61045848-laporan-karakteristik-motor-dc.pdf

I. Tujuan a. Dapat mengoperasikan motor DC shunt dengan baik b. Dapat mengetahui karakteristik motor DC shunt antara

putaran dengan tegangan c. Dapat mengetahui karakteristik motor DC shunt antara

torsi jangkar dan arus jangkar d. Dapat mengetahui karakteristik Motor DC Shunt antara

putaran dan arus jangkar

II. Dasar Teori Karakteristik pada motor DC dapat dicari dengan cara

mencari hubungan antara kopel armature dengan arus armature,armature dengan kecepatan putar, dan antara kecepatan putar dengan kopel armature.

Karakteristik Motor DC

Karakteristik yang dimiliki suatu motor DC dapat digambarkan melalui kurva daya dan kurva torsi/kecepatannya, dari kurva tersebut dapat dianalisa batasan-batasan kerja dari motor serta daerah kerja optimum dari motor tersebut.

Dari grafik diatas terlihat hubungan antara torsi dan kecepatan untuk suatu motor dc tertentu. dari grafik terlihat bahwa torsi berbanding terbalik dengan kecepatan putaran, dengan kata lain terdapat tradeoff antara besar torsi yang dihasilkan motor dengan kecepatan putaran motor. Dua karakteristik penting terlihat dari grafik yaitu:

a. Stall torque,(), menunjukkan titik pada grafik dimana torsi maksimum ,tetapi tidak ada putaran pada motor.

b. No load speed,,menunjukkan titik pada grafik dimana terjadi kecepatan putaran maksimum,tetapi tidak ada beban pada motor

Analisa terhadap grafik dilakukan dengan menghubungkan kedua titik tersebut dengan sebuah garis, dimana persamaan garis tersebut dapat ditulis didalam fungsi torsi atau kecepatan sudut

Dengan mensubstitusikan persamaan (torsi dan kecepatan) kedalam persamaan (daya) diperoleh:

Dari kedua persamaan tersebut dapat dilihat bahwa daya output maksimum terjadi saat dan

Dari persamaan (daya) terlihat bahwa daya merupakan perkalian antara torsi dan kecepatan sudut,dimana didalam grafik ditunjukkan oleh luas daerah segiempat dibawah kurvatorsi/kecepatan.

Grafik di bawah ini merupakan karakteristik ideal dari sebuah motor shunt

Gambar. Vf terhadap putaran

Gambar. Karakteristik Arus jangkar tehadap Torsi

Gambar. Karaktersistik Arus Jangkar terhadap Putaran

III. Alat yang digunakan 1. Motor2. Generator 3. Auto Trafo 1 buah4. Modul Dioda Penyearah 1 buah5. Amperemeter 4 buah 6. Voltmeter 2 buah 7. Reostat 1 buah 8. Tachometer 1 buah 9. Resistor Bank

IV. Gambar Rangkaian

E1 A1 A1 E1

R L1S L2T L3 E2

B1 A2 B1 A2 E2

A v A A 1111111111VAAaasssVaqaaa11111111111


G

1

V1111111111VAAaasssVaqaaa11111111111

M

1


A111111111VAAaasssVaqaaa11111111111


B2 B1 - +

V. Prosedur Percobaan

a. Percobaan I (Motor tanpa beban)1. Buat rangkaian yang akan diuji cobakan pada kertas sebagai

petunjuk kerja 2. Membuat tabel pengamatan 3. Menyiapkan perlatan untuk praktikum 4. Membuat rangkaian seperti pada gambar rangkaian 5. Mengatur setting batas ukur pada amperemeter dan

voltmeter dan mengatur alat ukur ke posisi DC 6. Memberikan tegangan dan arus dari autotrafo7. Catat nilai yang tertera pada A1, A2, dan V1 pada table

pengamatan.

b. Percobaan II (M otor Berbeban)1. Buat rangkaian yang akan diuji cobakan pada kertas sebagai

petunjuk kerja 2. Membuat tabel pengamatan 3. Menyiapkan peralatan untuk praktikum 4. Membuat rangkaian seperti pada gambar rangkaian

5. Menyambungkan beban ke generator6. Mengatur setting batas ukur pada amperemeter dan voltmeter dan mengatur alat ukur ke posisi DC

7. Memberikan tegangan dan arus dari autotrafo8. Mengatur beban mulai dari beban 1 sampai beban 69. Catat nilai yang tertera pada A1, A2,A3,A4, V1 dan V2.

