JOBSHEET PRAKTIKUM AUDIT ENERGI MOTOR LISTRIK

JOBSHEET PRAKTIKUM AUDIT ENERGI

MOTOR LISTRIK

Nama Mahasiswa : Annisa Fitri Shaumi (151734003)

Fajar Ramadhan (151734009)

Ilham Nurofik (151734012)

Rahmat Hidayat (151734018)

Rizki Azka Fadhilah (151734025)

Kelompok : 1

Dosen Pengajar : Ir. Kholiq Hernawan, M.T

PROGRAM STUDI DIV TEKNIK KONSERVASI ENERGI

JURUSAN TEKNIK KONVERSI ENERGI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2018

AUDIT ENERGI MOTOR LISTRIK

1. TUJUAN

Setelah melakukan kegiatan praktikum mahasiswa diharapkan mampu :

1. Melakukan audit energi pada motor listrik sebagai penggerak kompresor.

2. Memahami pinsip dan mekanisme kerja motor sebagai penggerak kompresor.

3. Mengetahui parameter-parameter yang berpengaruh pada motor sebagai penggerak kompresor.

4. Menghitung rugi-rugi pada motor listrik sebagai penggerak kompresor.

5. Menghitung efisiensi motor listrik sebagai penggerak kompresor.

6. Membandingkan baseline hasil percobaan dengan standard.

2. TEORI

2.1. Penggunaan Alat Ukur Percobaan

A. Cara menggunakan PQ Analyzer

1. Siapkan alat ukur PQ Analyzer dan cek kelengkapannya, seperti probe-probe dan SD Card untuk penyimpanan data,

2. Pasangkan SD Card pada PQ Analyzer,

3. Pasangkan probe kabel adaptor pada PQ Analyzer,

4. Pasangkan probe tegangan (V1, V2, V3, dan N) pada PQ Analyzer,

5. Pasangkan probe arus (A1, A2, A3) pada PQ Analyzer,

6. Setelah kelengkapan PQ Analyzer terpasang, siapkan panel listrik yang akan di ukur,

7. Pasangkan penjepit buaya pada panel sesuai fasanya, misalnya pada kabel fasa R dari PQ Analyzer maka pasangkan penjepit buaya ke panel fasa R,

8. Pasangkan clamp arus pada kabel panel sesuai fasanya, misalnya pada kabel fasa R dari PQ Analyzer maka pasangkan clamp ke kabel panel fasa R,

9. Hubungkan kabel adaptor PQ Analyzer ke sumber listrik,

10. ON-kan PQ Analyzer,

11. Tekan Set, (Shift dan atau ) untuk mengatur folder penyimpanan, nama file, sampling data, perbandingan pengukuran, tanggal, dan waktu,

12. Setelah selesai setting profil data, tekan exit untuk menampilkan display utama PQ Analyzer,

13. Apabila sudah siap melakukan pengukuran maka tekan Rec untuk melakukan perekaman data,

14. Setelah data terkumpul sesuai yang kita setting selanjutnya tekan Rec untuk menghentikan perekaman,

15. Pengukuran selesai, OFF kan PQ Analyzer,

16. Lepaskan Clamp arus yang terpasang pada kabel panel,

17. Lepaskan penjepit buaya yang terpasang pada panel,

18. Lepaskan SD Card dari PQ Analyzer untuk dilakukan pemindahan data pada Laptop/komputer,

19. Rapihkan PQ Analyzer dan kelengkapannya.

B. Cara menggunakan Clamp On 3 Fasa HiTester 3286 – 20 HIOKI

1. Siapkan alat ukur clamp on 3 fasa dan kelengkapannya,

2. Pasangkan probe tegangan pada clamp on 3 fasa sesuai urutas fasa R, S, dan T,

3. Siapkan panel yang akan diukur,

4. Pasangkan capit buaya pada panel sesuai dengan urutan fasanya,

5. Pasangkan Clamp pada kabel panel yang akan di ukur,

6. ON kan Clamp on 3 fasa,

7. Mulai pengukuran sesuai parameter yang akan dicari,

8. Catat hasil pengukuran,

9. Setelah selesai OFF kan Clamp On 3 fasa,

10. Lepaskan Clamp dari kabel panel,

11. Lepaskan Penjepit buaya dari panel,

12. Rapihkan alat-alat dan bereskan.

2.2. Klasifikasi Motor

Gambar 1.KlasifikasiJenisMotor Listrik

Gambar 1 menjelaskan tentang jenis dari motor listrik. Motor listrik yang banyak digunakan di industry yaitu motor induksi.

