SISTEM PROPULSI ELEKTRIK

 DARI 

TEKNIK PERKAPALAN

UNIVERSITAS DARMA PERSADA

MATA KULIAH MESIN PENGGERAK KAPAL

(PROPULSI ELEKTRIK)

BAB I

SISTEM PROPULSI ELEKTRIK

A.    Propulsi Elektrik

Sistem propulsi elektrik adalah sistem pada kapal yang menggunakan generator set sebagai mesin penggerak menggantikan posisi atau kinerja dari mesin utama, dimana dalam hal ini generator dihubungkan ke switchboar, dan selanjutnya energi atau aliran listrik diteruskan ke transformer, kemudian dikonversi dengan menggunakan konventer ke motor elektrik yang menggerakkan baling-baling kapal.   

Pada mulanya electric-propulsion merupakan sebuah alternatif penggerak utama kapal yang sangat mahal dan kurang effisien. Hal ini terutama disebabkan oleh penggunaan konstruksi motor DC yang besar dan berat. Kapal harus memiliki dua sistem elektrik yang terpisah, satu untuk melayani penggerak utama dan satunya untuk melayani permesinan bantu.  Berkaitan dengan perkembangan yang pesat dari penerapan teknologi elektronika dan komputer, penerapan dari sistem DC ke sistem AC, perkembangan kehandalan mesin, ‘marinisasi’ system elektronika, dan yang terpenting adalah perkembangan Thyristor-converter, sehingga sekarang ini memungkinkan untuk memperlengkapi sebuah kapal dengan sistem elektrik dengan kapasitas tenaga yang tak terbatas berdasarkan konsep Power-station.

Sistem propulsi motor listrik sendiri mempunyai banyak keuntungan utama dibandingkan sistem propulsi lain. Keuntungan sistem ini adalah investasi awal yang tidak terlalu besar, menghemat tempat, lebih ringan dan sedikit kehilangan power pada sistem transmisi dibandingkan dengan sistem propulsi tipe lain. Hubungan elektrik antara generator dan motor propulsi lebih leluasa dalam penempatan peralatan dalam ruangan jika dibandingkan dengan sistem propulsi yang lain. Selain itu dapat menggunakan berbagai penggerak utama seperti diesel, turbin gas, turbin uap, dan hasil keluarannya dapat lebih mudah digabung dibandingkan dengan sistem mekanik. Untuk tipe penggerak mula tidak langsung, penggerak elektrik mempunyai keuntungan dapat membalikkan putaran propeller dengan relatif lebih mudah kontrolnya. Dalam beberapa kasus yang masih dalam tahap pengembangan, power yang dibutuhkan oleh propeller dengan menggunakan beberapa penggerak mula dengan tipe medium dan high speed, sistem penggerak elektrik mampu memecahkan persoalan ini tanpa menggunakan kopling mekanik.

Adapun kelemahan dari sistem propulsi elektrik yaitu dalam hal suara atau kebisingan kapal, memang tidak adanya ledakan atau pembakaran di dalam motor listrik, maka motor sistim propulsi tidak terlalu mengganggu dalam hal suara. Namun untuk propeler-propeler tertentu yang diputar dengan kecepatan dan rpm yang cukup tinggi , maka faktor suara tetap akan timbul akibat kecepatan putar daripada propeller atau baling-baling menghisap dan mendorong udara. 

Selain itu, sistem propulsi elektrik efisien hanya pada daya maksimum, jika dibandingkan dengan mesin diesel. Membutuhkan perawatan yang ekstra , lebih besar dan lebih mahal, tidak cocok untuk aplikasi kecepatan tinggi dan tidak cocok untuk aplikasi berdaya besar

1.      Motor DC dan AC sebagai Penggerak Kapal

Penggunaan motor arus searah sebagai pengganti mesin penggerak utama adalah dirasa baik dan menguntungkan. Motor arus searah banyak   memiliki beberapa kelebihan antara lain; efisiensi tinggi, kemampuan beban  lebih, tahan terhadap getaran atau guncangan, memiliki umur yang panjang,  dan system pengaturan yang lebih mudah dibandingkan dengan motor arus bolak-balik sehingga suatu hal yang wajar jika motor arus searah sering digunakan.  Motor arus searah bekerja pada kecepatan yang relative kontan, untuk kecepatan berubah-ubah motor DC lebih banyak dipakai namun dengan berkembangnya teknologi semikonduktor dan bidang elektronika daya, pengaturan kecepatan motor DC akan sangat lebih mudah lagi dalam hal pengaturan dan efisiensi yang lebih tinggi dikarenakan pengurangan pemborosan daya lebih kecil dan pengaturan yang lebih halus.

