KINERJA SISTEM MANAJEMEN TERMAL MOTOR LISTRIK …

Seminar Nasional Teknologi dan Rekayasa (SENTRA) 2016

ISSN (Cetak) 2527-6042

eISSN (Online) 2527-6050

I - 212 SENTRA 2016

KINERJA SISTEM MANAJEMEN TERMAL MOTOR

LISTRIK MENGGUNAKAN PIPAKALOR PIPIH

BERBENTUK “L”

Bambang Ariantara, Nandy Putra, M. Rangga Dexora Laboratorium Perpindahan Kalor Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok 16424

Kontak Person:

Nandy Putra

Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok 16424,

Telp. 021-7270032/Fax 021-7270033

E-mail: [email protected]

Abstrak Proses konversi energi dari energi listrik menjadi energi mekanik yang terjadi di dalam motor listrik selalu disertai dengan

pembangkitan kalor. Pembangkitan kalor pada motor listrik akan meningkatkan temperaturnya. Temperatur kerja motor

listrik yang terlalu tinggi dapat menyebabkan turunnya kinerja motor dan memperpendek umur pakainya. Untuk menjaga

agar motor beroperasi dengan kinerja yang tinggi dan umur pakai yang panjang, temperatur kerja motor listrik harus

dibatasi dengan menyediakan sistem manajemen termal yang handal. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh kinerja

sebuah prototip sistem manajemen termal motor listrik menggunakan pipa kalor pipih berbentuk “L” secara eksperimental.

Pipa kalor terbuat dari tembaga dengan sumbu kapiler tembaga sinter dan fluida kerja air dengan rasio pingisian 50 %.

Prototip dibuat dari sebuah motor induksi 0,5 HP yang rotor dan statornya diganti dengan sebuah pemanas listrik dan dua

buah silinder. Pembangkitan kalor disimulasikan menggunakan pemanas listrik agar besarnya dapat divariasikan

menggunakan regulator tegangan. Pipa kalor dipasang pada pemegang pipa kalor yang disisipkan di antara sirip-sirip

motor. Sisi evaporator berada pada pemegang pipa kalor, sedangkan sisi kondensornya ditempatkan di depan kipas.

Temperatur permukaan silinder di bagian luat dan dalam diukur menggunakan termokopel tipe k berdiameter 0,3 mm yang

dihubungkan dengan sistem data akuisisi National Instrument yang terdiri atas modul NI9014 dengan chassis NI 9174.

Jumlah pipa kalor bervariasi dari 2, 4, 6 hingga 8 buah, sedangkan beban kalor bervariasi dari 30 W, 60 W, 90 W, 120 W

hingga 150 W. Pada beban kalor 150 W dengan 8 buah pipa kalor, temperature permukaan luar motor listrik dapat

diturunkan dari 102,2 °C menjadi 68,4 °C. Hasil tersebut menunjukan bahwa sistem manajemen termal motor listrik

menggunakan pipa kalor pipih berbentuk “L” dapat secara efektif menurunkan temperatur motor listrik walaupun pipa kalor

dipasang di permukaan luar motor. Kemudian diperoleh pula bahwa penambahan jumlah pipa kalor dari 4 menjadi 6 dan 8

buah tidak memberikan peningkatan kinerja yang signifikan.

Kata kunci: kinerja, motor listrik, pipa kalor, sistem manajemen termal

1. Pendahuluan

Motor listrik adalah suatu alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Proses

konversi energi listrik menjadi energi mekanik pada sebuah motor listrik selalu disertai dengan

pembangkitan kalor. Pembangkitan kalor ini disebabkan oleh adanya sebagian dari energi listrik yang

dikonversi menjadi energi termal. Pembangkitan kalor pada motor listrik akan meningkatkan

temperaturnya. Temperatur kerja motor listrik yang berlebihan akan menurunkan kinerjanya dan

memperpendek umur pakainya. Untuk menjaga agar motor listrik beroperasi pada temperatur kerja

yang ideal diperlukan sistem manajemen termal yang efektif dan efisien.

