induksirotor. Jika induktansirotor adalah Lr, maka besarnya reaktansi rotor diberikan dengan persamaan :X2 = r.Lr = 2. .fr.Lr(3.13)4848Jika peramaan(2.8) dimasukkan kedalam persamaan (2.13) maka :X2= 2. .s.fBR.Lr= s(2. .fBR.Lr)X2= s.XBR(3.14)Dimana XBR adalah reaktansi induktif pada saat rotor terkunci.Sehingga rangkaian ekivalen untuk rotor dapat digambarkan sebagai berikut:I2E2f2jX2 R2 jX2BR R2/s I2E2BRfBRGambar 3.15 Rangkaian ekivalen rotorDengan :BRBRBRjXsREIjsX REIjX REI+++222222 222(3.15)Dan BRjXsRZ + 22(3.16)Untuk menyederhanakan rangkaian ekivalen lebih lanjut, rangkaian rotor perlu diacu terhadap stator. Seperti pada trafo, besaran-besaran tegangan, arus, danimpedansi rotordiacuterhadapstator denganmenggunakanperbandingan jumlah konduktor pada stator (Ns) dan jumlah konduktor pada rotor (Nr). 4949Karena aNNrs(3.17)Maka :2 2' aE E (3.18)aII22' (3.19)

,`

.|+ BRjXsRa Z2 22'(3.20)Sehingga :BRX a XR a R22222''(3.21)Dengandemikianrangkaianekivalenyangtelahdiacuterhadapstator dapat digambarkan sebagai berikut:I1V1R1jX1Io jX2jXm RmI2R2/sGambar 3.16 Rangkaian ekivalen motor induksi5050KomponenR2/sdapat diubahmenjadi komponenR2dankomponentahanan mekanis 2'1Rs s , seperti pada persamaan dibawah ini:2 22'1''Rs sRsR + (3.22)Sehinggarangkaianekivalenpadagambar 2dapat dirubahkembali menjadi seperti digambarkan dibawah ini;I1V1R1jX1Io jX2jXm RmI2R2/ss sR 12Gambar3.17 Modifikasi rangkaian ekivalen motor induksiPada umumnya rangkaian ekivalen yang digunakan dalam analisa adalah rangkaian ekivalen dengan cabang rangkaian magnetisasi digeser keposisi dekat terminal tegangan. Pendekatan seperti ini diperlihatkan dalam gambar 3.18jXmI1V1R1jXT=j(X1+X2)IoRmR2s s 1R'2I2Gambar 3.18 Pendekatan rangkaian ekivalen motor induksi5151Dalambanyak kasus cabangrangkaianmagnetisasi dapat diabaikan. Sedangkanreaktansi bocorpadastatordanrotordapat dijumlahkandandiberi nama sebagai reaktansi total XT.Rangkaian ekivalen pada gambar 3.17 secara vektoris dapat digambarkan sebagai berikut :E1=E221I 1IoTI1R1-E1I1Z1V1-I2sR'I' -22I2Gambar 3.19 Diagram vektor dari rangkaian ekivalen motor induksiDari diagram vektor diatas hubungan arus antara I1, I2 dan I0 dapat diturunkan dengan menjadi I1 = Io + (-I2) (2.23)Dimana: Io = Ife + IM(2.24)Dan mfeRVI1;mmjXVI1Jikamengacupadarangkaianekivalengambar 2.7makakomponen-I2dapat dinyatakan dengan persamaan:TjX s R RVI+ + / ''2 112 (2.25)Dengan V1 dijadikan referensi, maka persamaan diatas menjadi:52522 22 112) / ' ('TX s R RVI+ +(2.25a)Dengan sudut

