Page 1

POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2

September 2010

MOTOR INDUKSI 3 PHASA SEBAGAI PENGGERAK MESIN WINDER ACW Yaya Finayani1, Muhammad Alhan2 1. Teknik Elektro, Politeknik Pratama Mulia , Surakarta 57149, Indonesia 2.Teknik Elektro, Politeknik Pratama Mulia , Surakarta 57149, Indonesia

ABSTRACT Winder ACW (Automatic Craft Winder) merk BARMAG the function is roll of the yarn, Winder ACW machine have five motor, this contol speed motor induction is inverter, the inverter voltage 590Vdc. In this Aplication the function of inverter to keep motor stabilitation match with nessecary speed. The function Inverter the difference voltage DC to AC. The inverter circuit to purpose motor 3 phase speed control that is PWM circuit. Function base Inverter most the difference is function Frq (frequency), function drv (drive), function acc (accelerations), and function dcc (deceleration). One of the developed system is 3 phase induction motor, to make the modern system so the vector control method was developed to solve the weaknees in induction motor. In this inverter system as one component used by industry machine as one Winder ACW Machine. . Keyword: induction motor, winder ACW machine, automatic craft winder, winder

PENDAHULUAN Perkembangan teknologi di bidang elektronika mengalami perkembangan dan kemajuan yang sangat pesat, sehingga secara otomatis berpengaruh pada pola pikir dan cara hidup manusia. Perkembangan teknologi sangat berperan penting dalam

Motor Induksi 3 Phasa

kehidupan manusia terutama dalam menyelesaikan suatu pekerjaan. Semakin pesat perkembangan teknologi elektronika sekarang juga berdampak di dunia industri, terutama pada industri tekstil yang membutuhkan inovasi guna memenuhi target produksi yang tidak mungkin di lakukan

77


POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2

manusia dengan waktu yang rilatif singkat. Di dalam proses produksi indutri tekstil terutama dalam proses pembuatan benang banyak sekali di jumpai aplikasi penggunaan komponen elektronika, baik berkaitan dengan arus kuat maupun arus lemah. Untuk melakukan proses produksi benang harus melalui beberapa tahap, salah satunya adalah proses penggulungan benang yang sesuai dengan kebutuhan produksi. Proses penggulungan benang di sebut dengan istilah “winding�, dan proses tersebut di lakukan dengan menggunakan mesin winder. Pada mesin Winder terdapat 5 buah motor 3 phasa,antara lain motor spindle 1, motor spindle 2, motor traverse, motor contact pressure roll, dan motor rotor/brake sehingga proses produksi dapat mencapai tingkatan yang maksimal tanpa harus membuang waktu untuk menghambat proses produksi benang yang berkualitas tinggi. PT. MUTU GADING TEKSTIL adalah perusahaan yang bergerak di bidang tekstil produksi benang.Perusahaan tersebut memiliki beberapa bagian, yang salah satunya adalah bagian spinning department. Dimana pada department spinning di lakukan proses produksi dari

Motor Induksi 3 Phasa

September 2010

bahan mentah yang di namakan CHIP yaitu Polyester yang di olah menjadi benang yang berkualitas tinggi, dalam proses produksi ini di lakukan oleh beberapa mesin yang salah satunya mesin winder ACW. Dengan sistem elektronika yang bekerja secara otomatis di harapkan dapat mengatasi masalah yang di hadapi menyangkut jumlah produksi benang di PT. MUTU GADING TEKSTIL. Dengan memanfaatkan kerja dari motor 3 phasa pada system penggulungan benang maka hasil produksi dapat di tingkatkan sesuai dengan kebutuhan. TUJUAN Mendeskripsikan kerja motor induksi 3 phasa sebagai penggerak mesin winder ACW di PT. MUTU GADING TEKSTIL Jl Solo-Purwodadi km 11 Karanganyar sehingga diperoleh informasi ilmiah tentang aplikasi motor listrik di industri khususnya industri tektil yang meliputi cara kerja dan perawatan perbaikan (trouble shotting). Selain itu juga didapat mengetahui perangkatperangkat elektronik di industri.

