Makalah Seminar Kerja Praktek

MAKALAH SEMINAR KERJA PRAKTEK
APLIKASI MOTOR INDUKSI TIGA PHASA PADA RUN OUT TABLE DI PABRIK HOT
STRIP MILL
Wahyu Prasetya1, Ir. Tejo Sukmadi,MT2
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro,
Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
ABSTRAK
Pada divisi Hot Strip Mill (HSM), terdapat lima proses penting dalam pembuatan baja lembaran panas yaitu
reheating furnace, sizing press, roughing mill, finishing mill, dan down coiler. Selama proses ini berlangsung, peran
penting dari roller table sangatlah besar yaitu berfungsi untuk membawa baja panas dari satu stand ke stand yang lain
selama proses produksi.
Salah satu roller table yang terdapat di divisi HSM adalah run out table yang berfungsi membawa strip dari
finishing mill menuju coiler. Dalam proses transfer bar ini run out table digerakan oleh motor AC Induksi 3 phasa.
Laporan Kerja Praktek ini membahas mengenai aplikasi motor induksi 3 phasa pada run out table, dimana
pengontrolan kecepatannya menggunakan Drives yaitu Master Drives di Dinas Perawatan Listrik Pabrik Baja Lembaran
Panas (Hot Strip Mill) PT. Krakatau Steel Cilegon.
Kata kunci : Master Drives, run out table, motor AC induksi 3 Phasa
.
1.
1.1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
PT. Krakatau Steel merupakan perusahaan
yang bergerak dalam bidang industri manufaktur
yang bergerak dalam bidang pengecoran baja. PT.
Krakatau Steel sudah banyak menghasilkan produk
seperti: kawat baja, baja profil, plat baja maupun beja
beton.
HSM merupakan unit produksi paling
modern dan baru di PT.Krakatau Steel karena
sebagian besar pengontrolnya telah menggunakan
komputerisasi yaitu dengan program Programmable
Logic Controller. Memiliki produk baja lembar panas
yang berbentuk coil, plat, dan sheet dengan ketebalan
1,8 mm hingga 25 mm.
Pada divisi Hot Strip Mill sendiri telah
menerapkan penggunaan mesin listrik sebagai
peralatan untuk menunjang proses produksi. Salah
satunya adalah penggunaan motor listrik yaitu motor
induksi tiga Phasa yang diaplikasikan pada run out
table.
1.2 Tujuan
Memperdalam pengetahuan mahasiswa
dengan mengenal dan mempelajari secara langsung
penerapan mesin listrik khususnya tentang penerapan
motor induksi tiga phasa khususnya pada pabrik Hot
Strip Mill (HSM).PT Krakatau Steel, Cilegon.
1. Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro UNDIP
2. Dosen Jurusan Teknik Elektro UNDIP
1.3
Pembatasan Masalah
Dalam penulisan laporan ini, penulis
akan membahas tentang motor yang digunakan
pada peralatan produksi khususnya motor pada
run out
table pada divisi di pabrik PT
Krakatau Steel yaitu Hot Strip Mill (HSM),
dimana dibahas tentang motor yang digunakan
dan driver pengaturannya pada divisi tersebut.
2
2.1.
DASAR TEORI
Unit Produksi PT Krakatau Steel
PT Krakatau Steel, Cilegon sebagai
pabrik baja terpadu memiliki unit-unit
produksi yang saling mendukung dan
terintegrasi. proses produksi baja pada unitunit tersebut saling berkaitan antara divisi /
pabrik yang satu dengan yang lainnya.
Pembagian divisi / pabrik pada PT Krakatau
Steel, meliputi :
1
Pabrik Besi Spons (Direct Reduction
Plant / DRP)
2
Pabrik Billet Baja (Billet Steel Plant /
BSP)
3
Pabrik Baja Slab (Slab Steel Plant / SSP)
4
Pabrik Baja Lembaran Panas (Hot Strip
Mill / HSM)
5
Pabrik Baja Batang Kawat ( Wire Rod
Mill / WRM )
6
Pabrik Baja Lembaran Dingin (Cold Rolling
Mill / CRM)
Gambar 1 Diagram Proses Produksi PT
Krakatau Steel
2.2
Hot Strip Mill (HSM)
Bahan baku utama pabrik pengerolan baja
lembaran panas ini adalah slab produksi dari divisi
slab steel plant (SSP) apabila slab dari SSP belum
memenuhi baku didatangkan slab impor yang
mencapai 30% dari keseluruhan bahan baku pabrik
ini.
Adapun spesifikasi dari ukuran slab tersebut
adalah :
1. Ketebalan : 200 mm (continuous casting slab)
2. Lebar
: 940 – 2040 mm
3. Panjang
: Maksimal 1200 mm
4. Berat
: Maksimal 30 ton
5. Transferbar : Maksimal 45 mm
Beberapa bahan baku tersebut diimpor dari
luar negeri, namun sebenarnya PT. Krakatau Steel
memiliki pabrik slab sendiri jadi divisi HSM
memperoleh bahan baku slab dari slab sendiri dan itu
dapat
dilakukan
apabila
pabrik
tersebut
memproduksinya, namun jika pabrik slab tidak
memproduksi maka divisi HSM harus mengimpor
bahan baku slab tersebut dari luar negeri.
Pertimbangan ini dilakukan sesuai dengan
perkembangan harga baja dunia, apabila harga baja
impor lebih murah daripada produksi baja di PT.
Krakatau Steel maka divisi HSM memutuskan untuk
mengimpor dari luar negeri dan sebaliknya apabila
harga impor mahal dan produksi baja slab dapat
diperoleh dengan harga murah maka dipakai produk
lokal tersebut.
