SlideShare a Scribd company logo
1 of 38
Laporan Project Based Learning Mata Kuliah
VE230309 – Mesin Listrik dan Kontrol Gerak
Semester Ganjil 2023/2024
IT Support & Networking
Disusun oleh:
M Akbar Hidayatullah
2040221038
Program Studi Sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Otomasi
Departemen Teknik Elektro Otomasi
Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Desember 2023
DAFTAR ISI
RINGKASAN.................................................................................................................................
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................ 3
I.1 Deskripsi Project............................................................................................................... 3
I.2 Target dan Cakupan Project.............................................................................................. 3
BAB II MATERI MATA KULIAH MESIN LISTRIK DAN KONTROL GERAK ................ 6
2.1 Capaian Pembelajaran Mata Kuliah.................................................................................. 6
2.2 Materi Perkuliahan............................................................................................................ 6
BAB III ANALISA KORELASI PROJECT DENGAN MATA KULIAH.............................. 35
BAB IV MATERI YANG PERLU DIPERDALAM ................................................................ 36
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................................. 37
RINGKASAN
Pekembangan dalam teknologi komunikasi modern telah memuncukan berbagai inovasi untuk solusi
yang lebih canggih dan efisien. Salah satu inovasi terpenting saat ini adalah penggunaan teknologi
Fiber Optic. Kemampuanya untuk mentransmisikan data dengan kecepatan tinggi melalui serat kaca,
telah mendorong perkembangan dalam sistem komunikasi saat ini. Kecepatan transmisi data
memungkinkan pengiriman informasi dalam jumlah besar dalam waktu yang singkat, serta mendukung
penggunaan aplikasi yang membutuhkan bandwidth tinggi. Fiber Optic memiliki kapasitas transimisi
yang lebih besar dibandingkan dengan kabel tembaga konvensional, sehingga memungkinkan
peningkatan kapasitas jaringan, mendukung pertumbuhan pesat penggunaan internet, cloud
computing, dan aplikasi berat lainnya tanpa kekhawatiran terkait kapasitas jaringan yang terbatas.
Penggunaan Fiber Optic memiliki tingkat gangguan yang rendah, karena serat kaca tidak rentan
terhadap inerferensi gelombgan elektromagnetik. Terlepas dari keunggulan penggunaan jaringan
Fiber Optic tentunya ada juga kekurangan yang dimilikinya. Dalam proses pengerjaanya
membutuhkan peralatan khusus karena sifat kabel yang terbuat dari serat kaca itu mudah patah,
sehingga diperlukan keahlian khusus agar proses pengerjaan dapat diselesaikan dengan baik.
Kata Kunci: Fiber Optic, Transmisi Data, Gelombang Elektromagnetik
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Deskripsi Project
Di dalam Project IT Support dan Networking memiliki tugas utama yaitu instalasi kabel Fiber Optic
untuk menyalurkan jaringan internet sesuai dengan permintaan pelanggan. Dalam pengerjaanya dibagi
menjadi beberapa tugas khusus yaitu Aktivasi, Penanganan Gangguan, dan Preventive Maintenance.
Aktivasi dilakukan dengan tujuan untuk membangun sebuah jaringan pada suatu daerah dan
pemasangan jaringan baru di tempat pelanggan. Penanganan Gangguan dikerjakan ketika terjadi
gangguan baik di sisi pelanggan ataupun provider jaringan itu sendiri. Gangguan dapat terjadi akibat
kabel putus, kerusakan perangkat, kesalahan penempatan port, dan sebagianya. Preventive Maintenance
biasanya dilakukan di POP (Point of Presence) yaitu tempat perangkat komunikasi yang saling
terhubung dari internet service provider ke pelanggan, tugas yang dikerjakan adalah pengecekan,
pembersihan, hingga perbaikan perangkat.
1.2 Target dan Cakupan Project
1.2.1 Target
Target dari proyek IT Support & Networking adalah bagaimana dapat memahami konsep
yang digunakan pada jaringan fiber optik dimulai dari sistem penyaluran data dari server
jaringan yang awalnya dalam bentuk sinyal listrik digital setelah itu akan diubah menjadi
sinyal cahaya yang nantinya akan melewati kabel fiber sampai kepada pelanggan. Pekerjaan
yang dilakukan memiliki beberapa target pelanggan, yang pertama adalah dari jalur fiber to
the home (FTTH) biasanya disebut Retail. Kemudian apabila berasal dari perusahaan atau
pabrik biasanya disebut Corporate. Di tempat pelanggan akan disediakan pernangkat yang
berfungsi sebagai pengubah sinyal cahaya menjadi sinyal digital hingga bisa dimanfaatkan
oleh pelanggan tersebut.
1.2.2 Cakupan Project
Aktivasi
Bertujuan untuk membangun jaringan pada suatu daerah dan pemasangan jaringan baru di
tempat pelanggan.
a. Masa Penyelesaian Pekerjaan
Survey : 1 Minggu
Perizinan : 1 Minggu – 1 Bulan
Eksekusi Lapangan : 2 Minggu – 1 Bulan
Pembuatan Laporan : 2 Minggu
Revisi dan Penagihan : 2 Minggu
b. Tahapan Pekerjaan
Pemasangan Kwh : Sebagai supplai daya untuk mengaktifkan
perangkat
Instalasi Perangkat di Kabinet : Untuk menyalurkan internet dari PoP
(Point of Presence)
Instalasi Joint Box (JB) : Sebagai terminal untuk beberapa kabel
pada jalur yang berbeda
Instalasi Fiber Distribution Box (FDT) : Sebagai terminal untuk setiap jalur kabel
Instalasi Fiber Acces Terminal (FAT) : Untuk menyalurkan kabel menuju tempat
pelanggan
Penanganan Gangguan
Penanganan gangguan dikerjakan ketika terjadi gangguan baik di sisi pelanggan ataupun
provider jaringan itu sendiri. Gangguan dapat terjadi akibat kabel putus, kerusakan perangkat,
kesalahan penempatan port, dan lainya.
a. Masa Penyelesaian Pekerjaan
Tiket Pekerjaan Gangguan : 1 Hari
Eksekusi Lapangan : 1 – 3 Hari
Pembuatan Laporan : 1 – 3 Hari
Revisi dan Penagihan : 2 Minggu
b. Tahapan Pekerjaan
Pengecekan Kerusakan : Mencari titik kerusakan yang menyebabkan
gangguan
Pengukuran Jarak Kabel : Mengetahui titik kabel putus atau untuk mencari
titik perangkat terdekat
Jointing Core : Menyambung core yang putus
Labeling Core : Memberi label pada core supaya lebih mudah untuk
mencari sambungan core
Preventive Maintenance (PM)
Kegiatan ini biasanya dilakukan di POP (Point of Presence) yaitu tempat perangkat
komnunikasi yang saling terhubung dari internet service provider ke pelanggan.
a. Masa Penyelesaian Pekerjaan
Tiket Pekerjaan PM : 1 Hari
Eksekusi Lapangan : 1 – 2 Jam
Pembuatan Laporan : 1 Hari
Revisi dan Penagihan : 2 Minggu
b. Tahapan Pekerjaan
Pembuatan Working Permit : Digunakan untuk perizinan masuk ke gardu
induk
Pengecekan Perangkat : Mencari perangkat yang kemungkinan
sudah rusak
Pembersihan Perangkat : Membersihkan keseluruhan perangkat yang
ada
Uji Coba Ketahanan Perangkat : Melakukan pengetesan pada baterai dan
rectifier
BAB II MATERI MATA KULIAH MESIN LISTRIK DAN KONTROL
GERAK
2.1 Capaian Pembelajaran Mata Kuliah
 Mahasiswa mampu memahami danmenerapkan prisnsip listrik magnet pada mesin-mesin listrik
 Mahasiswa mampu memahami prinsip kerja dan penerapan mesin-mesin listrik DC
 Mahasiswa mampu memahami prisip kerja dan penerapan mesin-mesin listrik AC
 Mahasiswa mampu melakukan kontrol gerak mesin-mesin listrik DC
 Mahasiswa mampu melakukan kontrol gerak mesin-mesin listrik AC
2.2 Materi Perkuliahan
2.2.1 Generator DC
Rumus dasar
Berdasarkan teori elektromagnetik, dapat diturunkan tiga rumus dasar untuk mesin arus searah ini yaitu
untuk tegangan induksi, kecepatan, dan untuk kopel elektromagnetik.
1. Tegangan induksi
Untuk tegangan induksi, berlaku hubungan :
Dengan ;
Φ = fluks/kutub
n = putaran (rpm)
C = (p/a) x (Z/60) = konstanta
p = jumlah kutub
a = jalur parallel konduktor jangkar
Z = jumlah konduktor jangkar
2. Kecepatan
Rumus untuk kecepatan ini sebenarnya diturunkan dari rumus untuk tegangan induksi dan merupakan
kecepatan motor tanpa beban yaitu
Pengaturan kecepatan dapat dilakukan dengan mengubah Ea atau Φ.
3. Kopel elektromagnetik
Φ = fluks / kutub
Io = arus jangkar
C = konstanta
Kopel elektromagnetik ini tidak sama dengan kopel yang terdapat pada sumbu. Dengan mengurangi
kopel geser barulah didapat harga kopel pada sumbu. Hubungan lain antara kopel elekromagnetik
dengan daya mekanik yaitu :
Wm = 2πn/60 = kecepatan sudut.
Generator arus searah
Berdasarkan cara memberikan fluks pada kumparan medannya, generator arus searah dapat
dikelompokkan menjadi dua yaitu generator berpenguatan bebas dan generator berpenguatan sendiri.
Generator berpenguatan bebas
Tegangan searah yang dipasangkan pada kumparan medan yang mempunyai tahanan RF akan
menghasilkan arus If dan menimbulkan fluks pada kedua kutub. Tegangan induksi akan dibangkitkan
pada generator. Jika generator dihubungkan dengan beban, dan Ra adalah tahanan dalam generator,
maka hubungan yang dapat dinyatakan adalah
Generator berpenguat sendiri
Generator ini terdiri atas generator searah seri dan generator shunt. Untuk generator searah seri berlaku
hubungan :
Untuk generator shunt berlaku hubungan :
Generator kompon
Generator ini terdiri atas generator kompon panjang dan generator kompon pendek. Untuk generator
kompon panjang berlaku hubungan :
Untuk generator komponen pendek berlaku hubungan :
2.2.2 Motor DC
Pada prinsipnya mesin listrik dapat berlaku sebagai motor maupun sebagai generator. Perbedaannya
hanya terletak dalam konversi dayanya. Generator adalah suatu mesin listrik yang mengubah daya
masuk mekanik menjadi daya keluar listrik. Sedangkan sebaliknya motor mengubah daya masuk listrik
menjadi daya keluar mekanik. Maka dengan membalik generator arus searahm dimana sekarang
tegangan Vt menjadi sumber dan tegangan jangkar Ea merupakan ggl lawan, mesin arus searah ini akan
berlaku sebagai motor. Oleh karena iru hubungan antara tegangan Vt dan Ea dapat dituliskan sebagai :
Ketika motor dijalankan, kecepatan dan tegangan induksi Ea masih sama dengan nol. Dan dari
persamaan Ia = (Vt-Ea) /Ra untuk Ea = 0 dan Ra yang cukup kecil, arus Ia yang mengalis besar sekali.
Oleh karena itu, untuk membatasi arus jangkar (Ia) yang sangat besar pada waktu start ini, perlu
diberikan tahanan mula yang dipasang seri terhadap tahanan jangkar tersebut. Secara perlahan-lahan
kemudian tegangan ini dapat dikerjakan dengan tangan atau otomatis menggunakan relay
elektromagnetik. Prinsip dalam perencanaan tahanan mula dapat dijelaskan dengan gambar dibawah
ini.
Ada n buah tahanan yang diserikan dan n +1 kontak yang merupakan titik sambung antara tahanan yang
satu dengan yang lainnnya yang berdekatan. Seandainya direncanakan bahwa pada aat mulai menjalakn
motor arus jangkar (Ia) yang mengalir = I1 dua kali besarnya dari keadaan beban penuh. Dimisalkan
pula pada saat t = t1 arus jangkar jatuh menjadi I2 dan bersamaan dengan ini tahanan pertama r1
diputuskan (yaitu lengan sambung berpindah pada kontak ke-2). Dalam keadaan demikian arus Ia akan
naik kembali menjadi I1. Proses ini akna berlangsung hingga lengan sambungan mencapai kontak ke-
n + 1, dimana saat ini kecepatan (putaran) dan tegangan Ea mencapai keadaan stabil. Grafik arus jangkar
terhadap waktu dapat dilihat pada gambar
Misalnya pada suatu saat lengan sambungan berpindah dari kontak x ke kontak x + 1, yaitu pada saat
arus = I2, maka :
Jika didefinisikan C = I1/I2, maka :
Bila Vt dan Ra diketahui dan I1 dan I2 ditetapkan, jumlah elemen tahanan n dapat ditentukan. Rx dapat
ditentukan dari hubungan :
Kerugian dan efisiensi yang terjadi dalam mesin arus searah adalah
a. Rugi besi, yang terdiri atas rugi hysteresis dan rugi ‘arus eddy’.
b. Rugi listrik yang dikenal sebagai rugi tambaga (I2
R).
c. Rugi mekanik yang terdiri atas rugi geser pada sikat, rugi geser pada sumbu dan rugi
angin.
d. Aliran daya untuk mesin arus searah yang terlihat pada gambar dibawah.
Digambarkan aliran daya untuk motor, sedangkan untuk generartor aliran daya adalah
sebaliknya
e.
2.2.3 Transformator
Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu
atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan
bedasarakan prinsip induksi-elektromagnet. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang
tenagan listrik maupun elektronikas. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan
terpilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap keperluan misalnya kebutuhan akan teganagn
tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.
Dalam bidang elektronika, trnasformator digunakan antara lain sebagai gandengan impedansi
antara sumber dan beban untuk memisahkan satu rangkaian dari rangkaian yang lain dan untuk
menghambat arus searah sambal tetap melakukan atau mengalisrkan arus bolak balik antara rangkaian.
Berdasarkan frekuensi, transformator dapat dikelompokkkan sebagai berikut ;
a. Frekuensi daya, 50-60 c/s;
b. Frekuensi pendengaran, 50 c/s-20kc/s;
c. Frekuensi radio diatas 30 kc/s.
Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi
a. Transformator daya;
b. Transformator distribusi
c. Transformator pengukuran ; yang terdiri atas transformator arus dan transformator tegangan.
Kerja transformator yang berdaasrkan induksi-elektromagnet menghendaki adanya gandingan
magnet antara rangakain primer dan sekunder. Gandingan magnet ini berupa inti besi tempat
melakukan fluks Bersama.
Berdasarkan cara melilitkan kumparan pada inti dikenal dua macam transformator yaitu tipe inti
dan tiper cangkang
Keadaan transformator tanpa beban
Bila kumparan primer satu transformator dihubngakan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoid
akan mengalirkan arus primer I0 yang juga sinusoid dan dengan mengganggap belitan N1 reaktif
murni, I0 akan tertinggal 90o
dari V1 arus primer I0 menimbulkan fluks (Φ) yang sefasa dan juga
berbentuk sinusoid
Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 (hukum faraday).
Harga efektiknya
Pada rangkaian sekunder, fluks daapt menimbulkan
Sehingga
Dengan mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor,
A = perbandingan transformasi
Dalam hal ini tegangan induksi E1 mempunyai kebesaran yang sama tetapi berlawanan arah dengan
tegangan sumber V1.
1. Model Rangkaian Ekivalen
Tidak semua fluks Φ yang dihasilkan oleh arus pemagnetan IM merupakan fluks Bersama (ΦM).
Sebagian darinya hanya mencakup kumparan primer(Φ1) atau kumparan sekunder saja (Φ2). Dalam
model rangkaian ekivalen yang dipakai untuk menganalisis kerja suatu transformator, adanya fluks
bocor Φ1 dan Φ2 ditunjukkan pada reaktansi X1 dan X2. Sedangkan rugi tahanan ditunjukkan dengan
R1 dan R2.
Pada rangkaian diatas dapat dibuat vektor diagramnya sebagai berikut