Motor listrik DC yang digunakan sebagai tenaga penggerak utama, biasanya digunakan pada kapal-kapal dengan kemampuan manuver yang tinggi, kapal khusus, kapal dengan daya tampung muatan yang besar, dan kapal yang menggunakan penggerak mula non-reversible. Perkembangan prime mover untuk penggerak utama di kapal mengalami perkembangan yang sangat pesat sejak ditemukannya uap oleh J. Watt, mesin diesel oleh Rudolf Diesel serta turbin gas oleh Brayton. Pada tahun-tahun awal berbagai penemuan mengenai ketiga prime mover hanya berkisar pada penyempurnaan sistem kerja. Dan pada dewasa ini berbagai perkembangan menjurus pada penggunaan emisi gas buang. Pada mesin diesel pengaturan putaran dan pembalikan putaran sangat dimungkinkan. Tetapi pada proses pembalikan putaran pada mesin diesel membutuhkan waktu yang relatif lebih lama jika ditinjau mulai dari putaran normal. Untuk turbin uap dan turbin gas pengaturan putaran mempunyai range yang sangat sempit dari putaran normal. Dan untuk membalikkan putaran pada kedua jenis prime mover tersebut sangatlah tidak mungkin.

Berdasarkan pada fakta diatas maka para engineer mengembangkan sistem yang merupakan gabungan dari ketiga prime mover tersebut dengan motor listrik yang selanjutnya disebut dengan Electric Propulsion. Pada sistem electric propulsion, ketiga prime mover menggerakkan generator dan selanjutnya generator mensuplai listrik yang digunakan untuk memutar motor listrik. Jenis motor listrik yang digunakan disesuaikan dengan type atau fungsi kapal tersebut dalam eksplotasinya. Pada umumnya kapal yang mempunyai kegunaan khusus yang menggunakan motor DC dan untuk kapal niaga yang berorientasi profit pada umumnya menggunakan motor AC. Misalnya untuk kapal pemecah es (ice breaker) menggunakan motor DC dalam hal ini dikarenakan torsi yang diperlukan propeller sangat besar.

 

Gambar 1: skema system propulsi konvensional

Gambar 2: skema system propulsi DEP

2.      Distribusi power

Pada kapal yang menggunakan sistem Diesel electric power station, tenaga bantu dan pelayanan kapal adalah secara elektris, karenanya jika system propulsi utama juga menggunakan system elektris maka Semua kebutuhan tenaga di kapal tersebut akan dapat dihasilkan oleh mesin yang sama. Dengan menggunakan beberapa buah Gen-set maka akan memungkinkan untuk menyediakan tenaga listrik secara kontinyu dan teratur. Hal ini juga didukung dengan penggunaan system control produksi listrik untuk mengoptimisasi output dari masing-masing generator listrik.

3.      Karakteristik Motor Listrik DC

Sistem pembangkit listrik DC biasanya terdiri dari beberapa generator putaran tinggi atau menengah yang dirangkai secara paralel. Pemilihan ukuran mesin berdasarkan pada tingkat operasi yang memungkinkan beberapa unit beroperasi tidak melebihi dari total daya yang dihasilkan. Untuk memperoleh daya yang optimal, generator biasanya dipilih generator pada dua putaran yang berbeda. Arus listrik yang dihasilkan generator dihubungkan dengan terminal utama melalui rangkaian penghubung. Rangkaian penghubung ini dimaksudkan untuk menghubungkan dan memutuskaan arus pada saat terjadi over load dan hubungan singkat. Sering kali sebuah sistem terminal rangkaian dibuat untuk memenuhi kebutuhan daya pada kapal yang diambil pada terminal yang sama melalui transformer atau motor generator. Karena unggul dalam ukuran, berat dan biaya, generator set 600 Volt lebih disenangi untuk sistem yang berukuran kecil dan sedang. Tetapi ketika generator rating melebihi  3300 kVA, seperti yang terjadi pada medium speed engine beban penuh atau dapat diatasi oleh 600 Volt circuit breakers. Pada kasus tegangan tinggi (4160 V) semua sistem menggunakan transformer untuk menurunkan tegangan, biasanya hingga 600 V untuk mesin penggerak 500 Hp. Untuk motor 1000 Hp, jenis konverter yang sering digunakan adalah konverter 6 pulsa.