Dalam ukuran panjang slab ini dibagi dalam
beberapa length group antara lain :
1. Length group 1
: 4500 – 6000 mm
2. Length group 2
: 6000 – 8600 mm
3. Length group 3
: 8600 – 10500 mm
4. Length group 4
: 10500 – 12000 mm
Tahapan produksi yang ada di pabrik
HSM secara garis besar terdapat tahap yang
masing – masing tahap dapat dijelaskan
sebagai berikut :
1. Tahap I
Proses produksi dimulai dari
pembersihan slab terlebih dahulu dari
scale yang terbentuk menggunakan cold
desclaing
device.
Kemudian
slab
ditransferkan melalui cold roll table.
Selanjutnya
slab dikeluarkan
oleh
extractor dari furnace untuk diletakkan di
hot roll table.
2. Tahap II
Setelah slab mencapai panas yang
diinginkan, slab keluar dari hot roller table
menuju mesin sizing press sebelum
memasuki sizing press, slab membara
tersebut dibersihkan di water discaller dari
scale dan kerak yang terbentuk karena
reaksi kimia yang terjadi di dalam furnace,
air disemprotkan dengan tekanan 180 bar
untuk menggelontar primeris scale dan
kerak.
Pada sizing press ini lebar slab
direduksi sesuai pesanan, alat yang dibeli
dari
Jepang
ini
juga
berfungsi
meringankan kerja vertical edger dalam
mempertahankan lebar slab. Suhu
pengerjaan pada tahap ini adalah sekitar
11600C.
3. Tahap III
Selanjutnya slab yang telah direduksi
lebarnya meluncur diatas roller table
menuju mesin berikutnya. Pada bagian ini
terintegrasi tiga alat sekaligus yaitu water
discaler untuk membersihkan scon dari
skill yang masih tersisa, kemudian masuk
vertical edgerol untuk menjaga lebarnya
kemudian langsung masuk dalam roughing
untuk dibentuk menjadi vorband (Jerman)
atau transferbar (baja lembaran yang lebih
tinggi dan panjang). Pada roughing slab
dirol 5- kali sampai didapat ketebalan yang
diinginkan. Slab dibersihkan dari scale dan
kerak pada pengerolan maju yang pertama
dan terakhir.
4. Tahap IV
Produk dari pengerjaan pada tahap III
diatas disebut vorband (jerman) atau
transferbar (baja lembaran yang lebih
tinggi dan panjang). Diantaranya roughing
dan finishing mill digunakan thermopanel, alat
ini merupakan hasil kreativitas PT. Krakatau
Steel sendiri dimana fungsinya adalah
mengurangi kalor yang terbuang sebelum
vorband masuk crop shear, karena ketidak
sesuaian suhu akan menyebabkan pengerjaan
kurang sempurna.
Crop shear adalah alat yang digunakan untuk
memotong kepala dan ekor vorband agar mudah
masuk kedalam finishing stands. Kepala dan ekor
vorband Strip biasanya melengkung ke atas atau
kebawah atau juga bengkok ke kiri atau ke kanan
jika tidak dipotong, ini akan menyulitkan saat
memasuki finishing stands. Akibat lebih parah
adalah kerusakan roll.
5. Tahap V
Strip memasuki finishing stands yang
merupakan 6 roll kontinu dimana fungsinya
adalah untuk menghaluskan permukaan Strip.
Penghalusan ini juga dengan pengerolan. Tetapi
juga dengan beban yang diringankan sehingga
reduksi tebalnya sangat kecil. Pada akhir
pengerolan disini, Strip melewati electric
recorder yang berfungsi merekam segala kondisi
dari Strip meliputi dimensi, tebal dan lebar, suhu,
dan kondisi permukaan yang selanjutnya tercatat
dalam sistem komputer sebagai status produk
dari awal sampai dengan proses ini.
6. Tahap VI
Selanjutnya Strip ini meluncurkan plan
melewati laminar cooling didinginkan suhunya
sehingga mencapai 6000C. Proses pendinginan
ini menggunakan media air yang disemprotkan
dari atas dan bawah dengan tekanan tertentu.
Selanjutnya Strip sampai di down coiler untuk
digulung menjadi coil. Ada dua mesin down
coiler yang tersedia dan bekerja bergantian.
Setelah selesai kemudian hot roller coil (HRC)
tersebut mengalami inspeksi dimensi dan ficual
inspection. Sampai disini proses utama selesai.
7. Tahap VII
Selanjutnya HRC dipindahkan ke gudang
dengan transforter untuk didinginkan. Setelah
dingin, baru kemudian coil ini mengalami
penanganan hasil produksi (PHP). Coil yang
telah dingin mengalami 4 alternatif perlakuan,
yaitu :
a. Dikirim langsung ke divisi cold rolling mill
(CRM) untuk diproses lebih lanjut
b. Diproses di hot skin pass mill untuk
mengaluskan permukaan, kemudian di
recoiling
c. Masuk shearing line 1 untuk dibuat plate
d. Masuk shearing line 2 untuk
mengalami sliting, trimming atau
dibuat sheet. Slitting adalah membuka
kembali gulungan coil menjadi Strip,
kemudian memotong lebar Strip
memanjang 1 Strip bisa dibuat dua
atau lebih biasanya 3 coil yang lebih
kecil lebarnya. Trimming adalah
memotong bagian Strip agar rata.
