Mastura Azzura March 2013 ~ Dunia Elektro

Saturday, March 30, 2013

Thomas Alva Edison

Posted by IBRAHIM S on 9:28 AM with No comments

Penemu serba bisa Thomas Alva Edison lahir pada 11 Pebruari 1847 di kota Milan, Ohio, Amerika Serikat. Cuma tiga tahun dia peroleh pendidikan formal, sesudah itu disepak keluar sekolah karena si guru menganggap anak ini dungu luar biasa. Mulanya keluarga Edison tinggal di Canada tapi pada tahun 1839 mereka pindah dan menetap di Milan. Kemudian ketika Edison berumur 7 tahun keluarganya pindah lagi ke Port Huron Michigan. 
Ciptaan pertamanya, perekam suara elektronik dibikinnya tatkala umurnya dua puluh satu tahun. Hasil karyanya itu tidak dijualnya. Sesudah itu dia menekuni pembikinan peralatan yang diharapnya bisa laku terjual di pasar, tak lama sesudah dia berhasil membikin perekam suara elektronik, dia menemukan dan menyempurnakan mesin telegram yang secara otomatis mencetak huruf, yang dijualnya seharga 40.000 dolar, suatu jumlah besar pada saat itu. Sehabis itu, bagaikan antri dia menemukan hasil karya baru dan dalam tempo singkat Edison bukan saja masyhur tetapi juga berduit.
Mungkin, penemuannya yang paling asli adalah mesin piringan hitam yang dipatenkannya tahun 1877. Tetapi, lebih terkenal di dunia dari itu adalah pengembangan bola lampu pijar yang praktis tahun 1879. Edison bukan orang pertama yang menciptakan sistem penerangan listrik. Beberapa tahun sebelumnya lampu bersinarkan arus listrik telah digunakan buat penerangan lampu jalan di Paris. Tetapi, bola pijar Edison berikut sistem pembagian tenaga listrik yang dikembangkannya memungkinkan adanya penerangan listrik yang praktis untuk di rumah. Tahun 1882, perusahaannya mulai memproduksi listrik untuk rumah-rumah di New York, dan dalam tempo singkat sudah tersebar ke seluruh dunia. 
Dengan berdirinya perusahaan listrik pertama untuk penerangan rumah-rumah, Edison berarti sudah meletakkan dasar bagi perkembangan industri besar. Penggunaan tenaga listrik bukan cuma buat penerangan tetapi untuk seluruh aspek kebutuhan rumah tangga, mulai dari televisi hingga mesin cuci. Lebih jauh lagi, kegunaan tenaga listrik lewat distribusi jaringan-jaringan yang didirikan Edison dengan sendirinya mendorong penggunaan listrik untuk sektor industri. Edison juga memberi sumbangan besar luar biasa buat perkembangan kamera perfilman serta proyektor. Dia membuat penyempurnaan penting perteleponan (karbon transmiternya meningkatkan kejelasan pendengaran), penyempurnaan di bidang telegram dan mesin tik.
Diantara penemuan lainnya antara lain mesin dikte, mesin kopi dan tempat penyimpanan yang digerakkan baterei. Boleh dibilang, Edison merancang lebih dari 1000 penemuan, suatu jumlah yang betul-betul tak masuk akal. Satu sebab produktivitasnya amat mengherankan adalah karena pada awal-awal kariernya dia membangun sebuah laboratorium penyelidikan di Menlo Park, New Jersey. Di situlah dia menghimpun kelompok pembuat yang berkemampuan membantunya. Ini adalah cikal bakal sebuah laboratorium penyelidikan yang kemudian ditiru oleh begitu banyak industri. 
Laboratorium pemula Edison yang modern, suatu pusat penyelidikan yang berperalatan lengkap di mana begitu banyak orang bekerja bersama merupakan suatu team, adalah pula hasil karyanya yang penting, meskipun tentu saja sesuatu yang tidak bisa dia patenkan. Edison bukanlah seorang penemu semata; dia juga terlibat dalam pembikinan dan mengorganisir pelbagai perusahaan industri. Yang paling penting diantaranya akhirnya menjelma menjadi General Electric Company. 
Meski secara pembawaan dia bukan seorang ilmuwan murni, Edison membikin satu penemuan ilmiah. Di tahun 1882 dia menemukan bahwa dalam keadaan mendekati hampa udara, arus listrik dapat dialirkan diantara dua kawat yang tidak bersentuhan satu sama lain. Fenomena ini --disebut penemuan Edison-- bukan sekedar punya maksud teoritis yang penting, tetapi juga punya arti penggunaan praktis yang bermakna. Ini menuntun ke arah perkembangan tabung hampa udara dan peletakan dasar industri elektronik. Hampir sepenuh masa hidupnya, Edison menderita pendengaran lemah. 
Tetapi, meski begitu, dia lebih dari sekedar dapat mengatasi hambatan itu dengan kerja kerasnya yang mengagumkan. Edison kawin dua kali (istri pertamanya mati muda), punya tiga anak dari masing-masing istri. Dia meninggal tpada 18 Oktober 1931 di West Orange, New Jersey. Ia telah menghimpun hak patennya lebih dari 3000 dan tek seorang pun ilmuwan yang melebihi prestasinya Ia telah mendapatkan medali istimewa dari kongres dan ratusan tanda penghargaan dari berbagai bangsa di dunia. 