,`

.|+s R RXT/ 'tan2 112(2.25b)3.7.8 Neraca daya, effisiensi dan faktor daya3.7.8.1 Neraca dayaDayaaktif input padamotor induksi yangdipasokmelalui stator dapat dinyatakan sebagai : cos 31 1I V Pin (3.26)Sebelum daya ini disalurkan ke bagian rotor, pada stator terdapat rugi-rugi yang harus diperhitungkan. Setelah dikurangi dengan rugi-rugi pada bagian stator dayayangdisalurkankebagianrotor disebut sebagai dayamasukrotor atau dapat disebut juga sebagai daya gap (Pgap) 1212 22. . 3'' . 3 R I PsRI Pin gap (3.27)DimanasRI2 22'' dapat ditulis sebagai ,`

.| +s sR R I) 1 (' ' . '2 222, sehingga daya masuk poros atau dapat juga disebut sebagaidaya mekanis (Pmech) dapat ditulis sebagaigap gap outP s R I P P ). 1 ( ' ' . 3222 (3.28)5353Dan daya keluar poros (Pshaft) adalahPout = Pmech rugi-rugi gesekan dan angin (3.29)Daya keluar poros adalah daya yang tercantum pada name plate.3.7.8.2 EffisiensiEfisiensi dari motor adalah perbandingan antara daya output dengan daya input. Dalam bentuk persamaan dituliskan sebagai berikut:inoutPP (3.30)3.7.8.3 Faktor dayaFaktor dayaadalahperbandinganantaradayaaktif dengandayasemu. Jadi, untuk motor induksi, faktor daya adalah:ininSPPf (3.31)Dimana: line ll inI V S . 3 (3.32)Keterangan:Pf : power factor (pu)Pin: daya aktif input (W)Sin: daya semu input (VA)3.7.9 Torsi motor5454Persamaan torsi yang dihasilkan oleh motor induksi dapat dituliskan sebagai:routPT(3.33)) 1 ( ss r (3.34)Denganradalah kecepatansudutpadarotordansadalah kecepatansudut sinkron.Sementara kecepatan sudut sinkron s, adalah:60. 2ssn (3.35)Sehingga, sRI Ts222'' . 3 .1(3.36)Dengan T dalam Newton-meter (Nm). Torsi merupakan fungsi dari sllip. Dari persamaan (3.33) dapat disimpulkan bahwa perkalian antara torsi dengan slip akan berbanding lurus dengan total rugi-rugi tembaga pada rotor. Ini berarti, pada kondisi rotor terkunci (s=1), torsi akan berbanding lurus dengan tahanan rotor, dan mengindikasikan perlunya torsi start yang sangat besar sesuai dengan tahanan rotor yang sangat besar.Jikapersamaan(3.25) disubstitusikankedalampersamaan(3.33) maka persamaan torsi akan menjadi:5555222 12212222 121) / ' () / ' ( 3') / ' (. 3 .1TsTsX s R Rs R VTsRX s R RVT+ ++ +(3.37)3.7.10 Torsi maksimum dan daya mekanis maksimum3.7.10.1 Torsi maksimumSeperti telah dijelaskan diatas (pada persamaan (3.38)), torsi yang dihasilkan oleh motor induksi adalah : 222 1221) / ' () / ' ( 3TsX s R Rs R VT+ +Torsi maksimum terjadi pada saat 0) (2s RTHasilnya adalah :222 21'