2.3. Motor induksi 3 fasa

Pada percobaan kompresor ini motor penggeraknya berupa motor induksi 3 fasa dimana motor listrik 3 fasa adalah motor yang bekerja dengan memanfaatkan perbedaan fasa pada sumber untuk menimbulkan gaya putar pada bagian rotornya. Perbedaan fasa pada motor 3 phase didapat langsung dari sumber. Hal tersebut yang menjadi pembeda antara motor 1 fasa dengan motor 3 fasa. Secara umum, motor 3 fasa memiliki dua bagian pokok, yakni stator dan rotor. Bagian tersebut dipisahkan oleh celah udara yang sempit atau yang biasa disebut dengan air gap. Jarak antara stator dan rotor yang terpisah oleh air gap sekitar 0,4 milimeter sampai 4 milimeter.

2.3.1. Prinsip Kerja Motor Listrik 3 Fasa

Prinsip kerja dari motor listrik 3 fasa ini sebenarnya sangat sederhana. Bila sumber tegangan 3 fase dialirkan pada kumparan stator, maka akan timbul medan putar dengan kecepatan tertentu. Besarnya kecepatan tersebut dapat diukur menggunakan sebuah rumus:

Dimana: Ns = kecepatan putar stator

f = frekwensi sumber,

P = kutub motor.

Perlu diketahui bahwa medan putar stator akan memotong batang konduktor yang ada pada rotor, sehingga pada batang konduktor dari rotor akan muncul GGL induksi. GGL akan menghasilkan arus (I) serta gaya (F) pada rotor. Agar GGL induksi timbul, diperlukan perbedaan antara kecepatan medan putar yang ada pada stator (ns) dengan kecepatan berputar yang ada pada rotor (nr).Perbedaan kecepatan antara stator dan rotor disebut slip (s) yang dapat dinyatakan dengan rumus:

Dimana : S = slip

Ns = Putaran stator

Nr = Putaran rotor

Apabila nr = ns, maka GGL induksi tidak akan timbul, dan arus tidak akan mengalir pada batang konduktor (rotor), dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Berdasarkan cara kerja tersebut, motor 3 fasa juga dapat disebut sebagai motor tak serempak atau motor asinkron.

Daya yang masuk pada motor 3 phasa dapat di rumuskan :

Pada percobaan daya input dapat dihitung apabila mengunakan metode pengukuran masing – masing phasa menggunakan tang ampere sebagai berikut :

2.3.2. Rugi - rugi motor induksi

Pada sebuah motor induksi terdapat beberapa rugi - rugi yang ditimbulkan karena komponen - komponen yang menyusun motor itu sendiri, seperti komponen tembag yang terdapat pada gulungan stator dan rotor. Komponen - komponen tersebut akan menimbulkan rugi - rugi seperti rugi - rugi tembaga , rugi - rugi pada inti besi , rugi - rugi mekanik seperti hambatan yang ditimbulkan karena gesekan dan angin, rugi- rugi dapat dihitung dengan rumus :

Dimana : Pcu = Rugi rugi tembaga

I = arus yang mengalir pada tembaga

R = Resistansi tembaga

Untuk rugi - rugi pada inti besi, rugi - rugi tersebut tidak terkait penuh dengan besar kecilnya beban yang diberikan pada motor tersebut. Faktor yang mempengaruhi besarnya rugi - rugi pada inti besi adalah hysterisis dan eddy current (arus eddy).

Sedangkan untuk rugi - rugi mekanik pada umumnya disebabkan faktor mekanikal seperti hambatan dan gesekan, seperti pada bearing, udara dll.

Rumus rugi -rugi base praktis

Rugi – Rugi = [0.44 x L + 0.56 x L x (Pi/P)²] (kW)

dimana :

L = P (1 - h) = Besarnya rugi-rugi motor pada beban penuh (kW)

P = Rating daya masukan motor (kW)

= Rating daya keluaran/h

h = Efisiensi motor pada beban penuh

Pi = Daya masukan motor (kW)

0.44 = Faktor rugi – rugi besi

0.56= Faktor rugi –rugi tembaga

2.3.3. Efisiensi Motor Induksi

Efisiensi sebuah motor dinyatakan sebagai persentase perbandingan antra daya output yang dapat diberikan oleh sebuah motor untuk kerja (P_out) terhadap daya input (P_in) yang dibutuhkan oleh motor tersebut dimana dirumuskan sebagai berikut :

Dimana : = efisiensi motor

Pin = daya masukan motor

Pout = daya keluaran motor

Ptrugi = daya rugi-rugi total pada motor

Metode base praktis

2.3.4 Efisisensi motor terhadap load faktor

Terdapat hubungan yang jelas antara efisiensi motor dan beban. Pabrik motor membuat rancangan motor untuk beroperasi pada beban 50-100% dan akan paling efisien pada beban 75%. Tetapi, jika beban turun dibawah 50% efisiensi turun dengan cepat seperti ditunjukkan pada Gambar dibawah. Mengoperasikan motor dibawah laju beban 50% memiliki dampak pada faktor dayanya. Efisiensi motor yang tinggi dan faktor daya yang mendekati 1 sangat diinginkan untuk operasi yang efisien dan untuk menjaga biaya rendah untuk seluruh pabrik, berikut hubungan efisiensi dengan perubahan beban :