VI. Data Percobaan





A111111111VAAaasssVaqaaa11111111111


Batas ukur alat-lat yang digunakan pada saat percobaan Batas ukur A1 = 24 A 1 %Batas ukur A2 = 1.2 A 1 %Batas ukur A3 = 1.2 A 1 %Batas ukur A4 = 24 A 1 %Batas ukur V1= 450 V 1 %Batas ukur V2= 450 V 1 %

Percobaan ke 1 V1 (V) V2 (V) A1 (A) A2 (A) N (rpm)

0 0 0 0 040 6 1.6 0.075 861.180 9 1.4 0.15 1171

120 10.5 1.2 0.215 1354160 12.0 1.2 0.27 1555200 13.5 1.2 0.33 1793240 15 1.4 0.395 2076280 16.5 1.4 0.453 2320320 18 1.6 0.52 2588360 19.2 1.8 0.58 2860400 24 1.8 0.63 3142

Percobaan ke 2Beba

nV1(V

)V2(V

)A1(A

)A2(A

)A3 (A)

A4(A)

N (rpm)

0 400 220 1.9 0.54 0.47 0 32031 400 220 4.8 0.535 0.56 5 3162

2 400 220 7.5 0.525 0.67 9.2 3090

3 400 220 8.4 0.520 0.78 13.2 3055

4 400 220 11.2 0.520 0.79 14 3038

5 400 220 14.2 0.520 0.91 18.2 3005

6 400 192 17.5 0.510 0.8 24 2959

Beban 1 = 0.99 KW

Beban 2 = 1.98 KW

Beban 3 = 3 KW

Beban 4 = 3.99 KW

Beban 5 = 4.98 KW

Beban 6 = 6 KW

VII. Pengolahan Data Percobaan ke-2Mencari torsi jangkar dari motor tersebut

a. Pada beban 0Ea = V1 Ia.Ra

= 400 (I A1 I A2)Ra= 400 (1.9 0.54) 1.6 = 397.824 Volt

Ta = Pa 2N/60

= Ea * Ia 2N/60

= 397.824*1.36 2*3.14*3203/60= 1.61 N.m

b. Pada beban 1Ea = V1 Ia.Ra

= 400 (I A1 I A2)Ra= 400 (4.8 0.535) 1.6 = 393.176 Volt

Ta = Pa 2N/60

= Ea * Ia 2N/60

= 393.176 *4.265 2*3.14*3162/60= 5.07 N.m

c. Pada beban 2Ea = V1 Ia.Ra

= 400 (I A1 I A2)Ra= 400 (7.5 0.525) 1.6 = 388.84 Volt

Ta = Pa 2N/60

= Ea * Ia 2N/60

= 388.84 *6.975 2*3.14*3090/60= 8.39 N.m

d. Pada beban 3Ea = V1 Ia.Ra

= 400 (I A1 I A2)Ra= 400 (8.4 0.520) 1.6 = 387.39 Volt

Ta = Pa 2N/60

= Ea * Ia 2N/60

= 387.39 *7.88 2*3.14*3055/60= 9.55 N.m

e. Pada beban 4Ea = V1 Ia.Ra

= 400 (I A1 I A2)Ra= 400 (11.2 0.520) 1.6 = 382.91 Volt

Ta = Pa 2N/60

= Ea * Ia 2N/60

= 382.91 *10.68 2*3.14*3038/60= 12.86 N.m

f. Pada beban 5Ea = V1 Ia.Ra

= 400 (I A1 I A2)Ra= 400 (14.2 0.520) 1.6 = 378.112 Volt

Ta = Pa 2N/60

= Ea * Ia 2N/60

= 382.91 *13.68 2*3.14*3005/60= 16.65 N.m

g. Pada beban 6Ea = V1 Ia.Ra

= 400 (I A1 I A2)Ra= 400 (17.5 0.510) 1.6 = 372.816 Volt

Ta = Pa 2N/60

= Ea * Ia 2N/60

= 372.816 *16.99 2*3.14*2959/60= 17.98 N.m

Mencari nilai efisiensi pada percobaan 2

1. P in = V1 * I 1 P out = Ea *Ia =Pout/Pin*100% = 400 * 1.9 = 397.824 * 1.36 = 541.04/760 * 100% = 760 watt = 541.04 watt = 71.189 %