Gambar 2 Proses produksi baja lembaran
panas
2.3
Motor AC
Ac motor merupakan motor listrik
yang digerakkan oleh arus bolak-balik yang
dapat mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Energi mekanik ini terbuat dari
memanfaatkan gaya/ force yang dihasilkan
oleh medan magnet berputar yang karena
adanya arus bolak-balik yang mengalir
melalui kumparannya. AC Motor terdiri dari
dua komponen utama:
a.
Stator stasioner yang ada di bagian
luar
b.
Rotor dalam yang menempel pada
poros output.
Ac motor dapat bergerak melalui
prinsip kemagnetan. AC Motor sederhana
berisi sebuah kumparan/coils dan dua magnet
tetap (fixed magnets) yang mengelilingi poros.
Ketika muatan listrik diterapkan pada
kumparan,maka kumparan tersebut akan
menjadi electromagnet dan kemudian akan
menghasilkan medan magnet. Hal tersebut
akan membuat kumparan bergerak dan mulai
berputar, sehingga motorpun dapat bekerja.
Motor AC dibagi menjadi 2 macam
diantaranya adalah sebagai berikut :
a. Motor Sinkron
Synchronous motor adalah motor AC
tiga-fasa yang dijalankan pada kecepatan
sinkron, tanpa slip. Motor sinkron merupakan
motor arus bolak-balik ( AC ) yang
penggunaannya tidak seluas motor asinkron.
Secara umum penggunaan motor sinkron
difungsikan sebagai generator, akan tetapi motor
sinkron tetap digunakan oleh industri yang
membutuhkan ketelitian putaran dan putaran
konstan.
Prinsip kerja Motor sinkron serupa dengan
motor induksi dimana keduanya mempunyai
belitan stator yang menghasilkan medan putar.
Tidak seperti motor induksi, motor sinkron
dieksitasi oleh sebuah sumber tegangan dc di
luar mesin dan karenanya membutuhkan slip ring
dan sikat (brush) untuk memberikan arus kepada
rotor. Pada motor sinkron, rotor terkunci dengan
medan putar dan berputar dengan kecepatan
sinkron. Jika motor sinkron dibebani ke titik
dimana
rotor
ditarik
keluar
dari
keserempakannya dengan medan putar, maka
tidak ada torque yang dihasilkan, dan motor akan
berhenti. Motor sinkron bukanlah self-starting
motor karena torque hanya akan muncul ketika
motor bekerja pada kecepatan sinkron; karenanya
motor memerlukan peralatan untuk membawanya
kepada kecepatan sinkron.
b. Motor Asinkron
Yang termasuk motor asinkron disini adalah
motor induksi satu phasa dan juga motor induksi
tiga phasa.
- Motor Induksi satu phasa
Motor AC induksi satu fasa berbeda cara
kerjanya dengan motor AC induksi tiga fasa,
dimana pada motor AC tiga fasa untuk
belitan statornya terdapat tiga belitan yang
menghasilkan medan putar dan pada rotor
sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi
yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada
motor satu fasa memiliki dua belitan stator,
yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan
belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2), lihat
gambar berikut.
Gambar 3 Medan Magnet Utama dan
Medan
Magnet
Bantu
Motor Satu Fasa
Belitan
utama
menggunakan
penampang kawat tembaga lebih besar
sehingga memiliki impedansi lebih
kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat
dari tembaga berpenampang kecil dan
jumlah belitannya lebih banyak,
sehingga impedansinya lebih besar
dibanding impedansi belitan utama.
Grafik arus belitan bantu I bantu dan
arus belitan utama I utama berbeda
fasa sebesar φ, hal ini disebabkan
karena perbedaan besarnya impedansi
kedua belitan tersebut. Perbedaan arus
beda fasa ini menyebabkan arus total,
merupakan penjumlahan vektor arus
utama dan arus bantu. Medan magnet
utama yang dihasilkan belitan utama
juga berbeda fasa sebesar φ dengan
medan magnet bantu.
Belitan bantu Z1-Z2 pertama
dialiri arus I bantu menghasilkan fluks
magnet Φ tegak lurus, beberapa saat
kemudian belitan utama U1-U2 dialiri
arus utama I utama. yang bernilai
positip. Hasilnya adalah medan
magnet yang bergeser sebesar 45°
dengan arah berlawanan jarum jam.
Kejadian ini berlangsung terus sampai
satu siklus sinusoida, sehingga
menghasilkan medan magnet yang
berputar pada belitan statornya. Rotor
motor satu fasa sama dengan rotor
motor tiga fasa yaitu berbentuk
batang-batang kawat yang ujungujungnya dihubung singkatkan dan
menyerupai bentuk sangkar tupai.

Belitan rotor yang dipotong oleh medan putar
stator, menghasilkan tegangan induksi,
interaksi antara medan putar stator dan
medan magnet rotor akan menghasilkan torsi
putar pada rotor.
- Motor Induksi tiga phasa



Gambar 4 Konstruksi Motor Induksi

Motor induksi merupakan motor listrik
arus bolak balik (ac) yang paling luas
digunakan, karena konstruksinya yang kuat
dan karakteristik kerjanya yang baik. Secara
umum motor induksi terdiri dari rotor dan
stator. Rotor merupakan bagian yang
bergerak, sedangkan stator bagian yang
diam. Diantara stator dengan rotor ada celah
udara yang jaraknya sangat kecil. Berikut
prinsip kerjanya :
Bila sumber tegangan tiga phasa dipasang
pada kumparan stator, maka pada kumparan
stator akan timbul medan putar dengan
kecepatan,

2.4
Karena kumparan rotor merupakan
kumparan rangkaian tertutup, maka
tegangan induksi akan menghasilkan
arus ( I ).