Dari model rangkaian diatas dapat diketahu hubungan penjumlahan vektor :
Hingga
Karena
Maka
Dan
Permasaan terakhir mengandung pengertian bahwa apabila parameter rangkaian sekunder dinyatakan
dalam harga rangkaian primer, harga perlu dikalikan dengan factor a2
.sehingga model rangkaian
menjadi sebagai terlihat pada gambar
Untk memudahkan analisis (perhitungan, model rangkaian tersebut dapat diubah menjadi seperti
gambar dibawah ini
Vektor diagram rangkaian diatas untuk beban dengan factor kerja terbelakang dapat digambarkan pada
gambar dibawah ini
Menentukan parameter
Parameter transformator yang terdapat pada model rangkaian ekivalen RC, XM, Rek, dan Sck, dapat
ditentukan besarnya dengan dua macam pengukuran (test) yaitu pengukuran beban nol dan pengukuran
hubungan singkat.
Pengukuran beban nol
Dalam keadaan tanpa beban bila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tgangan V1 seperti telah
diterangkan sebelumnya hanya Io yang mengalir.
Dari pengukuran daya yang masuk (PI), arus IO dan tegangan V1 akan diperoleh harga
Dengan demikian, dari pengukuran beban nol dapat diketahui harga RC dan XM.
Pengukuran Hubungan Singkat
Hubungan singkat berarti impedansi beban ZL diperkecil menjadi no, sehingga hanya impedansi Zek =
Rek + jXek yang membatasi arus. Karena harga Rek dan Xek ini relative kecil. Harus dijaga agar tegangan
yang masuk (Vhs) cukup kecil sehingga arus yang dihasilkan tidak melebihi arus nominal. Harga IO akan
relative kecil bisa dibandingkan dengan arus nominal, sehingga pada pengukuran ini dapat diabaikan.
Dengan mengukur tegangan Vhs, , arus Ihs, dan daya Phs., akan dapat dihitung pararameter
2. Penggunaan Trafo untuk Industri
transformator tiga fasa memakai inti besi jauh lebih sedikit dibandingkan dengan pemakaian tiga buah
transformator fasa tunggal.
Pada bidang abcd gambar a hanya diperlukan mengalir fluks sebesar
Dan dari gambar vektornya (gambar b) diketahui bahwa kebesaran vektor tersebut adalah sebesar
Apabila digunakan transformator fase tunggal, pada bagian tersebut akan mengalir fluks sebesar 1/2ΦA
dan 1/2ΦB atau sebesar ΦA. Denikian juga halnya untuk bidang mnqr. Jadi pemakaian inti besi jelas
menunjukkan penghematan pada transformator tiga fasa. Penghematan tersebut akan lebih terasa lagi
bisa kini mengubah polaritas transformator sedemikian rupa sehingga arah ΦB ke atas. Dengan arah ΦB
ke atas, fluks yang mengalir pada bidang abcd menjadi :
Dan besaran vektor ini hanya sebesar:
½ x ΦA
Ditambah lagi dengan sistem pendingin yang maju, transformastor tiga fasa menjadi lebih ekonomis.
Hubungan delta
Tegangan tranformator tiga fasa dengan kumparan yang dihbungkan secara delta, yaitu VAB + VBC +
VCA = 0
Untuk bebas yang seimbang ;
Dari vektor diagaram gamabr b diketahui arus IA adalah √3 x IAB (arus fasa). Tegangan dalam hubungan
delta sa dengan tegangan fasanya.
Hubungan bintang / star
Arus transformator tiga fasa dengan kumparan yang dihubungkan secara bintang yaitu IA, IB, IC masing
masing berbeda fasa 120° untuk beban yang seimbang :
Dari Gambar a dan gambar B diketahui bahwa untuk hubungan bintang berlaku hubungan
Atau
Lalu
Jadi,
2.2.4 Generator AC
Generator AC (alternating current) adalah perangkat yang menghasilkan energi listrik dalam bentuk
arus bolak-balik (AC). Prinsip kerja generator AC didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik
yang ditemukan oleh Michael Faraday. Generator AC umumnya digunakan dalam sistem tenaga listrik
untuk menghasilkan listrik yang dapat diubah dan didistribusikan lebih efisien melalui jaringan
transmisi. Berikut adalah komponen utama dan prinsip kerja generator AC:
a. Rotor dan Stator
Generator AC memiliki rotor yang berputar di dalam stator. Stator adalah bagian yang diam dan
berisi lilitan kawat yang menghasilkan medan magnet.
b. Induksi Elektromagnetik
Ketika rotor berputar di dalam medan magnet yang dihasilkan oleh stator, terjadi perubahan fluks
magnetik melalui lilitan stator. Menurut hukum Faraday induksi elektromagnetik, perubahan ini
menghasilkan gaya elektromotif (EMF) atau tegangan listrik di dalam lilitan stator.
c. Frekuensi AC
Kecepatan rotasi rotor dan jumlah kutub pada generator menentukan frekuensi arus bolak-balik
yang dihasilkan. Frekuensi AC diukur dalam hertz (Hz) dan berhubungan langsung dengan
kecepatan rotasi.
d. Kutub dan Jumlah Fasa
Generator AC dapat memiliki beberapa kutub, dan jumlah fasa dapat bervariasi tergantung pada
desainnya. Generator tiga fasa yang umum memiliki tiga lilitan stator yang ditempatkan dengan
sudut tertentu satu sama lain.
e. Regulasi Tegangan
Untuk menjaga tegangan output tetap pada tingkat yang diinginkan, generator AC dilengkapi
dengan sistem regulasi tegangan yang dapat menyesuaikan medan magnet atau kontrol kecepatan
rotor.
f. Transformator Daya
Tegangan AC yang dihasilkan oleh generator seringkali diubah menggunakan transformator daya
sebelum didistribusikan ke jaringan listrik.
Generator AC digunakan dalam pembangkit listrik untuk mengonversi energi mekanis menjadi energi
listrik AC. Arus bolak-balik yang dihasilkan oleh generator ini dapat dengan mudah diubah
tegangannya melalui transformator, dan inilah salah satu alasan utama penggunaannya dalam sistem
transmisi dan distribusi listrik. Generator AC juga memiliki keuntungan dalam pengendalian frekuensi
dan tegangan, sehingga lebih cocok untuk sistem tenaga listrik yang luas dan kompleks.
2.2.5 Motor Satu Fasa
Motor satu fase (motor 1 fase) adalah jenis motor listrik yang dirancang untuk dioperasikan dengan
tegangan satu fasa. Motor ini umumnya digunakan untuk aplikasi kecil hingga menengah, seperti motor
listrik rumah tangga, pompa air, kipas angin, dan beberapa peralatan rumah tangga lainnya. Berikut
adalah penjelasan tentang motor satu fase:
Komponen Utama Motor 1 Fasa
a. Stator
Stator adalah bagian motor yang diam dan menghasilkan medan magnet yang diperlukan untuk
memulai rotasi rotor. Pada motor satu fase, stator biasanya memiliki satu lilitan kumparan yang
dihubungkan ke sumber daya listrik satu fasa.
b. Rotor
Rotor adalah bagian motor yang berputar ketika diberikan daya listrik. Pada motor satu fase, rotor
dapat memiliki berbagai desain, termasuk rotor kisi-kisi atau rotor gulungan.
c. Kondensator
Beberapa motor satu fase dilengkapi dengan kondensator untuk memulai putaran rotor dan
meningkatkan efisiensi operasionalnya. Kondensator membantu menciptakan perbedaan fase
antara lilitan stator dan rotor.
d. Sikat
Pada motor satu fase tertentu, terutama motor jenis universal, sikat atau penyikat dapat digunakan
untuk menyuplai daya ke rotor.
Prinsip Kerja Motor 1 Fase:
Motor satu fase dioperasikan dengan tegangan satu fasa, yang berarti bahwa tegangan listrik berosilasi
dalam satu arah (AC). Tegangan ini diberikan pada lilitan stator, menciptakan medan magnet yang
berputar.Untuk memulai putaran rotor pada motor satu fase, diperlukan perbedaan fase antara lilitan
stator dan rotor. Pada motor satu fase induksi, kondensator digunakan untuk menciptakan perbedaan
fase ini. Setelah perbedaan fase tercipta, rotor akan mengikuti medan putar dan mulai berputar. Ini
adalah prinsip dasar rotasi pada motor satu fase.
Motor satu fase cocok untuk aplikasi rumah tangga dan kecil hingga menengah, tetapi kurang efisien
dibandingkan dengan motor tiga fase untuk daya yang lebih besar. Meskipun demikian, kelebihan motor
satu fase termasuk kesederhanaan, ukuran yang lebih kecil, dan kemampuan untuk dioperasikan dengan
sumber daya listrik rumah tangga standar.
2.2.6 Motor 3 Fasa Sinkron
Prinsip Kerja Mesin Sinkron
Mesin sinkron mempunyai kumparan jangkar pada stator dan kumparan medan pada rotor. Kumparan
jangkarnya berbenatuk sama dengan mesin induksi. Sedangkan kumparan medan mesin sinkron dapat
berbentuk kutub (salient) atau kutub dengan celah udara sama rata (rotor silinder). Arus searah (DC)
untuk menghasilkan fluks pada kumparan median dialirkan ke rotor malaui cincin.
Apabila kumparan jangkar dihubungkan dengan sumber tegangan tiga fasa akan menimbulkan medan
putar pada stator. Kutub medan rotor yang diberi penguat ars searah mendapat tarikan dari kutub medan
putaran stator hingga turut berputar dengan kecepatan yang sama (sinkron). Dilihat dari segi adanya
interaksi dua medan magnet. Maka kopel yang dihasilkan motor sinkron merupakan fungsi sudut kopel
(ᵹ ).
Pada beban nol, sumbu kutub medan putara berimpitan dengan sumbu kumparan medan (ᵹ = 0). Setiap
penambahan beban membuat medan motor “tertinggal” sebentar dari medan staor, berbentuk sudut
kopel (ᵹ ) untuk kemudian berputar dengan kecepatan yang sama lagi. Beban maksimul tercapai ketika
ᵹ = 90o
. Penambahan beban lebih lanjut mengakibatkan hilangnya kekuatan kopel dan motor disebut
kehilangan sinkronisasi.
Reaksi Jangkar
Apabila generator sinkron (alternator) melayani beban, maka kumparan jangkar stator mengalir arus
dan arus ini menimbulkan fluks jangkar. Fluks jangkar stator yang ditimbulkan arus (ΦA) akan
berinteraksi dengan yang dihasilkan kumparan medan rotor (ΦF). sehingga menghasilkan fluks
resultante (ΦR).
Adanya interaksi ini dikenal sebagai reaksi jangkar. Kondisi reaksi jangkar untuk berbagai macam jenis
beban adalah sebagai berikut :
Terlihat reaksi jangkar pada alternator bergantung pada jenis beban yang dilayani, dengan perkataan
lain bergantung pada sudut fasa antara arus jangkat (I) dengan tegangan induksi (GGL).
Alternator Tanpa Beban
Dengan memutar alternator pada kecepatan sinkron dan rotot diberikan arus medan (If) tegangan (Eo)
akan terinduksi pada kumparan jangkar stator.
c = konstanta mesin
n = putaran sinkron
Φ = fluks yang dihasilkan oleh If
Dalam keadaan tanpa beban arus jangkat tidak mengalir pada stator. Karenanya tidak tedapat pengaruh
reaksi jangakr. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Apabila arus medan (If) diubah-ubah
nilainya, akan diperoleh nilai Eo seperti yang terlihat pada kurva pemagnetan gambar dibawah ini. Pada
celah udara kurva pemagnetan merupakan garis lurus.
AB = tahanan arus medan yang diperlukan untuk daerah jenuh.
Ra = tahanan stator.
Xa = fluks bocor.
Eo = V (keadaan tanpa beban)
Alternator Berbeban
Dalam keadaan berbeban arus jangkar akan mengalir dan mengakibatkan terjadinya reaksi jangkar.
Reaksi jangkar bersifatreaktif karena itu dinyatakan sebagai reaktansi, dan disebut reaktansi pemagnet
(Xm). reaktansi pemagnet (Xm) ini Bersama sama dengan reaktansi fluks bocor (Xa) dikenal sebagai
reaktansi sinkron (Xs). model rangkaian dan diagram vektor dari alternator berbeban induktif (faktor
kerja terbelakang) dapat dilihat pada gambar
Reaktansi sinkron
Nilai (Xs) diperoleh dari dua macam percobaan yaitu percobaan tanpa beban dan percobaan hubungan
singkat. Dari percobaan tanpa beban diperoleh nilai Eo sebagai fungsi arus medan (If). Hubungan ini
menghasilkan kurva pemagnetan ; dari dari kurva ini nilai yang akan dipakai adalah liniernya
(unsaturated). Pemakaian nilai linier yang merupakan garis lurus cukup beralasan mengingat kelebihan
arus medan pada keadaan jenuh sebenarnya dikompensasi oleh adanya reaksi jangkar. Percobaan
hubungan singkat akan menghasilkan hubungan antara arus jangkar (I) sebagai fungsi arus medan (If),
dan ini merupakan garis lurus (I hs).
Jadi, harga reaktansi sinkron adalah :
Motor induksi tidak terdapat kumparan medan, sehingga sumber pembangkit fluks hanya diperoleh dari
daya masuk, stator. Daya masuk untuk pembangkit fluks merupakan daya induktif. Oleh karenanya
motor induksi bekerja pada faktor kerja terbelakang. Sedangkan pada motor sinkron terdapar dua
sumber pembangkit fluks yaitu arus bolak balik(AC) pada stator dan arus sehara (DC) pada rotot. Bila
arus medan pada rotot cukup untuk membangkitkan fluks (GGM) yang diperlukan motor, maka stator
tidak perlu memberikan arus pemagnetan atau daya reaktif dan motor bekerja pada factor kerja =1.0.
kalau arus medan pada rotor kurang (penguat berkurang), stator akan menarik arus pemagnetan dari
jala, sehingga motor bekerja pada faktor kerja terbelakang. Sebaliknya bila arus medan pada rotor
berlebih (penguatan berlebih), kelebihan fluks (GGM) ini harus diimbangi, dan stator akan menarik
arus yang bersifat kapasitif dari jala, dan karenanya motor bekerja pada faktor kerja terdahulu. Dengan
demikian, jelas bahwa faktor kerja motor sinkron dapat diatur dengan mengubah-ubah nilai arus medan
(If).
Sudut daya mesin sinkron
Untuk alternator berperilaku hubungan: V = E – (IRa + jlXs)
Bila Ra diabaikan maka:
Dalam bentuk polar dapat ditulis
Komponen nyata dari arus I di atas adalah E/Xs sin ᵹ. Komponen nyata dari suatu arus dapat juga ditulis
dengan I cos ɸ. Oleh karena itu bila daya P = VI cos ɸdan I cos ɸ = E/Xs sin ᵹ maka:
Dan
Terlihat bahwa nilai kopel (T) merupakan fungsi sin ᵹ, sehingga akan mencapai harga maksimum pada
saat ᵹ = 90o
. Perubahan sudut daya ᵹ untuk setiap penambahan bebandapat terlihat apabila rotor disinari
dengan cahaya stroboskopik.
2.2.7 Motor 3 Fasa Induksi
Motor induksi merupakan motor arus bolak balik (AC) yang paling luas digunakan. Penamaannya
berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu. Tetapi
merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relative antara putaran rotor dengan
medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator. Belitan stator yang dihubungkan
dengan suatu sumber tegangan tiga fasa akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan
kecapan sinkron (ns = 120f/2p). Medan putaar pada stator tersebut akan memotong konduktor-
konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus dan sesuai dengan hukum Lenz. Rotor pun akan turut
berputar mengikuti medan putar stator. Perbedaan putaran relative antara stator dan rotor disebut slip.
Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula
arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah
besar. Jadi, bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun. Dikenal dua tipe motor
induksi (dilihat gambar dibawah ini) yaitu motor induksi dengan rotor belitan dan motor induksi dengan
rotor sangkar.
Medan Putar
Perputaran motor pada mesin arus bolak balik ditimbulkan oleh adanya medan putar (fluks yang
berputar) yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan putar ini terjadi apabila kumparan stator
dihubungkan dalam fasa banyak. Umumnya fasa 3. Hubungan dapat berupa hubungan star ayau delta.
Perhatikan gambar diatas, misalnya kumparan a-a, b-b, c-c dihubungkan tiga fasa dengan beda fasa
masing masing 120o