,`

.| +sRX RTDari persamaan diatas didapat slip pada saat torsi maksimum2 212'TmX R Rs+(3.39)Dengan demikian 56562 212'TmX RsR+ (3.40)Dengan mensubstitusikan persamaan (2.40) kedalam persamaan (2.38), maka:) ( . 232 21 12maxT sX R RVT+ +(3.41)Jika resistansi dari stator diabaikan maka,TmXRs2'(3.42)Dan T s XVT. . 2 32max(3.43)Dari penurunan rumus diatas didapati bahwa torsi maksimum tidak tergantung pada tahanan rotor (R2). 3.7.10.2 Daya mekanis maksimumDaya mekanis yang dihasilkan oleh motor induksi dapat dianalisa dengan carayangsamaseperti dalamanalisatorsi. Persamaandayamekanisdapat dituliskan sebagai:s sR I Pout1' ' 3222(3.44)Dengan mensubstitusikan arus pada rotor, maka akan didapat:222 121) / ' (/ ) 1 ( '3ToutX s R Rs s RV P+ +(3.45)5757JikaasR2' Maka:221221) ('3ToutX a RR aV P+ +(3.46)Daya mekanis maksimum dihasilkan pada saat 0 / a Pmech , sehingga:0 ) ' )( ( 2 ) (2 1221 + + + + a R a R X a RTPersamaan diatas dapat disederhanakan menjadi:0 )] ' 2 ( [ ' 222 1 1222 + + R R R X aR aTJika: ) ' 2 (~22 1 122R R R X XT T+ + Dan jika tahanan stator diabaikan, maka T TX X ~. Sehingga kondisi daya maksimumterjadi padasaat 0~' 2222 TX aR a , dan2 22 2~' 'TX R R a + + . Sebagai hasilnya slip pada saat daya mekanis maksimum terjadi pada saat:BZ R Rs+22''(3.47)Dimana ZB adalah impedansi rotor terkunci yang adalah: 2 22~'T BX R Z + Sehingga daya mekanis maksimum dapat didefinisikan sebagai :) ( 23121maxa RVPm+atau ) ' ( 232 121maxBmZ R RVP+ + (3.48)5858Slip pada saat daya mekanis mencapai nilai maksimum akan lebih kecil dari slip pada saat torsi maksimum. Hal ini dibuktikan dengan :2212'TmX R Rs+Sehingga jika dilakukan perbandingan :2 212'TBmmX RZ Rss++(3.49)Jadi persamaan (3.49) membuktikan bahwa slip saat daya mekanis maksimum akan lebih kecil dari pada slip pada saat torsi maksimum, karena nilai perbadingan persamaan (3.49) akan lebih dari 1 karena ZB lebih dari 2 21 TX R +3.7.11 Karakteristik Mekanis Motor induksiKarakteristik mekanismotor induksi hubungan arus dengan slip terdapat pada persamaan (3.25a) dibawah ini :2 22 112) / ' ('TX s R RVI+ +Karena pada permasalahan ini parameter-parameter dari motor induksi tidak diketahui maka akan dilakukan hubungan karakteristik mekanis torsi terhadap slip dengan menggunakan rumus pendekatan.Dayaelektromagnetikyangdipindahkanolehmedanmagnet putardari stator ke rotor adalah berbanding lurus dengan torsi elektromagnetik dan kecepatansudut medanputar rotornyasendiri, hal tersebut dapat dilihat dari persamaan:5959Pem = Tem 0(3.50)dimana : Tem= Torsi Elektromagnetik 0= Kecepatan sudut medan putarDalamprosespemakaiandaya, sebagiankecil dayatersebut hilangdi belitan rotor dalam bentuk panas, yang biasa disebut dengan rugi tembaga dan di intibesiyang biasa disebut rugibesi. Rugibesiyang terdiridarirugiarus putar danrugi hysterisis, padakondisi kerjanormal frekuensinyarendahsehingga biasanya nilai tersebut diabaikan karena besarnya yang sangat kecil. Oleh karena adanyarugi-rugi tersebut rotortersebut menjadipanasapabilasedangbekerja, sehinggasebagianbesar energi tersebut berubahmenjadi dayamekanispada poros motor yang besarnya :P = Pem- 3I22.R2Apabila dinyatakan dalam Torsi dan kecepatan sudut :Tem. = Tem. 0- 3I22.R2Tem= ) (. 3I0222 RDari sini dapat diperolehpersamaanuntuktorsi motor induksi sebagai berikut :Tem= sR0222. 3I(3.51)dimana: s = 00