Pembagkitan kalor pada motor listrik dapat dikelompokan sebagai kerugian Joule, kerugian

besi, kerugian mekanik, dan kerugian stray load [1]. Kerugin Joule berkaitan dengan konversi energi

listrik menjadi enrgi termal di dalam kawat kumparan tembaga yang besarnya sebanding dengan

kuadrat arus dan tahanan kawat kumparan. Kerugian besi terdiri atas kerugian histeresis dan kerugian

Joule pada inti besi akibat arus induksi. Kerugian mekanik adalah kerugian yang berkaitan dengan

gesekan mekanik dan gesekan viskos. Kerugian stray load merupakan kerugian minor dan merupakan

kerugian yang sulit dievaluasi. Bousbaine [2] mengkaji pengembangan model termal dari motor

induksi berdasarkan distribusi densitas kerugian (loss density distribution) yang akurat untuk

memprediksi kenaikan temperatur motor sebelum dibuat. Penelitian ini memperhitungkan berbagai

jenis material dan geometri motor yang, serta berbagai mode perpindahan panas. Perancangan yang

baik serta teknologi material dan manufaktur yang maju dapat menghasilkan motor-motor listrik

dengan kerugian yang cukup rendah. Walaupun demikian, pada motor-motor berdaya tinggi dan pada

beban kerja yang berat, pembangkitan kalor dapat meningkatkan temperatur motor secara tajam.

mailto:[email protected]




SENTRA 2016 I - 213

Untuk menurunkan temperatur kerjanya, motor listrik perlu didinginkan dengan cara mengeluarkan

atau memindahkan kalor yang dibangkitkan ke suatu media yang dapat berupa fluida pendingin atau

ke udara sekeliling.

Metode pendinginan motor listrik konvensional biasanya menggunakan sirip yang terdapat

pada permukaan luar rumah motor. Sirip tersebut berfungsi untuk memperluas bidang perpindahan

kalor agar dapat meningkatkan laju perpindahan kalor dari motor listrik ke sekeliling secara konveksi.

Pemasangan sirip ini biasanya disertai dengan pemasangan kipas yang dipasang pada salah satu ujung

poros motor. Kipas tersebut berfungsi untuk menglirkan udara melalui celah-celah sirip radial

sehingga dapat meningkatkan laju perpindahan kalor secara konveksi. Untuk motor listrik berdaya

tinggi banyak dipakai metode pendinginan menggunakan air pendingin yang dialirkan melalui jaket air

yang dipasang di antara stator dan rumah motor. Penggunaan cairan pendingin bertujuan untuk

meningkatkan efektifitas pendinginan motor listrik.

Beberapa penelitian telah dilakukan untuk meningkatkan kinerja manajemen termal

konvensional motor listrik. Farsane et al. [3] melakukan studi eksperimental tentang pendinginan tipe

tertutup motor listrik. Li [4] dalam sebuah kajiannya mengusulkan modifikasi desain untuk perbaikan

kinerja pendinginan dari motor listrik magnet permanen dengan impeller sentrifugal. Davin [5]

melakukan studi eksperimental tentang penggunaan minyak pelumas sebagai pendingin untuk motor

listrik. Lee [6] mengkaji pengembangan sistem pendinginan motor yang menggunakan metode

pendinginan paksa dengan menyediakan saluran untuk pendinginan rumah motor dan poros motor

berongga untuk pendinginan rotor.

Pipa kalor adalah penukar kalor yang memiliki kapasitas pemindahan kalor yang tinggi

dengan ukuran yang rngkas, bobot yang ringan, dan tidak memerlukan pasokan daya eksternal [7].

Studi tentang penggunaan pipa kalor dalam manajemen termal dari perangkat elektronik telah

dilakukan oleh Nandy Putra et al. [8, 9] dan peneliti lainnya seperti Weng et al. [10] dan Wang [11].

Nandy Putra et al. juga telah melakukan penelitian pada pengembangan sumbu kapiler pipa kalor

menggunakan terumbu karang yang dikombinasikan dengan nanofluida sebagai fluida kerjanya [12-

14]. Saat ini, pipa kalor secara luas digunakan dalam manajemen termal dari perangkat mobile seperti

laptop dan ponsel.

