Laporan PKL PT. Pelindo III

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Membentuk sumber daya manusia yang profesional dan terampil di bidangnya adalah salah satu dari tujuan utama pendidikan di Politeknik Negeri Semarang. Untuk itu mahasiswa diharuskan memiliki pengetahuan yang memadai sehingga kerjasama antar sektor industri ( dunia usaha ) dengan sektor edukatif ( dunia pendidikan ) sangat diperlukan karena dunia pendidikan tidak sepenuhnya bisa memberikan pengalaman yang diperlukan mahasiswa sehingga peran dunia industri sangatlah vital untuk mengasah potensi yang dimiliki oleh mahasiswa yang bersangkutan.

Sebagai syarat program studi akhir pada Politeknik Negeri Semarang program Diploma III, mahasiswa diwajibkan melakukan Praktek Kerja Lapangan ( PKL ), pada suatu industri atau instansi. Praktek Kerja Lapangan merupakan penyempurna dari pelaksanaan Kuliah Kerja Lapangan yang telah dilaksanakan pada semester tiga, sekaligus merupakan usaha memperluas pengetahuan dan pemikiran karena disadari bahwa pengetahuan yang diperoleh mahasiswa di bangku kuliah belum memadai untuk bakal terjun di lapangan kelak. Kegiatan Praktek Kerja Lapangan dilaksanakan di PT. Pelabuhan Indonesia III ( Persero ) Cabang Terminal Peti Kemas Semarang pada saat libur semester IV.

Praktek Kerja Lapangan ini merupakan ruang gerak mahasiswa untuk dapat membandingkan dan menerapkan teori dan praktek selama perkuliahan dengan keadaan dan kenyataan pada tempat PKL                                                                                                                                           

1.1.1. Latar Belakang Pemilihan Tempat Praktek Kerja Lapangan

Pelabuhan Tanjung Mas sebagai salah satu pelabuhan besar yang ada dilingkungan PT. Pelabuhan Indonesia III ( Persero ) dimana didalamnya terdapat pengelolaan Terminal Petikemas Semarang yang memiliki sistem semi otomatis untuk handling petikemas dimana diperlukan kendali manual dalam operasinya. Sistem ini sangat diperlukan untuk pengembangan industi di Indonesia sekarang ini dimana terdapat penggabungan fungsi teknologi dan sumber daya manusia yang bermutu.

Pada Praktek Kerja Lapangan ini mahasiswa banyak mempelajari kerja motor listrik dalam kerja RTG dilingkungan PT. Pelabuhan Indonesia III ( Persero ) Cabang Terminal Petikemas Semarang.

1.2. Tujuan  

Tujuan yang ingin didapat dalam Praktek Kerja lapangan adalah sebagai berikut:

v  Untuk memenuhi tugas mata kuliah Praktek Kerja lapangan.

v  Dapat memahami dan mengerti secara garis besar mengenai sistem dan cara pengoperasian RTG.

v  Menerapkan ilmu pengetahuan yang didapat dari dunia pendidikan dengan dunia industi.

v  Mengetahui sejauh mana teori yang didapat dari bangku kuliah dengan yang ada didunia industri.

1.3. Kegunaan PKL

a. Bagi mahasiswa

v  Mendapatkan pengalaman yang sangat berharga terutama mengenai pengoperasian peralatan yang digunakan oleh perusahaan.

v  Mengetahui terapan teori dan relevansinya.

v  Merasakan atmosfer dunia kerja yang nyata.

v  Menambah sikap profesionalisme dan disiplin.

b. Bagi PT. Pelabuhan Indonesia III ( Persero ) cabang TPKS Semarang..              

v  Perusahaan mampu memberikan penilaian terhadap mahasiswa Polines.

v  Membantu dunia edukatif dalam menambah wawasan mengenai aplikasi- aplikasi secara langsung yang ada saat ini.

v  Memacu perusahaan untuk lebih produktif dan lebih profesional.

c.  Bagi Politeknik Negeri Semarang

v  Meningkatkan hubungan kerja sama dengan pihak atau instansi dari tempat Praktek Kerja Lapangan.

v  Sebagai  masukan  untuk  meningkatkan  kualitas  sistem pedidikan  di Politeknik Negeri Semarang.

v  Sebagai tolok ukur untuk mengetahui kualitas serta kesiapan mahasiswa Politeknik Negeri Semarang dalam menghadapi dunia kerja yang sebenarnya.

1.4. Tempat dan waktu pelaksanaan

Adapun tempat serta waktu pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan yaitu :

v  Tempat            : PT. Pelabuhan Indonesia III (Persero ) Cabang Terminal Petikemas                         Semarang

v  Waktu             : 02 Agustus – 28 Agustus 2010

1.5. Pembatasan Masalah

Pada laporan praktek kerja lapangan ini masalah yang akan dipelajari dan dibahas meliputi:

v  Pembahasan mengenai tinjauan umum dan sejarah singkat PT. Pelabuhan Indonesia III Cabang Tanjung Emas Semarang.

v  Menjelaskan cara kerja RTG ( Ruber Tyred Gantry ).

v  Menjelaskan cara kerja, fungsi dan spesifikasi motor AC dalam kerja RTG.

1.6. Metode Pengumpulan Data.

Dalam penulisan laporan Praktek Kerja Lapangan ini, data yang diperoleh menggunakan beberapa metode antara lain:

v  Metode Inteview

yaitu suatu cara pengumpulan data dengan cara wawancara langsung kepada narasumber. Wawancara dilakukan dengan pembimbing lapangan dan teknisi yang mengerti cara menangani RTG tentang bagian alat, cara kerja, dan pengoperasianya. Langkah- langkah dalam wawancara adalah:

a)      Menyusun dan menyiapkan pertanyaan.

b)      Melakukan wawancara dengan narasumber.

c)      Mencatat jawaban.

d)     Menulis jawaban dalam laporan.

v  Metode Observasi

yaitu suatu cara pengumpulan data dengan cara pengamatan langsung pada tempat kerja.

Langkah- langkah yang dilakukan dalam metode ini adalah;

a)      Mengunjungi dan mengamati pengoperasian RTG.

b)      Melihat bagian- bagian alat secara langsung.

c)      Mencatat data- data.

Hal ini dilakukan pada saat RTG tidak digunakan pada saat operasional.

v  Metode literature

yaitu suatu cara pengumpuln data dengan cara mengambil data dari buku- buku untuk mendapatkan data sesuai data yang dikehendaki.

Langkah- langkah yang dilaikukan adalah:

a)      Mencari literature di perpustakaan atau buku pegangan karyawan.

b)      Mencatat/ mengkopi data yang diperlukan.

BAB II

PT. PELABUHAN INDONESIA III

CABANG TERMINAL PETI KEMAS SEMARANG

2.1. Sejarah Perusahaan

Semarang sebagai ibukota Propinsi Jawa Tengah yang letaknya di sebelah utara pulau jawa. Dengan posisi garis 6’’5’-7’’10’ Lintang Selatan dan 1.10’’.35’ Bujur Timur yang luas wilayahnya mecapai 37.366.838 hektar atau 373,7 km² secara hidrologis iklim Semarang adalah tropis dengan dua pergantian musim (musim penghujan dan musim kemarau) dengan temperatur udara terendah rata-rata 28,’’00 dengan eksotem terendah 23,50’’C dan tertinggi 34,3’’C.