78


POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2

METODOLOGI Teknik Pengumpulan Data/Informasi Data atau informasi diperoleh dari pengamatan langsung di industri (PT. MUTU GADING TEKSTIL) tentang mesin Winder ACW, bagian-bagian mesin, rangkaian penggerak, motor listrik, bagian pengendali mesin, serta trouble shotting mesin. Data/informasi juga ditambah dari buku-buku referensi baik dari perpustakaan maupun dari internet.

DASAR TEORI A. Motor Induksi 3 phasa Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang merubah energi listrik menjadi energi gerak ( mekanik ) dengan menggunakan medan listrik dan mempunyai slip antara medan stator dan medan rotor. Motor induksi tiga phase pada umumnya banyak digunakan pada industri. Untuk motor berkapasitas 200 KW biasanya dirancang dengan tegangan rendah sedangkan untuk kapasitas di atas 200 KW ke atas dengan tegangan menengah. Hal ini dikarenakan semakin besar motor, tentu arusnya pun semakin besar, yang berarti harus mamakai kawat yang besar sebagai Motor Induksi 3 Phasa

September 2010

kumparanya, sehingga bodi motornya harus lebih besar. Untuk mengatasi hal ini maka tegangan motor harus dinaikkan, di mana rumus untuk mencari arus adalah berbanding lurus dengan tegangan motor .

Keuntungan dan Kerugian Motor Induksi Keuntungan : 1. Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar. 2. Harganya relatif murah dan kehandalannya tinggi. 3. Efisiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil. 4. Biaya pemeliharaan rendah karena pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan. Kerugian 1. Kecepatan tidak mudah dikontrol 2. Power faktor rendah pada beban ringan 3. Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal Konstruksi Motor 3 Phasa Konstruksi motor induksi 3 phasa terdiri dari:

79


POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2

September 2010

a. Stator Stator adalah bagian dari mesin yang tidak berputar dan terletak pada bagian luar. Dibuat dari besi bundar berlaminasi dan mempunyai alur sebagai tempat meletakkan kumparan. Konstruksi stator terdiri dari : 1. Rumah stator dari besi tuang. 2. Inti stator dari besi lunak atau baja silicon. 3. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempat meletakan belitan. 4. Belitan stator dari tembaga. Belitan sator dirangkai untuk motor induksi tiga fasa tetapi juga dapat di rangkai untuk motor induksi satu fasa, disamping itu juga dirangkai untuk jumlah kutub tertentu.

3. Belitan rotor bahannya dari tembaga, dari konstruksi lilitan akan memberikan dua macam rotor yakni : • Motor induksi dengan rotor sangkar • Motor induksi dengan rotor belitan 4. Poros atau as. Rotor dan stator membentuk rangkaian magnetis, berbentuk silindris yang simetris dan diantaranya terdapat celah udara. Celah udara antara stator dan rotor, kalau terlalu luas maka effisiensi rendah, sebalikanya jika terlalu sempit menimbulkan kesukaran mekanis pada mesin. apabila ada beda perputaran maka akan menimbulkan slip.

b. Rotor

B. Mesin Winder ACW Mesin Winder ACW merk “BARMAG� adalah suatu mesin yang berfungsi untuk melakukan proses penggulungan benang setelah benang tersebut melalui proses pengolahan dari CHIP ( Polyester ) menjadi gulungan benang yang sesuai dengan berat dari gulungan benang yang sesuai standart dari PT. MUTU GADING TEKSTIL. Proses produksi benang di PT. MUTU GADING TEKSTIL di lakukan di Departement spinning,

Adalah bagian dari mesin yang berputar bebas dan letaknya bagian dalam. Terbuat dari besi laminasi yang mempunyai slot dengan batang alumunium / tembaga yang dihubungkan singkat pada ujungnya. Konstruksi rotor terdiri dari : 1. Inti rotor bahannya sama dengan inti stator. 2. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempa meletakan belitan.