Beberapa penemuan (invensi) pendinginan motor listrik menggunakan pipa kalor telah

dipatenkan. Dalam beberapa aplikasi pendinginan motor listrik, bagian evaporator pipa kalor

ditempatkan di dalam rumah motor atau dibenamkan didalam poros motor, sedangkan bagian

kondensornya ditempatkan di luar rumah motor dan didinginkan dengan cairan atau udara yang

dialirkan. Pada penelitian ini dibuat suatu prototip sistem manajemen termal motor listrik yang

menggunakan pipa kalor untuk memindahkan kalor dari badan motor ke udara sekeliling. Sisi

evaporator dari pipa kalor dipasang pada dudukan pipa kalor yang dipasang pada permukaan motor,

sedangkan sisi kondensornya ditempatkan di sisi motor tempat kipas dipasang. Untuk itu, pipa kalor

pipih dengan bentuk “L” digunakan dalam prototip ini. Pada rancangan ini kalor dari permukaan

motor diserap oleh evaporator, diteruskan ke sisi kondensor dan kemudian dilepas ke udara sekeliling

melalui sirip dengan bantuan kipas. Mengingat sempitnya ruang yang tersedia di antara kipas dengan

tutup motor, maka hanya delapan pipa kalor yang dipasang pada prototip pendingin motor listrik ini.

Gambar 1 memperlihatkan rancangan prototip pendingin motor listrik.




I - 214 SENTRA 2016

Gambar 1 Rancangan prototip sistem manajemen termal motor listrik

Berikut ini adalah hasil penelusuran yang telah dilakukan mengenai paten yang sudah ada

sebelumnya dan berkaitan dengan pendinginan motor listrik yang menggunakan pipa kalor.

Hasset et al. [15] mengklaim suatu invensi mengenai metode pendinginan motor listrik

menggunakan pipa kalor lurus yang ditempatkan di dalam rumah motor dengan sisi kondensornya

ditempatkan di ruang pendingin yang berisi cairan pendingin yang disirkulasi menggunakan pompa.

Selanjutnya, Owng et al. [16] mengklaim sebuah invensi tentang pendinginan motor listrik

menggunakan pipa kalor lurusyang ditempatkan di sekeliling poros motor. Sisi kondensor ditempatkan

pada impeler. Rubby et al. [17] mengklaim suatu invensi tentang pendinginan motor listrik

menggunakan pipa kalor lurus. Dalam paten tersebut mereka menggunakan pipa kalor sebagai penukar

kalor. Sisi evaporator dipasang pada motor listrik, sedangkan sisi kondensornya dipasang pada tangki

yang berisi cairan yang disirkulasikan. Selanjutnya, Fedoseyev et al. mengklaim suatu invensi

mengenai pendingin motor listrik menggunakan pipa kalor lurus. Dalam paten tersebut, mereka

menempatkan sisi evaporator pipa kalor di dalam poros motor listrik, sedangkan sisi kondensornya

ditempatkan di bagian luar motor dan dihubungkan dengan sirip pendingin seperti diperlihatkan pada

Gambar 4.5. Kelemahan paten ini adalah bahwa pipa kalor semacam ini memerlukan rancangan

khusus untuk menempatkan pipa kalor di dalam poros motor listrik, pipa kalor terletak di dalam poros

motor listrik sehingga dapat berisiko merusak konstruksi motor listrik apabila terjadi kebocoran.

Selain itu, pipa kalor semacam ini sulit diperbaiki jika terjadi kerusakan.

Keempat paten yang dikemukakan tersebut di atas, menempatkan sisi evaporator pipa kalor di

dalam rumah motor dengan resiko terjadi kerusakan motor akibat kebocoran pipa kalor. Hal ini juga

memerlukan perubahan rancangan struktur motor listrik yang tidak mudah untuk diterapkan serta

menyebabkan pemeliharaannya kurang praktis. Selain itu beberapa di antaranya membutuhkan daya

pemompaan untuk mensirkulasikan cairan pendingin di sisi kondensor. Dalam penelitian ini,

kelemahan paten tersebut diatasi dengan menempatkan pipa kalor di luar badan motor listrik sehingga

menghilangkan resiko kerusakan motor akibat kebocoran pipa kalor dan tidak memerlukan perubahan

rancangan struktur motor yang khusus untuk menempatkan pipa kalor di dalam badan motor listrik.