gambar a dan dialiri arus sinusoid. Distribusi ia, ib, ic, sebgai fungsi waktu adalah
seperti gambar b. Pada keadaan t1, t2, t3, dan t4, fluks resultan yang ditimbulkan oleh kumparan tersebut
masing-masing adalah seperti gambar c, d, e dan f. pada t1 fluks resultan mempunyai arah sama dengan
arah fluks yang dihasilkan oleh kumparan a-a sedangkan pada t2, fluks resultannya dihasilkan oleh
kumparan b-b. untuk t4 fluks resultannya berlawanan arah dengan fluks resultan yang dihasilkan pada
saat t1.
Dari gambar c, d, e, dan f tersebut terlihat bahwa fluks resultan ini akan berputar satu kali. Oleh karena
itu, untuk mesin dengan jumlah kutub lebih dari dua, kecepatan sinkron dapat diturunkan sebagai
berikut:
ns + 120f/p
f = frekuensi
p = jumalah kutub.
Prinsip Kerja Motor Induksi
Ada beberapa prinsip kerja motor induksi:
a. Apabila sumber tegangan tiga fasa dipasang pada kumparan stator akan timbul medan putar
dengan kecepatan ns = 120 f/p.
b. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.
c. Akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induksi (ggl) sebesar :
E2s = 4.44 f2N2ɸM (untuk satu fasa).
E2s adalah tegangan induksi pada saat rotor berputar.
d. Karena kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka ggl (E) akan menghasilkan
arus (I).
e. Adanya arus (I) di dalam medan magnet menimbulkan gaya (F) pada rotor
f. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor yang cukup besar untuk memikul
kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator.
g. Teganagn induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar
stator. Artinya agar tegangan terinduksi diperlukan adanya perbedaan relative antara
kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan berputar rotor (nr).
h. Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip (S) dinyatakan dengan:
i. Bila nr = ns, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar
rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan ditimbulkan apabila nr lebih
kecil dari ns.
j. Dilihat dari cara kerjanya, motor induksi disebut juga sebgai motor tak serempak atau
asinkron.
Slip
Berubah ubahnya kecepatan motor induksi (nr) mengakibatkan berubahnya harga slip dari 100% pada
saat start sampai 0% pada saat motor diam (nr = ns). Hubungan frekuensi dengan slip dapat dilihat
sebagai berikut:
Bila f1 = frekuensi jala-jala.
Ns = 120f1/p atau fi = pns/120.
Pada rotor berlaku hubungan :
f2 = frekuensi arus rotor
atau
Karena
Maka
Pada saat start S = 100%; f2 = f1
Saat start dan rotor belum berputar, frekuensi pada stator dan rotor sama. Dalam keadaan rotor berputar,
frekuensi arus motor dipengaruhi oleh slip (f2 = Sf1). Karena tegangan induksi dan reaktansi kumparan
rotor merupakan fungsi frekuensi, maka harganya turut pula dipengaruhi oleh slip.
E2 = tegangan induksi pada saat start (diam)
E2s = tegangan induksi pada saat motor berputar.
X2s adalah reaktansi pada saat rotor berputar
X2 adalah reaktansi pada saat start (diam)
Rangkaian Rotor
Pada saat rotot berputar tegangan induksi rotor (e2) dan reaktansi rotor (x2) turut dioengaruhi oleh slip,
maka arus rotor menjadi :
Dengan demikian rangkaian rotor digambarkan seperti dibawah ini
Rangkaian Ekivalen
Kerja motor induksi seperti juga kerja transformator adalah berdaasrkan prinsip induksi electromagnet.
Oleh karena itu, motor induksi dapat dianggap sebagai transformator dengan rangkaian sekunder yang
berputar. Hingga rangkaian motor induksi dapat digambarkan seperti dibawah ini,
Daya Motor Induksi
Dengan memperhatikan model rangkaian diketahui bahwa daya masuk stator;
P1 = 3 V1I1 cos ɸ.
Daya masuk rotor(terdapat pada celah udara)
Daya keluar rotor (daya mekanik pada rotor termasuk rugi geser dan angin).
Rugi tembaga rotor:
Jadi :
Daya keluar rotor dapat juga diperoleh dari daya masuk rotor dikurangi tembaga rotor (Pm = P2 – Pcu)
2.2.8 Pemodelan Generator dan Motor
Pemodelan generator dan motor melibatkan representasi matematis dari perilaku sistem tersebut. Dalam
konteks ini, generator umumnya merujuk pada generator listrik yang mengubah energi mekanik
menjadi energi listrik, sedangkan motor adalah perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Di bawah ini, saya akan memberikan gambaran umum tentang bagaimana pemodelan
generator dan motor dapat dilakukan:
1. Pemodelan Generator
a. Pemodelan Mekanik
Gaya-gaya yang bekerja pada rotor generator dapat dimodelkan dengan hukum Newton.
Pemodelan inersia rotor (rotor inertia) adalah kunci untuk menggambarkan respons sistem
terhadap perubahan kecepatan.
b. Pemodelan Elektrik
Persamaan dasar adalah hukum Faraday untuk induksi elektromagnetik:
( E = -frac{dPhi}{dt} ), di mana ( E ) adalah tegangan listrik, ( Phi ) adalah fluks
magnetik. Model tegangan internal generator.
c. Pemodelan Sistem Keseluruhan
Persamaan diferensial yang menggambarkan hubungan antara komponen mekanik dan elektrik.
Sistem dapat dimodelkan sebagai rangkaian elektrik dengan unsur-unsur seperti hambatan,
induktansi, dan kapasitansi.
2. Pemodelan Motor
a. Pemodelan Elektrik
Hukum Kirchoff untuk menggambarkan hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan. Model
elektrik motor termasuk resistansi gulungan, induktansi, dan tegangan back electromotive force
(EMF).
b. Pemodelan Mekanik
Model inersia dan torsi beban yang dikenakan pada motor. Hubungan antara torsi dan
percepatan sudut.
c. Pemodelan Sistem Keseluruhan
Persamaan diferensial yang menggambarkan keseimbangan daya antara elemen-elemen
mekanik dan elektrik.
d. Sistem Kontrol
Pemodelan kontrol untuk mengatur kecepatan atau torsi motor.
3. Pemodelan Keseluruhan
Hubungan antara generator dan motor dapat dimodelkan dalam sistem yang lebih besar, seperti sistem
daya listrik, di mana generator menghasilkan listrik yang kemudian digunakan oleh motor dan peralatan
lainnya.
Pemodelan ini dapat dilakukan dengan menggunakan teknik-teknik seperti teori kontrol, analisis sistem
dinamis, dan simulasi numerik. Model ini membantu insinyur untuk merancang, menganalisis, dan
mengoptimalkan kinerja generator dan motor dalam berbagai kondisi operasional.
2.2.9 Kontrol Gerak Motor DC
Kontrol gerak motor DC melibatkan pengaturan kecepatan atau posisi dari motor DC. Motor DC dapat
dikontrol dengan beberapa metode, dan salah satu metode umum yang digunakan adalah pengendalian
kecepatan menggunakan kontrol PWM (Pulse Width Modulation). Berikut adalah gambaran umum
tentang kontrol gerak motor DC:
1. Kontrol PWM untuk Kecepatan Motor DC
a. Prinsip Kontrol PWM
Kontrol PWM mengatur daya yang disuplai ke motor DC dengan mengubah lebar pulsa sinyal
PWM. Semakin lebar pulsa, semakin banyak daya yang diberikan ke motor.
b. Pengaturan Kecepatan
Mikrokontroler atau rangkaian kontrol lainnya menghasilkan sinyal PWM dengan lebar pulsa yang
dapat diatur sesuai dengan kecepatan yang diinginkan.
c. Umpan Balik Kecepatan
Sistem umpan balik dapat digunakan untuk mengukur kecepatan aktual motor. Informasi ini
digunakan untuk mengontrol lebar pulsa PWM agar motor mencapai kecepatan yang diinginkan.
2. Kontrol Posisi Motor DC
a. Umpan Balik Posisi
Sensor posisi seperti encoder optik atau resolver dapat digunakan untuk memberikan umpan balik
posisi motor DC. Informasi posisi ini digunakan dalam sistem kontrol untuk memastikan motor
mencapai dan mempertahankan posisi yang diinginkan.
b. PID Control
Kontrol PID (Proporsional, Integral, Derivatif) umumnya digunakan dalam pengendalian posisi
motor DC. Komponen PID diatur untuk memberikan respons yang cepat dan stabil terhadap
perubahan posisi.
c. Sistem Kontrol Kecepatan dan Posisi:
Dalam beberapa aplikasi, kontrol gerak motor DC dapat melibatkan hierarki kontrol, di mana
kontrol kecepatan dan kontrol posisi digabungkan. Kontrol kecepatan dapat menjadi tingkat kontrol
dasar, sementara kontrol posisi beroperasi di tingkat yang lebih tinggi..
d. Keamanan dan Perlindungan:
Sistem kontrol dapat mencakup perlindungan terhadap arus berlebih untuk melindungi motor dan
sistem dari kerusakan. Selain itu sistem dapat memasukkan perlindungan terhadap panas untuk
mencegah overheating motor.
e. Implementasi Digital:
Pengendalian digital menggunakan mikrokontroler atau DSP (Digital Signal Processor) umumnya
digunakan untuk mengimplementasikan algoritma kontrol.
Implementasi kontrol gerak motor DC dapat bervariasi tergantung pada aplikasi dan kebutuhan
spesifik. Sistem kontrol yang efektif membutuhkan pemahaman mendalam tentang karakteristik
motor DC dan kondisi operasionalnya.
2.2.10 Kontrol Gerak Motor Induksi
Kontrol gerak motor induksi melibatkan serangkaian teknik dan strategi untuk mengatur kecepatan,
torsi, atau posisi motor induksi. Motor induksi adalah tipe motor listrik yang sangat umum digunakan
dalam berbagai aplikasi. Beberapa metode umum untuk mengendalikan gerak motor induksi termasuk:
1. Kontrol Kecepatan Motor Induksi
a. V/f (Tegangan/frekuensi) Control
Metode dasar untuk mengendalikan kecepatan motor induksi. Mempertahankan hubungan tetap
antara tegangan dan frekuensi input.
b. Scalar (Non-vector) Control
Menerapkan kontrol kecepatan sederhana menggunakan hukum-hukum tegangan dan
frekuensi. Sesuai untuk aplikasi yang tidak memerlukan kontrol kecepatan yang sangat presisi.
c. Vector Control (Field Oriented Control atau Direct Torque Control)
Mengendalikan arah medan magnet rotor untuk mengoptimalkan kontrol kecepatan dan torsi.
Memberikan kinerja kontrol yang lebih presisi dibandingkan dengan metode scalar.
2. Kontrol Torsi Motor Induksi
a. Direct Torque Control (DTC)
Metode yang lebih canggih untuk mengendalikan torsi motor. Mengontrol langsung torsi dan
arah medan magnet rotor.
b. Flux Vector Control
Kontrol kombinasi vektor medan dan vektor arus untuk mengoptimalkan torsi dan efisiensi
motor.
3. Kontrol Posisi Motor Induksi
a. Sensorless Control:
Menggunakan algoritma khusus untuk menentukan posisi rotor tanpa sensor tambahan. Metode
ini mengurangi biaya dan kompleksitas sistem.
b. Kontrol Posisi Dengan Encoder atau Resolver:
Penggunaan sensor posisi seperti encoder optik atau resolver untuk umpan balik posisi. Dapat
digunakan untuk aplikasi yang memerlukan presisi tinggi.
4. Sistem Kontrol Keseluruhan
a. PID Control
Kontrol PID umumnya digunakan untuk mengontrol kecepatan, torsi, atau posisi motor induksi.
Parameter PID disesuaikan sesuai dengan karakteristik motor dan kondisi operasional.
b. Sistem Kontrol Tertutup atau Terbuka.
Sistem kontrol dapat bersifat terbuka (tanpa umpan balik) atau tertutup (dengan umpan balik)
tergantung pada kebutuhan aplikasi.
5. Keamanan dan Perlindungan
Sistem kontrol dapat mencakup perlindungan terhadap arus berlebih dan suhu motor yang
berlebihan. Sistem juga dapat dirancang untuk mendeteksi dan mencegah putaran motor ke arah
yang tidak diinginkan.
2.2.11 Kontrol Gerak Motor Induksi Menggunakan Kendali Vektor
Kendali vektor, atau sering disebut sebagai FOC (Field-Oriented Control), adalah teknik canggih yang
digunakan untuk mengendalikan motor induksi. Metode ini memungkinkan kontrol independen
terhadap fluks magnetik (medan magnet) dan arus motor. Dengan mengendalikan vektor medan dan
arus stator, kendali vektor memungkinkan kinerja yang lebih tinggi, efisiensi yang lebih baik, dan
respons yang lebih cepat dibandingkan dengan metode kendali tradisional. Berikut adalah poin utama
dalam kendali gerak motor induksi menggunakan kendali vektor:
1. Orientasi Medan (Flux Orientation)
a. Mengukur Vektor Medan
Menggunakan sensor atau algoritma estimasi untuk mengukur arah vektor medan rotor.
b. Kendali Independen
Memungkinkan kendali independen terhadap arah medan magnet rotor dan arus stator.
2. Kontrol Kecepatan dan Torsi
a. Transformasi Koordinat
Menggunakan transformasi koordinat (seperti transformasi Clarke dan Park) untuk mengubah
koordinat fase tiga stator menjadi sistem koordinat rotor.
b. Kendali Kecepatan
Memungkinkan pengendalian langsung kecepatan motor dengan mengendalikan arus dan
medan magnet.
c. Kendali Torsi
Mampu mengendalikan torsi motor secara langsung dan presisi.
3. Umpan Balik
Umpan balik posisi rotor dapat diperoleh dari sensor posisi, seperti encoder atau resolver. Pada beberapa
implementasi, kendali vektor juga dapat diterapkan tanpa sensor posisi (sensorless control)
menggunakan algoritma pengamat (observer) atau metode lainnya.
4. Sistem Kontrol Tertutup
a. PID Control
Pengendalian vektor sering kali melibatkan pengaturan PID untuk mengoptimalkan kinerja
sistem.
b. Umpan Balik Kecepatan dan Torsi
Umpan balik kecepatan dan torsi digunakan untuk menyesuaikan kontrol vektor dan
memastikan respons yang cepat dan presisi.
5. Keamanan dan Perlindungan
Perlindungan Terhadap Overheating dan Arus Berlebih. Perlindungan termal dan arus berlebih
diterapkan untuk menjaga motor dan kontrol dari kerusakan.
BAB III ANALISA KORELASI PROJECT DENGAN MATA KULIAH
 Fiber optik memiliki kapasitas transmisi yang tinggi dan mampu mentransfer data dengan
kecepatan tinggi. Dalam sistem kontrol gerak, di mana waktu respons yang cepat sangat
penting, penggunaan fiber optik dapat meningkatkan efisiensi komunikasi antar perangkat.
 Fiber optik menyediakan keamanan tambahan karena sulit untuk diintersepsi atau
dimanipulasi. Dalam sistem kontrol gerak yang menggunakan data kritis, penggunaan fiber
optik dapat membantu melindungi informasi tersebut dari potensi ancaman keamanan.
 Mesin listrik seringkali menghasilkan interferensi elektromagnetik yang dapat mengganggu
sistem kontrol. Penggunaan fiber optik yang tidak sensitif terhadap interferensi
elektromagnetik dan gangguan frekuensi radio dapat membantu menjaga integritas sinyal
kontrol dan mengurangi risiko kegagalan.
BAB IV MATERI YANG PERLU DIPERDALAM
Pendalaman materi kuliah mesin listrik dan kontrol gerak perlu untuk dilakukan, karena dalam Project
IT Support & Networking juga terdapat beberapa korelasi yang dapat mendukung kemajuan project
tersebut. Beberapa materi yang perlu untuk diperdalam lagi, diantaranya yaitu :
 Kontrol Gerak Motor
 Generator AC & DC
 Transformator
 Motor 3 Fasa
DAFTAR PUSTAKA
[1] J. Chapman. 1991. Electric Machinery Fundamentals. New York. McGraw Hill.
[2] Hughes, Austin. 2006. Electric Motors and Drives (Fundamental, Types and Applications) 3th
Edition.
[3] A.E. Fitzgerald, Charles Kingsley jr, Stephen Umasn. 2003. Electric Machinery. New York.
McGraw Hill.
[4] De Silva, Clarence W. 2007. Sensors and Actuators Control System Instrumentation. CRC Press.
[5] Zuhal. 2000. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronikas Daya. Gramedia Pustaka Utama.