Adanya arus dalam medan magnet
akan menimbulkan gaya (F) pada
rotor.
Bila torsi awal yang dihasilkan oleh
gaya F pada rotor cukup besar untuk
memikul torsi beban, maka rotor akan
berputar searah dengan arah medan
putar stator.
Untuk
membangkitkan
tegangan
induksi E agar tetap ada, maka
diperlukan adanya perbedaan relatif
antara kecepatan medan putar stator
(ns) dengan kecepatan putar rotor (nr).
Perbedaan antara kecepatan nr dengan
ns disebut dengan slip (S) yang
dinyatakan dengan Persamaan
Driver Motor AC
Kecepatan
dari
motor
dapat
dikontrol dengan menggunakan beberapa
tipe elektronik drives. Variable kecepatan
yang digunakan pada motor DC disebut
DC drives. Variable kecepatan yang
digunakan untuk motor AC disebut AC
dimana
ns
= kecepatan sinkron,
f
= frekuensi sumber,
p
= jumlah kutup

Medan putar stator akan memotong
konduktor yang terdapat pada sisi rotor,
akibatnya pada kumparan rotor akan timbul
tegangan induksi ( ggl ) sebesar
E= 44,4fnØ .
dimana :
E
= tegangan induksi ggl,
f
= frekkuensi,
N
= banyak lilitan,
Q
= fluks
drives.
Gambar 5 Drive Motor
Pada driver motor AC terdapat hal
yang berbeda dengan driver motor DC.
Dimana setelah suplai AC dilewatkan ke
rectifier,kemudian dilewatkan ke inverter
untuk diubah menjadi arus/tegangan AC terkontrol.
Pada motor-motor AC industri, pengaturan
kecepatan yang paling banyak digunakan adalah
pengaturan frekuensi input suplai motor AC tersebut.
Inverter yang paling banyak digunakan adalah jenis
VSI atau Variable Speed Inverter. Dibandingkan
dengan driver motor DC, driver motor AC memang
jauh lebih rumit dan susah untuk dipelajari dan
mungkin dikembangkan jangka pendek. Tetapi motor
AC justru lebih murah dan mudah didapatkan
daripada motor DC. Gambar berikut adalah
gambaran umum dari driver motor induksi frekuensi
variable.
AC drives, inverter, dan drive pengatur
frekuensi adalah semua persyaratan yang digunakan
dalam pengaturan kecepatan dari sebuah motor AC.
Salah satunya yaitu simovert (Siemens motor
inverter). AC drives menerima suplai daya AC dan
merubahnya menjadi adjustable frekuensi.tegangan
keluaran yang dapat diatur untuk mengatur sebuah
motor. Inverter menerima 480 Phasa VAC 60 HZ
dan menyediakan tegangan dan frekuensi yang sesuai
untuk memberikan kecepatan yang sesuai dengan
motor.
Umumnya ada 3 tipe inverter yang
digunakan yaitu VVI (variable voltage Inverter),
Current source inverter (CSI) dan Pulse Width
Modulation (PWM). Tipe yang lain dari motor drives
adalah cycloconverter.
tekanan 200 bar untuk menghilangkan
permukaan vorband dari sisa pemotongan
dan scale. Proses selanjutnya pada
finishing mill dari bahan vorband dibentuk
menjadi Strip. Temperature vorband
sebelumnya 8500 - 9500 C.
Terdapat perlengkapan utama dan
perlengkapan bantu pada finishing mill. Yang
merupakan perlengkapan utama pada finishing
mill adalah :
1. Back Up Roll
2. Work Roll
3. Looper
4. Screw Down
Sedangkan peralatan bantu
finishing mill adalah sebagai berikut :
1. Side Guide
2. Strip Measuring
3. Laminar Water Cooling
4. Pinch Roll
5. Run Out Roll Table
pada
Diantara down coiler dan finishing mill
terdapat alat bantu yang berfungsi sebagai
transfer Strip dari finishing mill menuju coiler
yaitu run out table. Run out
table ini
menggunakan motor AC 3 phasa. Dimana pada
run out table terdapat lebih dari 317 roller
yang memiliki lebar 2200 mm dan diameter
300 mm.
Gambar 6 Gambaran Umum dari Driver Motor
Induksi Frekuensi Variable
3. ANALISA DAN PEMBAHASAN
3.1. Run Out Table Pada Finishing
Pada finishing mill ini dilakukan proses
pengerolan tahap akhir. Pada finishing ini
vorband dilewatkan melalui enam tahap yang
mana satu sama lain saling berdekatan yaitu F1,
F2, F3, F4, F5, F6. Tebal Strip bisa mencapai 1.5
– 30 mm sesuai permintaan koonsumen.
Sebelum masuk finishing, vorband mengalami
pemotongan untuk meratakan ujung – ujung
vorband supaya tidak terjadi gangguan.
Kemudian dilewatkan pada water discaller pada
Gambar 7 Run out table
3.2. Motor Induksi Tiga Phasa pada
Run Out Table
Diantara finishing mill dan coiler
terdapat alat berupa run out table yang
berfungsi sebagai pentrasfer Strip dari
finishing mill ke coiler. Penggerak run out
table tersebut adalah motor induksi 3 phasa.
Pemilihan motor ini dikarenakan harga lebih
terjangkau dibanding motor DC, konstruksi
sangat kuat dan sederhana terutama bila motor
menggunakan rotor sangkar,efisiensi relative
tinggi pada keadaan normal, tidak adanya sikat
sehingga rugi gesekan kecil,kehandalannya
tinggi.
Pada run out table di pabrik lembaran
baja panas menggunakan jenis motor induksi
dengan rotor squirrel cage atau motor sangkar.