Perkembangan Semarang sangat berperan dalam simpul transportasi yaitu disamping jaringan transportasi darat (kereta api dan jalan raya), transportasi udara juga pelabuhan laut tidak kalah pentingnya dalam menunjang kekuatan perhubungan antar pulau jawa yang lewat Semarang dengan luar pulau Jawa atau dengan luar negeri.

Pelabuhan Tanjung Mas sebagai salah satu pelabuhan besar yang ada dilingkungan PT. Pelabuhan Indonesia III (Persero) di mana didalamnya terdapat pengelolaan Terminal Peti Kemas Semarang yang telah diresmikan pengoperasiannya oleh Menteri Perhubungan Bapak Agum Gumelar pada awal tahun 1999, merupakan salah satu pintu gerbang perekonomian Daerah Jawa Tengah dan Daerah Istimewa Yogyakarta dan juga merupakan pelabuhan terbuka untuk perdagangan luar negeri yang mempunyai peranan sangat besar dalam menujang kegiatan Regional dan Internasional.

Terminal Petikemas Semarang adalah perusahaan handling peti kemas, yang sebelumnya merupakan salah satu divisi dari PT. Pelabuhan Indonesia III (Persero) Cabang Semarang. Sebagai langkah antisipasi terhadap pertumbuhan angkutan peti kemas di Pelabuhan Tanjung Mas Semarang, yang secara nyata memerlukan pengelolaan yang lebih profesional, manajemen Pelabuhan III (Persero) telah melakukan pemekaran organisasi Pelabuhan III cabang Tanjung Mas menjadi dua bagian yaitu pengelolaan Terminal Petikemas secara mandiri di bawah tanggung jawab General Manager Pelabuhan Tanjung Mas, yang keduanya bertanggung jawab langsung kepada Direksi Pelabuhan Indonesia III. Dengan pemekaran tersebut, diharapkan mutu pelayanan handling petikemas menjadi lebih baik. Terminal Petikemas Semarang berdiri berdasarkan Surat Keputusan Direksi PT. Pelabuhan Indonesia III (Persero)  Nomor: Kep . 46/PP. 1.08/P . III tanggal 29 juni 2001 tentang Pembentukan Terminal Petikemas Semarang sudah merupakan Cabang sendiri yang terpisah dengan Pelabuhan Tanjung Mas Semarang, sehingga semua urusan handling (bongkar muat) petikemas Semarang.

2.2. Struktur Organisasi Perusahaan

Struktur organisasi pada umumnya mengandung unsur-unsur sekelompok orang, adanya pimpinan, kerjasama, tujuan tertentu dan adanya pembagian tugas serta tangung jawab. Demikian pula halnya PT. Pelabuhan Indonesia III (Persero) dalam menjalankan usahanya juga memerlukan kerjasama antara pimpinan dan karyawan. Unsur tersebut menjadi pertimbangan PT. Pelabuhan Indonesia III (Persero) dalam menyusun struktur organisasi. Struktur oraganisasi adalah gambaran skematis mengenai hubungan-hubungan kerjasama dari orang-orang dalam rangka mencapai tujuan bersama. Pada PT (Persero) Pelabuhan Indonesia III pembagian divisi di bedakan atas dasar fungsinya pada masing-masing divisi. Bentuk struktur organisasi yang dimiliki oleh PT (Persero) Pelabuhan Indonesia III dapat dilihat pada gambar 1.

BAB III

RUBBER TYRED GANTRY ( RTG )

3.1. Pengertian RTG

RTG (Rubber Tyred Gantry) adalah suatu alat berat yang digunakan untuk memindahkan box kontainer dari trailer ke penampungan kontainer sementara atau sebaliknya. RTG bekerja dengan kontrol oleh sebuah PLC ( Programmable Logic Controller ) untuk mengatur keseluruhan sistem pengoperasian dari RTG. Pada PT Pelabuhan Indonesia III  (Persero ) menggunakan 13 buah RTG yang digunakan untuk memindahkan kontainer. RTG tersebut dibuat oleh Sumitomo Heavy Industries, Jepang. Dari 13 buah RTG tersebut dibagi dalam dua spesifikasi yang berbeda, pada RTG no 1 sampai no 3 menggunakan motor AC yang dikontrol oleh PLC dari FUJI, sedangkan pada RTG no 4 sampai 13 menggunakan motor DC yang dikontrol oleh PLC dari ABB.

           

                                   

Gambar 1 Rubber Tyred Gantry ( RTG )

3.2. Bagian Utama dan Cara Kerja RTG

Dari alat berat RTG dapat dikelompokkan kedalam beberapa bagian utama antara lain:

1.      Engine dan Control Source

Engine room dan control source berada pada bagian samping dari RTG. Dalam pengoperasian alat RTG, terlebih dahulu mesin dinyalakan pada engine panel dan mesin akan berjalan idle speed. Pada kondisi full speed ini tegangan dari generator yang dihasilkan sebesar 420 Volt dengan mengatur tegangan pada AVR ( Automatic Voltage Regulator ). Ketika menyalakan mesin MCCB pada kondisi ON untuk mengunci rangkaian kontrol didalam Engine Control. Mesin hanya dapat bekerja jka interlock:

v  Over & under voltage

v  Over heat dari AC generator

v  Eart fault

v  Under Current

Dalam keadaan off. karena RTG menggunakan PLC untuk mengontrol keseluruhan sistem pengoperasian dan proteksi dari masing-masing bagian dari RTG. Tiap bagian dilengkapi dengan interlock untuk mencegah kesalahan sistem kerja dari RTG.

Nyalakan sumber kontrol pada operator kabin dengan interlock:

v  Emergency stop

v  Engine interlock

v  PLC fault

v  Inverter unit fault

v  Hoist over speed

v  Over hoist

Dalam keadaan off

Gambar 2 Bagian Engine Room dan Gantry pada RTG

2.      Hoist

Hoist digunakan untuk menaik turunkan container yang akan dipindahkan. Syarat interlock untuk menggerakkan hoist :

v  Inverter fault off

v  Over speed switch off

v  Hoisting controller ‘zero’ notch

v  Hoist select normal

v  Gantry kondisi berhenti

v  Anti sway master on

v  Steering pump off

v  Steering 0^o or 90^o  limit switch (LS) on

v  Spreader connection

v  Spreader interlock normal

v  Steering lockpin LS on

v  Main power on

v  Speed controlfunction check off

v  Space heater MCB off

Ketika interlock diatas ada yang bekerja, maka secara otomatis kontraktor motor hoist akan terbuka dan menghentikan motor hoist dengan disk brake. Untuk menggerakan hoist, hidupkan Hoisting master circuit dan atur hoist naik atau turun dengan joystick pada operator kabin control desk bagian kanan. Pada batas jarak tertentu dari tanah ( lower limit position ) dan dari atas ( upper limit position ), kecepatan motor hoist akan pada batas nilai 85 rpm. Hoist dilengkapi dengan disk brake untuk pengereman motor hoist.