More Related Content

Similar to CyPIRAL_2040221038_M Akbar Hidayatullah_Laporan Mesin listrik dan kontrol gerak.docx

Presentasi fe(penyearah setengah gelombang).pptx
Presentasi fe(penyearah setengah gelombang).pptxPresentasi fe(penyearah setengah gelombang).pptx
Presentasi fe(penyearah setengah gelombang).pptx
Konn27
 
Kendali Kecepatan Motor DC Berdasarkan Perubahan Jarak
Kendali Kecepatan Motor DC Berdasarkan Perubahan JarakKendali Kecepatan Motor DC Berdasarkan Perubahan Jarak
Kendali Kecepatan Motor DC Berdasarkan Perubahan Jarak
Materi Kuliah Online
 
Teknologi-SVC-dan-aplikasinya.pdf
Teknologi-SVC-dan-aplikasinya.pdfTeknologi-SVC-dan-aplikasinya.pdf
Teknologi-SVC-dan-aplikasinya.pdf
utimuhadis
 
User manual-perangkap-tikus-rio-zaenal (1)
User manual-perangkap-tikus-rio-zaenal (1)User manual-perangkap-tikus-rio-zaenal (1)
User manual-perangkap-tikus-rio-zaenal (1)
Hastian Gumelar
 
Kk1 (elektronika analog dan digital)
Kk1 (elektronika analog dan digital)Kk1 (elektronika analog dan digital)
Kk1 (elektronika analog dan digital)
Danial Ahadian
 

Similar to CyPIRAL_2040221038_M Akbar Hidayatullah_Laporan Mesin listrik dan kontrol gerak.docx (20)

PRE_INVERTER.pptx
PRE_INVERTER.pptxPRE_INVERTER.pptx
PRE_INVERTER.pptx
 
Tugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidro
Tugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidroTugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidro
Tugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidro
 