Pemilihan ini di dasarkan pada kesederhanaan
motor sangkar tupai dan kehandalanya dibanding
wound rotor. karakteristik motor sangkar tupai
adalah sebagai berikut :
1. Rotor terdiri dari penghantar tembaga yang
dipasangkan pada inti yang solid dengan
ujung-ujung yang dihubung singkat.
2. Kecepatan konstan
3. Arus start yang besar diperlukan oleh motor
menyebapkan tegangan berfluktasi.
4. Arah putaran dapat dibalik dengan
menukarkan dua dari tiga fasa daya utama
pada motor.
5. Faktor daya cendrung buruk untuk beban
yang dikurangi.
6. Apabila tegangan diberikan pada lilitan stator
dihasilkan medan magnet putar yang
menginduksikan tegangan pada rotor.
Tegangan
tersebut
pada
gilirannya
menimbulkan medan magnet. Medan rotor
dan medan stator cendrung saling tarik
menarik satu sama lain. Situasi tersebut
membangkitkan torka yang memutar rotor
dengan arah yang sama dengan putaran
medan magnet yang dihasilkan oleh stator.
Gambar 8 Karakteristik Torsi – Slip pada
Motor Induksi
Dari kurva karakteristik torsi motor
induksi diatas dapat diambil beberapa
kesimpulan sebagai berikut :
1. Torsi motor induksi akan bernilai nol pada
saat kecepatan sinkron
2. kurva torsi – kecepatan mendekati linear di
antara beban nol dan beban penuh. Dalam
daerah ini, tahanan rotor jauh lebih besar dari
reaktansi rotor, oleh karena itu arus rotor,
medan magnet rotor, dan torsi induksi
meningkat secara linear dengan peningkatan
slip.
3. Akan terdapat torsi maksimum yang tak
mungkin akan dapat dilampaui. Torsi ini
disebut juga dengan pull – out torque atau
break down torque, yang besarnya 2 – 3 kali
torsi beban penuh dari motor.
4. Torsi start pada motor sedikit lebih besar
daripada torsi beban penuhnya, oleh karena itu
motor ini akan start dengan suatu beban
tertentu yang dapat disuplai pada daya penuh.
5. torsi pada motor akan memberikan harga
slip yang bervariasi sebagai harga kuadrat dari
tegangan yang diberikan. Hal ini sangat
penting dalam membentuk pengaturan
kecepatan dari motor.
6. jika rotor motor induksi digerakkan lebih
cepat dari kecepatan sinkron, kemudian arah
dari torsi induksi di dalam mesin menjadi
terbalik dan mesin akan bekerja sebagai
generator, yang mengkonversikan daya
mekanik menjadi daya elektrik.
7. jika motor induksi bergerak mundur relatif
arah dari medan magnet, torsi induksi mesin
akan menghentikan mesin dengan sangat cepat
dan akan mencoba untuk berputar pada arah
yang lain. Karena pembalikan arah medan
putar merupakan suatu aksi penyaklaran dua
buah fasa stator, maka cara seperti ini dapat
digunakan sebagai suatu cara yang sangat
cepat untuk menghentikan motor induksi. Cara
menghentikan motor seperti ini disebut juga
dengan plugging.
Motor induksi 3 phasa yang ada pada
run out table terdapat tiga jenis merek motor
yang berbeda, namun motor tersebut memiliki
spesifikasi yang sama. Ketiga jenis merek
motor tersebut adalah motor merek Siemens , Teco,
dan Klose.
Gambar 9 Motor AC 3 Phasa Induksi Motor Merek
SIEMENS
karena kecepatan dari motor – motor ini
sangatlah berpengaruh pada hasil pembuatan
Strip itu sendiri.
Merek motor induksi 3 phasa yang
sekarang banyak digunakan pada run out table
adalah merek motor TECO. Alasan mengapa
menggunakan TECO karena pada awalnya
menggunakan motor merek Siemens, dimana
dari Siemens itu sendiri sudah tidak
memproduksi motor yang digunakan untuk run
out table, sebenarnya bisa untuk memesan
motor Siemens namun harga lebih melambung
dibandingkan dahulu karena jenis motor
ini tidak di produksi seperti dahulu.
Dengan alasan inilah motor pada run out
table digantikan jenis TECO karena
spesifikasi yang sama dengan motor
induksi merek Siemens, selain itu harganya
lebih terjangkau.
Berikut ini gambar salah satu name
plate dari motor induksi 3 phasa merek
Gambar 10 Motor AC 3 Phasa Induksi Motor Merek
TECO
TECO yang diambil samplenya
Gambar 12 Nameplate pada Motor TECO
Gambar 11 Motor AC 3 Phasa Induksi Motor Merek
KLOSE
Motor - motor yang ada pada gambar diatas
digunakan menjadi satu untuk run out table dimana
setiap motor itu sendiri menanggung satu roll untuk
di putar, dimana motor – motor tersebut di couple
dengan roll table untuk membuatnya berputar sesuai
dengan kecepatan putar motor itu sendiri. Gambar
diatas diambil pada bagian perawatan motor dimana
adanya pergantian motor baru saat terindikasi adanya
kerusakan pada salah satu motor pada run out table.
Dari sekian banyaknya motor yang beroprasi pada
run out table kurang lebih sekitar 317 buah motor
induksi tiga phasa. Pada run out table semua motor
tidak boleh ada yang tidak bergerak, jadi semua
motor disini haruslah terus berputar agar hasil Strip
tidak melengkung atau menggulung tidak beraturan,
Untuk
merek
lain
sama
baik
kecepatannya frekuensinya dll, hanya pada
kodenya saja yang berbeda. Misalnya saja
pada Siemens, memiliki kode 1LP3-1694R90. Pada klose memiliki kode KDR
249.22.4.