3.      Trolley

Trolley berfungsi untuk menggerakkan hoist dan memindahkan kontainer kedepan dan belakang. Syarat interlock untuk menggerakkan trolley :

v  Inverter fault off

v  Spreader lock or unlock

v  Hoisting controller ‘zero’ notch

v  Trolley select normal

v  Gantry kondisi berhenti

v  Steering pump off

v  Spreader landed LS off

v  Spreader interlock normal

v  Steering lockpin LS on

v  Main power ON

v  Speed control function check off

v  Space heater MCB off

Ketika interlock diatas ada yang bekerja, kontaktor motor trolley akan terbuka dan secara otomatis motor akan berhenti dengan disk brake. Kecepatan gerak dari trolley adalah 70m/min. kecepatan minimum berkisar antara 10% - 15% dari 70m/min. Trolley digerakkan melalui joystick pada operator kabin posisi forward dan reverse. Trolley dilengkapi dengan disk brake untuk pengereman motor trolley.

4.      Gantry

Gantry berfungsi untuk memindah posisi RTG ke tiap-tiap blok penampungan dari kontainer. Syarat interlock untuk menggerakkan Gantry :

v  Inverter fault off

v  Hoisting stoppage

v  ‘zero’ notch of  traveling controller (kondisi start)

v  Trolley traveling stoppage

v  Tyrelock position (lockpin lock LS on)

v  Steering pump off

v  Spreader landed LS off

v  Gantry select normal

v  Steering 0^o or 90^o  LS on

v  Main power on

v  Speed control function check off

v  Space heater MCB off

v  Shore power off

Ketika interlock diatas ada yang bekerja, kontaktor motor Gantry akan terbuka dan secara otomatis motor akan berhenti dengan disk brake. Gantry digerakkan dengan menggunakan joystick sama dengan hoist pada operator kabin tetapi pada posisi left atau right. Kecepatan gerak dari motor gantry yaitu 130m/min (tanpa container). Gantry dilengkapi dengan disk brake untuk pengereman motor gantry.

Untuk memindahkan RTG ke blok penampungan pada sisi lain maka RTG harus berbelok 90^o, maka dari itu maka gantry dilengkapi dengan steering switch 0^o to 90^o pada operator kabin. Sebelum steering switch 0^o to 90^o bekerja, maka hoist, trolley dan gantry dalam keadaan berhenti. Ketika dinyalakan, maka oil pump steering akan on dan pin cylinder steering pada posisi unlock. Setelah roda pada gantry berputar 90^o , maka pin cylinder steering pada posisi lock dan oil pump steering akan off. Langkah diatas juga berlaku untuk mengembalikan roda gantry dari posisi 90^o ke posisi 0^o.

5.      Spreader

Spreader digunakan untuk menempelkan dan mengunci container yang akan dipindahkan ketempat lain.

                                               

                                                Gambar 3 bagian spreader pada RTG

Spreader akan bekerja dengan menyalakan spreader pump. Spreader dilengkapi dengan bagian-bagian :

v    Flipper

Flipper berfungsi untuk penempatan posisi spreader agar tepat pada posisi container yang akan dipindahkan. Empat flipper berada pada tiap-tiap ujung spreader yang digerakkan dengan naik turun dengan flipper switch pada control desk di operator kabin.

v    Skewing Switch

Skewing switch digunakan jika posisi spreader terhadap container agak miring. Maka skewing switch berfungsi memiringkan  posisi spreader agar tepat pada posisi container.

v    Twist lock

Twist lock berfungsi untuk mengunci spreader pada kontainer agar dapat diangkat dan dipindahkan. Twist lock berada pada ujung-ujung spreader.

v    Selection of telescopic beam

Dikarenakan ukuran dari container ada yang 20 ft, 40 ft, 45 ft maka spreader dilengkapi dengan telescopic beam yang berfungsi memanjangkan ukuran dari spreader sehingga twist lock dan flipper dapat tepat pada posisi dari container.

Ukuran spreader dapat diset dengan Switch pada control desk posisi 20 ft dan 40 ft. sedangkan untuk ukuran container sepanjang 45 ft menggunakan uuran spreader 40 ft karena posisi twist lock pada container 45 ft sama dengan container 40 ft.

Dalam pengoperasian Spreader untuk mengangkat kontainer (hoist up) pertama kita nyalakan spreader pump. Pilih ukuran spreader pada posisi 20 ft atau 40 ft. setelah itu turunkan spreader pada kontainer yang akan dipindahkan (hoist down) dengan syarat Twist Lock pada kondisi Unlocked dan flipper diturunkan. Ketika posisi spreader tepat pada posisi kontainer maka spreader landed limit switch akan bekerja dengan ditandai dengan menyala lampu landed pada control desk. Jika lampu landed tidak aktif maka spreader landed limit switch tidak akan menyala dan Twist Lock tidak dapat bekerja . kuci spreader pada kontainer dengan switch Twist Lock pada posisi lock ditandai dengan lampu Lock Detecting Light menyala. Kontainer dapat diangkat ( hoist up )dan dipindahkan dengan mengoperasikan Trolley untuk arah maju mundur dan gantry untuk arah kiri dan kanan. Lalu turunkan kontainer pada posisi yang di inginkan ( hoist down ). Spreader landed akan menyala dan atur Switch Twist Lock pada posisi unlocked sehingga kontainer lepas dari spreader. Angkat kembali spreader (hoist up).ulang kembali langkah-langkah di atas untuk pemindahan ulang kontainer.

6.      Ruang Kontrol

Ruang kontrol merupakan ruang pusat pengendali dari RTG. Letaknya di bagian atas dan dapat bergerak ke kanan dan ke kiri bersama spreader. Di dalam ruang kontrol terdapat peralatan kontrol utama seperti tombol-tombol utama misalnya pengendali engine, hoist, trolley, spreader, dan pengendali drive kanan kiri, kendali maju mundur, control keseimbangan, kontrol kecepatan, indicator engine, indicator spreader, dll. Di dalam ruang kontrol itu juga terdapat berbagai peralatan tambahan seperti saklar darurat security system yang akan memberi peringatan dini apabila terjadi kesalahan. Untuk komunikasi dengan petugas di bawah ketika bekerja biasanya operator menggunakan speaker atau lewat intercom. Untuk mencapai ruang control operator harus menaiki tangga terlebih dahulu.

BAB IV

MOTOR LISTRIK

4.1. Pengertian Motor Listrik

Motor listrik  adalah mesin yg berfungsi mengubah  tenaga listrik arus searah menjadi  tenaga gerak, tenaga gerak tersebut berupa putaran dari rotor. Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar  impeller  pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik  kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. 

4.2. Prinsip kerja motor listrik

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama, yaitu:

v    Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya

v    Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi  loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan. 

v    Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan. 

Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/  torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan.  Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:

v    Beban torsi konstan  adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun  torsi nya tidak bervariasi.

v    Beban dengan variabel torsi  adalah beban dengan  torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi.

v    Beban dengan energi konstan  adalah beban dengan permintaan  torque  yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan.