Presentasi fe(penyearah setengah gelombang).pptx
Presentasi fe(penyearah setengah gelombang).pptxPresentasi fe(penyearah setengah gelombang).pptx
Presentasi fe(penyearah setengah gelombang).pptx
 
K3 peralatan tenaga daya 1
K3 peralatan tenaga daya 1K3 peralatan tenaga daya 1
K3 peralatan tenaga daya 1
 
Acar 4 sensor cahaya
Acar 4 sensor cahayaAcar 4 sensor cahaya
Acar 4 sensor cahaya
 
5573 1-8936-1-10-20130525 3
5573 1-8936-1-10-20130525 35573 1-8936-1-10-20130525 3
5573 1-8936-1-10-20130525 3
 
5573 1-8936-1-10-20130525 2
5573 1-8936-1-10-20130525 25573 1-8936-1-10-20130525 2
5573 1-8936-1-10-20130525 2
 
Dasar
DasarDasar
Dasar
 
perencanaan panael Motor listrik. PM.pptx
perencanaan panael Motor listrik. PM.pptxperencanaan panael Motor listrik. PM.pptx
perencanaan panael Motor listrik. PM.pptx
 
Laporan Proyek Pembuatan Adaptor
Laporan Proyek Pembuatan Adaptor Laporan Proyek Pembuatan Adaptor
Laporan Proyek Pembuatan Adaptor
 
Kendali Kecepatan Motor DC Berdasarkan Perubahan Jarak
Kendali Kecepatan Motor DC Berdasarkan Perubahan JarakKendali Kecepatan Motor DC Berdasarkan Perubahan Jarak
Kendali Kecepatan Motor DC Berdasarkan Perubahan Jarak
 
Teknologi-SVC-dan-aplikasinya.pdf
Teknologi-SVC-dan-aplikasinya.pdfTeknologi-SVC-dan-aplikasinya.pdf
Teknologi-SVC-dan-aplikasinya.pdf
 
Bab ii
Bab iiBab ii
Bab ii
 
User manual-perangkap-tikus-rio-zaenal (1)
User manual-perangkap-tikus-rio-zaenal (1)User manual-perangkap-tikus-rio-zaenal (1)
User manual-perangkap-tikus-rio-zaenal (1)
 
LAPORAN HASIL PRAKTIKUM PERAKITAN POWER SUPPLY DENGAN SOFTWARE PROTEL
LAPORAN HASIL PRAKTIKUM PERAKITAN POWER SUPPLY DENGAN SOFTWARE PROTELLAPORAN HASIL PRAKTIKUM PERAKITAN POWER SUPPLY DENGAN SOFTWARE PROTEL
LAPORAN HASIL PRAKTIKUM PERAKITAN POWER SUPPLY DENGAN SOFTWARE PROTEL
 
Modul Praktikum Motor Induksi
Modul Praktikum Motor InduksiModul Praktikum Motor Induksi
Modul Praktikum Motor Induksi
 
23491369 litar-elektronik
23491369 litar-elektronik23491369 litar-elektronik
23491369 litar-elektronik
 
Tugas individu 2
Tugas individu 2Tugas individu 2
Tugas individu 2
 
Kk1
Kk1Kk1
Kk1
 
Kk1 (elektronika analog dan digital)
Kk1 (elektronika analog dan digital)Kk1 (elektronika analog dan digital)
Kk1 (elektronika analog dan digital)
 

CyPIRAL_2040221038_M Akbar Hidayatullah_Laporan Mesin listrik dan kontrol gerak.docx