Saturday, March 2, 2013

Beban Motor Listrik ~Analisis~

Posted by IBRAHIM S on 11:31 AM with 1 comment
Mengapa mengkaji beban motor??

Karena sulit untuk mengkaji efisiensi motor pada kondisi operasi yang normal, beban motor dapat diukur sebagai indikator efisiensi motor. Dengan meningkatnya beban, faktor daya dan efisinsi motor bertambah sampai nilai optimumnya pada sekitar beban penuh.

Bagaimana mengkaji beban motor??

Persamaan berikut digunakan untuk menentukan beban..

dimana,
               η          = Efisiensi operasi motor dalam %
               HP       = Nameplate untuk Hp
               Beban = Daya yang keluar sebagai % laju daya
               Pi        = Daya tiga fase dalam kW

Survei beban motor dilakukan untuk mengukur beban operasi berbagai motor di seluruh pabrik. Hasilnya digunakan untuk mengidentifikasi motor yang terlalu kecil. (mengakibatkan motor terbakar) atau terlalu besar (mengakibatkan ketidak efisiensian). US DOE merekomendasikan untuk melakukan survei beban motor yang beroperasi lebih dari 1000 jam per tahun.

Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi secara individu:
  • Pengukuran daya masuk. Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 100%.
  • Pengukurann jalur arus. Beban ditentukan dengan membandingkan ampere terukur (diukur dengan alat analisis daya) dengan laju ampere. Metode ini digunakan bila faktor daya tidak diketahui dan hanya nilai ampere yang tersedia. Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 50%
  • Metode Slip. Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh. Ketelitian metode ini terbatas namun dapat dilakukan dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alat analisis daya).
Karena pengukuran daya masuk merupakan metode yang paling umum digunakan, maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk motor tiga fase.

Pengukuran Daya Masuk / Input Beban

Menentukan daya masuk dengan menggunakan persamaan berikut :

Dimana,
              Pi = Daya tiga fase dalam kW
              V = RMS (akar kwadrat rata-rata) tegangan, nilai tengah garis ke garis 3 fase
               I = RMS arus, nilai tengah 3 fase
              PF = Faktor daya dalam desimal

Alat analisis daya dapat mengukur nilai daya secara langsung. Industri yang tidak memiliki alat analisis daya dapat menggunakan multi-meters atau tong-testers untuk mengukur tegangan, arus dan faktor daya untuk menghitung daya yang masuk.