Selain itu, rancangan ini memudahkan perbaikan jika terjadi kerusakan pipa kalor. Penggunaan pipa

kalor berbentuk “L”, memungkinkan sisi kondensor ditempatkan di depan kipas sehingga tidak

mengubah rancangan motor listrik konvensional, dan tidak memerlukan sirkulasi fluida kerja

menggunakan pompa. Perubahan yang cukup mencolok adalah dalam rancangan kipasnya. Kipas pada

motor konvensional merupakan fan radial di mana udara masuk dari arah aksial dan dihembuskan

kearah radial untuk kemudian dibelokkan kembali ke arah aksial oleh tutup kipas menuju sela-sela

sirip. Pada rancangan ini digunakan kipas aksial di mana udara mengalir secara aksial di sisi masuk

maupun di sisi keluar.

Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh kinerja sebuah prototip sistem manajemen termal

motor listrik menggunakan pipa kalor pipih berbentuk “L” secara eksperimental. Eksperimen yang

dilakukan meliputi pengukuran temperatur motor dan pembangkitan kalor.




SENTRA 2016 I - 215

2. Metode Penelitian

Prototip sistem manajemen termal motor listrik dibuat menggunakan sebuah motor induksi 0.5

HP yang rotor dan statornya diganti dengan sebuah pemanas listrik dan dua buah silinder. Silinder

dalam yang terbuat dari paduan alumunium berfungsi sebagai rumah pemanas listrik, dan silinder luar

yang terbuat dari stainless steel 304 berfungsi untuk menggantikan stator. Gambar 2 memperlihatkan

komponen-komponen prototip. Silinder stainless steel dipasang di bagian dalam motor listrik

konvensional yang bagian dalamnya telah dibongkar. Kemudian rumah pemanas disisipkan ke dalam

lubang silinder. Elemen pemanas listrik kemudian dimasukkan ke dalam lubang pada rumah pemanas.

Untuk menjamin adanya kontak termal yang baik, sebelum dimasukkan, permukaan pemanas diberi

thermal paste. Selanjutnya penutup motor dipasang di ke dua sisinya. Berikutnya dilakukan

pemasangan dudukan kipas yang diikuti dengan pemasangan kipas. Tahap selanjutnya adalah

pemasangan dudukan pipa kalor. Dudukan pipa kalor disisipkan di antara sirip setelah terlebih dahulu

diberi thermal paste. Selanjutnya pipa kalor disisipkan ke dalam alur yang terdapat pada dudukan pipa

kalor. Gambar 3 memperlihatkan prototip sistem manajemen termal motor listrik menggunakan pipa

kalor pipih berbentuk “L” yang telah dirakit.

Gambar 2 Komponen prototip

Gambar 3 Prototip sistem manajemen termal motor listrik menggunakan pipa kalor pipih

berbentuk “L”

Untuk memperoleh kinerja prototip ini dilakukan pengujian meliputi pengukuran temperatur

motor dan daya pembangkitan kalor. Pengukuran temperatur dilakukan menggunakan termokopel tipe




I - 216 SENTRA 2016

k berdiameter 0,3 mm, sedangkan pengukuran daya listrik menggunakan digital powermeter. Gambar

4 memperlihatkan setup pengujian prototip ini. Termokopel dipasang di permukaan bagian dalam dan

bagian luar silinder, masing-masing sebanyak tiga buah. Pada Gambar 5 diperlihatkan pemasangan

termokopel tersebut. Setiap termokopel dihubungkan dengan modul data akuisisi National Instrument

NI DAQ 9214 yang dipasang pada chassis NI cDAQ 9714. Daya elemen pemanas diatur melalui

sebuah regulator tegangan AC. Untuk mengurangi fluktuasi daya akibat fluktuasi tegangan listrik

digunakan voltage stabilizer yang dilengkapi motor servo. Data besaran listrik seperti tegangan, arus

dan frekuensi diukur dengan powermeter digital Yokogawa WT310. Sistem pengukuran temperatur

dan besaran listrik ini dihubungkan dengan sebuah komputer PC.