  • 1. Laporan Project Based Learning Mata Kuliah VE230309 – Mesin Listrik dan Kontrol Gerak Semester Ganjil 2023/2024 IT Support & Networking Disusun oleh: M Akbar Hidayatullah 2040221038 Program Studi Sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Otomasi Departemen Teknik Elektro Otomasi Fakultas Vokasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember Desember 2023
  • 2. DAFTAR ISI RINGKASAN................................................................................................................................. BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................ 3 I.1 Deskripsi Project............................................................................................................... 3 I.2 Target dan Cakupan Project.............................................................................................. 3 BAB II MATERI MATA KULIAH MESIN LISTRIK DAN KONTROL GERAK ................ 6 2.1 Capaian Pembelajaran Mata Kuliah.................................................................................. 6 2.2 Materi Perkuliahan............................................................................................................ 6 BAB III ANALISA KORELASI PROJECT DENGAN MATA KULIAH.............................. 35 BAB IV MATERI YANG PERLU DIPERDALAM ................................................................ 36 DAFTAR PUSTAKA................................................................................................................. 37
  • 3. RINGKASAN Pekembangan dalam teknologi komunikasi modern telah memuncukan berbagai inovasi untuk solusi yang lebih canggih dan efisien. Salah satu inovasi terpenting saat ini adalah penggunaan teknologi Fiber Optic. Kemampuanya untuk mentransmisikan data dengan kecepatan tinggi melalui serat kaca, telah mendorong perkembangan dalam sistem komunikasi saat ini. Kecepatan transmisi data memungkinkan pengiriman informasi dalam jumlah besar dalam waktu yang singkat, serta mendukung penggunaan aplikasi yang membutuhkan bandwidth tinggi. Fiber Optic memiliki kapasitas transimisi yang lebih besar dibandingkan dengan kabel tembaga konvensional, sehingga memungkinkan peningkatan kapasitas jaringan, mendukung pertumbuhan pesat penggunaan internet, cloud computing, dan aplikasi berat lainnya tanpa kekhawatiran terkait kapasitas jaringan yang terbatas. Penggunaan Fiber Optic memiliki tingkat gangguan yang rendah, karena serat kaca tidak rentan terhadap inerferensi gelombgan elektromagnetik. Terlepas dari keunggulan penggunaan jaringan Fiber Optic tentunya ada juga kekurangan yang dimilikinya. Dalam proses pengerjaanya membutuhkan peralatan khusus karena sifat kabel yang terbuat dari serat kaca itu mudah patah, sehingga diperlukan keahlian khusus agar proses pengerjaan dapat diselesaikan dengan baik. Kata Kunci: Fiber Optic, Transmisi Data, Gelombang Elektromagnetik
  • 4. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Deskripsi Project Di dalam Project IT Support dan Networking memiliki tugas utama yaitu instalasi kabel Fiber Optic untuk menyalurkan jaringan internet sesuai dengan permintaan pelanggan. Dalam pengerjaanya dibagi menjadi beberapa tugas khusus yaitu Aktivasi, Penanganan Gangguan, dan Preventive Maintenance. Aktivasi dilakukan dengan tujuan untuk membangun sebuah jaringan pada suatu daerah dan pemasangan jaringan baru di tempat pelanggan. Penanganan Gangguan dikerjakan ketika terjadi gangguan baik di sisi pelanggan ataupun provider jaringan itu sendiri. Gangguan dapat terjadi akibat kabel putus, kerusakan perangkat, kesalahan penempatan port, dan sebagianya. Preventive Maintenance biasanya dilakukan di POP (Point of Presence) yaitu tempat perangkat komunikasi yang saling terhubung dari internet service provider ke pelanggan, tugas yang dikerjakan adalah pengecekan, pembersihan, hingga perbaikan perangkat. 1.2 Target dan Cakupan Project 1.2.1 Target Target dari proyek IT Support & Networking adalah bagaimana dapat memahami konsep yang digunakan pada jaringan fiber optik dimulai dari sistem penyaluran data dari server jaringan yang awalnya dalam bentuk sinyal listrik digital setelah itu akan diubah menjadi sinyal cahaya yang nantinya akan melewati kabel fiber sampai kepada pelanggan. Pekerjaan yang dilakukan memiliki beberapa target pelanggan, yang pertama adalah dari jalur fiber to the home (FTTH) biasanya disebut Retail. Kemudian apabila berasal dari perusahaan atau pabrik biasanya disebut Corporate. Di tempat pelanggan akan disediakan pernangkat yang berfungsi sebagai pengubah sinyal cahaya menjadi sinyal digital hingga bisa dimanfaatkan oleh pelanggan tersebut. 1.2.2 Cakupan Project Aktivasi Bertujuan untuk membangun jaringan pada suatu daerah dan pemasangan jaringan baru di tempat pelanggan. a. Masa Penyelesaian Pekerjaan Survey : 1 Minggu
  • 5. Perizinan : 1 Minggu – 1 Bulan Eksekusi Lapangan : 2 Minggu – 1 Bulan Pembuatan Laporan : 2 Minggu Revisi dan Penagihan : 2 Minggu b. Tahapan Pekerjaan Pemasangan Kwh : Sebagai supplai daya untuk mengaktifkan perangkat Instalasi Perangkat di Kabinet : Untuk menyalurkan internet dari PoP (Point of Presence) Instalasi Joint Box (JB) : Sebagai terminal untuk beberapa kabel pada jalur yang berbeda Instalasi Fiber Distribution Box (FDT) : Sebagai terminal untuk setiap jalur kabel Instalasi Fiber Acces Terminal (FAT) : Untuk menyalurkan kabel menuju tempat pelanggan Penanganan Gangguan Penanganan gangguan dikerjakan ketika terjadi gangguan baik di sisi pelanggan ataupun provider jaringan itu sendiri. Gangguan dapat terjadi akibat kabel putus, kerusakan perangkat, kesalahan penempatan port, dan lainya. a. Masa Penyelesaian Pekerjaan Tiket Pekerjaan Gangguan : 1 Hari Eksekusi Lapangan : 1 – 3 Hari Pembuatan Laporan : 1 – 3 Hari Revisi dan Penagihan : 2 Minggu b. Tahapan Pekerjaan Pengecekan Kerusakan : Mencari titik kerusakan yang menyebabkan gangguan Pengukuran Jarak Kabel : Mengetahui titik kabel putus atau untuk mencari titik perangkat terdekat Jointing Core : Menyambung core yang putus Labeling Core : Memberi label pada core supaya lebih mudah untuk mencari sambungan core
  • 6. Preventive Maintenance (PM) Kegiatan ini biasanya dilakukan di POP (Point of Presence) yaitu tempat perangkat komnunikasi yang saling terhubung dari internet service provider ke pelanggan. a. Masa Penyelesaian Pekerjaan Tiket Pekerjaan PM : 1 Hari Eksekusi Lapangan : 1 – 2 Jam Pembuatan Laporan : 1 Hari Revisi dan Penagihan : 2 Minggu b. Tahapan Pekerjaan Pembuatan Working Permit : Digunakan untuk perizinan masuk ke gardu induk Pengecekan Perangkat : Mencari perangkat yang kemungkinan sudah rusak Pembersihan Perangkat : Membersihkan keseluruhan perangkat yang ada Uji Coba Ketahanan Perangkat : Melakukan pengetesan pada baterai dan rectifier
  • 7. BAB II MATERI MATA KULIAH MESIN LISTRIK DAN KONTROL GERAK 2.1 Capaian Pembelajaran Mata Kuliah  Mahasiswa mampu memahami danmenerapkan prisnsip listrik magnet pada mesin-mesin listrik  Mahasiswa mampu memahami prinsip kerja dan penerapan mesin-mesin listrik DC  Mahasiswa mampu memahami prisip kerja dan penerapan mesin-mesin listrik AC  Mahasiswa mampu melakukan kontrol gerak mesin-mesin listrik DC  Mahasiswa mampu melakukan kontrol gerak mesin-mesin listrik AC 2.2 Materi Perkuliahan 2.2.1 Generator DC Rumus dasar Berdasarkan teori elektromagnetik, dapat diturunkan tiga rumus dasar untuk mesin arus searah ini yaitu untuk tegangan induksi, kecepatan, dan untuk kopel elektromagnetik. 1. Tegangan induksi Untuk tegangan induksi, berlaku hubungan : Dengan ; Φ = fluks/kutub n = putaran (rpm) C = (p/a) x (Z/60) = konstanta p = jumlah kutub a = jalur parallel konduktor jangkar Z = jumlah konduktor jangkar
  • 8. 2. Kecepatan Rumus untuk kecepatan ini sebenarnya diturunkan dari rumus untuk tegangan induksi dan merupakan kecepatan motor tanpa beban yaitu Pengaturan kecepatan dapat dilakukan dengan mengubah Ea atau Φ. 3. Kopel elektromagnetik Φ = fluks / kutub Io = arus jangkar C = konstanta Kopel elektromagnetik ini tidak sama dengan kopel yang terdapat pada sumbu. Dengan mengurangi kopel geser barulah didapat harga kopel pada sumbu. Hubungan lain antara kopel elekromagnetik dengan daya mekanik yaitu : Wm = 2πn/60 = kecepatan sudut. Generator arus searah Berdasarkan cara memberikan fluks pada kumparan medannya, generator arus searah dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu generator berpenguatan bebas dan generator berpenguatan sendiri. Generator berpenguatan bebas Tegangan searah yang dipasangkan pada kumparan medan yang mempunyai tahanan RF akan menghasilkan arus If dan menimbulkan fluks pada kedua kutub. Tegangan induksi akan dibangkitkan pada generator. Jika generator dihubungkan dengan beban, dan Ra adalah tahanan dalam generator, maka hubungan yang dapat dinyatakan adalah Generator berpenguat sendiri Generator ini terdiri atas generator searah seri dan generator shunt. Untuk generator searah seri berlaku hubungan :
  • 9. Untuk generator shunt berlaku hubungan : Generator kompon Generator ini terdiri atas generator kompon panjang dan generator kompon pendek. Untuk generator kompon panjang berlaku hubungan : Untuk generator komponen pendek berlaku hubungan : 2.2.2 Motor DC Pada prinsipnya mesin listrik dapat berlaku sebagai motor maupun sebagai generator. Perbedaannya hanya terletak dalam konversi dayanya. Generator adalah suatu mesin listrik yang mengubah daya masuk mekanik menjadi daya keluar listrik. Sedangkan sebaliknya motor mengubah daya masuk listrik menjadi daya keluar mekanik. Maka dengan membalik generator arus searahm dimana sekarang tegangan Vt menjadi sumber dan tegangan jangkar Ea merupakan ggl lawan, mesin arus searah ini akan berlaku sebagai motor. Oleh karena iru hubungan antara tegangan Vt dan Ea dapat dituliskan sebagai : Ketika motor dijalankan, kecepatan dan tegangan induksi Ea masih sama dengan nol. Dan dari persamaan Ia = (Vt-Ea) /Ra untuk Ea = 0 dan Ra yang cukup kecil, arus Ia yang mengalis besar sekali. Oleh karena itu, untuk membatasi arus jangkar (Ia) yang sangat besar pada waktu start ini, perlu diberikan tahanan mula yang dipasang seri terhadap tahanan jangkar tersebut. Secara perlahan-lahan kemudian tegangan ini dapat dikerjakan dengan tangan atau otomatis menggunakan relay elektromagnetik. Prinsip dalam perencanaan tahanan mula dapat dijelaskan dengan gambar dibawah ini.
  • 10. Ada n buah tahanan yang diserikan dan n +1 kontak yang merupakan titik sambung antara tahanan yang satu dengan yang lainnnya yang berdekatan. Seandainya direncanakan bahwa pada aat mulai menjalakn motor arus jangkar (Ia) yang mengalir = I1 dua kali besarnya dari keadaan beban penuh. Dimisalkan pula pada saat t = t1 arus jangkar jatuh menjadi I2 dan bersamaan dengan ini tahanan pertama r1 diputuskan (yaitu lengan sambung berpindah pada kontak ke-2). Dalam keadaan demikian arus Ia akan naik kembali menjadi I1. Proses ini akna berlangsung hingga lengan sambungan mencapai kontak ke- n + 1, dimana saat ini kecepatan (putaran) dan tegangan Ea mencapai keadaan stabil. Grafik arus jangkar terhadap waktu dapat dilihat pada gambar Misalnya pada suatu saat lengan sambungan berpindah dari kontak x ke kontak x + 1, yaitu pada saat arus = I2, maka : Jika didefinisikan C = I1/I2, maka :
  • 11. Bila Vt dan Ra diketahui dan I1 dan I2 ditetapkan, jumlah elemen tahanan n dapat ditentukan. Rx dapat ditentukan dari hubungan : Kerugian dan efisiensi yang terjadi dalam mesin arus searah adalah a. Rugi besi, yang terdiri atas rugi hysteresis dan rugi ‘arus eddy’. b. Rugi listrik yang dikenal sebagai rugi tambaga (I2 R). c. Rugi mekanik yang terdiri atas rugi geser pada sikat, rugi geser pada sumbu dan rugi angin. d. Aliran daya untuk mesin arus searah yang terlihat pada gambar dibawah. Digambarkan aliran daya untuk motor, sedangkan untuk generartor aliran daya adalah sebaliknya e.
  • 12. 2.2.3 Transformator Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan bedasarakan prinsip induksi-elektromagnet. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenagan listrik maupun elektronikas. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap keperluan misalnya kebutuhan akan teganagn tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh. Dalam bidang elektronika, trnasformator digunakan antara lain sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban untuk memisahkan satu rangkaian dari rangkaian yang lain dan untuk menghambat arus searah sambal tetap melakukan atau mengalisrkan arus bolak balik antara rangkaian. Berdasarkan frekuensi, transformator dapat dikelompokkkan sebagai berikut ; a. Frekuensi daya, 50-60 c/s; b. Frekuensi pendengaran, 50 c/s-20kc/s; c. Frekuensi radio diatas 30 kc/s. Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi a. Transformator daya; b. Transformator distribusi c. Transformator pengukuran ; yang terdiri atas transformator arus dan transformator tegangan. Kerja transformator yang berdaasrkan induksi-elektromagnet menghendaki adanya gandingan magnet antara rangakain primer dan sekunder. Gandingan magnet ini berupa inti besi tempat melakukan fluks Bersama. Berdasarkan cara melilitkan kumparan pada inti dikenal dua macam transformator yaitu tipe inti dan tiper cangkang Keadaan transformator tanpa beban
  • 13. Bila kumparan primer satu transformator dihubngakan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoid akan mengalirkan arus primer I0 yang juga sinusoid dan dengan mengganggap belitan N1 reaktif murni, I0 akan tertinggal 90o dari V1 arus primer I0 menimbulkan fluks (Φ) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoid Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 (hukum faraday). Harga efektiknya Pada rangkaian sekunder, fluks daapt menimbulkan Sehingga Dengan mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor, A = perbandingan transformasi
  • 14. Dalam hal ini tegangan induksi E1 mempunyai kebesaran yang sama tetapi berlawanan arah dengan tegangan sumber V1. 1. Model Rangkaian Ekivalen Tidak semua fluks Φ yang dihasilkan oleh arus pemagnetan IM merupakan fluks Bersama (ΦM). Sebagian darinya hanya mencakup kumparan primer(Φ1) atau kumparan sekunder saja (Φ2). Dalam model rangkaian ekivalen yang dipakai untuk menganalisis kerja suatu transformator, adanya fluks bocor Φ1 dan Φ2 ditunjukkan pada reaktansi X1 dan X2. Sedangkan rugi tahanan ditunjukkan dengan R1 dan R2. Pada rangkaian diatas dapat dibuat vektor diagramnya sebagai berikut Dari model rangkaian diatas dapat diketahu hubungan penjumlahan vektor : Hingga Karena Maka