4.3. Pengkajian motor listrik 

Bagian ini menjelaskan tentang bagaimana mengkaji kinerja motor listrik

Ø  efisiensi motor lisrik 

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

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 dibawah  memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksi. Jenis Kehilangan pada Motor Induksi (BEE India, 2004)

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

Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah: 

v    Usia. Motor baru lebih efisien. 

v    Kapastas. Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan, efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya. 

v    Kecepatan. Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien. 

v    Jenis. Sebagai contoh, motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor cincin geser

v    Suhu. Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP) 

v    Penggulungan ulang. Penggulungan ulang motor dapat mengakibatkan penurunan efisiensi 

v    Beban, seperti yang dijelaskan dibawah 

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 Sebagian (sebagai fungsi  dari % efisiensi beban penuh)

Untuk alasan ini maka dalam mengkaji kinerja motor akan bermanfaat bila menentukan beban dan efisiensinya. Pada hampir kebanyakan negara, merupakan persyaratan bagi pihak 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 memungkikan untuk memutuskan sambungan motor dari beban, perkiraan nilai efisiensi didapat dari tabel khusus untuk nilai efisiesi motor. Nilai efisiensi disediakan untuk: 

v    Motor dengan efisiensi standar 900, 1200, 1800 dan 3600 rpm 

v    Motor yang berukuran antara 10 hingga 300 HP

v    Dua jenis motor: motor anti menetes terbuka/ open drip-proof (ODP) dan 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: 

v    Pengukuran daya masuk. Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 100%. 

v    Pengukurann jalur arus. Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur (diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper. Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan hanya nilai amper yang tersedia. Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen pembebanan kurang dari 50%

v    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. 

Ø  Pengukuran daya masuk 

Tahap 1. 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. 

Tahap 2. 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 table

   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

4.4. Jenis motor listrik

Bagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik yaitu motor DC dan motor AC. Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan  input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dibawah ini.

 

4.4.1.      Motor DC 

Adalah motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas. 

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur: 

a)                  Tegangan dynamo: meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan 

b)                  Arus medan: menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan. 

Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah,  penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar.  Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya  sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC. 

4.4.1.1. Prinsip Kerja Motor DC

Prinsip motor listrik berdasarkan pada kaidah tangan kiri. Sepasang magnet permanen utara selatan menghasilkan garis medan magnet Φ, kawat penghantar diatas telapak tangan kiri ditembus garis medan magnet Φ. Jika kawat dialirkan arus listrik DC sebesar I searah keempat jari tangan, maka kawat mendapatkan gaya sebesar F searah ibu jari. Aksi tersebut didasari pada prinsip bahwa ketika arus mengalir pada konduktor yang ditempatkan di dalam medan magnet, maka pada konduktor tersebut timbul gaya yang arahnya ditentukan oleh kaidah tangan kiri fleming.

Ø    Ibu jari menunjukan arah gaya elektromagnetik.

Ø    Jari telunjuk menunjukan medan magnet.

Ø    Jari tengah menunjukan arah aliran arus listrik

4.4.1.2. Komponen motor DC

Motor DC yang memiliki tiga komponen utama:

1.                  Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan  bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan.    Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber  daya dari luar sebagai penyedia struktur medan. 

2.                  Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.

3.                   Commutator.. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator  juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

4.4.1.3. Jenis motor DC

a. Motor DC Belitan Seri

Motor DC Seri mudah dikenali dari terminal box memiliki belitan jangkar notasi A1-A2 dan belitan seri notasi D1-D2. Dalam rangkaian jangkar A1-A2 terdapat dua belitan penguat yaitu kutub bantu dan kutub kompensasi keduanya berfungsi untuk memperbaiki efek reaksi jangkar. Aliran sumber DC positif (+), melewati tahanan depan RV yang fungsinya untuk starting  awal  motor  seri, selanjutnya  ke  terminal  A1,  melewati  jangkar  ke terminal A2, dikopel dengan D1, melewati belitan menuju ke terminal negatif (-). Belitan seri D1-D2 memiliki penampang besar dan jumlah belitannya sedikit. Karena dihubungkan seri dengan belitan jangkar, maka arus eksitasi belitan sebanding dengan arus beban. Ketika beban dinaikkan, arus beban meningkat, dan justru putaran akan menurun. Motor seri harus selalu dalam kondisi diberikan beban, karena saat tidak berbeban dan arus eksitasinya kecil yang terjadi putaran motor akan sangat tinggi sehingga motor akan ”terbang”, dan sangat berbahaya. Motor seri banyak dipakai pada beban awal yang berat dengan momen gaya yang tinggi putaran motor akan rendah.

                                   

                                                 Rangkaian motor DC seri

b. Motor DC Penguat Terpisah

Motor DC penguat terpisah dikenal pada terminal box dimana belitan jangkarnya A1-A2 dan belitan penguat terpisah F1-F2. Aliran listrik dari sumber DC positif (+) melewati tahanan geser untuk starting awal, menuju terminal A1, ke belitan jangkar ke terminal A2 menuju negatif (-). Penguat terpisah dari sumber DC positif (+), menuju F2 belitan terpisah terminal F1 melewati tahanan geser pengatur arus eksitasi menuju negatif (-). Tahanan depan digunakan saat starting agar arus jangkar terkendali dan tidak merusak belitan jangkar atau merusak komutatornya. Tahanan geser pengatur arus eksitasi penguat terpisah F1-F2 mengatur putaran dalam range yang sempit, misalnya dari putaran maksimum 1.500 rpm sampai 1.400 rpm saja. Karakteristik putaran terhadap pembebanan momen, saat beban nol putaran motor pada posisi n0, motor diberikan beban maksimum putaran motor menjadi nn. Motor penguat terpisah digunakan pada beban relatif konstan dan tidak berubah secara drastis.

                                      

Rangkaian motor DC penguat terpisah                      

c. Motor DC Belitan Shunt

Motor DC belitan  Shunt dilihat dari terminal  box  terdapat rangkaian jangkar A1-A2 dan belitan Shunt E1-E2. Pengendali motor DC Shunt  terdiri dua tahanan geser yang memiliki fungsi berbeda. Satu tahanan geser difungsikan untuk starting motor DC, disambungkan seri dengan jangkar A1- A2 tujuannya agar arus starting terkendali. Satu tahanan geser dihubungkan dengan belitan Shunt E1-E2, untuk mengatur arus eksitasi Shunt. Aliran dari sumber DC positif (+) melewati tahanan geser ke terminal A1, melewati rangkaian jangkar dengan belitan bantu, ke terminal A2, menuju sumber DC negatif (-). Dari positif sumber DC setelah melewati tahanan geser, menuju terminal E1, ke belitan Shunt, ke terminal E2 selanjutnya kembali ke sumber DC negatif (-).

Rangkaian motor DC belitan Shunt

d. Motor DC Belitan Kompound

Motor DC Belitan Kompound merupakan penggabungan dua karakteristik dari motor DC belitan seri dengan motor DC belitan Shunt. Pada terminal box memiliki enam terminal, terdiri rangkaian jangkar A1-A2, belitan Shunt E1-E2 dan belitan seri D1-D2. Memiliki dua tahanan geser, satu tahanan geser untuk mengatur starting motor diseri dengan rangkaian jangkar A1-A2. Tahanan geser satunya mengatur arus eksitasi menuju belitan Shunt E1- E2.

Aliran sumber DC positif (+) melewati tahanan geser untuk starting, menuju terminal A1, ke rangkaian jangkar dan belitan kutub bantu, ke terminal A2, dikopel terminal D1, ke belitan seri, ke terminal D2 ke sumber DC negatif (-). Sumber DC positif (+) melewati tahanan geser mengatur arus eksitasi ke terminal E1, ke belitan Shunt, ke terminal E2, dikopel terminal D2 kembali ke sumber DC negatif (-).