2. P in = V1 * I 1 P out = Ea *Ia = Pout/Pin *100 %

= 400 * 4.8 = 393.176 * 4.265 = 1676.89 /1920 * 100% = 1920 watt = 1676.89 watt = 87.34 %


= 400 * 7.5 = 388.84 * 6.975 = 2709.09 /3000 * 100% = 3000 watt = 2709.09 watt = 90.03 %

4. P in = V1 * I 1 P out = Ea *Ia = Pout/Pin *100 % = 400 * 8.4 = 387.39 * 7.88 = 3052.63 /3360 * 100% = 3360 watt = 3052.63 watt = 90.09 %

5. P in = V1 * I 1 P out = Ea *Ia = Pout/Pin *100 % = 400 * 11.2 = 382.91 * 10.68 = 4089.48 /4480 * 100% = 4480 watt = 4089.48 watt = 91.28 %


= 400 * 14.2 = 378.112 * 13.68 = 5172.57 /5680 * 100%

= 5680 watt = 5172.57 watt = 91.07 %

7. P in = V1 * I 1 P out = Ea *Ia = Pout/Pin *100 % = 400 * 17.5 = 372.816 * 16.99 = 6334.14 /7000 * 100%

= 7000 watt = 6334.14 watt = 90.49 %

TABEL Percobaan I V1 N (rpm)0 0

40 861.180 1171

120 1354160 1555200 1793240 2076280 2320320 2588360 2860400 3142

TABEL Percobaan IITa

(N.m)Ia (A) If (A) Beban

(KW)Putara

n (rpm)

(%) Pout(Watt)

1.61 1.36 0.54 0 3203 71.189 541.045.07 4.265 0.535 0.99 3162 87.34 1676.898.39 6.975 0.525 1.98 3090 90.03 2709.099.55 7.88 0.520 3 3055 90.09 3052.63

12.86 10.68 0.520 3.99 3038 91.28 4089.4816.65 13.68 0.520 4.98 3005 91.07 5172.5717.98 16.99 0.510 6 2959 90.49 6334.14

VIII. Analisa percobaan

Pada percabaan kali ini, kita semua mencari karakteristik dari motor shunt. Karakteristik tersebut menunujukan performance dari motor yang kami gunakan, pertama yang kami lakukan adalah mencari karakteristik motor pada beban nol, dan di dapat grafik seperti gambar di bawah ini

Karakteristik motor tanpa beban

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

V (volt)

n (r

pm)

Garfik di atas menjelaskan tentang hubungan antara kecepatan poros motor dengan tegangan yang masuk motor, dari grafik dapat dilihat bahwa kecepatan motor bergantung kepada tegangan motor yang masuk dan kecepatan tersebut berbanding lurus dengan tegangan yang masuk motor artinya jika tegangan yang masuk motor motor naik maka putaran motornya juga akan bertambah cepat. Sedangkan pada tegangan nominal didapat nilai putaran sebesar 3142 rpm.

Sedangkan pada percobaan ke-2 adalah dengan cara menggunakan beban pada generator, ini di tunujkan untuk mencari berbagai karakteristik dari motor tersebut.

Karakteristik pada motor beerbeban salah satunya adalah karakteristik putaran (rpm) terhadap torsi jangkar (N.m), ini dapat dilihat dibawah ini

Karakteristik motor putaran terhadap torsi

2900

2950

3000

3050

3100

3150

3200

3250

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Torsi (N.m)

n (r

pm)

Karakteristik pada motor di atas menunjukan karakteristik dari motor yang digunakan semakin besar torsi jangkarnya maka sekin kecil putarannya, dan sebaliknya. Karakteristik itu didapat dengan mengubah-ubah beban pada resistor bank, semakin besar torsi jangkarnya semakin besar pula besarnya bebannya. Sedangkan apabila dibandingkan dengan grafik karakteristik ini dengan secara teori maka terjadi sedikit perbedaan, ini dapat dilihat jika secara teori garis pada grafik antara putaran dengan torsi apabila secara teori penurunan garisnya tidak terlalu curam, sedangkan secara praktikum dapat dilihat pada torsi maksimum penurunan garisnya sangat tajam dan curam, ini disebabkan motor di karenakan motor diberi arus melebihi arus nominal dann beban yang melampaui beban motor nominal, sehingga mempengaruhi performance motor tersebut.