Motor Induksi 3 Phasa

80


POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2

proses pembuatan benang adalah sebagai berikut : CHIP (Polyester)

CRISTALIZ ER (pemisahan)

OILING NOOZLE (pemberian oli)

SPIN PUMP (Pemompa bahan utama)

DRYER (pengeringan)

EXTRUDER (Penggerak bahan utama)

WINDER MACHINE (penggulungan

Gambar 1. Skema proses pembuatan benang

Dalam proses penggulungan benang menggunakan mesin Winder ACW “BARMAG� yang di buat oleh perusahaan BARMAG, JERMAN. Mesin ini di pandang lebih efisien dalam penggunaannya, di banding mesin tipe sebelumnya, yaitu Winder ACW. Sistem kerja dari mesin sudah automatisasi,karena pada system kendali mesin sudah dicontrol secara otomatis, selain menggunakan dan menggerakkan motor 3 phasa mesin ini juga memanfaatkan kerja dari system pneumatic dengan menggunakan angin sebagai pendukungnya, untuk mengontrol katup yang di gunakan untuk peralatan pendukung mesin. Mesin ini

Motor Induksi 3 Phasa

September 2010

terdapat 5 buah motor 3 phasa yaitu motor spindle 1, motor spindle 2, motor traverse, motor contact pressure roll,dan motor rotor/brake system kerja dari mesin winder tersebut adalah benang yang masih kering dan keras karena bahan utama yang di keringkan pada dryer di pompa untuk diberikan oli agar benang yang kering dapat menjadi benang yang lembut. Benang di umpankan pada mesin winder yang didalamnya terdapat yarn break detector yang berfungsi untuk mendeteksi benang umpan agar benang tersebut tidak putus saat proses penggulungan, sehingga dapat menghentikan proses produksi. Dalam mesin winder yaitu mesin yang menggunakan motor 3 phasa sebagai komponen utama untuk proses penggulungan benang, ada 5 buah motor 3 phasa dalam mesin winder ACW, diantaranya : Motor Traverse Adalah motor induksi 3 phasa yang berfungsi untuk menggerakkan benang agar selalu dideteksi oleh Yarn Break Detector, motor traverse adalah motor yang mempunyai Daya 0,57 Kw yang menghasilkan putaran 4.400 rpm, memiliki frekuensi 220 Hz, memiliki arus

81


POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2

2,3 A, dan mempunyai tegangan 330V. Motor Contact Pressure Roll Adalah motor induksi 3 phasa yang berfungsi untuk mengatur agar gulungan dapat stabil dan rapi, motor contact pressure roll adalah motor yang mempunyai Daya 2,9 Kw yang menghasilkan putaran 14.830 rpm, memiliki frekuensi 250 Hz, memiliki arus 5,5 A, dan mempunyai tegangan 380V. Motor Spindle 1 dan Spindle 2 Adalah Motor Induksi 3 phasa yang merupakan motor utama dalam mesin Winder ACW yang mempunyai fungsi sebagai penggerak bobbin chuks yaitu alat yang digunakan untuk tempat paper tube sebagai proses penggulungan benang, pada dasarnya motor tersebut bekerja secara bergantian setelah salah satu dari bobbin chuks telah selesai proses penggulungan benang, motor soindle 1 dn spindle 2 adalah motor yang mempunyai Daya 4,2 Kw, yang menghasilkan putaran 20.750 rpm, memiliki frekuensi 350 Hz, memiliki arus 75 A, dan mempunyai tegangan 380V.

Motor Induksi 3 Phasa

September 2010

Motor Rotor/Brake Adalah motor 3 phasa yang berfungsi sebagai penggerak rotor agar motor spindle 1 dan spindle 2 terjadi perpindahan posisi dan motor spindle 1 dan spindle 2 dapat bergantian dalam melakukan proses penggulungan benang, motor rotor/brake adalah motor 0,035 Kw yang menghasilkan putaran 405 rpm, memiliki frekuensi 50 Hz, memiliki arus 3,04 A, dan mempunyai tegangan 63V. Dalam mesin winder juga terdapat Sensor Proximity Switch yang berfungsi untuk mengatur dan mendeteksi volume gulungan benang agar gulungan tersebut mempunyai berat yang sesuai standart PT. MUTU GADING TEKSTIL. Benang umpan