Konverter 6 pulsa digunakan untuk mengatur bow thruster dan motor DC untuk propulsi utama. Pada kasus ini generator dirangkai secara paralel pada bus 600 V yang juga mensuplai tegangan 480 V dengan transformer step down. Setiap 3 konverter daya 6 pulsa dihubungkan secara langsung ke bus 600 V untuk mengurangi penambahan jarak dan berat dengan transformer.

Motor dengan HP tinggi dan motor khusus disuplai dengan arus DC dari konverter 12 pulsa atau lebih. Pemilihan ini biasanya berdasarkan pada faktor ekonomi, dimana aliran 12 pulsa hanya cocok pada sistem yang besar sejak dibuat transformer 12 pulsa. Pemilihan tegangan untuk motor jangkar DC dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu :

1.   Tegangan yang dihasilkan motor maksimum 1000 V. Batasan ini untuk mesin DC dioperasikan dengan memperhatikan akibat getaran, rawan basah dan manuvering yang semuanya diatur oleh IEEE Committe On Marine Transportation.

2.   Untuk beban sistem dengan power konverter dihubungkan langsung ke bus tanpa menuju ke transformer. Tegangan DC yang dihasilkan menggunakan standar  600 V line to line, umumnya tegangan 750 V dengan perbandingan 1 : 1,25. 

Jika transformator diletakkan diantara konverter dan sumber tegangan. Ratio tegangan transformer ditentukan dengan menambah atau mengurangi tegangan jangkar. Berdasarkan jumlah lilitan transformer, tegangan yang mungkin dihasilkan antara 750 V sampai 1000 V. Untuk transmisi dan daya lainnya, penurunan tegangan sebanding dengan arus yang dihasilkan dan peningkatan arus membutuhkan komutator yang besar dan kabel yang besar. Juga berhubungan dengan biaya, kebutuhan ruang dan berat sistem, sehingga kapasitas yang diberikan sangat kecil dibandingkan power konverter yang dihubungkan langsung ke terminal AC. Arus jangkar yang dialirkan oleh kabel DC adalah hasil data pabrik atau data perhitungan. Jika itu diperhitungkan untuk menghitung arus motor, SHP motor yang biasa  digunakan adalah sekitar 50 HP. Arus jangkar yang dihitung dikonversi dalam Kw dan dibagi tegangan DC dan efisiensi motor. Sebagian besar dari efisiensi motor DC sekitar 92 % – 96 % dengan direct drive. Mesin kecepatan rendah memberikan efisiensi yang kecil dan putaran mesin 400 sampai 900 rpm.

Untuk membalik arah putaran motor DC yang biasanya dilakukan pada propeller jenis Fixed Pitch, ada dua pendekatan yang mungkin digunakan. Pertama adalah membalik arah aliran arus pada medan motor. Metode yang kedua adalah merubah arah arus jangkarnya. Sistem penggerak elektrik DC sering kali dilengkapi dengan pengatur medan shunt yang menjaga motor beroperasi pada daya konstan. Secara mekanik digambarkan sebagai pengaturan ratio reduction gear sehingga memungkinkan mesin utama beroperasi dengan kecepatan putaran propeller yang berubah-ubah. Pada kapal-kapal besar daya torsi diperkirakan 70 % dari rpm putaran propeller.

Sistem DC telah digunakan secara luas pada instalasi. Kebanyakan sistem DC dipakai pada beberapa mesin diesel kecepatan tinggi bersama dengan generator AC yang dihubungkan ke terminal daya konverter statis dimana AC diubah menjadi DC dan menghasilkan daya untuk menjalankan motor DC guna memutar shaft propeller. Motor listrik dibuat dengan satu atau dua dinamo pada shaft, umumnya ditahan oleh dua bantalan. Didasarkan pada standar biaya yang minimum dan berat yang ringan, motor dengan satu dinamo lebih disukai. Perencanaan lain yang mungkin digunakan akibat terbatasnya ruangan dan berat pada sebuah motor kecepatan tinggi adalah menghubungkan shaft propeller dengan reduction gear. Motor DC yang menggunakan reduction gear sering kali dilengkapi sistem pelumasan gemuk untuk menghindari pergeseran bantalan.

Pada pemakaian motor propulsi berukuran kecil selalu dilengkapi dengan thrust bearing yang dipasang pada bagian belakang motor tersebut. Bila motor memakai gear, thrust bearing biasa dipasang pada reduction gear. Untuk motor DC berukuran besar, thrust bearing dipasang pada bagian depan terpisah dari motor. Thrust bearing dan motor bearing memiliki minyak pelumas yang termasuk dalam sistem pelumasan.