Karakteristik putaran sebagai fungsi momen torsi beban merupakan gabungan dari karakteristik motor Shunt yang memiliki putaran relatif konstan, dan kerakteristik seri pada momen kecil putaran relatif tinggi.

Pengaturan putaran dilakukan dengan pengaturan medan Shunt, dengan range putaran relatif rendah dalam orde ratusan rpm, putaran maksimal 1.500 rpm dan putaran minimal 1.400 rpm. Untuk mendapatkan range pengaturan putaran yang lebar dilakukan dengan mengatur tegangan yang masuk ke rangkaian jangkarnya.

Rangkaian motor DC belitan compound

4.4.2. Motor  AC 

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 dalam Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. 

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). 

4.4.2.1. Jenis Motor AC:

a. 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. 

Motor sinkron

Komponen utama motor sinkron adalah:

v    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. 

v    Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok. 

Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut: 

Dimana:

f = frekwensi dari pasokan frekwensi 

P= jumlah kutub

b. 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.

Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama:

1.                  Rotor.  

Motor induksi menggunakan dua jenis rotor, yaitu: 

v    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. 

v    Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator.  Tiga fase digulungi kawat pada bagiandalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat  yang menempel padanya. 

2.                  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 (Automated Buiding )

Ø  Klasifikasi motor induksi 

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama:

1.                  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. 

2.                  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. 

Ø  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 cincingeser/  slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/  slip ring motor”. Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase  slip/geseran:

Dimana:

Ns = kecepatan sinkron dalam RPM

Nb = kecepatan dasar dalam RPM

Ø  Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi

Gambar dibawah menunjukan grafik torsi-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor:

v    Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan  torque  yang rendah (“pull-up torque”). 

v    Mencapai 80% kecepatan penuh, torque berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun.

v    Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torque dan stator turun ke nol. 

Grafik torsi- kecepatan pada motor induksi AC 3 phasa

Ø  Pengendalian kecepatan motor induksi 

Secara tradisional, motor DC digunakan bila kemampuan dikehendaki variasi kecepatan. Namun karena keterbatasan motor DC, motor AC terus menjadi fokus bagi penggunaan variasi kecepatan. Baik motor AC sinkron dan induksi keduanya cocok untuk penggunaan control variasi kecepatan.

Karena motor induksi adalah motor yang tidak sinkron, perubahan pasokan frekuensi dapat memvariasikan kecepatan. Strategi pengendalian untuk motor khusus akan tergantung pada sejumlahnfaktor termasuk biaya investasi,  ketahanan beban dan beberapa persyaratanpengendalian khusus. Hal ini memerlukan suatu tinjauan rinci mengenai karakteristik beban, data historis pada aliran proses, ciri-ciri sistim pengendalian kecepatan yang diperlukan, biaya listrik dan biaya investasi.

Karakteristik beban terutama penting dalam memutuskan apakah pengendalian kecepatan merupakan suatu opsi.  Potensi terbesar untuk penghematan listrik dengan penggerak variabel kecepatan  (variable speed drive) pada umumnya ada pada penggunaan variasi torque, contohnya adalah pompa sentrifugal dan fan, dimana kebutuhan dayanya berubah sebesar kubik kecepatan. Beban  torsi yang konstan juga cocok untuk penggunaan VSD juga dikenal dengan  inverter.

4.5. Perawatan dan perbaikan motor listrik

a. Memperbaiki kualitas daya

Kinerja motor dipengaruhi oleh kualitas daya yang masuk,  yang ditentukan oleh tegangan dan frekuensi aktual dibandingkan dengan nilai dasar. Fluktuasi dalam tegangan dan frekuensi yang lebih besar daripada nilai yang diterima memiliki dampak yang merugikan pada kinerja motor.  

Ketidakseimbangan tegangan bahkan dapat lebih merugikan terhadap kinerja motor dan terjadi apabila tegangan tiga fase dari motor tiga fase tidak sama. Hal ini biasanya disebabkan oleh perbedaan pasokan tegangan untuk setiap fase pada tiga  fase. Dapat juga diakibatkan dari penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda pada sistim distribusinya. Contoh dari pengaruh ketidakseimbangan tegangan pada kinerja motor ditunjukkan dalam Tabel 7. 

Tegangan masing-masing fase pada sistim tiga fase besarannya harus sama, simetris, dan dipisahkan oleh sudut 120°. Keseimbangan fase harus 1% untuk menghindarkan penurunan daya motor dan gagalnya garansi pabrik pembuatnya. Beberapa faktor dapat mempengaruhi kesetimbangan tegangan: beban fase tunggal pada setiap satu fase, ukuran kabel yang berbeda, atau kegagalan pada sirkuit. Ketidakseimbangan sistim meningkatkan kehilangan pada sistim distribusi dan menurunkan efisiensi motor. 

Ketidakseimbangan tegangan dapat diminimalisir dengan: 

1.                  Menyeimbangkan setiap beban fase tunggal diantara seluruh tiga fase 

2.                  Memisahkan setiap beban fase tunggal yang mengganggu keseimbangan beban di umpankan dari jalur/trafo terpisah 

b. Penggulungan Ulang

Penggulungan ulang untuk motor yang terbakar sudah umum dilakukan oleh industri. Jumlah motor yang sudah digulung ulang di beberapa industri lebih dari 50% dari jumlah total motor. Pegulungan ulang motor yang dilakukan dengan  hati-hati kadangkala dapat menghasilkan motor dengan efisiensi yang sama dengan sebelumnya. Pegulungan ulang dapat mempengaruhi sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap memburuknya efisiensi motor: desain  slot  dan gulungan, bahan gulungan, kinerja pengisolasi, dan suhu operasi. Sebagai contoh, bila panas diterapkan pada pita gulungan lama maka pengisolasi diantara laminasinya dapat rusak, sehingga meningkatkan kehilangan arus eddy. Perubahan dalam celah udara dapat mempengaruhi faktor daya dan keluaran torque. 

Walau begitu, jika dilakukan dengan benar, efisiensi motor dapat terjaga setelah dilakukan pegulungan ulang, dan dalam beberapa kasus, efisiensi bahkan dapat ditingkatkan dengan cara mengubah desain pegulungan. Dengan menggunakan kawat yang memiliki penampanglintang yang lebih besar, ukuran slot yang diperbolehkan, akan mengurangi kehilangan stator sehingga akan meningkatkan efisiensi. Walau demikian, direkomendasikan untuk menjaga desain motor orisinil selama pegulungan ulang, kecuali jika ada alasan yang berhubungan dengan beban spesifik untuk mendesain ulang. 

Dampak dari pegulungan ulang pada efisiensi motor dan faktor daya dapat dikaji dengan mudah jika kehilangan motor tanpa beban diketahui pada sebelum dan sesudah pegulungan ulang. Informasi kehilangan tanpa beban dan kecepatan tanpa beban dapat ditemukan pada dokumentasi motor yang diperoleh pada saat pembelian. Indikator keberhasilan pegulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan stator tanpa beban per fase motor yang digulung ulang dengan arus dan tahanan stator orisinil tanpa beban pada tegangan yang sama. 

Pada saat menggulung ulang motor perlu mempertimbangkan hal-hal berikut: 

1.                  Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO  9000 atau anggota dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik. 

2.                  Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sering memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada model yang tersedia saat ini yang efisien energinya. Biasanya yang terbaik adalah menggantinya. Hampir selalu terbaik mengganti motor biasa dengan beban dibawah 15 HP. 