Yarn Break detecto r

Down Grade

Tida

Penggu lungan

Hasil gulung an

ya

Textu rizing

Gambar 2. Sistem Penggulungan pada Mesin Winder

Proses Penggulungan akan berlangsung apabila benang umpan yang sudah mendapatkan

82


POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2

oli terpasang secara teratur dan terdeteksi oleh Yarn Break Detector. Sistem Kerja dari Yarn break detector apabila mendeteksi benang maka akan berlogika 1 dan lampu indicator akan menyala kerena resistansi pada yarn break detector naik, dan apabila yarn break detector tidak mendeteksi benang atau benang putus maka akan berlogika 0 dan lampu akan mati kerena resistansi pada yarn break detector turun. Untuk memaksimalkan gulungan benang maka kecepatan motor harus sesuai dengan standar pabrikan yaitu BARMAG, Pada mesin winder terdapat pengendali mesin termasuk pengendali kecepatan motor yang disebut “Winder Inverter Sistem�, yang berfungsi untuk mengendalikan mesin dan juga motor 3 phasa. Pada mesin mempunyai tegangan input DC-BUS sebesar 590Vdc Dan input fuse sebesar 25A, untuk arus inverter pada motor traverse 6A, arus inverter pada motor rotor/brake 6A, Arus inverter pada motor spindle 1 dan 2 total sebesar 33A, dan untuk arus pada inverter pressure roll sebesar 9A. Di samping Winder Inverter Sistem sebagai pengendali motor, maka pada motor masing-masing mepunyai speed sensor untuk

Motor Induksi 3 Phasa

September 2010

mengendalikan putaran motor. Bagian dari mesin winder ini akan di pergunakan untuk memutar bobbin chuks, Yang di gunakan sebagai penggulung benang, ketika pemasangan paper tube telah di lakukan maka proses penggulungan akan di mulai. Bobbin Chuks terpasang berhubungan dengan motor spindle 1 dan spindle 2 motor pada mesin winder ACW menggunakan motor induksi 3 phasa dan kecepatannya di control inverter. HASIL DAN PEMBAHASAN Prinsip Kerja Mesin Winder ACW Mesin Winder ACW adalah mesin yang digunakan untuk proses penggulungan benang, yang digunakan sebagai penggerak adalah motor induksi 3 phasa, pada motor 3 phasa mempunyai rangkaian pengendali yang berfungsi untuk mengendalikan kecepatan motor tersebut yaitu inverter. Inverter tersebut mengendalikan dari system kerja motor pada mesin winder secara keseluruhan, dan prinsipkerja dari inverter adalah mengubah tegangan DC menjadi AC,dimana tegangan dan frekuensinya dapat diatur.

83


POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2

Didalam diagram dari mesin winder ACW dapat diketahui cara kerja dari mesin winder ACW, dalam diagram tersebut dapat dijelaskan tegangan dari power signal input atau DC BUS di alirkan menuju ke operating panel, conection board rear, power board motor 3 phasa, system kerja dari mesin tersebut adalah benang yang diumpankan dari oiling noozle akan dideteksi oleh Yarn Break Detector dan di gerakkan agar benang dapat selalu terdeteksi oleh Yarn Break Detector. Setelah benang tersebut terdeteksi oleh Yarn Break Detector dan tidak terjadi putus pada benang, selanjutnya benang tersebut dirapikan dan distabilkan gulungannya oleh motor contact pressure roll. Lalu benang di gulung oleh motor Spindle dalam mesin winder dan berhenti melakukan proses penggulungan saat benang tersebut mencapai volume berat yang sesuai standart dari pabrik. Dalam sistem pengendali kecepatan motor yaitu inverter dan ada dua jenis Inverter yang umum digunakan pada system mesin industry yaitu : a. Inverter dengan frekuensi dan tegangan keluaran yang

Motor Induksi 3 Phasa

September 2010

konstan CVF (Constant Voltage Frequency) b. Inverter dengan frekuensi dan tegangan keluaran yang berubah-ubah ( variable ). Umumnya Inverter dengan frekuensi dan tegangan keluaran berubah-ubah di gunakan pada pemakaian khusus untuk mengaendalikan suatu motor 3 phasa maupun motor 1 phasa. Trouble Shotting Mesin Winder ACW Trouble shotting pada mesin Winder ACW diantaranya adalah : Kerusakan Pada Yarn Break Detector Yarn Break Detector adalah sebuah alat yang digunakan sebagai pendeteksi benang umpan yang di gulung oleh mesin winder agar dapat diketahui benang tersebut putus atau tidak sehingga dapat menghambat proses penggulungan benang. Proses Penggulungan akan berlangsung apabila benang umpan yang sudah mendapatkan oli terpasang secara teratur dan terdeteksi oleh Yarn Break Detector. Sistem Kerja dari Yarn break detector apabila mendeteksi benang maka akan berlogika 1 dan lampu indicator akan menyala kerena resistansi