B.     Skema atau gambar diagram sistem propulsi elektrik atau Power flow dan Power Efficiency

            Kebanyakan system penggerak tertutup, jumlah tenaga yang dihasilkan harus sesuai dengan jumlah tenaga yang dikeluarkan termasuk daya yang hilang. Sedangkan pada penggerak system elektrik skema atau sistemnya terdiri dari generator, distribusi system, termasuk distribusi transformer dan pengatur kecepatan, alur dayanya dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 3: power flow pada system propulsi elektrik

Secara spesifik dari gambar 3 diatas, sistem dari propulsi elektrik terdiri dari komponen berikut:

a.       Generator set

b.      Saklar/ Switchboard

c.       Power transformer

d.      Motor drive (frequency converter)

e.       Motor (synchronous/inductive)

f.        Poros & propeller

Sehingga Efisiensi dari system elektrik pada gambar diatas adalah sebagaiberikut:

 

 

Pada tiap-tiap komponen, efisiensi elektrik dapat diperhitungkan dan nilai pada generator yaitu Ƞ = 0.999, pada transformer yaitu Ƞ = 0,99-0,995, frekuensi converter yaitu Ƞ = 0.98-0,99, dan pada motor listrik yaitu: Ƞ = 0,95-0,97. Untuk itu efisiensi diesel electric system jika dihitung dari poros mesin diesel hingga ke poros motor listrik adalah berkisar antara 0.88 dan 0.92 pada saat full load. Efisiensi juga tergantung pada system pembebanan.

BAB II

KOMPONEN SISTEM PROPULSI ELEKTRIK

Komponen dari sistem propulsi elektrik

            Adapun sistem propulsi elektrik yang terdiri dari  generator, saklar/ Switchboard, power transformer, motor drive (frequency converter) motor (synchronous/inductive dan poros & propeller dapat kita pahami sebagaimana penjelasan berikut:

1.      Generator set

           Pada sistem propulsi elektrik, generator berfungsi sebagai sumber listrik yang nantinya disuplai untuk menggerakkan propeller, untuk lebih jelasnya akan di paparkan pada penjelasan berikut:

a.      Pengertian Generator

           Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak kesamaan, tapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah sirkuit listrik eksternal, tapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang menciptakan aliran air tapi tidak menciptakan air di dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melakui sebuah turbin maupun kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau apa pun sumber energi mekanik yang lain.

           Adapun contoh gambar dari generator adalah sebagai berikut:

Gambar 4: Generator

2.      Saklar/ Switchboard

Saklar/ switchboard pada sistem propulsi elektrik merupakan panel yang menyalurkan aliran listrik dari generator. Untuk lebih jelasnya, adkan dipaparkan pada penjelasan berikut:

a.      Pengertian Saklar/ Switchboard

Electrical switchboard atau dinamakan Panel Listrik adalah suatu susunan peralatan listrik / komponen listrik yang dirangkai atau disusun sedemikian rupa didalam suatu papan control (board) sehingga saling berkaitan dan membentuk fungsi sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan.

Adapun contoh gambar dari saklar/ switchboard adalah sebagai berikut:

Gambar 5: Contoh MSB

3.      Power transformer

            Power transformer pada sistem propulsi elektrik adalah salah satu komponen yang digunakan untuk menaikkan dan menurunkan tegangan listrik dari MSB.

a.      Pengertian Tansformer/transformator

      Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparan kedua (skunder) yang bertindak sebagai output, dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.

Gambar 6: Contoh Transformator

4.      Konverter

            Konverter dalam sistem propulsi elektrik merupakan salah satu komponen yang digunakan untuk mengkonversikan daya listrik dari transformator ke motor drive.

a.      Pengertian Konverter

Converter adalah suatu alat untuk mengkonversikan daya listrik dari satu bentuk ke bentuk daya listrik lainnya.

Converter terbagi menjadi 5 jenis:

·         Konverter AC – DC (Rectifier)

·         Konverter AC – AC (Cycloconverter)

·         Converter DC – DC (DC Chopper)

·         Konverter DC – AC (Inverter)

·        
Penyearah: rangkaian penyearah diode mengubah tegangan ac ke tegangan dc tetap. Tegangan masukan ke penyearah dapat bersifat satu fasa ataupun tiga fasa

Gambar 7: Contoh Konverter

5.      Motor drive (frequency converter) dan Motor (synchronous/inductive)

Motor drive (frequency converter) dan Motor (synchronous/inductive) dalam sistem propulsi elektrik merupakan alat yang digunakan untuk

a.      Pengertian motor listrik

         Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo.