3.                  Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50% hingga 65% dari harga motor baru yang efisien energinya, lebih baik membeli motor yang baru, karena meningkatnya kehandalan dan efisiensi akan dengan cepat menutupi pembayaran harga motor. 

c. Koreksi faktor daya dengan memasang kapasitor 

Sebagaimana sudah dikenal sebelumnya, karakteristik motor induksi adalah faktor dayanya yang kurang dari satu, menyebabkan efisiensi keseluruhan yang lebih rendah (dan biaya operasi keseluruhan yang lebih tinggi) untuk seluruh sistim listrik pabrik.

Kapasitor yang disambung secara paralel (shunt) dengan motor kadangkala digunakan untuk memperbaiki faktor daya. Kapasitor tidak akan memperbaiki faktor daya motor itu sendiri akan tetapi terminal starternya dimana tenaga dibangkitkan atau didistribusikan. Manfaat dari koreksi faktor daya meliputi penurunan kebutuhan kVA (jadi mengurangi biaya kebutuhan utilitas), penurunan kehilangan I²R pada kabel di bagian hulu kapasitor (jadi mengurangi biaya energi), berkurangnya  penurunan tegangan pada kabel (mengakibatkan pengaturan tegangan meningkat), dan kenaikan dalam efisiesi keseluruhan sistim listrik pabrik. 

Ukuran kapasitor tergantung pada kVA reaktif tanpa beban (kVAR) yang ditarik oleh motor. Ukuran ini tidak boleh melebihi 90% dari kVAR motor tanpa beban, sebab kapasitor yang lebih tinggi dapat mengakibatkan terlalu tingginya tegangan dan motor akan terbakar. kVAR motor hanya dapat ditentukan oleh pengujian  motor tanpa beban. Alternatifnya adalah menggunakan faktor daya motor standar untuk menentukan ukuran kapasitor. 

e. Meningkatkan perawatan 

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya, sifat-sifat listriknya  tidak berubah dengan usia. Walau begitu, perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal. Sebagai contoh, pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan. Kehilangan resistansi pada motor, yang meningkat dengan kenaikan suhu. 

Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor. Sebagai contoh, suhu ekstrim, kadar debu yang tinggi, atmosfir yang korosif, dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi; tekanan  mekanis karena siklus pembebanan dapat mengakibatkan kesalahan penggabungan. 

Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor. Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi: 

1.                  Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian  bearings  dan rumahnya (untuk mengurangi kehilangan karena gesekan) dan  untuk kotoran/debu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor) 

2.                  Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan atau kekurangan beban. Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan, penyebabnya yang harus diketahui. 

3.                  Pemberian pelumas secara teratur. Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor. Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah, seperti yang telah diterangkan diatas. Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah, misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor, menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran. 

4.                  Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yang digerakkan. Sambungan yang tidak benar  dapat mengakibatkan sumbu as dan  bearings lebih cepat aus, mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan. 

5.                  Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar. Sambungan-sambungan pada motor dan  starter  harus diperiksa  untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya. 

6.                  Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan. Umur isolasi pada motor akan lebih lama: untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10^oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan, waktu pegulungan ulang akan lebih cepat, diperkirakan separuhnya. 

 

 

BAB V

 MOTOR AC DALAM KERJA RTG 03

5.1. Cara kerja :

Pada RTG di Pelabuhan Indonesia III ( Persero ) cabang Terminal Petikemas Semarang, dari 13 buah RTG, dibagi dalam dua spesifikasi yang berbeda, pada RTG no 1 sampai no 3 menggunakan motor AC yang dikontrol oleh PLC dari FUJI, sedangkan pada RTG no 4 sampai 13 menggunakan motor DC yang dikontrol oleh PLC dari ABB. Motor listrik diantaranya digunakan pada Gantry, Hoist, Trolley, anti Sway, Skewing, Steering hydrolic pump motor, spreader hydrolic pump motor. Untuk lebih jelasnya, akan diuraikan sebagai berikut:

a. Gerakan Gantry

Meskipun motor gantry tidak berada pada ruang mesin, tetapi kendali kecepatan dan pengaktifannya tetap dilakukan oleh driver yang berada di ruang elektrik. Setiap pergerakan joystick oleh operator menghasilkan arus yang bervariasi dan data besar ini menjadikannya untuk mengatur kecepatan motor listrik pada gantry. Gerakan gantry adalah kekiri dan kekanan pada gantry area sepanjang dermaga. Pada saat gantry bergerak, sirine akan menyala sebagai peringatan bagi orang- orang yang berada pada gantry area untuk berhati hati. Terdapat pula magnetic disk brake untuk menghentikan atau mengerem putaran motor.

Dengan name plate sebagai berikut,

Di produksi oleh         : Fuji elektrik Jepang

Jenis motor                  : Motor induksi 3 phase

Tipe                             : MVK 9221T

Output                         : 55 kW

Volt                             : 375

Hz                               : 79.4

Sec V                          : JPW 44

Frame                          : 225S

Rating S3                    : 40%

AMP                           : 107

Rpm                            : 2350

Sec A                          : JC 4F

Poles                            : 4

Insul                            : F

Rule                             : JEC- 37- 1979

Bearing                        : D- END 0315

                                                  E-END 6312C3

Serial No                     : 96108395MS2

Grease                         : Alvania 2

Regreasing                  : 400

                                                  259

Interval                        : 1600 h

Heater                         : 80 W, 1 ph Ø, V 220

Q’ty                             : 2 (420 kg)

MFD 1996

b. Gerakan trolley

Gerakan maju mundur ruang operator beserta spreader pada jalurnya dan diatur oleh joystick. User program yang telah dibuat sebelumnya untuk mengatur kecepatan motor listrik pada trolley menjadikan data analog arus dari joystick sebagai masukan program dan menghasilkan output yang bervariasi untuk menggerakan motor listrik pada trolley. Pengukuran posisi trolley dari titik netral (zero point) pada jalur trolley.

Pergerakan motor listrik pada trolley kemudian feedback yang kemudian dijadikan sebagi masukan dalam pengukuran kecepatan yang sebenarnya pada motor  trolley. Pada motor trolley juga terdapat over speed swith sebagai penanda bahwa kecepatan motor trolley melebihi kecepatan yang diperbolehkan. Terdapat pula magnetik disk brake untuk menghentikan/ mengerem putaran motor.