s = slip motor= kecepatan putar rotor (detik-1)6060I2= 203R s Tem(3.52)Persamaan arus rotor, jika dikaitkan dengan tegangan suplai, harus harus dinilai keprimersebagaimanaterlihat padarangkaianpengganti motorinduksi. Nilai arus I2 ini bisa diperoleh dari rangkaian pengganti sesuai dengan persamaan (3.25a)Karenanilai resistanR1biasanyajauhlebihkecil dari (X1+X2) dan biasanyadiabaikan. Olehkarenanyadenganmemasukannilai arusrotor yang dinilai ke stator, persamaan tersebut menjadi :203R s Tem=22 12 2) ( ) ( X XsRV+ +23R .V = s T0* ( ) 22 122X XsR+ + ,`

.|* 123.R2.V2= T.0.s.( )''+ + ,`

.| 22 122X XsRT = ( )''+ + ,`

.| 22 122022.. 3X XsRsR V(3.53)Momenberubah tergantung dari slip (s) dan mempunyai nilai maksimum yang disebut dengan torsi kritis (Tmak) yang besarnya :Tmak= kxV02230 = 60. 20n 6161= kxnV.60. 22302= kx nV0221 , 03= kx n V023 , 14U2= 3. 2 .0 k mx T Nilai torsi tersebut dicapai pada saat slip mencapai harga maksimum yaitu :sm = 2 12X X R+dimana xk = (X1+X2)Persamaantorsi terebut diatasmudahdigunakanuntukanalisamotor induksi ataumotor takserempak, tetapi penggunaanyauntukmaksud-maksud perhitungan dan pembuatan karakteristik mekanis menjadi sukar karena data-data X1danX2biasanyatidakdiberikandalamcatalog-katalogmesintakserempak. Dalam praktek hanya dengan memanfaatkan data-data dikatalog yang ada, dibuat karakteristik mekanis secara pendekatan (sederhana) tetapi cukup baik hasilnya. Dari persamaantorsi T, slipmaksimumsmdanTmbisadidapatkanpersamaan karakteristik motor yang lebih sederhana yaitu dengan memasukan harga-harga diatas maka akan didapatkan persamaan torsi sebagai berikut :T = ( )''+ + ,`