Gambar 8: Contoh Motor Listrik

6.      Poros propeller

Poros propeller merupakan salah satu komponen dalam sistem propulsi elektrik yang digunakan untuk menghubungkan atau mentransmisikan daya yang dihasilkan oleh mesin di kapal ke propeller atau baling-baling kapal.  

a.      Pengertian poros propeller

Propeller shaft atau poros propeller berfungsi untuk memindahkan atau meneruskan tenaga dari transmisi ke difrential atau menghubungkan mesin dengan propeller kapal.

Gambar 8: Contoh Poros Propeller

7.      Propeller

      Propeller merupakan salah satu komponen dalam sistem propulsi elektrik yang digunakan sebagai penggerak kapal, dimana energi dari mesin yang dihubungkan oleh poros digunakan untuk memutar baling, sehingga kapal bisa bergerak.

a.      Pengertian propeller

Propulsor (alat gerak kapal) adalah alat yang dapat digunakan untuk memindahkan/menggerakkan kapal dari satu tempat ke tempat lainnya. Alat gerak kapal ini,kemudian dibedakan menjadi dua. Yaitu alat gerak mekanik dan non-mekanik. Alat gerak non-mekanik biasanya digunakan pada kapal – kapal konvensional. Sedangkan pada kapal – kapal sekarang, banyak yang menggunakan alat gerak mekanik sebagai penggeraknya.

Salah satu alat gerak mekanik dalam kapal adalah propeller. Perkembangan propeler sangat pesat dan beragam. Bermula dari Archimedes yang menggunakan propeler untuk memindahkan air, hingga sekarang telah banyak jenis – jenis propeler yang lebih efektif dan efisien dalam penggunaannya.

Controllable Pitch Propeler adalah merupakan salah satu perkembangan dari propeler. Controllable Pitch Propeler adalah jenis propeler yang dapat mengubah pitch atau sudut daun propelernya. Sudut daun propeler tersebut nantinya akan disesuaikan dengan kebutuhan kapal.

 

Gambar 9: Contoh Propeller yang menggunakan aplikasi dari sistem propulsi elektrik

BAB III

KOMPONEN SUB SISTEM PROPULSI ELEKTRIK

1.      Bagian-bagian dan prinsip kerja generator

a.      Bagian-bagian Generator

Adapun Bagian-bagian generator adalah sebagai berikut :

1.      Rotor, adalah bagian yang berputar yang mempunyai bagian terdiri dari poros, inti, kumparan, cincin geser, dan sikat-sikat.

Adapun contoh gambar rotor adalah sebagai berikut:

Gambar 10: Rotor pada generator

2.      Stator, adalah bagian yang tak berputar (diam) yang mempunyai bagian terdiri dari rangka stator yang merupakan salah satu bagian utama dari generator yang terbuat dari besi tuang dan ini merupakan rumah dari semua bagian-bagian generator, kutub utama beserta belitannya, kutub-kutub pembantu beserta belitannya, bantalan-bantalan poros.

Adapun contoh gambar rotor adalah sebagai berikut:

Gambar 11: Stator pada generator

Untuk lebih jelasnya, berikut ini adalah gambar bagian dari generator secara detail:

Gambar 12: Gambar detail generator

Keterangan Gambar :

1. Stator

2. Rotor

3. Exciter Rotor

4. Exciter Stator

5. N.D.E. Bracket

6. Cover N.D.E

7. Bearing ‘O’ Ring N.D.E

8. Bearing N.D.E

9. Bearing Circlip N.D.E

10. D.E.Bracket?Engine Adaptor

11. D.E.Screen

12. Coupling Disc

13. Coupling Bolt

14. Foot

15. Frame Cover Bottom

16. Frame Cover Top

17. Air Inlert Cover

18. Terminal Box Lid

19. Endpanel D.E

20. Endpanel N.D.E

21. AVR

22. Side Panel

23. AVR Mounting Bracket

24. Main Rectifier Assembly – Forward

25. Main Rectifier Assembly – Reverse

26. Varistor

27. Dioda Forward Polarity

28. Dioda Reverse Polarity

29. Lifting Lug D.E

30. Lifting Lug N.D.E

31. Frame to Endbracket Adaptor Ring

32. Main Terminal Panel

33. Terminal Link

34. Edging Strip

35. Fan

36. Foot Mounting Spacer

37. Cap Screw

38. AVR Access Cover

39. AVR Anti Vibration Mounting Assembly

40. Auxiliary Terminal Assembly

b.      Prinsip kerja generator

Adapun sistem kerja dari generator adalah sebagai berikut:

Bilamana rotor diputar maka belitan kawatnya akan memotong gaya-gaya magnet pada kutub magnet, sehingga terjadi perbedaan tegangan, dengan dasar inilah timbullah arus listrik, arus melalui kabel/kawat yang ke dua ujungnya dihubungkan dengan cincin geser. Pada cincin-cincin tersebut menggeser sikat-sikat, sebagai terminal penghubung keluar.

2.      Bagian-bagian dan prinsip kerja MSB (Main Switch Board)

a.      Bagian-bagian Saklar/ Switchboard

Adapun bagian-bagian dari Saklar/ Switchboard adalah sebagai berikut:

1.      MCB

MCB yg singkatan dari ( Miniature Circuit Board) merupakan komponen panel listrik yang berfungsi sebagai switch pembatas arus akibat dari kenaikan daya /tegangan yg melebihi batas dan atau hubung singkat. Komponen panel listrik ini biasanya terbatas pada arus nominal kecil sampai dgn kurang dari 100 Ampere. Bentuknya ada yg satu pole (satu input dan satu output), ada yg dua pole, tiga pole hingga empat pole.

 

Gambar 13: MCB

2.      MCCB

MCCB singkatan dari Moulded Case Circuit Breaker. Circuit Breaker pembatas arus apabila terdapat arus beban yg melebihi batas-batasnya. MCCB ini dipakai hampir sama dgn MCB tetapi dgn batas arus beban yg lebih besar dari 100 Ampere sampai dgn 1600 Ampere.

Gambar 14: MCCB

3.      GFCI/ RCCB/ ELCB

Ground Foult Circuit Interruption ialah semacam Circuit Breaker yg bereaksi lebih cepat dari MCB. Komponen panel listrik ini akan memantau listrik lebih rinci dan jika terdapat short atau kabel terkelupas dan mengenai manusia, tidak mengakibatkan kematian.

Gambar 15: GFCI/ RCCB/ ELCB

4.      Grounding

Grounding pada instalasi dan komponen panel listrik ini berfungsi sebagai pengaman listrik. Pengaman listrik akibat dari kabel -kabel yg terkelupas dan mengenai body part peralatan elektonik atau peralatan listrik yg selanjutnya mengenai orang. Dgn adanya komponen panel listrik ini maka aliran arus listrik yg liar atau yg tak berfungsi akan dibumikan.

Gambar 16: Grounding

5.      Warna kabel.

Warna kabel instalasi listrik sudah ditetapkan diberbagai negara. Tuk Indonesia, warna kabel listrik ditentukan menurut standard SNI atau standatd IEC:

a. warna merah, kuning, hitam berfungsi untuk fase

b. warna biru muda (biru laut) berfungsi untuk netral

c. warna kuning -hijau berfungsi untuk ground

Gambar 17: Warna Kabel

6. CT

CT merupakan  suatu komponen panel listrik dari bahan baja / metal dalam bentuk lingkaran (ring) atau gelang persegi dan tengahnya berlubang. Fungsi dari komponen panel listrik ini yaitu sebagai penurun arus dan atau tegangan pada box panel .

Gambar 18: CT

7.      Surge Arrest,

Peralatan atau komponen panel listrik ini sebagai pengaman listrik dari kejutan listrik yg berlebihan. Contohnya apabila ada kejadian tiba-tiba aliran listrik menjadi lebih tinggi akibat dari penambahan energi potensial  

Gambar 19: Surge Arrest

8.      Kontaktor

Kontaktor adalah saklar yang digerakkan dengan gaya kemagnetan /elektromagnet. Pada Kontaktor ada yang disebut coil yang berisi lilitan tembaga sebagai penghasil medan magnit. Cara kerja kontaktor yaituapabila coil dihubungkan dengan sumber tegangan maka akan terjadilah induksi magnet yang akan menarik setiap kontak (platina) yang terdapat pada kontaktor itu sendiri baik itu NO (Normaliy Open) maupun NC (Normaly Closed). Artinya kontak NO yang pada posisi coil tidak diberi tegangan tidak terhubung/tertutup akan tertarik menjadi terhubung (jadi NC) begitu pula kontak NC adalah kebalikannya (jadi NO terbuka/terputus) 