  • 15. Dan Permasaan terakhir mengandung pengertian bahwa apabila parameter rangkaian sekunder dinyatakan dalam harga rangkaian primer, harga perlu dikalikan dengan factor a2 .sehingga model rangkaian menjadi sebagai terlihat pada gambar Untk memudahkan analisis (perhitungan, model rangkaian tersebut dapat diubah menjadi seperti gambar dibawah ini Vektor diagram rangkaian diatas untuk beban dengan factor kerja terbelakang dapat digambarkan pada gambar dibawah ini Menentukan parameter Parameter transformator yang terdapat pada model rangkaian ekivalen RC, XM, Rek, dan Sck, dapat ditentukan besarnya dengan dua macam pengukuran (test) yaitu pengukuran beban nol dan pengukuran hubungan singkat. Pengukuran beban nol Dalam keadaan tanpa beban bila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tgangan V1 seperti telah diterangkan sebelumnya hanya Io yang mengalir. Dari pengukuran daya yang masuk (PI), arus IO dan tegangan V1 akan diperoleh harga
  • 16. Dengan demikian, dari pengukuran beban nol dapat diketahui harga RC dan XM. Pengukuran Hubungan Singkat Hubungan singkat berarti impedansi beban ZL diperkecil menjadi no, sehingga hanya impedansi Zek = Rek + jXek yang membatasi arus. Karena harga Rek dan Xek ini relative kecil. Harus dijaga agar tegangan yang masuk (Vhs) cukup kecil sehingga arus yang dihasilkan tidak melebihi arus nominal. Harga IO akan relative kecil bisa dibandingkan dengan arus nominal, sehingga pada pengukuran ini dapat diabaikan. Dengan mengukur tegangan Vhs, , arus Ihs, dan daya Phs., akan dapat dihitung pararameter 2. Penggunaan Trafo untuk Industri transformator tiga fasa memakai inti besi jauh lebih sedikit dibandingkan dengan pemakaian tiga buah transformator fasa tunggal.
  • 17. Pada bidang abcd gambar a hanya diperlukan mengalir fluks sebesar Dan dari gambar vektornya (gambar b) diketahui bahwa kebesaran vektor tersebut adalah sebesar Apabila digunakan transformator fase tunggal, pada bagian tersebut akan mengalir fluks sebesar 1/2ΦA dan 1/2ΦB atau sebesar ΦA. Denikian juga halnya untuk bidang mnqr. Jadi pemakaian inti besi jelas menunjukkan penghematan pada transformator tiga fasa. Penghematan tersebut akan lebih terasa lagi bisa kini mengubah polaritas transformator sedemikian rupa sehingga arah ΦB ke atas. Dengan arah ΦB ke atas, fluks yang mengalir pada bidang abcd menjadi : Dan besaran vektor ini hanya sebesar: ½ x ΦA Ditambah lagi dengan sistem pendingin yang maju, transformastor tiga fasa menjadi lebih ekonomis. Hubungan delta Tegangan tranformator tiga fasa dengan kumparan yang dihbungkan secara delta, yaitu VAB + VBC + VCA = 0 Untuk bebas yang seimbang ;
  • 18. Dari vektor diagaram gamabr b diketahui arus IA adalah √3 x IAB (arus fasa). Tegangan dalam hubungan delta sa dengan tegangan fasanya. Hubungan bintang / star Arus transformator tiga fasa dengan kumparan yang dihubungkan secara bintang yaitu IA, IB, IC masing masing berbeda fasa 120° untuk beban yang seimbang : Dari Gambar a dan gambar B diketahui bahwa untuk hubungan bintang berlaku hubungan Atau Lalu
  • 19. Jadi, 2.2.4 Generator AC Generator AC (alternating current) adalah perangkat yang menghasilkan energi listrik dalam bentuk arus bolak-balik (AC). Prinsip kerja generator AC didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik yang ditemukan oleh Michael Faraday. Generator AC umumnya digunakan dalam sistem tenaga listrik untuk menghasilkan listrik yang dapat diubah dan didistribusikan lebih efisien melalui jaringan transmisi. Berikut adalah komponen utama dan prinsip kerja generator AC: a. Rotor dan Stator Generator AC memiliki rotor yang berputar di dalam stator. Stator adalah bagian yang diam dan berisi lilitan kawat yang menghasilkan medan magnet. b. Induksi Elektromagnetik Ketika rotor berputar di dalam medan magnet yang dihasilkan oleh stator, terjadi perubahan fluks magnetik melalui lilitan stator. Menurut hukum Faraday induksi elektromagnetik, perubahan ini menghasilkan gaya elektromotif (EMF) atau tegangan listrik di dalam lilitan stator. c. Frekuensi AC Kecepatan rotasi rotor dan jumlah kutub pada generator menentukan frekuensi arus bolak-balik yang dihasilkan. Frekuensi AC diukur dalam hertz (Hz) dan berhubungan langsung dengan kecepatan rotasi. d. Kutub dan Jumlah Fasa Generator AC dapat memiliki beberapa kutub, dan jumlah fasa dapat bervariasi tergantung pada desainnya. Generator tiga fasa yang umum memiliki tiga lilitan stator yang ditempatkan dengan sudut tertentu satu sama lain. e. Regulasi Tegangan Untuk menjaga tegangan output tetap pada tingkat yang diinginkan, generator AC dilengkapi dengan sistem regulasi tegangan yang dapat menyesuaikan medan magnet atau kontrol kecepatan rotor.
  • 20. f. Transformator Daya Tegangan AC yang dihasilkan oleh generator seringkali diubah menggunakan transformator daya sebelum didistribusikan ke jaringan listrik. Generator AC digunakan dalam pembangkit listrik untuk mengonversi energi mekanis menjadi energi listrik AC. Arus bolak-balik yang dihasilkan oleh generator ini dapat dengan mudah diubah tegangannya melalui transformator, dan inilah salah satu alasan utama penggunaannya dalam sistem transmisi dan distribusi listrik. Generator AC juga memiliki keuntungan dalam pengendalian frekuensi dan tegangan, sehingga lebih cocok untuk sistem tenaga listrik yang luas dan kompleks. 2.2.5 Motor Satu Fasa Motor satu fase (motor 1 fase) adalah jenis motor listrik yang dirancang untuk dioperasikan dengan tegangan satu fasa. Motor ini umumnya digunakan untuk aplikasi kecil hingga menengah, seperti motor listrik rumah tangga, pompa air, kipas angin, dan beberapa peralatan rumah tangga lainnya. Berikut adalah penjelasan tentang motor satu fase: Komponen Utama Motor 1 Fasa a. Stator Stator adalah bagian motor yang diam dan menghasilkan medan magnet yang diperlukan untuk memulai rotasi rotor. Pada motor satu fase, stator biasanya memiliki satu lilitan kumparan yang dihubungkan ke sumber daya listrik satu fasa. b. Rotor Rotor adalah bagian motor yang berputar ketika diberikan daya listrik. Pada motor satu fase, rotor dapat memiliki berbagai desain, termasuk rotor kisi-kisi atau rotor gulungan. c. Kondensator Beberapa motor satu fase dilengkapi dengan kondensator untuk memulai putaran rotor dan meningkatkan efisiensi operasionalnya. Kondensator membantu menciptakan perbedaan fase antara lilitan stator dan rotor. d. Sikat Pada motor satu fase tertentu, terutama motor jenis universal, sikat atau penyikat dapat digunakan untuk menyuplai daya ke rotor.
  • 21. Prinsip Kerja Motor 1 Fase: Motor satu fase dioperasikan dengan tegangan satu fasa, yang berarti bahwa tegangan listrik berosilasi dalam satu arah (AC). Tegangan ini diberikan pada lilitan stator, menciptakan medan magnet yang berputar.Untuk memulai putaran rotor pada motor satu fase, diperlukan perbedaan fase antara lilitan stator dan rotor. Pada motor satu fase induksi, kondensator digunakan untuk menciptakan perbedaan fase ini. Setelah perbedaan fase tercipta, rotor akan mengikuti medan putar dan mulai berputar. Ini adalah prinsip dasar rotasi pada motor satu fase. Motor satu fase cocok untuk aplikasi rumah tangga dan kecil hingga menengah, tetapi kurang efisien dibandingkan dengan motor tiga fase untuk daya yang lebih besar. Meskipun demikian, kelebihan motor satu fase termasuk kesederhanaan, ukuran yang lebih kecil, dan kemampuan untuk dioperasikan dengan sumber daya listrik rumah tangga standar. 2.2.6 Motor 3 Fasa Sinkron Prinsip Kerja Mesin Sinkron Mesin sinkron mempunyai kumparan jangkar pada stator dan kumparan medan pada rotor. Kumparan jangkarnya berbenatuk sama dengan mesin induksi. Sedangkan kumparan medan mesin sinkron dapat berbentuk kutub (salient) atau kutub dengan celah udara sama rata (rotor silinder). Arus searah (DC) untuk menghasilkan fluks pada kumparan median dialirkan ke rotor malaui cincin. Apabila kumparan jangkar dihubungkan dengan sumber tegangan tiga fasa akan menimbulkan medan putar pada stator. Kutub medan rotor yang diberi penguat ars searah mendapat tarikan dari kutub medan putaran stator hingga turut berputar dengan kecepatan yang sama (sinkron). Dilihat dari segi adanya interaksi dua medan magnet. Maka kopel yang dihasilkan motor sinkron merupakan fungsi sudut kopel (ᵹ ). Pada beban nol, sumbu kutub medan putara berimpitan dengan sumbu kumparan medan (ᵹ = 0). Setiap penambahan beban membuat medan motor “tertinggal” sebentar dari medan staor, berbentuk sudut kopel (ᵹ ) untuk kemudian berputar dengan kecepatan yang sama lagi. Beban maksimul tercapai ketika
  • 22. ᵹ = 90o . Penambahan beban lebih lanjut mengakibatkan hilangnya kekuatan kopel dan motor disebut kehilangan sinkronisasi. Reaksi Jangkar Apabila generator sinkron (alternator) melayani beban, maka kumparan jangkar stator mengalir arus dan arus ini menimbulkan fluks jangkar. Fluks jangkar stator yang ditimbulkan arus (ΦA) akan berinteraksi dengan yang dihasilkan kumparan medan rotor (ΦF). sehingga menghasilkan fluks resultante (ΦR). Adanya interaksi ini dikenal sebagai reaksi jangkar. Kondisi reaksi jangkar untuk berbagai macam jenis beban adalah sebagai berikut : Terlihat reaksi jangkar pada alternator bergantung pada jenis beban yang dilayani, dengan perkataan lain bergantung pada sudut fasa antara arus jangkat (I) dengan tegangan induksi (GGL). Alternator Tanpa Beban Dengan memutar alternator pada kecepatan sinkron dan rotot diberikan arus medan (If) tegangan (Eo) akan terinduksi pada kumparan jangkar stator.
  • 23. c = konstanta mesin n = putaran sinkron Φ = fluks yang dihasilkan oleh If Dalam keadaan tanpa beban arus jangkat tidak mengalir pada stator. Karenanya tidak tedapat pengaruh reaksi jangakr. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Apabila arus medan (If) diubah-ubah nilainya, akan diperoleh nilai Eo seperti yang terlihat pada kurva pemagnetan gambar dibawah ini. Pada celah udara kurva pemagnetan merupakan garis lurus. AB = tahanan arus medan yang diperlukan untuk daerah jenuh. Ra = tahanan stator. Xa = fluks bocor. Eo = V (keadaan tanpa beban) Alternator Berbeban Dalam keadaan berbeban arus jangkar akan mengalir dan mengakibatkan terjadinya reaksi jangkar. Reaksi jangkar bersifatreaktif karena itu dinyatakan sebagai reaktansi, dan disebut reaktansi pemagnet (Xm). reaktansi pemagnet (Xm) ini Bersama sama dengan reaktansi fluks bocor (Xa) dikenal sebagai reaktansi sinkron (Xs). model rangkaian dan diagram vektor dari alternator berbeban induktif (faktor kerja terbelakang) dapat dilihat pada gambar Reaktansi sinkron Nilai (Xs) diperoleh dari dua macam percobaan yaitu percobaan tanpa beban dan percobaan hubungan singkat. Dari percobaan tanpa beban diperoleh nilai Eo sebagai fungsi arus medan (If). Hubungan ini
  • 24. menghasilkan kurva pemagnetan ; dari dari kurva ini nilai yang akan dipakai adalah liniernya (unsaturated). Pemakaian nilai linier yang merupakan garis lurus cukup beralasan mengingat kelebihan arus medan pada keadaan jenuh sebenarnya dikompensasi oleh adanya reaksi jangkar. Percobaan hubungan singkat akan menghasilkan hubungan antara arus jangkar (I) sebagai fungsi arus medan (If), dan ini merupakan garis lurus (I hs). Jadi, harga reaktansi sinkron adalah : Motor induksi tidak terdapat kumparan medan, sehingga sumber pembangkit fluks hanya diperoleh dari daya masuk, stator. Daya masuk untuk pembangkit fluks merupakan daya induktif. Oleh karenanya motor induksi bekerja pada faktor kerja terbelakang. Sedangkan pada motor sinkron terdapar dua sumber pembangkit fluks yaitu arus bolak balik(AC) pada stator dan arus sehara (DC) pada rotot. Bila arus medan pada rotot cukup untuk membangkitkan fluks (GGM) yang diperlukan motor, maka stator tidak perlu memberikan arus pemagnetan atau daya reaktif dan motor bekerja pada factor kerja =1.0. kalau arus medan pada rotor kurang (penguat berkurang), stator akan menarik arus pemagnetan dari jala, sehingga motor bekerja pada faktor kerja terbelakang. Sebaliknya bila arus medan pada rotor berlebih (penguatan berlebih), kelebihan fluks (GGM) ini harus diimbangi, dan stator akan menarik arus yang bersifat kapasitif dari jala, dan karenanya motor bekerja pada faktor kerja terdahulu. Dengan demikian, jelas bahwa faktor kerja motor sinkron dapat diatur dengan mengubah-ubah nilai arus medan (If). Sudut daya mesin sinkron Untuk alternator berperilaku hubungan: V = E – (IRa + jlXs) Bila Ra diabaikan maka:
  • 25. Dalam bentuk polar dapat ditulis Komponen nyata dari arus I di atas adalah E/Xs sin ᵹ. Komponen nyata dari suatu arus dapat juga ditulis dengan I cos ɸ. Oleh karena itu bila daya P = VI cos ɸdan I cos ɸ = E/Xs sin ᵹ maka: Dan Terlihat bahwa nilai kopel (T) merupakan fungsi sin ᵹ, sehingga akan mencapai harga maksimum pada saat ᵹ = 90o . Perubahan sudut daya ᵹ untuk setiap penambahan bebandapat terlihat apabila rotor disinari dengan cahaya stroboskopik. 2.2.7 Motor 3 Fasa Induksi Motor induksi merupakan motor arus bolak balik (AC) yang paling luas digunakan. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu. Tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relative antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator. Belitan stator yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan tiga fasa akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecapan sinkron (ns = 120f/2p). Medan putaar pada stator tersebut akan memotong konduktor- konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus dan sesuai dengan hukum Lenz. Rotor pun akan turut berputar mengikuti medan putar stator. Perbedaan putaran relative antara stator dan rotor disebut slip.
  • 26. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi, bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun. Dikenal dua tipe motor induksi (dilihat gambar dibawah ini) yaitu motor induksi dengan rotor belitan dan motor induksi dengan rotor sangkar. Medan Putar Perputaran motor pada mesin arus bolak balik ditimbulkan oleh adanya medan putar (fluks yang berputar) yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan putar ini terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam fasa banyak. Umumnya fasa 3. Hubungan dapat berupa hubungan star ayau delta. Perhatikan gambar diatas, misalnya kumparan a-a, b-b, c-c dihubungkan tiga fasa dengan beda fasa masing masing 120o gambar a dan dialiri arus sinusoid. Distribusi ia, ib, ic, sebgai fungsi waktu adalah seperti gambar b. Pada keadaan t1, t2, t3, dan t4, fluks resultan yang ditimbulkan oleh kumparan tersebut masing-masing adalah seperti gambar c, d, e dan f. pada t1 fluks resultan mempunyai arah sama dengan arah fluks yang dihasilkan oleh kumparan a-a sedangkan pada t2, fluks resultannya dihasilkan oleh kumparan b-b. untuk t4 fluks resultannya berlawanan arah dengan fluks resultan yang dihasilkan pada saat t1.