Penjelasan Name plate :
-
TECO artinya nama pembuat motor
AEHBRT artinya ini adalah kode produksi
dari TECO, dimana pada motor jenis ini
digunakan untuk menjalankan roll table
-
-
-
-
-
-
-
-
HP ( Horse Power ) 15 HP / 11 Kw artinya
adalah daya dari motor tersebut
Volts 380 V Pada motor ber name plate seperti
ini, saat hubung start menggunakan suplay
tegangan 380V, namun masing-masing phasanya
hanya menerima 220V, dan pada saat hubung
delta phasanya akan menerima 380V. Maka
rating motornya untuk delta adalah 380V, dan
rating perphasanya (tegangan kerja)-nya adalah
380V.
Amps 23 A artinya motor ini memiliki arus
nominal 23 A pada full load. Nilai arus nominal
atau arus maksimum atau full load ampere yang
dapat dilalui oleh motor tersebut. Sehingga, jika
ada arus yang melebihi nilai tersebut, motor akan
terbakar. Walaupun, pabrikan memberikan
toleransi 3%-5% untuk nilai tersebut, sebaiknya
sebisa mungkin tidak melebihi nilai tersebut, dan
jika harus gantilah motor dengan yang lebih
besar.
HZ 53.3 artinya frekuensi tegangan sumber untuk
motor saat arus dan tegangan mencapai angka
nominalnya adalah 53.3 Hz untuk mencapai
kecepatan medan putar stator maximal.
RPM 1565 artinya kecepatan rotor 1565 rpm
Bearing 6311/830 artinya dimensi dari bearing
itu sendiri,dimana nilai tersebut merupakan kode
ukuran bearing yang digunakan.
Ser. No 1579008479 Serial Number ini
merupakan nomor individual. Yang dibuat unik
untuk motor itu sendiri atau rancangan untuk
identifikasi
yang
diperlukan
untuk
berkomunikasi dengan pabrik pembuat
Frame 160 L menggambarkan ukuran motor
tersebut
Pole 4 artinya motor ini memiliki kutub sejumlah
4 buah atau terdiri dari 2 pasang kutub.
INS H artinya Kelas material isolasi yang
digunakan pada lilitan stator ditentukan disain.
Material-material ini telah diuji secara ekstensif
terhadap suhu tertentu. kelas H pada 180°C.
Rating const artinya bisa digunakan terus
menerus dengan nilai nominal tanpa mengalami
kerusakan.
AMB 400 C artinya ambient temperature (suhu
normal lingkungan) dari motor tersebut 400 . jika
makin panas maka umur motor akan cepat habis,
dikarenakan tidak ada ventilasi untuk menukar
hawa panas dari motor.
-
IP 65 artinya menunjukkan tingkat
proteksi yang diberikan oleh selungkup
dari sentuhan langsung ke bagian yang
berbahaya, dari masuknya benda asing
padat dan masuknya air. IP 65 dilindungi
dari pompa air bertekanan rendah dari
segala arah.
3.2.1. Supply Tegangan Motor
Hot Strip Mill mendapatkan
tegangan supply dari Gardu Induk sebesar
30 kV. Tegangan ini kemudian diturunkan
menggunakan trafo penurun tegangan
menjadi sebesar 6 kV. Tegangan 6kV
tersebut kemudian diturunkan lagi
menggunakan Trafo sehingga tegangannya
menjadi 400V. Tegangan supply ini tidak
langsung digunakan sebagai supply motor
AC. Tegangan ini masih harus diatur
menggunakan drive agar frekuensi dari
jala-jala dapat diatur sedemikian rupa
sesuai yang dibutuhkan.
Pengaturan
frekuensi
disini
sangatlah
vital
peranannya
dalam
pengaturan kecepatan motor AC Induksi 3
phasa. Karena pada run out
table
pengaturan yang ada adalah pengaturan
kecepatan motor induksi. Jenis motor ini
diatur kecepatannya dengan mengubah
frekuensi ke nilai tertentu dengan hasil
kecepatan putar pada motor AC di run out
table sesuai dengan kebutuhan beban yang
membebani roll table.
.
3.2.2. Master Drives Sebagai Pengontrol
Kecepatan Putar Motor Induksi 3
Phasa
Pada divisi HSM terdapat 3 jenis
drives yang dioperasikan untuk mengatur
kecepatan putar motor induksi 3 phasa,
yaitu simovert, master drives dan yang
terbaru adalah sinamics.
Pada pembahasan kali ini saya akan
membahas salah satu tipe drives yaitu
master drives dari Siemens. Awalnya pada
run out table pengaturan menggunakan
simovert yang kemudian digantikan oleh
master drives dan juga yang terbaru adalah
sinamics. Ketiga-tiganya sama, hanya saja
terdapat pada generasi yang berbeda.
Master drives merupakan alat pengatur
atau drives pengatur yang digunakan untuk
mengatur motor induksi 3 pahasa pada run out
table. Drives ini berbentuk panel-panel atau
cabinet yang di dalamnya tedapat compact
drives.
frekuensi
yang
diterapkan
melampaui batas yang diizinkan.