9.      Push Button

Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian – bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start. Stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open). Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop dan kontak NO akan berfungsi sebagai start  biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor – motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri – industri.

b.      Prinsip kerja MSB

Adapun sistem kerja dari MSB adalah sebagai berikut:

MSB merupakan panel utama pada kapal yang berbentuk kotak, dimana Panel Listrik yang terdiri dari susunan peralatan listrik / komponen listrik yang dirangkai atau disusun sedemikian rupa didalam suatu papan control (board) sehingga saling berkaitan dan membentuk fungsi sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan, dalam hal ini MSB berfungsi sebagai pusat distribusi daya ke panel yang terpasang di tiap ruangan pada kapal.

3.      Bagian-bagian dan prinsip kerja Transformator

a.      Bagian-Bagian Transformator

      Transformer atau transformator terdiri dari :

·         Kumparan Primer

·         Inti Besi

·         Kumparan sekunder

 

Gambar 20: Bagian-bagian Transformator

  

b.      Prinsip Kerja Transformator

      Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah sebagai berikut. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance).

4.      Bagian-bagian dan prinsip kerja Konverter

a.      Bagian-bagian Konverter

Bagian-bagian atau jenis konverter terbagi menjadi 5 jenis:

·         Konverter AC – DC (Rectifier) 

·         Konverter AC – AC (Cycloconverter)

·         Konverter DC – DC (DC Chopper)

·         Konverter DC – AC (Inverter)

·         Penyearah: rangkaian penyearah diode mengubah tegangan ac ke tegangan dc tetap. Tegangan masukan ke penyearah dapat bersifat satu fasa ataupun tiga fasa.

b.      Prinsip kerja Konverter

Adapun prinsip kerja dari converter adalah sebagai berikut:

1. Prinsip kerja dari konversi AC ke DC

Nilai rata – rata dari tegangan output dapat dikendalikan dengan mengubah – ubah conduction time dari thyristor satu sudut firing delay, α. Inputnya dapat berupa sumber satu atau tiga fasa. Converter – converter ini juga dikenal sebagai penyearah control. 

2. Prinsip kerja dari konversi AC ke AC

Converter ini digunakan untuk memperoleh tegangan keluaran ac  variable dari sumber ac tetap dan converter satu fasa dengan suatu TRIAC. Tegangan keluaran dikendalikan dengan mengubah – ubah conduction time dari TRIAC atau sudut delay penyalaan, α. Tipe converter ini dikenal juga sebagai controller tegangan ac. 

3. Prinsip kerja dari konversi DC ke DC

Converter dc – dc juga dikenal sebagai dc chopper atau pensaklaran regulator dan suatu rangkaian transistor chopper. Tegangan keluaran rata – rata dikendalikan dengan mengubah – ubah conduction time t dan transistor Q1. Jika T adalah periode chopping, maka t1 = δT. δ dikenal sebagai sebagai duty cycle dari chopper-nya.

4. Prinsip kerja dari konvesi DC ke AC

Converter dc – ac dikenal juga sebagai inverter. Jika transistor M1 dan M2 tersambung pada setengah periode, dan M3 dan M4 tersambung pada setengah periode lainnya, keluaran akan berbentuk tegangan ac. Tegangan keluaran dapat dikendalikan dengan mengubah – ubah conduction time dari transistor. 

5.      Bagian-bagian dan prinsip kerja Motor Listrik

a.      Bagian-bagian Motor Listrik

      Adapun bagian bagian atau komponen dari motor listrik adalah :

a.      Stator
Stator adalah bagian dari motor listrik yang tidak dapat bergerak. Stator terdiri dari rumah dengan alur alur yang di buat dari pelat pelat yang di pejalkan berikut tutupnya .

b.      Rotor
Rotor adalah bagian dari motor listrik yang dapat bergerak. Bentuk rotor motor induksi, yaitu terdiri dari pelat pelat yang di pejalkan berbentuk silinder. Di sekeliling terdapat alur alur kemudian di tempatkan batang batang kawat. Batang kawat tersebut biasanya di buat dari tembaga, bagian bagian ini adalah bagian yang bergerak.

            Selain dari dua komponen di atas bagian dari motor listrik yang lainnya adalah:

·         Celah udara adalah jarak antara kedudukan stator dengan rotor.

·         Terminal adalah titik penyambungan sumber tenaga dengan ujung ujung kumparan motor.

