LAPORAN PraktikUM INSTALASI DAN MESIN LISTRIK21

LAPORANPRAKTIKUM TEKNIK PENGGERAK 2

Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Teknik Penggerak semester 6program Diploma III politeknik

Disusun oleh :

Irsal Rasyid ( 212341010 )Kelas : 3 AEA

TEKNIK OTOMASI MANUFAKTUR DAN MEKATRONIKAPOLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG

Jl. Kanayakan no. 21, DAGO 40235, Tromol Pos 851 BANDUNG 40008 INDONESIAPhone : 62 022 2500241 Fax : 62 022 2502649 Homepage : http ://www.polman-bandung.ac.ide-mail : polman@melsa.net.id2015

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis kirimkan atas limpahan Rahmat, Berkah dan Karunia-Nya sehingga Laporan Praktikum Teknik Penggerak 2 ini bisa diselesaikan dengan tepat waktu dan sebagaimana mestinya. Laporan ini merupakan suatu bentuk realisasi dari Praktikum Teknik Penggerak 2 yang telah dilakukan selama satu minggu. Laporan ini berisi pengertian, tahap-tahap pengerjaan dan kendala yang ditemukan selama Praktikum beserta solusinya. Tujuan dari Laporan sendiri adalah untuk melaksanakan kewajiban setelah Praktikum Teknik Penggerak 2 selesai dan sebagai bahan evaluasi diri untuk perbaikan bagi diri sendiri dan bagi orang lain di kemudian hari.Penulis pribadi mengharapkan banyak kritikan dan saran dari semua pihak, agar penulisan laporan praktikum di kemudian hari menjadi lebih baik lagi dari sebelumnya.Penulisan laporan ini juga melibatkan beberapa pihak yang membantu dalam kendala-kendala yang dihadapi pada saat praktikum maupun saat penulisan laporan. Oleh karena itu penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada pihak yang telah membantu.Akhir kata, penulis berharap agar laporan ini dapat menjadi acuan dalam praktikum selanjutnya dan dapat menjadi penunjang nilai penulis pada praktikum kali ini. Atas perhatian, penulis ucapkan terima kasih.

Irsal Rasyid

212 341 010

BAB IPENDAHULUAN1.1 InverterInverter 3 phase merupakan inverter dengan tegangan keluaran berupa tegangan bolak balik (ac) 3 phase per segi. Sebuah rangkaian dasar inverter 3 phase tunggal sederhana terdiri dari 3 buah inveter 1 phase dengan menggunakan mosfet daya (power mosfet) sebagai sakelar diperlihatkan pada gambar dibawah. Tegangan suplai merupakan sumber dc dengan tegangan sebesar Vs, dengan titik netral merupakan titik hubung dari titik bintang (Y) pada beban. Terdapat 2 jenis mode operasi dari inverter jenis ini, yaitu mode kondusi 120 dan mode konduksi 180. Diagram blok dari inverter 3 phase dapat dilihat pada gambar berikut. Dari mode konduksi, inverter 3 phase dibedakan atas atas: inverter 3 phase mode konduksi 120 derjat. Inverter 3 phase dengan mode konduksi 120 memungkinkan setiap komponen pensakelaran akan konduksi selama 120 dengan pasangan konduksi yang berbeda, misalnya 60 pertama antara Q1Q6, dan 60 ke dua antara Q1Q2, dan seterusnya. inverter 3 phase mode konduksi 180 derjat Inverter 3 phase dengan mode konduksi 180 memungkinkan 3 komponen pensakelaran konduksi pada saat yang bersamaan. Ke tiga komponen pensakelaran akan konduksi selama 180 dengan pasangan konduksi yang juga berbeda-beda. Dari segi teknik pensakelaran (switching technique) dibedakan atas; inverter persegi (square inverter) inverter pwm (inverter pwm) inverter quasi pwm (quasi pwm inverter) Inverter pada umumnya digunakan secara luas untuk keperluan industri, diantaranya: Penyedia daya bolak-balik cadangan. Peralatan pengendali frekuensi untuk kebutuhan industri. Peralatan pengendali kecepatan motor induksi (single phase and poly phase ac induction motor control). Penerapan penggunaan inverter juga biasa digunakan secara luas untuk keperluan sehari-hari, misalnya sebagai penyedia sumber energi listrik cadangan untuk keperluan komputer, peralatan pengendali tegangan pada pusat pembangkit listrik tenaga surya (PLTS).