84


POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2

pada yarn break detector naik, dan apabila yarn break detector tidak mendeteksi benang atau benang putus maka akan berlogika 0 dan lampu akan mati kerena resistansi pada yarn break detector turun. Saat terjadi kerusakan dapat diketahui dengan matinya lampu indicator pada Yarn Break Detector, untuk memperbaiki agar mesin dapat bekerja dengan baik yaitu dengan mengganti Yarn Break Detector yang telah disediakan oleh Pabrikan mesin Winder yaitu Barmag. Kerusakan pada Operating Panel Pada saat terjadi kerusakan pada operating panel mesin winder mesin akan sulit dikendalikan karena tombol perintah untuk mengendalikan kinerja dari mesin Winder ACW sehingga dapat menghambat proses penggulungan benang, untuk dapat memperbaiki mesin agar dapat dikendalikan agar proses penggulungan benang lancar yaitu dengan mengganti opreting panel yang tlah di sediakan oleh pabrikan Barmag.

Motor Induksi 3 Phasa

September 2010

Kerusakan pada speed sensor Setiap motor yang terdapat pada mesin winder ACW terdapat speed sensor yang di gunakan untuk mendeteksi kecepatan masing-masing motor apabila diketahui saat rpm motor tidak sesuai dengan yang terdapat pada computer interface kemungkinan speed sensor yang terdapat pada motor tersebut rusak, sehingga motor tidak berputar sesuai dengan standar rpm, untuk itu dapat memperbaikinya dengan mengganti speed sensor yang telah disediakan oleh pabrikan Barmag. Kerusakan pada sensor proximity switch Sensor proximity switch berfungsi untuk mengatur dan mendeteksi volume gulungan benang agar gulungan tersebut mempunyai berat yang sesuai standart PT. MUTU GADING TEKSTIL. Apabila pada saat proses penggulungan sebelum benang mencapai volume yang diinginkan dan mesin sudah berhenti melakukan proses produksi, terjadi kemungkinan sensor proximity switch bermasalah untuk memperbaiki mesin agar dapat menghentikan proses produksi sesuai dengan standart volume berat yang diinginkan

85


POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2

yaitu dengan mengganti sensor proximity switch yang di sediakan oleh pabrikan Barmag. Kesimpulan 1. Inverter dapat mengendalikan kecepatan motor induksi 3 phasa dengan rangkaian Inverter biasanya menggunakan rangkaian modulasi lebar pulsa PWM. 2. Mesin Winder ACW mempunyai 5 buah motor yang keseluruhan masing-masing kecepatan motor di kendalikan inverter yang mempunyai tegangan input sebesar 590Vdc. DAFTAR PUSTAKA Wiring Diagram Winder ACW merk BARMAG di PT MUTU GADING TEKSTIL. Service Book Winder ACW merk BARMAG di PT MUTU GADING TEKSTIL.

Motor Induksi 3 Phasa

September 2010

P.M. Patil, J.V. Kulkarni and D. B. Kshirsagar, A Noble firing scheme for threephase controllers, In Proceedings of International Conference on Computer Applications in Electrical Engineering Recent Advances (CERA01) held at IIT Roorkee, pp412417, February 2002. P.M. Patil, Speed Control of 3phase induction motor using pulse width modulated inverter, A dissertation report submitted to Marathwada university, Aurangabad, 1993. ACSE Journal, Volume (6), Issue (3), Oct. , 2006. C. Alton & R. Sundararajan. (2004). Simple MOSFETBased High-Voltage Nanosecond Pulse Circuit. IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 32, No. 5, Oct 2004.

86

MOTOR INDUKSI 3 PHASA SEBAGAI PENGGERAK  

kehidupan manusia terutama dalam menyelesaikan suatu pekerjaan. Semakin pesat perkembangan teknologi elektronika sekarang juga berdampak di...

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you