.|

,`

.|22 122020..323X XsRsRx Tk m= ( ) 22 12222X X ssRsR x Tk m+ + ,`

.|6262= ( ) ( )( )( ) 22 122 122 1 2 12X X ssX X sX X s X X Tmk m+ +++ += ssss Tmm m+22 * ms1= ssss Tmmm+2Dengan persamaan torsi tersebut maka dapat dibuat suatu grafik persamaan motor induksihubungan antara Torsidengan slip yang digambarkan sebagai berikut :Torque (Nm)% slipTm0 smGambar 3.20Karakteristik motor induksi hubungan Torsi dengan Slip3.8 Unjuk kerja motor induksiUnjuk kerja motor induksi dapat dilihat pada kurva berikut ini. 6363Gambar 3.21 Unjuk kerja motor induksiDari kurva tersebut dapat dilihat bahwamotor induksi pada setiap pembebanan yang berbeda-beda akan merubah setiap besaran yang dimilikinya.3.9 Pertimbangan penggunaan motor induksi untuk belt feederDari uraiandiatasmakadapat disimpulkanbahwapenggunaanmotor induksi dari segi teknis mempunyai keunggulan yaitu 1. Kontruksinya sederhana 2. Harganya murah dibandingkan dengan motor DC3. Pemeliharaannya mudah4. Dari segi pengaturan kecepatan motor induksi memiliki pengaturan kecepatanyangsamadenganmotor DCbahkanbisalebihbaik dengan pengaturan frekuensi.6464BAB IVSOLUSI SISTEM PENGGERAK LISTRIK BELT FEEDER DAN INSTALASINYA4.3 Studi pemilihan daya dan tipe motor induksi untuk belt feederUntuk memilihMotor Induksi yangtepat, kitaharus tahumekanisme sistemkerja yang digerakan oleh motor penggerak. Ada baiknya sebelum menentukan daya motor mengikuti uraian tentang kondisi kerja motor yaitu kondisi kerja kontinu, kondisi kerja singkat dan kondisi kerja intermiten, karena dari kondisi kerja tersebut akan menentukan berapa daya motor yang diperlukan untuk menggerakan sistem tersebut.65654.3.1 Kondisi kerja belt feeder4.3.1.1 Kondisi kerja kontinuYangdimaksuddengankondisi kerjakontinuadalahsuatumotorlistrik yang bekerja hingga pada akhir periode kerjanya, suhu dari motor tersebut mencapaisuhu maksimum yang diijinkan oleh pabrik pembuatnya.Pada kondisi ini motor bekerja pada tingkat maksimum karenaproses kerja dari motor tersebut mengakibatkan proses pemanasan secara maksimum pada kawat penghantarnya. Adapungambarandari permasalahantersebutdapat dituangkan dalamsebuah gambar, kurva hubungan antara Torsi (T), Waktu (t) dan Suhu ().maxNm Ttkerja0CGambar 4.1 Kondisi kerja kontinu 4.3.1.2 Kondisi kerja singkatYangdimaksuddengankondisi kerjasingkat adalahsuatumotorlistrik yang bekerja hingga pada akhir periode kerjanya, suhu dari motor tersebut belum mencapai suhumaksimumyangdiijinkan, danmotor tersebut akandigunakan kembali apabila suhu dari motor tersebut telah mencapai suhu ruang di lingkungan 6666motor tersebut berada.Gambar kurva hubungan antara Daya (P), Waktu (t) dan Suhu () nya adalah sebagai berikut :0CmaxNm TtkerjattTperiodeGambar 4.2 Kondisi kerja singkat 4.3.1.3 Kondisi kerja intermitenSuatu motor induksi dikatakan mengalami kondisi kerja intermiten apabila motor tersebut bekerja hingga pada akhir periode kerjanya suhu motor tersebut tidakmencapai suhumaksimumyangdiijinkan, dansebelumsuhudari motor tersebut mencapai suhu ruang, motor tersebut dijalankan kembali. Begitu seterusnyahinggasuhudari motor tersebut mencapai suhumaksimumyang diijinkan.67670CtNm tkerjaTperiodetGambar 4.3 Kondisi kerja intermiten4.3.1.4 Metode perhitungan daya motor 1. Metode Rugi Rata-rataUntuk beban motor yang berubah-ubah daya motor dipilih berdasarkan daya beban atau torsi beban rata-rata dengan diberi cadangan sedikit lebih. Kemudiansetelahdiagrambebandibuat, dibuat perhitungan untuk mengecek apakah pemilihan daya benar.Dasar metode ini, jika dalam suatu siklus kerja rugi-rugi