Inverter adalah suatu rangkaian elektronika daya yang dapat mengubah sumber tegangan searah (DC) menjadi sumber tegangan dan arus bolak-balik (AC). Sumber tegangan input inverter dapat menggunakan : 1 .Battery 2. Cell bahan bakar 3. Tenaga surya Sumber tegangan input inverter dapat menggunakan battery, cell bahan bakar, tenaga surya, atau sumber tegangan DC yang lain. Tegangan output yang biasa dihasilkan adalah 120 V 60 Hz, 220 V 50 Hz, 115 V 400 Hz.

1.1.1 Tipe Inverter a.Voltage source inverter (VSIs) b. Current source invereter (CSIs) c. PWM inverter Secara umum Voltage source inverter (VSIs) ini dibagi menjadi beberapa kategori, diantaranya : Pulse width Modulated inverter Pada inverter ini input tegangan DC pada dasarnya berupa besaran konstan dimana sebuah dioda penyearah digunakan untuk menyerahkan tegangan line

Square wave inverter Pada inverter ini input tagangan dc dikontrol dengan maksud mengontrol besaran dari output tegangan AC,karena itu inverter mesti hanya mengonrol frekuensi dari tegangan output. Single phase inverters with voltage cancellation1.1.2. Inverter 3 fasa Aplikasi Inverter 3 fasa digunakan pada UPS,AC motor drive dan untuk mensupply beban tiga fasa.

Bentuk rangkaian inverter 3 fasa

Keuntungan operasi inverter PWM sebagai teknik konversi dibandingkan dengan jenis- jenis inverter lainya dapat dilihat dari rendahnya distorsi harmonik pada tegangan keluaran inverter PWM. Proses pembangkitan sinyal PWM menjadi salah satu faktor penentu unjuk kerja sistem secara keseluruhan. Selama ini pengendalian inverter PWM secara digital dilakukan dengan menggunakan mikrokontroler atau DSP. Digital Signal Processing Tuntutan akan kecepatan operasi dan unjuk kerja pengendali yang handal mendorong untuk mengimplementasikan sinyal PWM dalam bentuk rangkian logika perangkat keras ( Hardware logic Operasi dalam bentuk perangkat keras ini mempunyai kecepatan lebih tinggi dibanding operasi yang dilakukan secara perangkat lunak oleh mikrokontroler, karena operasi dengan perangkat lunak membutuhkan waktu untuk menerjemahkan perintah-perintah pemrograman. Selain itu lebar data yang dapat diproses juga terbatas oleh kemampuan mikrokontroler. Implementasi operasi-operasi digital dalam bentuk perangkat keras dapat dilakukan dengan FPGA (Field Programmable Gate Array)FPGA memuat ribuan gerbang logika yang dapat diprogram untuk membentuk suatu logika. FPGA dapat digunakan untuk mengimplementasikan sistem kombinasional dan sekuensial berkecepatan tinggi dengan lebar bit data tidak terbatas. Hal ini membuat FPGA mampu melakukan operasi dengan tingkat keparalelan tinggi yang tak mungkin dilakukan oleh mikrokontroler. Faktor daya pada inverter VVI dan CSI menurun mengikuti kecepatan, sedangkan pada inverter PWM mempunyai faktor daya mendekati satu pada seluruh tingkat kecepatan. Rashid (1993) menyatakan bahwa banyak penerapan dalam industri sering memerlukan pengaturan tegangan. Hal ini dapat diatasi dengan teknik sebagai berikut: a. Tegangan searah masukan bervariasi b. Regulasi tegangan inverterc. Syarat volt/frekuensi tetap Metode yang paling efisien untuk mengatur tegangan keluaran adalah memasukkan pengaturan PWM ke dalam inverter. Teknik yang umum digunakan adalah:a. PWM tunggal(single pulse width modulation)b. PWM jamak (multiple pulse width modulation)c. PWM sinusoida.d. PWM modifikasi sinusodiae. Pengaturan penempatan fasa (phase displacement) PWM adalah satu teknik yang terbukti baik untuk mengatur inverter guna mendapatkan tegangan berubah dan frekuensi berubah dari tegangan tetap sumber DC (Grant dan Seidner: 1981). Bentuk gelombang tegangan keluaran inverter tidak sinusoida murni karena mengandung banyak komponen frekuensi yang tidak diinginkan. Jika keluaran inverter ini dicatu ke motor AC, komponen tersebut akan menambah kerugian, getaran dan riak pada motor. Grant dan Seidner juga menyatakan bahwa harmonik yang timbul dapat dihindari jika frekuensi pembawa mempunyai variasi berupa kelipatan dari frekuensi pemodulasi. Teknik modulasi dengan perbandingan frekuensi pembawa dan pemodulasi yang demikian disebut PWM sinkron. Teknik PWM sinkron ini mampu menghasilkan bentuk gelombang dengan komponen harmonik berfrekuensi jauh lebih tinggi dari frekuensi fundamental. Frekuensi tinggi ini memberikan keuntungan pada sistem. Karena kebocoran induktansi motor menyebabkan impedansi tinggi pada komponen yang tidak diinginkan, maka secara efektif menapis keluaran inverter (Gendroyono: 1999). Meskipun telah diketahui beberapa algoritma pembangkitan sinyal PWM dari hasil-hasil penelitian terdahulu, akan tetapi uraian lengkap proses pembangkitan sinyal PWM sulit diperoleh karena tidak dipublikasikan. Pada tesis ini akan dirancang pembangkitan sinyal PWM sinusoida dua fasa secara digital berbasis FPGA XC4013. Teknik modulasi yang digunakan adalah modulasi PWM sinkron, dengan jumlah gelombang segitiga dalam satu periode sinus ditetapkan sebanyak 12 (mf=12). Teknik PWM sinkron ini mempunyai harmonik lebih kecil dari PWM tak sinkron, sedangkan nilai mf menentukan bentuk sinyal sinus yang akan dihasilkan. Berbeda dengan penelitian sebelumnya, pada tesis ini pembangkit sinyal PWM dirancang untuk menghasilkan sinyal PWM dua fasa dengan beda fasa 90, frekuensi 50 Hz dan indeks modulasi bervariasi dari 0 hingga 0,96875 dengan tingkat perubahan 0,03125 (32 variasi).