·         Bearing adalah bantalan AS motor.

·         Badan motor adalah tempat lilitan stator.

·         Slip Ring adalah penghubung antara tahanan asut dengan kumparan motor (khusus rotor lilit).

·         Kipas terpasang pada rotor (AS motor) sebagai media pendingin saat motor beroprasi.

·         Tutup motor (Body) adalah pelindung motor dari lingkungan.

Adapun gambar dari komponen-komponen motor listrik adalah sebagai berikut:

Gambar 21: Bagian-bagian Motor Listrik

b.      Prinsip kerja Motor Listrik

Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.

6.      Bagian-bagian dan prinsip poros propeller

a.      Bagian-bagian poros propeller

Tenaga kerja yang dihasilkan mesin induk di teruskan dalam bentuk putaran melalui serangkaian poros ke baling-baling diberikan dorongan yang di bangkitkan oleh baling-baling di teruskan kebadan kapaloleh poros baling-baling. Rangkaian poros itu disebut “Shafting” dan pada umumnya terdiri dari bagian –bagian berikut :

1. Poros pendorong ( Trust Shaft)

2. Poros bagian tengah (Poros antar) Intermediate shaft

3. Poros baling-baling ( Propeller shaft)

Ketiga poros ini saling di hubungkan oleh flange couplings ( sambungan flens).

            Berikut ini merupakan perencanaan poros pada sistem propulsi elektrik:

Gambar 22: skema system propulsi DEP

b.      Prinsip kerja poros propeller

Putaran mesin ditransmisikan ke propeller melalui poros, maka poros sangat mempengaruhi kerja mesin bila terjadi kerusakan. Yang perlu diketahui adalah bahwa kedudukan poros propeller dengan mesin induk adalah harus segaris atau dengan kata lain harus dalam satu garis sumbu. Jika kelurusan garis atau sumbu poros dan mesin induk belum tercapai maka perlu dibuat tambahan dudukan untujk mesin atau mengurangi tinggai dengan jalan mengurangi tebal bantalan, asalkan tebal bantalan amsih dalam batas yang memenuhi criteria tebal minimum suatu bantalan. Bantalan juga digunakan untuk mengurangi terjadinya getaran pada poros yang mengakibatakan berkurangnya efektifitas poros propeller juga untuk menghindari terjadinya deformasi pada poros propeller

BAB IV

PENUTUP

A.                KESIMPULAN

System Propulsi Elektrik yaitu mesin utama penggerak baling-baling kapal yang menggunakan listrik (Generator) sebagai tenaga utama lalu disalurkan ke baterai dan dari baterai ke Dinamo, yang mana dynamo inilah yang memutarkan Propeler.

Keuntungan dari Sistem mesin penggerak ini terletak dari segi bahan bakar yang irit, mesin utama (Penggerak Propeler) dan mesin generator terpisah sehingga lebih efisien terhadap ruang, propeller dapat berputar 360⁰ penuh sehingga manufer olah gerak kapal lebih cepat.

B.              SARAN

Demikian uraian materi mengenai Mesin Penggerak Kapal yang menggunakan Listrik sebagai sumber tenaga penggeraknya, semoga dapat bermanfaat bagi para pembaca khususnya untuk para Engineering yang membutuhkan informasi tentang Sistem Propeler Elektrik. Mohon maaf apabila masih terdapat kekurangan, karena penyusun pun masih dalam tahap pembelajaran.

            Kritik dan masukan dari para pembaca sanga membantu bagi penyusun khususnya untuk memperbaiki dan menambah ilmu pengetahuan.

DAFTAR PUSTAKA

1.      https://www.google.com/search?q=skema+sistem+propulsi+elektrik&client=firefox-a&hs=K8S&rls=org.mozilla:en-US:official&channel=sb&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=SfRzVK3CEYPluQT7wYDACw&ved=0CAgQ_AUoAQ&biw=1366&bih=647.

2.      http://engineeringbuilding.blogspot.com/2011/08/bagian-bagian-pada-generator-set-genset.html.

3.      http://www.scribd.com/doc/240426376/Perencanaan-Sistem-Propulsi-Elektrik. http://kangandreas.blogspot.com/2011/07/motor-listriksimpel-1.html.

4.      https://www.google.com/search?q=bagian-bagian+motor+listrik&client=firefox-a&hs=gxn&rls=org.mozilla:en-US:official&channel=fflb&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=uPZzVKiMGY-xuATqw4KwCw&ved=0CCEQsAQ.