Penyearah
sudah
Inverter mode saklar
Filter
Rangkaian kontrol
Gambar 14 Skema Inverter pada Master
Drives
Untuk
mendapatkan
keluaran
yang dikehendaki maka digunakan
rangkaian kontrol. Rangkaian kontrol
tersebut antara lain berfungsi untuk
mengatur frekuensi dan amplitudo
gelombang keluaran. Agar gelombang
keluarannya dapat kembali mendekati
Gambar 13 Panel-panel Master Drives untuk
Pengaturan Run out table
Sistem
pengaturannya
menggunakan
variable frekuensi dan variable tegangan,
mengingat bahwa untuk pengaturan motor AC
induksi 3 phasa pengaturan dapat diatur dengan
menggunakan perubahan frekuensinya.
Untuk pengaturan kecepatan motor hanya
dilakukan dengan mengubah frekuensi masukan
motor induksi itu sendiri. Karena jumlah pole
pada motor induksi tersebut tetap tidak dapat
diubah lagi, pole berjumlah 4 pada motor induksi
tersebut.
Master drive menggunakan system inverter
dimana masukannya adalah AC – DC – AC,
dimana keluaran AC tersebut telah berubah
frekuensinya. Master drives ini menggunakan
saklar IGBT untuk metode inverternya.
Frekuensi yang dihasilkan < 53.3 Hz yang
merupakan frekuensi nominal motor, hal ini
dilakukan karena memang kebutuhan kecepatan
motor lebih rendah dari pada kecepatan nominal
motor untuk membawa Strip tersebut ke
coiler.sebenarnya dengan menggunakan Master
Drives kita dapat mengatur frekuensi lebih dari
53.3 Hz, namun apabila diaplikasikan pada
frekuensi dengan nilai lebih dari 53.3 Hz maka
motor akan mengalami getaran yang cukup kuat
dan jika ini dibiarkan maka motor tersebut akan
mengalami gangguan dan kerusakan karena
gelombang sinus, maka digunakan
filter.
Gambar 4.16 Blok Diagram Inverter Drives
-
-
-
Tegangan yang masuk dari jala jala 50
Hz dialirkan ke board Rectifier/
penyearah DC, dan ditampung ke bank
capacitor. Jadi dari AC di jadikan DC.
Tegangan DC kemudian diumpankan
ke board inverter untuk dijadikan AC
kembali dengan frekuensi sesuai
kebutuhan. Jadi dari DC ke AC yang
komponen
utamanya
adalah
Semiconduktor aktif seperti IGBT.
Dengan
menggunakan
frekuensi
carrier (bisa sampai 20 kHz), tegangan
DC dicacah dan dimodulasi sehingga
keluar tegangan dan frekuensi yang
diinginkan.
Tegangan keluaran variabel dapat
ditentukan dengan mengubah tegangan
masukan DC, dimana dalam hal ini
penguatan inverter dijaga untuk
konstan. Dilain pihak, bila tegangan
masukan DC tetap, tegangan keluaran
dapat diatur dengan mengubah
penguatan inverter yang dapat dilakukan
dengan menggunakan kontrol modulasi lebar
pulsa atau PWM (Pulse Width Modulation).
3.2.3. Kinerja Motor Induksi Tiga Phasa
pada Run Out Table
Pada run out table motor induksi
3 phase berjumlah 317 motor dengan
kapasitas 11 kW. Motor – motor induksi
3 phase tersebut dibagi menjadi 5
kelompok yang mana pada tiap kelompok
dikendalikan kecepatannya oleh drives
berupa Sinamics dan juga oleh Master
Drive serta Simovert. Yang terbaru pada
HSM adalah drives Sinamics sebagai
kontrol pengaturan kecepatan motor AC
tersebut.
Namun pada pembahasan kali ini
saya hanya akan membahas motor yang
pengaturannya masih menggunakan Master
Drive. Pengelompokan ini berfungsi untuk
mempermudah pengontrolan pada run out
table itu sendiri. Dimana semua jenis motor
yang dikontrol adalah sama yaitu motor
induksi 3 phasa. Sama disini dengan maksud
memiliki spesifikasi yang sama.
Jumlah master drive yang terdapat di
HSM untuk pengaturan run out
table
berjumlah 117 buah dimana tiap master drive
ada yang menangani 9 unit motor dan ada
juga yang hanya menangani 4 unit motor.
Tergantung pada kapasitas masksimal yang
dapat di tanggung. Pada mulanya drives
disini menggunakan simovert yang kemudian
digunakan master drives dan sinamics.
Sebenarnya drives-drives tersebut sama
hanya saja dengan generasi yang berbeda,
mengingat perubahan yang terjadi pada divisi
HSM sendiri tidak secara langsung tetapi
bertahap untuk pengembangannya.
Kecepatan motor pada run out table
bergantung pada ketebalan Strip yang keluar
dari finishing mill. Semakin tipis Strip maka
kecepatan putar dari motor akan semakin
cepat. Kecepatan motor semakin cepat ketika
ia dibebani oleh Strip dimana sebagai
akibatnya roll akan bergerak semakin cepat,
hal ini dimaksudkan agar Strip tidak terputus.
Apabila Strip telah mencapai coiler maka
kecepatan run out table akan sinkron dengan
kecepatan roll yang ada pada F6, atau jalur
keluar finishing mill. Kecepatan motor
ini diatur oleh drives yang mana drives
tersebut bekerja sebagai inverter
dimana ia mengubah frekuensi
masukan ke motor itu sendiri.
Untuk pengaturan kecepatan
motor tersebut dapat dijelaskan dengan
gambar berikut.