Dengan name plate sebagai berikut:

Di produksi oleh         : Fuji elektrik Co, ltd. Jepang

Jenis motor                  : Motor  induksi 3 phase

Tipe                             : MVK 6207B-C

Output                         : 37 kW

Volt                             : 376/ 378

Hz                               : 51/ 59

Sec V                          : JPW 44

Frame                          : 200L

Rating S3                    : 60%ED

AMP                           : 72/ 69

Rpm                            : 1500/ 1750

Poles                            : 4

Insul                            : F

Rule                             : JEC- 37- 1979

Bearing                        : D- END 6313ZZC3

                                                  E- END 6311UUC3

Serial No                     : 9610D83139

Fan drive motor          : 3 Ø, 380V

                                      (150), 50Hz, 4P

                                      VAS355

Pulse encoder              : 1024 P/ R

                                      DC 15V

Brake                           : ESB 250

                                      20 kgm DC 90V

Q’ty                             : 1 (370 kg)

c. Gerakan hoist

Gerakan naik turun spreader dilakukan oleh motor  hoist. Ketika joystick digerakan pada arah bersilangan dengan arah maju mundur trolley, maka motor  pada hoist akan membuat posisi spreader naik turun. Posisi hoist diukur dari posisi saat spreader masih terhubung pada tempatnya. Seperti pada trolley, setiap pergerakan joystick menghasilkan arus yang bervariasi dan data besar arus ini menjadikannya informasi untuk mengatur kecepatan pada motor  hoist. User program untuk mengatur kecepatan motor  hoist menjadikan data arus ini sebagai masukan program dan menghasilkan output yang bervariasi untuk menggerakan driver hoist. Pada empat sisi spreader terdapat sensor berat. Pengukuran tiap- tiap sensor menghasilkan data yang berbeda. Pengukuran dari berat beban ini termasuk dalam data pengukuran hoist RTG, dikarenakan beban berat mempengaruhi arus total yang dialirkan menggerakan hoist. Daya total pada motor hoist sebagian untuk mengendalikan kecepatan hoist setelah sebelumnya dikurangi berat beban dan dipengaruhi oleh kecepatan angin. Pergerakan motor pada hoist kemudian menghasilkan feedback untuk mengukur kecepatan yang sebenarnya dari motor  hoist. Pada motor hoist juga terdapat over speed switch sebagai pendeteksi terjadinya over speed fault pada hoist.

Dengan name plate sebagai berikut,

Di produksi oleh         : Fuji elektrik Co, ltd Jepang

Jenis motor                  : Motor induksi 3 phase

Tipe                             : MVK 9318B

Output                         : 150 kW

Volt                             : 350/ 365

Hz                               : 43/ 86

Sec V                          : JPW 44

                                                  JC4F

Frame                          : 225S

Rating S3                    : cont

AMP                           : 320/ 300

Rpm                            : 850/ 1700

Sec A                          : JC 4F

Poles                            : 6

Insul                            : F

Rule                             : JEC- 37- 1979

Bearing                        : D- END G322C 3

                                                  E-END NV 322 M CCC 70

Serial No                     : 96108341DS2

Grease                         : Alvania 2

Regreasing                  : 80 G

                                                  80 G

Interval                        : 2000 h

Heater                         : 80 W, 1 ph Ø, V 220

MFD 1996

d. Gerakan Skewing Switch

Skewing switch digunakan jika posisi spreader terhadap container miring. Maka skewing switch berfungsi untuk memiringkan posisi spreader agar tepat berada pada posisi container. Cara kerja motor listrik pada skewing switch adalah jika terjadi kemiringan di salah satu sudut maka motor tersebut akan mengulur sedangkan di sisi yang lain akan menarik sampai dengan keadaan yang diinginkan agar tepat berada pada posisi container.

Dengan name plate sebagai berikut,

            AC 380V, 50Hz, 3Ø

            3,7 kW, 1500 rpm, 4P

            Outdoor use with MB

            Insu. Class E

            Q’ty 1

d. Gerakan Anti Sway

Motor listrik pada anti sway berfungsi untuk menahan container agar tidak bergoyang ( movable),

Dengan name plate sebagai berikut,

            Fuji Seimitsu

            AC 380V, 50 Hz, 3Ø

            DPFV, Indoor use insu, Class B

e. Pengendalian spreader pada proses pemindahan container

Pada pengendalian spreader untuk menentukan container pada operator panel, terdapat saklar dengan pilihan container yaitu 20 feet dan 40 feet. Pengesetan ini menentukan jangkauan spreader dengan ukuran container. Sebelum proses pemindahan kontainer, ukuran spreader diatur sedikit lebih lebar dari ukuran kontainer. Pada saat letak spreader tepat diatas kontainer, motor trolley berhenti dan motor hoist menurunkan spreader hingga sensor pada spreader menandakan bahwa kontainer sudah terjangkau oleh spreader dan kemudian operator mengunci kontainer tersebut dengan fungsi saklar twist lock pada panel. Jika spreader gagal mengunci maka kesalahan akan terdeteksi dan menyalakan buzzer hinge buzzer reset ditekan oleh operator, setelah kontainer terkunci operator mengatur kegiatan pemindahan kontainer dengan joystick. Dan untuk menurunkan kontainer dari spreader operator saklar twist lock pada pilihan unlock.

5.2. Analisa Slip dan efisiensi motor AC pada RTG 03.

a.      Pada Gantry

Dengan spesifikasi,

            Jenis                : Motor Induksi 3 fasa

            Frekuensi         : 79.4 Hz

            Jml Kutub       : 4

            Put. Rotor       : 2350 rpm

            Tegangan         : 375 Volt

           

Perhitungan:

Ns = 120.f/P= 120.79,4 /4= 2382 rpm

Slip à S =   Ns- Nr/ Ns   = 2382 rpm- 2350 rpm/ 2382 rpm

                                         = 0,013

Nilai slip yng sudah didapat kemudian dimasukkan kedalam rumus,

            S          =   Ns- Nr/ Ns

            0,013   = 2382 rpm- Nr/2382 rpm

                        = 2358,18 rpmà 2350 rpm

Jadi putaran rotor yang tertera pada name plate dengan hasil perhitungan sama

Pi         = √3. V. I. cos Ø

55000  = √3. 375 volt. I. 0,8= 105,84 Amper

Input   = 55 kW

Rugi Stator = 1 kW

Rugi angin dan geseran = 2 kW

Daya masuk rotor = 55 kW- 1kW

                              = 54 kW

Daya mekanik       = 54 kW (1- 0,013 )

                              = 53, 298 kW

Daya output          = 53, 298 kW- 2 kW

                              = 51, 298 kW

Efisiensi                = Po/ Pi x 100%

                              = 51, 298/ 55 x 100% = 93,2 %

b.      Pada hoist

Dengan spesifikasi,

            Jenis                : Motor Induksi 3 fasa

            Frekuensi         : 43 Hz

            Jml Kutub       : 6

            Put. Rotor       : 850 rpm

            Tegangan         : 350 volt

Perhitungan;

Ns = 120.f/P= 120.43/ 6= 860 rpm

Slip à S =   Ns- Nr/ Ns   = 860 rpm- 850 rpm/ 860 rpm

                                         = 0,011/ 1,1 %

Nilai slip yng sudah didapat kemudian dimasukkan kedalam rumus,

            S          =   Ns- Nr/ Ns

            0,011   = 860 rpm- Nr/860 rpm

                        = 850, 54 rpmà 850 rpm

Jadi putaran rotor yang tertera pada name plate dengan hasil perhitungan sama

Pi         = √3. V. I. cos Ø

150000= √3. 350 volt. I. 0,8= 309, 29 Amper

Input   = 150 kW

Rugi Stator = 1 kW

Rugi angin dan geseran = 2 kW

Daya masuk rotor = 150 kW- 1kW

                              = 149 kW

Daya mekanik       = 149 kW (1- 0,011 )

                              = 147,36 kW

Daya output          = 147, 36 kW- 2 kW

                              = 145, 36 kW

Efisiensi                = Po/ Pi x 100%

                              = 145,36/ 150 x 100% = 96,9 %

c.       Pada Trolley

Dengan spesifikasi,

            Jenis                : Motor Induksi 3 fasa

            Frekuensi         : 51 Hz

Jml Kutub       : 4

            Put. Rotor       : 1500 rpm

            Tegangan         : 376 volt

Perhitungan;