2.3.5. Spesifikasi Motor Penggerak Kompresor

Daya (kW)		Jumlah Kutub
7.5 kW		4 POLE
Tegangan (v)	220	380	415
Frekuensi (Hz)	50	50	50
Putaran (RPM)	1440	1440	1440
Amp’s	26	15	15
Insulation	B
Amb Temp (®C)	40
Form	KK

Motor yang di gunakan pada percobaan memiliki sebagai berikut :

Daya Output Motor = 7.5 KW

Jumlah kutub = 4 Kutub

Frekuensi kerja motor = 50 Hz

Putaran nominal motor = 1440 rpm

Tegangan nominal motor = 220 V atau 380 V,415 V sesuai hubungannya

Arus nominal motor = 26 A atau 15 A sesuai hubungannya

Isolasi yang digunakan type = B

Ambiens temperatur pada = 40^oC

From = KK

2.3.6. Kelas Isolasi

· Pengertian Insulation Class atau kelas isolasi

Keterangan mengenai Insulation Class atau kelas Isolasi ini menjelaskan mengenai seberapa baik kemampuan isolasi yang digunakan pada kawat gulungan (Winding) suatu elektro motor terhadap perubahan atau kenaikan suhu atau panas. Atau dengan kata lain, Insulation Class atau kelas isolasi adalah seberapa besar temperature atau suhu panas yang dapat di toleransi oleh bahan isolasi kawat gulungan elektro motor tersebut. Sehingga tetap dapat berfungsi sebagai bahan isolator (Isolasi) sebelum melebihi batas tembus tegangan dan Mengalami kegagalan isolasi atau terjadi kebocoran arus atau tegangan listrik.

· Tabel dan penjelasan mengenai Insulation Class A,B,F,H pada elektro motor

Tabel Kelas Isolasi

· Insulation Class standard NEMA

Insulation Class atau kelas isolasi adalah pengelompokan atau pembagian kelas untuk ketahanan kawat gulungan suatu electro motor pada suhu / temperatur tertentu

Standar NEMA (The National Electrical Manufacture Association ) membagi Insulation Class menjadi 4 yaitu:

A. Insulation Class A

B. Insulation Class B

C. Insulation Class F

D. Insulation Class H

Terdapat 3 hal yang harus kita perhatikan untuk menentukan Insulation Class.

1. Ambient Temperature

Seperti yang kita ketahui bahwa saat elektro motor belum dioperasikan, maka suhu motor tersebut adalah sama dengan suhu sekitarnya, atau yang biasa disebut sebagai Suhu Ruangan (Ambient Temperature). NEMA memberi nilai standar untuk suhu ruangan yang digunakan adalah 40 derajat Celcius.

2. Rise Temperature

Kemudian, saat elektro motor tersebut dioperasikan, maka akan terjadi peningkatan suhu pada kawat gulungan atau winding elektro motor tersebut, hal ini disebut dengan Peningkatan Suhu (Rise Temperature).

3. Hot spot

Selain itu suatu margin dari titik ditengah lilitan biasanya lebih tinggi yang disebut sebagai Hot Spot. Atau dengan kata lain Hot spot adalah titik terpanas yang terdapat dalam gulungan Elektro motor.

Insulation class atau Kelas isolasi ini, menjadi pedoman bagi kita untuk menentukan kelas mana yang akan kita gunakan, disesuaikan dengan suhu atau temperatur maksimal saat suatu elektro motor tersebut di operasikan.

Sebelum kita dapat menentukan antara Insulation Class A, B, F atau Insulation Class H, yang akan kita gunakan, terlebih dahulu kita harus mengetahui penjelasan mengenai masing-masing Insulation Class tersebut.

· Insulation Class

Seperti yang kita ketahui, insulation Class atau kelas isolasi memiliki empat kelas yang umumnya digunakan, yaitu:

A. Insulation Class A

B. Insulation Class B

C. Insulation Class F

D. Insulation Class H

Sistem Isolasi dari Insulation Class ini diambil dari standar nilai NEMA (National Electrical Manufacturers Association).

Klasifikasi Insulation Class ini diambil dari seberapa besar batas maksimum temperatur atau suhu operasi yang masih ditoleransi atau diperbolehkan.

A. Insulation Class A

Temperatur operasional maksimum yang diperbolehkan untuk Insulation Class-A, adalah:

105 derajat Celcius.