Karakteristik pada motor shunt selanjutnya adalah karakteristik hubungan antara arus jangkar dengan torsi jangkar, karakteristiknya dapat dilihat dibawah ini

Karakterisktik motor shunt arus jangkar vs Torsi jangkar

02468

101214161820

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Ia (A)

T (N

.m)

Dari pengamatan grafik di atas dapat dilihat bahwa torsi jangkar pada motor tersebut berbanding lurus dengan arus jangkar pada motor tersebut, semakin besar torsi motor tersebut maka semakin besar arus jangkar yang dibutuhkan.. pada grafik dapat dilihat pada awalnya garis grafiknya bebentuk garis lurus yang menyatakan hubungan antara torsi jangkar dengan arus jangkarnya, akan tetapi pada akhir garis grafik tersebut ,arah garis grafiknya sedikit membelot, ini dikarenakan motor tersebut diberi beban melebihi beban nominalnya yakni 6 KW sedangkan motor yang kita gunakan mempunyai beban nominal sebesar 5.5 KW, hal ini yang mempengaruhi grafik tersebut.

Selanjutnya karakteristik motor shunt berbeban dengan melihat dari perbandingan antara arus jangkar dengan putaran pada poros, dapat dilihat dibawah ini

Karakteristik motor shunt Arus jangkar Vs Putaran

2900

2950

3000

3050

3100

3150

3200

3250

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Ia (A)

n (rp

m)

Pada grafik di atas dapat dilihat karakteristik dari motor shunt berdasarkan arus jangkar dengan putaran pada poros dari motor tersebut, dari grafik tersebut dapat diterjemahkan bahwa semakin besar beban pada motor maka semakin besar arus jangkar yang diperlukan serta semakin berkurangnya kecepatan dari motor tersebut.

Sedangkan karakteristik motor shunt berbeban yang berkaitan dengan daya keluaran motor dengan efisiensinya dapat dilihat dari gambar dibawah ini:

Karakteristik Motor Shunt Daya Keluar Terhadap Efisiensi

0102030405060708090

100

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Pout (Watt)

Efis

iens

i (%

)

Dari grafik di atas dapat diterjemahkan bahwa semakin besar Pout nya maka efisiensi motor juga semakin besar.hal ini menunjkan besarnya beban mempengaruhi efisiensi dari motor tersebut, efisiensi semakin besar apabila beban pada pada motor mencapai nilia nominalnya, sedangkan apabila beban pada motor kurang atau melebihi bban nominal motor maka efisiensi akan menurun.

IX. Kesimpulan 1. Pada beban nol, besarnya tegangan yang masuk motor

berbanding lurus dengan kecepatan pada motor.2. Pada motor berbeban, kecepatan pada motor berbanding

terbalik dengan besarnya torsi jangkar pada motor tersebut.

3. Pada motor berbeban, besarnya torsi jangkar pada motor berbanding lurus dengan arus di jangkar

4. Pada motor berbeban, semakin tinggi putaran pada motor maka semakin kecil arus jangkar yang diperlukan

5. Pada motor berbeban, semakin besar beban mendekati nilai nominal beban pada motor maka semakin tinggi efisiensi pada motor tersebut.

X. Daftar Pustaka Mudawari, Achmad. . 2004 .Petunjuk Praktikum Pengendalian Mesin Listrik I; Bandung. Politeknik Negeri Bandung Rijono,Yon. Dasar Teknik Tenaga Listrik. 1997 ; Jakarta. ANDIZuhal. 1993. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya ; Jakarta.PT. Gramedia Pustaka Utamahttp://www.docstoc.com/docs/21921107/03-Bab-06-Motor-Listrik-DCp65

http://www.docstoc.com/docs/21921107/03-Bab-06-Motor-Listrik-DCp65

61045848-laporan-karakteristik-motor-dc.pdf

Documents