1.1.3. INVERTER KBVF-21D The KBVF-21d adalah inverter yang frekuensinyadapat disesuaikan dengan AC Drive memiliki kontrol standar 1/10 HP 3 Phase AC dan motor induksi PSC digunakan untuk mesin atau Variable Torque (HVAC) aplikasi. Fitur standar termasuk; Digital Pemrograman RMS Adjustable Batas Current I2t mencegah motor Burnout slip Kompensasi dengan Auto-Tune & Voltage Boost menyediakan regulasi beban yang sangat baik selama 30: 1 speed Power range start,memberikan lebih torsi motor mulai 200% untuk memastikan startup beban gesekan tinggi. Fitur standar lainnya termasuk Run / kesalahan Relay output Kontak Electronic Inrush Current Limit (EICL) Yang menghilangkan resiko terjadinya lonjakan arus AC Line dan built-in dV / dt filter yang mengurangi lonjakan tegangan berbahaya bagi motor.Spesifikasi : Rated for 208-230 Volt 50 & 60 Hz 3-Phase & PSC2 AC Induction Motors from Subfractional thru 112 HP Operates from 115 and 208/230 Volt 50/60 Hz AC Line 3-Input 1/10 Horsepower 1 Input 115/230 VAC, 50/60 Hz 3 Output 230 VAC 200% Starting Torque

MOTOR INDUKSI 3

DIMENSI

Cast Iron Frame . .AEEF / AEVF type Cashing cast Iron Konstruksi compact, Pemakaian yang handal,

SPESIFIKASI HP 0,37 KW 220/380V 50Hz 2820 RPM

Perfomance Data

SERVO MACHINE SYSTEM

LENZE MOTOR SERVO

SPESIFIKASI 1.7 KW 4.4 A 2,3 HP 140 Hz cos 0.76 4050 1/min 4.6 NM

INVERTER PADA MOTOR INDUKSI 3Tujuan Melakukan Set-Up penggerak motor induksi Menentukan tingkah laku pada operasi pemberian beban Mahasiswa dapat mengatur kecepatan motor induksi 3 fasa Mahasiswa dapat mengatur Voltage Boost Mahasiswa dapat mengatur Slip Compensation Alat-Alat Motor Induksi 3 Fasa Kopling Tachometer Multimeter Amphere meter AC Jumper KBVF-21D Panel SERVO TEST SYSTEM MOTOR SERVO Power SupplyProsedur Kerja1. Hitung torsi nominal pada motor dengan rumusDaya adalah torsi dikalikan putaran (kecepatan sudut):P = x Pada System International (SI):satuan daya P adalah wattsatuan torsi adalah Nm (newton meter) satuan kecepatan sudut adalah radian per detik.RPM pada motor = 2820 RPMDikonversikan = = 295.3 rad/s = P/ = 370 Watt / 295.3 rad/s = 1.25 Nm2. Hubungkan Line pada Inverter ke Power Supply3. Hubungkan U-V-W di Inverter ke Servo test system4. Hubungkan U-V-W di Servo test system ke Motor Induksi 35. Hubungkan Poros Motor dengan Poros beban (Motor Servo)6. Berikan Beban sesuai praktikum7. Atur Slip Compensation sesuai praktikum8. Atur Voltage boost pada kecepatan Rendah (25% kecepatan motor)9. Amati kecepatan pada Servo test system