motor tidakmelampaui rugi nominal motor tersebut, makasuatukerjayang dicapai tidakakanmelampaui batas.Rugi rata-ratahasil perhitungan dibandingkandenganrugi-rugi motor padabebannominal saat kerja kontinu.6868P1P2P3P4PnP1t1t2t3t4tnt1tperiodaP0Gambar 4.4 Kondisi kerja motor induksi pada beban yang berubah-ubah secara periodikPrata-rata= nn nt t tt P t P t P+ + + + + + .............2 12 2 1 1Prata-rata= niinii itt P11Pnom Prata-rataBilatidakdemikianmakadisarankanuntukmemilihdayamotoryang lebihbesar. Caraini memerlukanperhitunganyangbaiktetapi cukup akurat. Diperlukan bila memerlukan perhitungan pemilihan motor dengan presisi tinggi.2. Metode Arus Ekivalen6969ArusekivalenIekarustetapkontinulewat motor selamaperiode kerja, yang memberikan rugi daya sama dengan rugi daya yang timbul pada motor pada kerja sesungguhnya pada berbagai macam beban.Rugi daya motor terdirio P1= Rugi tetap yang terjadi dalam motor. Terdiri dari rugi besi, rugi mekanis dan rugi gesekan.o P1= Rugi tidak tetap adalah rugi-rugi tembaga (I2R)Rugi dalam motor selama satu periode :P = P1 + Iek2R = + niinii itt R I P1121) (= + niininii i itt I R t P11 121Iek= niinii itt I112atauIek= pttdt ip02Dimana tp= waktu periode kerjaApabilamotormengalami istirahat sebentarselamasikluskerjamakarugi tetapselamamasaistirahat tidak dihitung, karenacukupkecil sehingga diabaikan. Dan persamaannya adalah sebagai berikut :Iek= niinii itt I0123. Metode Torsi Ekivalen7070Bila selama periode kerja fluksi motor tetap, ini untuk motor paralel maka dapat digunakan metode ini.Tek= niinii itt T112KarenaT = k..I = C.I dimana C = k.Untuk motor induksi metode torsi ekivalen kurang tepat karena ada kesalahanmengingat torsi motor induksi tidakhanyatergantungdari arus danfluksi sajamelainkanfaktor dayacos. Metodeini cukupteliti bila digunakan untuk motor induksi yang bekerja pada slip rendah.Untuk penggerak listrik dengan kecepatan tetap P = .T = C.TDiperoleh metode daya ekivalen.4. Metode Daya EkivalenPek = Iek= niinii itt P112Penggunaan metode ini terbatas,o Grafik beban tidak ada periode start dan pengereman.o Perubahan torsi beban tidak menyebabkan perubahan kecepatan.4.3.1.5 Kondisi kerja motor induksi belt feeder 7171Dari datapadatanggal10-11Maret2006pada saatkapal pengangkut batubara saraswati bongkar muatan didapatkan grafik kondisi kerja motor induksi sebagai berikut :Tabel 4.1 Waktu kondisi kerja motor induksiKondisi ON pada jam Kondisi OFF pada jam4.15 5.305.40 12.2512.30 14.0014.20 16.1516.20 18.1018.15 20.404.155.305.4012.2512.3014.0014.2016.1518.1016.2018.1520.404 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21P (watt)t (waktu)Gambar4.5 Grafik kondisi kerja motor induksiDari datadiataskerjamotor yangterberat ditunjukan padasaat antara jam 5.40 sampai dengan jam 12.25. Motor secara terus menerus bekerja selama 6 jam 45 menit. Maka kondisi kerja tersebut dapat digolongkan pada kondisi kerja kontinu.Ada beberapa cara dalam pengecekan terhadap daya motor yang dipilih apabila motor diberikan beban yang berubah-ubah yaitu sebagai berikut :72724.3.2 Pemilihan daya motor induksi untuk belt feederDari uraian diatas maka kita dapat menentukan daya motor induksi denganmemperhatikankondisi kerjadanmekanismeyangdigerakan. Karena pada studi kasus ini motor induksi menggerakan mekanisme yang memiliki kondisi kerja kontinu maka daya motor yang dipilih harus lebih besar 10-15% dari daya beban. Dengan pertimbangan hal tersebut maka harus digunakan motor induksi dengan daya sebesar :P = 53000+53000*15%P = 60950 wattKarena pada katalog tidak ada motor induksi yang