Gambar 4 Setup eksperimen Gambar 5 Pemasangan termokopel

Pengujian dilakukan di dalam ruangan laboratorium dengan udara yang dikondisikan pada

temperatur 24°C - 25°C. Pembacaan data dilakukan sebanyak satu kali pembacaan setiap dua detik.

Kemudian pemanas dinyalakan dengan mengatur tegangan listrik sedemikian hingga diperoleh daya

masukkan ke pemanas listrik sebesar 30 W. Kenaikan temperatur prototip diamati melalui layar

monitor komputer PC. Kondisi stedi dianggap telah tercapai ketika ketika temperatur prototip sudah

tidak berubah lagi selama selang waktu lebih dari 10 menit. Selanjutnya daya pemanas dinaikkan

menjadi 60 W, 90 W, 120 W dan 150 W. Pertama dilakukan pengujian tanpa menggunakan pipa kalor,

kemudian berikutnya dilakukan pengujian dengan menggunakan 4, 6 dan 8 buah pipa kalor Walaupun

temperatur udara ruangan berfluktuasi, kondisi temperatur udara sekeliling pada kedua pengujian

tersebut diupayakan sama. Gambar 6 memperlihatkan pelaksanaan pengujian di laboratorium.

Gambar 6 Pengujian prototip di laboratorium

Untuk mengetahui laju perpindahan kalor yang terjadi melalui pipa kalor dipasang saluran

udara sedemikian hingga seluruh bagian kondensor pipa kalor berada di dalamnya. Kecepatan udara

melalui saluran diperoleh dari pengukuran menggunakan velometer. Temperatur udara di sisi masuk




SENTRA 2016 I - 217

dan sisi keluar saluran diukur menggunakan termokopel tipe k berdiameter 0,3 mm. Kemudia laju

perpindahan kalor melalui sisi kondensor dapat diperoleh dengan Pers. 1.

TcVAq p

: massa jenis udara (kg/m3)

A : luas penampang saluran (m2)

V : kecepatan udara (m/s)

cp : kalor jenis udara (J/kg.K)

T : perbedaan temperatur udara antara sisi keluar dan sisi masuk saluran °C

3. Hasil dan Pembahasan

Berikut ini adalah hasil-hasil yang diperoleh dari pengujian prototip sistem manajemen termal

motor listrik berbasis pipa kalor. Pada Gambar 7 diperlihatkan data hasil pengukuran temperatur dan

daya listrik, masing-masing untuk prototip tanpa pipa kalor dan menggunakan 8 buah pipa kalor. Baik

temperatur udara sekeliling maupun daya listrik, keduanya memperlihatkan nilai yang berfluktuasi,

walaupun udara ruangan dikondisikan dengan AC dan tegangan listrik distabilkan dengan voltage

stabiliser. Fluktuasi daya listrik meningkat dengan bertambahnya daya listrik. Hal ini berkaitan

dengan daya listrik yang berbanding lurus dengan kuadrat dari tegangan listrik. Secara umum data

temperatur dan daya listrik pada keadaan stedi untuk setiap harga daya pemanas berhasil diperoleh.

Gambar 7 Data temperatur dan daya listrik (kiri) tanpa pipa kalor dan (kanan) menggunakan 8 buah

pipa kalor

Temperatur dan daya pemanas pada keadan stedi untuk setiap harga beban kalor atau daya

pemenas diperoleh melalui perata-ratan terhadap harga-harga yang terukur di 15 – 20 menit terakhir.

Gambar 8 memperlihatkan hasil-hasil yang diperoleh dari proses perata-rataan tersebut untuk

pengujian tanpa pipa kalor dan menggunakan 8 buah pipa kalor.

0 2 4 6 8 10 12 14 16

20

40

60

80

100

120

140

To2To3

Tem

pera

tur

(°C

)

Waktu (hr)

Ti1: Permukaan Dalam 1



To1: Permukaan Luar 1



Ta: Ambient

Ti1, Ti2, Ti3

To1

Daya Pemanas

Ta

Tanpa Pipa Kalor

0

30

60

90

120

150

180

Daya P

em

anas (

W)

Daya Pemanas

0 2 4 6 8 10 12

20

30

40

50

60

70

80

90

100 Dengan 8 Pipa Kalor

Te

mp

era

tur

(°C

)

Waktu (hr)







Ta: Ambient

0

30

60

90

120

150

180

210

Ta

Heat Load

Ti1, Ti2, Ti3

Da

ya

Pe

ma

na

s (

W)

Beban Kalor

To2To3To1




I - 218 SENTRA 2016

Gambar 8 Temperatur motor dalam keadaan stedi (kiri) tanpa pipa kalor dan (kanan) menggunakan 8

buah pipa kalor

Temperatur motor dalam keadaan stedi meningkat dengan bertambahnya beban kalor.