Ns = 120.f/P= 120.51/4= 1530 rpm

Slip à S =   Ns- Nr/ Ns   = 1530 rpm- 1500 rpm/ 1530 rpm

                                         = 0,019 atau 1,9 %

Nilai slip yng sudah didapat kemudian dimasukkan kedalam rumus,

            S          =   Ns- Nr/ Ns

            0,019   = 1530 rpm- Nr/1530 rpm

                        = 1500, 93 rpmà 1500 rpm

Jadi putaran rotor yang tertera pada name plate dengan hasil perhitungan sama

Pi         = √3. V. I. cos Ø

37000  = √3. 376 volt. I. 0,8= 71,01 Amper

Input   = 37 kW

Rugi Stator = 1 kW

Rugi angin dan geseran = 2 kW

Daya masuk rotor = 37 kW- 1kW

                              = 36 kW

Daya mekanik       = 36 kW (1- 0,019 )

                              = 35, 316 kW

Daya output          = 35, 316 kW- 2 kW

                              = 33, 316 kW

Efisiensi                = Po/ Pi x 100%

                              = 33,316/ 37 x 100% = 90, 04 %

d.      Pada Skewing

Dengan spesifikasi,

            Jenis                : Motor Induksi 3 fasa

            Frekuensi         : 50 Hz

Jml Kutub       : 4

            Put. Rotor       : 1500 rpm

           

Perhitungan;

Ns = 120.f/P= 120.50/4= 1500 rpm

Slip à S =   Ns- Nr/ Ns   = 1500 rpm- 1500 rpm/ 1500 rpm

                                         = 0

Nilai slip yng sudah didapat kemudian dimasukkan kedalam rumus,

            S          =   Ns- Nr/ Ns

            0          = 1500 rpm- Nr/1500 rpm

                        = 1500 rpm

Jadi putaran rotor yang tertera pada name plate dengan hasil perhitungan sama

e.       Pada Anti Sway

Dengan spesifikasi,

            Jenis                : Motor Induksi 3 fase

            Frekuensi         : 50 Hz

Jml Kutub       : 4

            Put. Rotor       : 1430 rpm

Perhitungan;

Ns = 120.f/P= 120.50/4= 1500 rpm

Slip à S =   Ns- Nr/ Ns   = 1500 rpm- 1430 rpm/ 1500 rpm

                                         = 0,047

Nilai slip yng sudah didapat kemudian dimasukkan kedalam rumus,

            S          =   Ns- Nr/ Ns

            0,047   = 1500 rpm- Nr/1500 rpm

                        = 1430 rpm

Jadi putaran rotor yang tertera pada name plate dengan hasil perhitungan sama

f.        Pada Steering hydrolic pump motor

Dengan spesifikasi,

            Jenis                : Motor Induksi 3 fase

            Frekuensi         : 50 Hz

Jml Kutub       : 4

            Put. Rotor       : 1500 rpm

            Tegangan         : 380 volt

Perhitungan;

Ns = 120.f/P= 120.50/4= 1500 rpm

Slip à S =   Ns- Nr/ Ns   = 1500 rpm- 1500 rpm/ 1500 rpm

                                         = 0

Nilai slip yng sudah didapat kemudian dimasukkan kedalam rumus,

            S          =   Ns- Nr/ Ns

            0          = 1500 rpm- Nr/1500 rpm

                        = 1500 rpm

Jadi putaran rotor yang tertera pada name plate dengan hasil perhitungan sama

Pi         = √3. V. I. cos Ø

11000  = √3. 380 volt. I. 0,8= 20,89 Amper

Input   = 11 kW

Rugi Stator = 1 kW

Rugi angin dan geseran = 2 kW

Daya masuk rotor = 11 kW- 1kW

                              = 10 kW

Daya mekanik       = 10 kW (1- 0 )

                              = 10 kW

Daya output          = 10 kW- 2 kW

                              = 8 kW

Efisiensi                = Po/ Pi x 100%

                              = 8/ 11 x 100% = 72,72 %

g.      Pada spreader hydrolic pump motor

Dengan spesifikasi,

            Jenis                : Motor Induksi 3 fase

            Frekuensi         : 50 Hz

Jml Kutub       : 4

            Put. Rotor       : 1500 rpm

            Daya                : 5,5 kW

            Tegangan         : 380 V

Perhitungan;

Ns = 120.f/P= 120.50/4= 1500 rpm

Slip à S =   Ns- Nr/ Ns   = 1500 rpm- 1500 rpm/ 1500 rpm

                                         = 0

Nilai slip yng sudah didapat kemudian dimasukkan kedalam rumus,

            S          =   Ns- Nr/ Ns

            0          = 1500 rpm- Nr/1500 rpm

                        = 1500 rpm

Jadi putaran rotor yang tertera pada name plate dengan hasil perhitungan sama

Pi         = √3. V. I. cos Ø

5500    = √3. 380 volt. I. 0,8= 10,44 Amper

Input   = 5,5 kW

Rugi Stator = 1 kW

Rugi angin dan geseran = 1 kW

Daya masuk rotor = 5,5 kW- 1kW

                              = 4,5 kW

Daya mekanik       = 4,5 kW (1- 0 )

                              = 4,5 kW

Daya output          = 4,5 kW- 1 kW

                              = 3,5 kW

Efisiensi                = Po/ Pi x 100%

                              = 3,5/ 5,5 x 100% = 63,63 %

BAB VI

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari yang telah diuraikan dari awal hingga akhir dari laporan Praktek kerja lapangan ini yang dilaksanakan pada PT. Pelabuhan Indonesia III ( Persero ) cabang Terminal Petikemas Semarang maka penulis dapat menarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:

a)                  RTG (Rubber Tyred Gantry) adalah suatu alat berat yang digunakan untuk memindahkan box container dari trailer ke tempat penampungan kontainer sementara atau sebaliknya.

b)                  RTG 03 di Terminal Petikemas Semarang menggunakan motor AC. 

c)                  Motor AC pada RTG 03 digunakan pada trolley, hoist, gantry, Anti sway, skewing, steering hydrolik pump motor, dan spreader hydrolik pump motor.

d)                 Besarnya slip di RTG 03 pada setiap motor AC sangat kecil karena tidak sampai 5%. Slip timbul dikarenakan perbedaan putaran medan putar stator dan perputaran rotor.

e)                  Motor AC pada  RTG 03 sudah efisien karena tingkat efisiensinya antara 60% - 90%.

           

5.2              Saran

Setelah melakukan praktek kerja lapangan di PT. Pelabuhan Indonesia III ( Persero) cabang Terminal Petikemas Semarang, dalam laporan ini penulis menyampaikan saran sebagai berikut:

a)                  Dikarenakan fungsi motor listrik pada RTG sangat penting maka perlu dilakukan perawatan dan perbaikan yang teratur.

b)                  Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan dan Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yang digerakkan

c)                  Motor harus setiap kali dilakukan pengecekan suhu, arus, serta, tegangan untuk mengantisipasi kerusakan secara dini.

d)                 Dikarenakan operator adalah pengendali utama dari kerja RTG, maka keleluasaan gerak operator pada ruang operator sangat penting.