dayanya persis sebesar dayatersebut, makadicari motor yangmemiliki dayamendekati nilai tersebut. Dari katalogdidapatkandayamotorsebesar 55kW. Pemilihanmotor dengan daya sebesar itu dianggap layak karena pada kenyataannya sejak beroperasinya PLTU suralaya belt feeder dibebani sebesar 75%.4.3.3 Pemilihan tipe proteksi motor induksi terhadap lingkungan4.3.3.1 Kelas isolasiSelain pemilihan daya motor yang harus sesuai dengan kebutuhan, perlu diperhatikan juga tingkat keamanan dari motor tersebut, terutama kelas isolasinya karena pada masing-masing motor memiliki kelas isolasi yang berbeda sesuai dengan kondisi kerja mekanisme yang digerakan.7373Kelas isolasidarimotor yang digunakan sebagaipenggerak listrik pada belt feeder ditinjaudari suhusekitar mekanismeyangdigerakankarenamotor tersebut diletakandiluar yangmemiliki suhuberkisar antara350C-400Cmaka harus dipilih kelas isolasi yang ketahanannya lebih besar terhadap suhu kerjanya.Y : 900C E : 1200CA : 1050C B: 1300CDan kelas isolasi lain :F: 1550C H : 1800C C : > 1800CDarimacam kelasisolasidiatas makauntukmotor induksi yang bekerja diarea tersebut dipilih motor induksi yang memiliki kelas isolasi B. 4.3.3.2 Indek proteksi Indek proteksimotor induksiyang digunakan biasanya ditinjau darisegi lingkungandimanamotor tersebut digunakan. Karenapenempatandari motor induksi ini berada di tempat yang berdebu dan ada kemungkinan adanya pancaran air, maka dipilih motor induksi yang memiliki tingkat keamanan terhadap masuknya benda padat dan benda cair yang memenuhi persyaratan. Dalam hal ini adalah motor induksi yang memiliki kode IP55.IP : Internacional Protection.5 : Karakteristik pertama untuk proteksi terhadap debu.5 : Karakteristik kedua untuk proteksi terhadap pancaran air.Kode tersebut didapatkan dari standar yang dikutip dari buku PUIL tahun 2000 yang menyatakan sebagai berikut :7474Tabel 4.2Indek proteksi menurut PUIL tahun 2000Untuk proteksi perlengkapan dari masuknya benda asing padatUntuk proteksimanusia dari sentuh langsung kebagian berbahaya denganAngka karakteristik pertama0123456Tanpa proteksiDiameter 50 mmDiameter 12.5 mmDiameter 2.5 mmDiameter 1.0 mmDebuKedap debuTanpa proteksiBelakang telapak tanganJariPerkakasKawatKawatkawatDari masuknya air dengan efek merusakAngka karakteristik kedua012345678Tanpa proteksiTetesan air secara verticalTetesan air (miring 150)Semprotan dengan butir air halusSemprotan dengan butir air lebih besarPancaran airPancaran air yang kuatPerendaman sementaraPeredaman kontinuDari sentuh langsung 7575kebagian berbahaya denganHuruf Tambahan (opsi)ABCDBelakang telapak tanganJariPerkakaskawatInformasi suplemen khusus untukHuruf suplemen (opsi)HMSWAparat tegangan tinggiGerakan selama uji airStasioner selama uji airKondisi cuaca4.4 Perbandingan SistemUntukmembandingkansistemmanayanglebihunggul danekonomis sesuai dengan mekanisme belt feeder maka perlu diketahui karakteristik mekanis beban yang diputar oleh motor induksi.Karakteristikmekanisbebandari motor induksi ditentukanolehbesar kecilnya pembebanan yang diberikan, yaitu sesuaidengan kapasitas dari beban yangdigerakanolehmotor induksi. Padapermasalahanini bebandari motor induksi adalah berupa mekanisme pembawa batubara yang biasa disebut dengan Belt Feeder. Alat tersebut memiliki kapasitasmaksimumsebesar2000ton/jam. Dengan daya sebesar 53 kW pada pada kecepatan 1420 rpm. Belt feeder tersebut dihubungkan ke poros gigi-gigi reduksi yang memiliki spesifikasi sebagai berikut :7676No.166.11.004-2-2KDN 320 P=53 kWn1=1420 n2=15VG460 90 literDengan spesifikasi dari gigi-gigi reduks