Temperatur motor di permukaan bagian dalam silinder, baik untuk pengujian tanpa pipa kalor maupun

dengan pipa kalor, keduanya menunjukan distribusi yang seragam. Untuk temperatur permukaan

silinder bagian luar, distribusinya agak melebar sedikit, terutama untuk pengujian dengan pipa kalor

dan untuk beban kalor yang tinggi. Walaupun demikian dapat dikatakan bahwa distribusinya

mendekati seragam. Untuk melihat pengaruh penggunaan pipa kalor pada prototip ini kedua hasil di

atas digabungkan menjadi sebuah kurva seperti dapat dilihat pada Gambar 9. Temperatur udara

sekeliling dan daya pemanas pada kedua pengujian ini sangat dekat sehingga hasilnya layak untuk

dibandingkan.

Penurunan temperatur motor akibat penggunaan pipa kalor semakin besar dengan

bertambahnya beban kalor. Pada beban kalor 30 W temperatur bagian dalam motor turun dari 47,9°C

menjadi 39,5°C, atau turun sebesar 8,4°C . Pada beban kalor 150 W temperaturnya dapat diturunkan

dari 126°C menjadi 91,4°C, atau turun sebesar 36,6°C. Untuk bagian luar, pada beban kalor 30 W

temperatur turun dari 42,3°C menjadi 33,9, atau turun sebesar 8,4°C. Pada beban kalor 150 W

temperaturnya turun dari 102,2°C menjadi 68,4°C, atau turun sebesar 33,8°C. Tampak bahwa

pemasangan pipa kalor dapat menurunkan temperatur motor secara signifikan. Hasil-hasil di atas

menunjukkan bahwa kalor yang diserap oleh evaporator dari permukaan rumah motor dan dilepas ke

udara sekeliling melalui kondensor lebih besar dibandingkan dengan kalor yang dilepas ke udara

sekeliling secara konveksi melalui sirip-sirip motor. Hal ini disebabkan tahanan termal melalui pipa

kalor jauh lebih rendah dibandingkan melalui sirip motor. Perpindahan kalor melalui sirip motor

terjadi secara konveksi, sedangkan perpindahan kalor melalui pipa kalor terjadi melalui siklus fluida

kerja yang disertai dengan perubahan fasa.

Gambar 10 memperlihatkan pengaruh jumlah pipa kalor terhadap temperatur motor dan

perpindahan kalor yang melalui pipa kalor untuk daya pemanas 150 W. Tampak bahwar penggunaan 4

buah pipa kalor menghasilkan penurunan penurunan temperatur motor yang cukup besar. Penambahan

jumlah pipa kalor menjadi 6 dan 8 tidak menghasilkan penurunan temperature motor yang signifikan.

Demikian pula halnya dengan persentase perpindahan kalor melalui pipa kalor, penambahan pipa

kalor menjadi 6 dan 8 buah tidak menghasilkan kenaikan perpindahan kalor yang signifikan. Hal ini

dapat disebabkan oleh sempitnya ruang yang tersedia di sisi kondensor sehingga efektifitas

perpindahan kalor dari sirip kondensor ke udara sekeliling menjadi kurang efektif.