  • 27. Dari gambar c, d, e, dan f tersebut terlihat bahwa fluks resultan ini akan berputar satu kali. Oleh karena itu, untuk mesin dengan jumlah kutub lebih dari dua, kecepatan sinkron dapat diturunkan sebagai berikut: ns + 120f/p f = frekuensi p = jumalah kutub. Prinsip Kerja Motor Induksi Ada beberapa prinsip kerja motor induksi: a. Apabila sumber tegangan tiga fasa dipasang pada kumparan stator akan timbul medan putar dengan kecepatan ns = 120 f/p. b. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. c. Akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induksi (ggl) sebesar : E2s = 4.44 f2N2ɸM (untuk satu fasa). E2s adalah tegangan induksi pada saat rotor berputar. d. Karena kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka ggl (E) akan menghasilkan arus (I). e. Adanya arus (I) di dalam medan magnet menimbulkan gaya (F) pada rotor f. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor yang cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. g. Teganagn induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator. Artinya agar tegangan terinduksi diperlukan adanya perbedaan relative antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan berputar rotor (nr). h. Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip (S) dinyatakan dengan: i. Bila nr = ns, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan ditimbulkan apabila nr lebih kecil dari ns. j. Dilihat dari cara kerjanya, motor induksi disebut juga sebgai motor tak serempak atau asinkron. Slip Berubah ubahnya kecepatan motor induksi (nr) mengakibatkan berubahnya harga slip dari 100% pada saat start sampai 0% pada saat motor diam (nr = ns). Hubungan frekuensi dengan slip dapat dilihat sebagai berikut: Bila f1 = frekuensi jala-jala. Ns = 120f1/p atau fi = pns/120.
  • 28. Pada rotor berlaku hubungan : f2 = frekuensi arus rotor atau Karena Maka Pada saat start S = 100%; f2 = f1 Saat start dan rotor belum berputar, frekuensi pada stator dan rotor sama. Dalam keadaan rotor berputar, frekuensi arus motor dipengaruhi oleh slip (f2 = Sf1). Karena tegangan induksi dan reaktansi kumparan rotor merupakan fungsi frekuensi, maka harganya turut pula dipengaruhi oleh slip. E2 = tegangan induksi pada saat start (diam) E2s = tegangan induksi pada saat motor berputar. X2s adalah reaktansi pada saat rotor berputar X2 adalah reaktansi pada saat start (diam)
  • 29. Rangkaian Rotor Pada saat rotot berputar tegangan induksi rotor (e2) dan reaktansi rotor (x2) turut dioengaruhi oleh slip, maka arus rotor menjadi : Dengan demikian rangkaian rotor digambarkan seperti dibawah ini Rangkaian Ekivalen Kerja motor induksi seperti juga kerja transformator adalah berdaasrkan prinsip induksi electromagnet. Oleh karena itu, motor induksi dapat dianggap sebagai transformator dengan rangkaian sekunder yang berputar. Hingga rangkaian motor induksi dapat digambarkan seperti dibawah ini, Daya Motor Induksi Dengan memperhatikan model rangkaian diketahui bahwa daya masuk stator; P1 = 3 V1I1 cos ɸ. Daya masuk rotor(terdapat pada celah udara)
  • 30. Daya keluar rotor (daya mekanik pada rotor termasuk rugi geser dan angin). Rugi tembaga rotor: Jadi : Daya keluar rotor dapat juga diperoleh dari daya masuk rotor dikurangi tembaga rotor (Pm = P2 – Pcu) 2.2.8 Pemodelan Generator dan Motor Pemodelan generator dan motor melibatkan representasi matematis dari perilaku sistem tersebut. Dalam konteks ini, generator umumnya merujuk pada generator listrik yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik, sedangkan motor adalah perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Di bawah ini, saya akan memberikan gambaran umum tentang bagaimana pemodelan generator dan motor dapat dilakukan: 1. Pemodelan Generator a. Pemodelan Mekanik Gaya-gaya yang bekerja pada rotor generator dapat dimodelkan dengan hukum Newton. Pemodelan inersia rotor (rotor inertia) adalah kunci untuk menggambarkan respons sistem terhadap perubahan kecepatan. b. Pemodelan Elektrik Persamaan dasar adalah hukum Faraday untuk induksi elektromagnetik:
  • 31. ( E = -frac{dPhi}{dt} ), di mana ( E ) adalah tegangan listrik, ( Phi ) adalah fluks magnetik. Model tegangan internal generator. c. Pemodelan Sistem Keseluruhan Persamaan diferensial yang menggambarkan hubungan antara komponen mekanik dan elektrik. Sistem dapat dimodelkan sebagai rangkaian elektrik dengan unsur-unsur seperti hambatan, induktansi, dan kapasitansi. 2. Pemodelan Motor a. Pemodelan Elektrik Hukum Kirchoff untuk menggambarkan hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan. Model elektrik motor termasuk resistansi gulungan, induktansi, dan tegangan back electromotive force (EMF). b. Pemodelan Mekanik Model inersia dan torsi beban yang dikenakan pada motor. Hubungan antara torsi dan percepatan sudut. c. Pemodelan Sistem Keseluruhan Persamaan diferensial yang menggambarkan keseimbangan daya antara elemen-elemen mekanik dan elektrik. d. Sistem Kontrol Pemodelan kontrol untuk mengatur kecepatan atau torsi motor. 3. Pemodelan Keseluruhan Hubungan antara generator dan motor dapat dimodelkan dalam sistem yang lebih besar, seperti sistem daya listrik, di mana generator menghasilkan listrik yang kemudian digunakan oleh motor dan peralatan lainnya. Pemodelan ini dapat dilakukan dengan menggunakan teknik-teknik seperti teori kontrol, analisis sistem dinamis, dan simulasi numerik. Model ini membantu insinyur untuk merancang, menganalisis, dan mengoptimalkan kinerja generator dan motor dalam berbagai kondisi operasional.
  • 32. 2.2.9 Kontrol Gerak Motor DC Kontrol gerak motor DC melibatkan pengaturan kecepatan atau posisi dari motor DC. Motor DC dapat dikontrol dengan beberapa metode, dan salah satu metode umum yang digunakan adalah pengendalian kecepatan menggunakan kontrol PWM (Pulse Width Modulation). Berikut adalah gambaran umum tentang kontrol gerak motor DC: 1. Kontrol PWM untuk Kecepatan Motor DC a. Prinsip Kontrol PWM Kontrol PWM mengatur daya yang disuplai ke motor DC dengan mengubah lebar pulsa sinyal PWM. Semakin lebar pulsa, semakin banyak daya yang diberikan ke motor. b. Pengaturan Kecepatan Mikrokontroler atau rangkaian kontrol lainnya menghasilkan sinyal PWM dengan lebar pulsa yang dapat diatur sesuai dengan kecepatan yang diinginkan. c. Umpan Balik Kecepatan Sistem umpan balik dapat digunakan untuk mengukur kecepatan aktual motor. Informasi ini digunakan untuk mengontrol lebar pulsa PWM agar motor mencapai kecepatan yang diinginkan. 2. Kontrol Posisi Motor DC a. Umpan Balik Posisi Sensor posisi seperti encoder optik atau resolver dapat digunakan untuk memberikan umpan balik posisi motor DC. Informasi posisi ini digunakan dalam sistem kontrol untuk memastikan motor mencapai dan mempertahankan posisi yang diinginkan. b. PID Control Kontrol PID (Proporsional, Integral, Derivatif) umumnya digunakan dalam pengendalian posisi motor DC. Komponen PID diatur untuk memberikan respons yang cepat dan stabil terhadap perubahan posisi. c. Sistem Kontrol Kecepatan dan Posisi: Dalam beberapa aplikasi, kontrol gerak motor DC dapat melibatkan hierarki kontrol, di mana kontrol kecepatan dan kontrol posisi digabungkan. Kontrol kecepatan dapat menjadi tingkat kontrol dasar, sementara kontrol posisi beroperasi di tingkat yang lebih tinggi.. d. Keamanan dan Perlindungan:
  • 33. Sistem kontrol dapat mencakup perlindungan terhadap arus berlebih untuk melindungi motor dan sistem dari kerusakan. Selain itu sistem dapat memasukkan perlindungan terhadap panas untuk mencegah overheating motor. e. Implementasi Digital: Pengendalian digital menggunakan mikrokontroler atau DSP (Digital Signal Processor) umumnya digunakan untuk mengimplementasikan algoritma kontrol. Implementasi kontrol gerak motor DC dapat bervariasi tergantung pada aplikasi dan kebutuhan spesifik. Sistem kontrol yang efektif membutuhkan pemahaman mendalam tentang karakteristik motor DC dan kondisi operasionalnya. 2.2.10 Kontrol Gerak Motor Induksi Kontrol gerak motor induksi melibatkan serangkaian teknik dan strategi untuk mengatur kecepatan, torsi, atau posisi motor induksi. Motor induksi adalah tipe motor listrik yang sangat umum digunakan dalam berbagai aplikasi. Beberapa metode umum untuk mengendalikan gerak motor induksi termasuk: 1. Kontrol Kecepatan Motor Induksi a. V/f (Tegangan/frekuensi) Control Metode dasar untuk mengendalikan kecepatan motor induksi. Mempertahankan hubungan tetap antara tegangan dan frekuensi input. b. Scalar (Non-vector) Control Menerapkan kontrol kecepatan sederhana menggunakan hukum-hukum tegangan dan frekuensi. Sesuai untuk aplikasi yang tidak memerlukan kontrol kecepatan yang sangat presisi. c. Vector Control (Field Oriented Control atau Direct Torque Control) Mengendalikan arah medan magnet rotor untuk mengoptimalkan kontrol kecepatan dan torsi. Memberikan kinerja kontrol yang lebih presisi dibandingkan dengan metode scalar. 2. Kontrol Torsi Motor Induksi a. Direct Torque Control (DTC) Metode yang lebih canggih untuk mengendalikan torsi motor. Mengontrol langsung torsi dan arah medan magnet rotor. b. Flux Vector Control
  • 34. Kontrol kombinasi vektor medan dan vektor arus untuk mengoptimalkan torsi dan efisiensi motor. 3. Kontrol Posisi Motor Induksi a. Sensorless Control: Menggunakan algoritma khusus untuk menentukan posisi rotor tanpa sensor tambahan. Metode ini mengurangi biaya dan kompleksitas sistem. b. Kontrol Posisi Dengan Encoder atau Resolver: Penggunaan sensor posisi seperti encoder optik atau resolver untuk umpan balik posisi. Dapat digunakan untuk aplikasi yang memerlukan presisi tinggi. 4. Sistem Kontrol Keseluruhan a. PID Control Kontrol PID umumnya digunakan untuk mengontrol kecepatan, torsi, atau posisi motor induksi. Parameter PID disesuaikan sesuai dengan karakteristik motor dan kondisi operasional. b. Sistem Kontrol Tertutup atau Terbuka. Sistem kontrol dapat bersifat terbuka (tanpa umpan balik) atau tertutup (dengan umpan balik) tergantung pada kebutuhan aplikasi. 5. Keamanan dan Perlindungan Sistem kontrol dapat mencakup perlindungan terhadap arus berlebih dan suhu motor yang berlebihan. Sistem juga dapat dirancang untuk mendeteksi dan mencegah putaran motor ke arah yang tidak diinginkan. 2.2.11 Kontrol Gerak Motor Induksi Menggunakan Kendali Vektor Kendali vektor, atau sering disebut sebagai FOC (Field-Oriented Control), adalah teknik canggih yang digunakan untuk mengendalikan motor induksi. Metode ini memungkinkan kontrol independen terhadap fluks magnetik (medan magnet) dan arus motor. Dengan mengendalikan vektor medan dan arus stator, kendali vektor memungkinkan kinerja yang lebih tinggi, efisiensi yang lebih baik, dan respons yang lebih cepat dibandingkan dengan metode kendali tradisional. Berikut adalah poin utama dalam kendali gerak motor induksi menggunakan kendali vektor: 1. Orientasi Medan (Flux Orientation) a. Mengukur Vektor Medan Menggunakan sensor atau algoritma estimasi untuk mengukur arah vektor medan rotor.
  • 35. b. Kendali Independen Memungkinkan kendali independen terhadap arah medan magnet rotor dan arus stator. 2. Kontrol Kecepatan dan Torsi a. Transformasi Koordinat Menggunakan transformasi koordinat (seperti transformasi Clarke dan Park) untuk mengubah koordinat fase tiga stator menjadi sistem koordinat rotor. b. Kendali Kecepatan Memungkinkan pengendalian langsung kecepatan motor dengan mengendalikan arus dan medan magnet. c. Kendali Torsi Mampu mengendalikan torsi motor secara langsung dan presisi. 3. Umpan Balik Umpan balik posisi rotor dapat diperoleh dari sensor posisi, seperti encoder atau resolver. Pada beberapa implementasi, kendali vektor juga dapat diterapkan tanpa sensor posisi (sensorless control) menggunakan algoritma pengamat (observer) atau metode lainnya. 4. Sistem Kontrol Tertutup a. PID Control Pengendalian vektor sering kali melibatkan pengaturan PID untuk mengoptimalkan kinerja sistem. b. Umpan Balik Kecepatan dan Torsi Umpan balik kecepatan dan torsi digunakan untuk menyesuaikan kontrol vektor dan memastikan respons yang cepat dan presisi. 5. Keamanan dan Perlindungan Perlindungan Terhadap Overheating dan Arus Berlebih. Perlindungan termal dan arus berlebih diterapkan untuk menjaga motor dan kontrol dari kerusakan.
  • 36. BAB III ANALISA KORELASI PROJECT DENGAN MATA KULIAH  Fiber optik memiliki kapasitas transmisi yang tinggi dan mampu mentransfer data dengan kecepatan tinggi. Dalam sistem kontrol gerak, di mana waktu respons yang cepat sangat penting, penggunaan fiber optik dapat meningkatkan efisiensi komunikasi antar perangkat.  Fiber optik menyediakan keamanan tambahan karena sulit untuk diintersepsi atau dimanipulasi. Dalam sistem kontrol gerak yang menggunakan data kritis, penggunaan fiber optik dapat membantu melindungi informasi tersebut dari potensi ancaman keamanan.  Mesin listrik seringkali menghasilkan interferensi elektromagnetik yang dapat mengganggu sistem kontrol. Penggunaan fiber optik yang tidak sensitif terhadap interferensi elektromagnetik dan gangguan frekuensi radio dapat membantu menjaga integritas sinyal kontrol dan mengurangi risiko kegagalan.
  • 37. BAB IV MATERI YANG PERLU DIPERDALAM Pendalaman materi kuliah mesin listrik dan kontrol gerak perlu untuk dilakukan, karena dalam Project IT Support & Networking juga terdapat beberapa korelasi yang dapat mendukung kemajuan project tersebut. Beberapa materi yang perlu untuk diperdalam lagi, diantaranya yaitu :  Kontrol Gerak Motor  Generator AC & DC  Transformator  Motor 3 Fasa
  • 38. DAFTAR PUSTAKA [1] J. Chapman. 1991. Electric Machinery Fundamentals. New York. McGraw Hill. [2] Hughes, Austin. 2006. Electric Motors and Drives (Fundamental, Types and Applications) 3th Edition. [3] A.E. Fitzgerald, Charles Kingsley jr, Stephen Umasn. 2003. Electric Machinery. New York. McGraw Hill. [4] De Silva, Clarence W. 2007. Sensors and Actuators Control System Instrumentation. CRC Press. [5] Zuhal. 2000. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronikas Daya. Gramedia Pustaka Utama.