HASIL PRAKTIKUM

TABEL PERCOBAAN DRIVER INVERTER

AlatMotor Induksi 3 fasa (LM) AE F

Inverter KBVF-26D

Slip Compen1,5 (Factory Set)32,30,80

Poten (%) thd Torsi (Nm)

50%014101410141014101410

0,2513291415135012791190

0,51070125511109200

0,7500000

100000

1,2500000

75%021152115211521152115

0,2520202114206019901900

0,518502020193017801620

0,7501680147000

100000

1,2500000

100%028202820282028202820

0,2627052784273326862615

0,5125882690262025532414

0,7723330212022222009

0,8700000

1,2500000

25%0705705705705705

0,25560670600500400

0,500000

0,7500000

100000

1,2500000

Analisa Data

Gambar 1.14 Kurva perbandingan kecepatan dan beban.

Berdasarkan spesifikasi, motor induksi 3 fasa yang digunakan pada percobaan memiliki daya 374 W (0,5 Hp), dengan kecepatan 2820 RPM. Berdasarkan kecepatan putar motor, maka besar kecepatan sudut motor sebesar :

Dengan besar kecepatan sudut 295,3 rad/s, maka akan diperoleh besar torsi maksimal dari motor sebesar.

Sehingga, beban maksimum yang dapat diberikan pada motor sebesar 1,26 Nm. Namun, pada percobaan, beban yang dapat diatur pada servo machine test system hanya mampu mencapai 0,75 Nm pada kecepatan 100%, sebelum motor berhenti. Beban 0,75 Nm tersebut merupakan beban dari servo machine test system, sehingga, beban yang diterima motor belum tentu 0,75 Nm.

Berdasarkan pada tabel, penurunan kecepatan motor semakin berkurang dengan dinaikannya slip compensation. Penurunan kecepatan motor pada slip compensation tertinggi sebesar 50 RPM. Pada slip compensation terendah, penurunan kecepatan hingga 200 RPM.Berdasarkan pada grafik, bagian linear dari kurva kecepatan terhadap beban menjadi semakin curam. Sehingga, dengan menaikan nilai slip compensation, penurunan percepatan dapat diminimalisir.

KesimpulanPerubahan slip compensation mempengaruhi penurunan kecepatan motor. Dengan semakin besarnya nilai slip compensation, maka penurunan kecepatan motor akan semakin kecil. Sehingga, kurva kecepatan motor terhadap beban akan semakin curam.

PRAKTIKUM PENGENDALIAN VOLTAGE BOOSTINGTujuan1. Memahami pengaruh voltage boosting pada kecepatan motor yang rendah dengan pembenananAlat Praktikum : Motor AC induksi 3 fasa 220 VAC 50 Hz 0,5 Hp 2820 RPM; Driver Motor AC KBVF-26D; Servo Machine Test System; Tachometer;Gambar Praktikum

Gambar 1.13 Wiring Praktikum.

Prosedur Percobaan1. Lakukan wiring pada driver dan atur pengaturan driver sesuai dengan pengaturan pabrik.2. Hubungkan driver dengan jalur input, motor, dan servo machine control system. 3. Atur kecepatan motor hingga mencapai kecepatan 50%.4. Nyalakan driver, servo machine control system dan motor dengan mengaktifkan supply daya.5. Atur boost menjadi 0.6. Naikan beban dari 0 Nm; 0,25 Nm; 0,5 Nm; 0,75 Nm; 1 Nm; dan 1,25 Nm. Kemudian, ambil data kecepatan motor untuk masing-masing nilai beban.7. Lakukan prosedur 6 dengan mengubah nilai boost menjadi 0; 5; 8; 15; 23; 30.Hasil Data

Tabel 2.1 Hasil Praktikum

Analisa Data

Pada tabel yang dicantumkan voltage boosting dapat dilihat bahwa RPM Sebelum diberi voltage boosting hanya mampu mempertahankan kecepatannya dalam bukaan potensio 25% hanya mampu menahan torsi 0.25 Nm sedangkan setelah diberi voltage boosting motor mampu menahan torsi hingga 1 Nm.Hal ini didasarkan dari ketika kecepatan rendah sedangkan resistansi konstan maka tegangan akan drop untuk menanggulanginya diberikannya voltage boosting agar tegangan tidak drop dan kecepatan dipertahankan semaksimal mungkin.

Pada tabel yang dicantumkan slip Compensation kecepatan motor pada bukaan apapun jika dibandingkan dengan nilai slip compensation 1.5 dengan 3 penurunan kecepatan atas torsi lebih cepat pada slip compensation 1.5 hal ini sesuai dengan rumus