Menentukan nilai daya dengan mengambil nilai pelat nama/nameplate atau dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Dimana,

             Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW
            HP = Nilai Hp pada nameplate
             ηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensi motor)

Dimana,

               Beban = Daya keluar yang dinyatakan dalam % nilai daya
               Pi = Daya tiga fase terukur dalam kW
               Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW

Contoh Perhitungan

Pertanyaan:
Pengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45 kW dengan efisiensi beban penuh 88%.
  • V = 418 Volt
  • I = 37 Amp
  •  PF = 0.81
Hitung beban.
Jawab:
  •  Daya Masuk = (1,732 x 418 x 37 x 0,81)/1000 = 21,70 kW
  •  % Pembebanan = [21,70 /(45/0,88)] x 100 = 42,44 %

EFISIENSI MOTOR LISTRIK

Posted by IBRAHIM S on 11:01 AM with 1 comment

Motor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu. Pada proses ini, kehilangan energi ditunjukkan dalam Gambar.




Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi. Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen. Tabel memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksi.




Efisiensi motor dapat didefinisikan sebagai “perbandingan keluaran daya motor yang dirgunakan terhadap keluaran daya totalnya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah:
  • Usia. Motor baru lebih efisien.
  • Kapastas. Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan, efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya.
  • Kecepatan. Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien.
  • Jenis. Sebagai contoh, motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincingeser.
  • Suhu. Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP).
  • Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi.
  • Beban motor.

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, tidak hanya untuk motor.

Efisiensi motor beban (sebagai fungsi dari % efisiensi beban penuh) (US DOE)

Untuk alasan ini maka dalam mengkaji kinerja motor akan bermanfaat bila menentukan beban dan efisiensinya. Pada hampir kebanyakan negara, merupakan persyaratan bagi fihak pembuat untuk menuliskan efisiensi beban penuh pada pelat label motor. Namun demikian, bila motor beroperasi untuk waktu yang cukup lama, kadang-kadang tidak mungkin untuk mengetahui efisiensi tersebut sebab pelat label motor kadangkala sudah hilang atau sudah dicat.

Untuk mengukur efisiensi motor, maka motor harus dilepaskan sambungannya dari beban dan dibiarkan untuk melalui serangkaian uji. Hasil dari uji tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik kinerja standar yang diberikan oleh pembuatnya. Jika tidak memungkinkan untuk memutuskan sambungan motor dari beban, perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor. Lembar fakta dari US DOE memberikan tabel dengan nilai efisiensi motor untuk motor standar yang dapat digunakan jika pabrik pembuatnya tidak menyediakan data ini. Nilai efisiensi disediakan untuk:

  • Motor dengan efisiesi standar 900, 1200, 1800 dan 3600 rpm
  • Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP
  • Dua jenis motor: motor anti menetes terbuka/ open drip-proof (ODP) dan motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total/ enclosed fan-cooled motor (TEFC)
  • Tingkat beban 25%, 50%, 75% dan 100%.
Lembar fakta juga menjelaskan tiga kategori metode yang lebih canggih untuk mengkaji efisiensi motor: peralatan khusus, metode perangkat lunak, dan metode analisis. Dengan kata lain, survei terhadap motor dapat dilakukan untuk menentukan beban, yang juga memberi indikasi kinerja motor.


Motor AC / Motor Arus Bolak Balik

Posted by IBRAHIM S on 8:43 AM with No comments

Motor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor" seperti ditunjukkan daalam Gambar. Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor.

Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).

Motor Sinkron

Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.

Komponen utama motor sinkron adalah :
  • Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
  • Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.

Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003):

Ns = 120 f/P
dimana :

f  = frekwensi dari pasokan frekwensi
P = jumlah kutub


Motor Induksi

Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC.

Komponen

Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama :

Rotor
Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
  • Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
  • Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
Stator.
Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat.

Motor Induksi




Klasifikasi Motor Induksi

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):

  • Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
  • Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp. 
Kecepatan Motor Induksi 

Motor induksi bekerja sebagai berikut. Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar.

Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/ slip ring motor”. Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran (Parekh, 2003):


Dimana:
Ns = kecepatan sinkron dalam RPM
Nb = kecepatan dasar dalam RPM

Hubungan antara Beban, Kecepatan, dan Torque

Gambar menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):
  • Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah (“pull-up torque”).
  • Mencapai 80% kecepatan penuh, torque berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun.
  • Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torque dan stator turun ke nol.

Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC 3-Fase