Gambar 4.17 Skema Pengaturan Kecepatan
Motor
Pada awalnya Strip yang
masuk akan terdata pada TDC (
Teknologi direct control) lvl 2 yang
merupakan system komputerisasi yang
kemudian akan diolah oleh operator
pada TDC lvl 1. Kemudian operator
akan memerintahkan drives yang mana
drives tersebut akan mengatur
kecepatan putaran motor dalam rpm
yang di konversikan menjadi m/s saat
berada pada run out table. Jadi motor
akan berputar sesuai kebutuhan dari
beban yang ditanggungnya yang
berupa Strip. Kebutuhan perputaran
motor itu sendiri didasarkan pada jenis
dan ketebalan dari Strip yang akan
menuju coiler untuk digulung menjadi
coil.
Dengan strip setebal 12 mm
maka kecepatan rotor berkisar 8-9.5
rpm. Disajikan perhitungan sebagai
berikut untuk mengetahui torsi motor
induksi tiga phasa saat strip setebal 12
mm melintasi run out table
n = 9.5 m/s = 604.787 rpm
p=4
maka pada saat strip setebal
12 mm melintas frekuensi keluaran
dari drives sebesar
maka
besar frekuensi maka akan semakin
besar pula kecepatan yang dihasilkan
oleh motor induksi tersebut
= 20.15 Hz
Dengan daya motor 11 Kw = 11.000
watt maka dapat kita ketahui besar torsi yang
dihasilkan saat motor dibebani strip sebagai
berikut :
= 173.7 Nm
Maka pada saat Strip 12 mm tersebut
melewati run out table diketahui kecepatan
putar rotor 604.787 rpm, frekuensi yang
dihasilkan oleh drives yang kemudian
dikirim ke motor sebesar 20.15 Hz dan torsi
motor tersebut sebesar 173.7 NM.
4.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
KESIMPULAN
Run out table berfungsi sebagai pentrasfer
Strip dari finishing mill ke coiler yang
berjumlah 317 buah roller. Tiap roller
digerakkan oleh satu motor induksi tiga phasa
yang mana motor tersebut diatur menggunakan
117 drives pengatur kecepatan untuk motor
tersebut.
Drives pengatur kecepatan motor AC ada tiga
jenis pada HSM yaitu Simovert, Master Drives,
Sinamics yang mana fungsi ketiganya sama
hanya berbeda generasinya
Pemilihan motor AC pada run out table salah
satunya adalah karena dari segi harga lebih
terjangkau dan tidak membutuhkan perawatan
yang khusus dibandingkan motor DC dan juga
sesuai dengan kebutuhan, dimana pada run out
table membutuhkan penggerak (motor) yang
berkecepatan konstan sesuai kebutuhan
penggunaannya.
Dengan menggunakan VSD pengasutan motor
induksi 3 phasa memiliki arus start yang tidak
melonjak sangat tinggi
Pengaturan frekuensi disini berhubungan
dengan kecepatan motor itu sendiri. Sedangkan
pengaturan tegangan akan mempengaruhi besar
torsi yang dibangkitkan oleh motor tersebut
Kecepatan motor tergantung pada ketebalan
Strip yang ditanggungnya
Master Drives menggunakan metode inverter
dalam pengubahan frekuensi masukan motor
agar dapat mengatur kecepatannya. Semakin
5.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Wildi,Theodore. 2002. Electrical
Machines, Drives, and Power System
,Fifth Edition. New Jersey : Sperika
Interprises
[2] Sulasno. 2009. Teknik Konversi Energi
Listrik dan Sistem Pengaturan.
Yogyakarta : Graha Ilmu
[3] Anonim. Basic of AC Drives . Dinas
Perawatan Listrik HSM PT. Krakatau
Steel Indonesia Cilegon
[4] Anonim. Siemens Master Drives .
Dinas Perawatan Listrik HSM PT.
Krakatau Steel Indonesia Cilegon
[5] Purwadi, dkk. 2003. SEJARAH PT.
KRAKATAU
STEEL.
Pustaka
Raja.Yogyakarta.
[6] Warsito,
Agung.
Bahan
Ajar
Elektronika
Daya.
Universitas
Diponegoro Semarang
[7] http://dunialistrik.blogspot.com/2009/04/motorlistrik-ac-satu-fasa.html.
diakses
tanggal 28 September 2013
[8] http://blogfahmiaziz.blogspot.com/2013/05/moto
r-ac.html
diakses
tanggal
28
September 2013
[9] http://elektronikatea.blogspot.com/201
1/03/dasar-dasar-motor-induksi-3phasa.html diakses tanggal 28
September 2013
[10] http://zefri99andri.blogspot.com/2013
/05/motor-ac-3-phase.html
diakses
tanggal 28 September 2013
[11] http://areselectricaleng.blogspot.com/2012/01/de
skripsi-name-plate-motor.html diakses
tanggal 28 September 2013
[12] http://rekayasalistrik.wordpress.com/
2013/04/27/cara-membaca-nameplatemotor/ diakses tanggal 28 September
2013
[13] http://bayupancoro.wordpress.com/20
08/07/02/variable-speed-drive-vsd-
aka-inverter/ diakses tanggal 28 September
2013
[14] http://cvsapto.blogspot.com/2012/10/nameplate-motor.html
diakses
tanggal
28
September 2013
BIODATA
Wahyu Prasetya . Lahir di
Brebes, 18 Januari 1992.
Telah menempuh pendidikan
di
SDN Dukuhturi 01
bumiayu, SMPN 1 Bumiayu
dan SMAN 1 Bumiayu. Dan
saat ini tercatat sebagai
mahasiswa Teknik Elektro
Universitas
Diponegoro,
angkatan 2010, konsentrasi
Arus Kuat (Teknik Tenaga
Listrik).
Menyetujui
Dosen Pembimbing
Ir. Tejo Sukmadi, MT
NIP 196111171988031001