20 40 60 80 100 120 140 160

20

40

60

80

100

120

140Tanpa Pipa Kalor

Ta

To2To3

Tem

pera

tur

(°C

)

Daya Pemanas (W)







Ta: Ambient

Ti1, Ti2, Ti3

To1

20 40 60 80 100 120 140 160

20

40

60

80

100Dengan 8 Pipa Kalor

Ta

Ti1, Ti2, Ti3

Tem

pera

tur

(°C

)

Daya Pemanas (W)






To3: Outer Surface 3

Ta: Ambient

To2To3To1




SENTRA 2016 I - 219

Gambar 9 Pengaruh penggunaan pipa kalor Gambar 10 Pengaruh jumlah pipa kalor

4. Kesimpulan

Eksperimen untuk memperoleh kinerja prototip sistem manajemen termal motor listrik

menggunakan pipa kalor pipih berbentuk “L” telah berhasil dilakukan. Berikut ini adalah beberapa

kesimpulan yang diperoleh.

1. Prototip sistem manajemen termal motor listrik dapat menurunkan temperatur motor listrik

secara efektif walaupun pipa kalor dipasang di luar rumah motor.

2. Penambahan jumlah pipa kalor di atas 4 buah tidak menghasilkan penurunan temperature yang

signifikan.

3. Pada daya pemanas atau beban kalor 150 W dengan 8 buah pipa kalor, temperature permukaan

luar motor dapat diturunkan dari 102.2 °C menjadi 68,4 °C, yakni penurunan sebesar 31,8 °C.

Referensi

[1] Y. Huai, R. V. N. Melnik, and P. B. Thogersen, "Computational analysis of temperature rise

phenomena in electric induction motors," Applied Thermal Engineering, vol. 23, pp. 779-795,

5// 2003.

[2] A. Bousbaine, "Thermal modelling of induction motors based on accurate loss density

distribution," Electric Machines &Power Systems, vol. 27, pp. 311-324, 1999.

[3] K. Farsane, P. Desevaux, and P. K. Panday, "Experimental study of the cooling of a closed type

electric motor," Applied Thermal Engineering, vol. 20, pp. 1321-1334, 10/1/ 2000.

[4] H. Li, "Cooling of a permanent magnet electric motor with a centrifugal impeller," International

Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 53, pp. 797-810, 1/31/ 2010.

[5] T. Davin, J. Pellé, S. Harmand, and R. Yu, "Experimental study of oil cooling systems for

electric motors," Applied Thermal Engineering, vol. 75, pp. 1-13, 2015.

[6] K.-H. Lee, H.-R. Cha, and Y.-B. Kim, "Development of an interior permanent magnet motor

through rotor cooling for electric vehicles," Applied Thermal Engineering, vol. 95, pp. 348-356,

2/25/ 2016.

[7] H. N. Chaudhry, B. R. Hughes, and S. A. Ghani, "A review of heat pipe systems for heat

recovery and renewable energy applications," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol.

16, pp. 2249-2259, 2012.

[8] N. Putra and F. N. Iskandar, "Application of nanofluids to a heat pipe liquid-block and the

thermoelectric cooling of electronic equipment," Experimental Thermal and Fluid Science, vol.

35, pp. 1274-1281, 2011.

[9] N. Putra, W. N. Septiadi, R. Sahmura, and C. T. Anggara, "Application of Al2O3 Nanofluid on

Sintered Copper-Powder Vapor Chamber for Electronic Cooling," Advanced Materials

Research, vol. 789, pp. 423-428, 2013.

20 40 60 80 100 120 140 160

20

40

60

80

100

120

140

Te

mp

era

tur

(°C

)

Daya Pemanas (W)

Ti: Perm. Dalam Tanpa Pipa Kalor

To: Perm. Luar Tanpa Pipa Kalor

Ta: Ambient Tanpa Pipa Kalor

Ti*: Perm. Dalam Dengan Pipa Kalor

T*o: Perm. Luar Dengan Pipa Kalor

T*a: Ambient Dengan Pipa Kalor

Ti

To

Ta, T*a

T*i

T*o

0 2 4 6 8

60

80

100

120

Temperatur Permukaan Dalam

Temperatur Permukaan Luar

Perpindahan Kalor Melalui Kondensor

Jumlah Pipa Kalor

Te

mpe

ratu

r (°

C)

0

5

10

15

20

Perp

ind

aha

n K

alo

r M

ela

lui K

on

den

so

r (%

)




I - 220 SENTRA 2016

[10] Y.-C. Weng, H.-P. Cho, C.-C. Chang, and S.-L. Chen, "Heat pipe with PCM for electronic

cooling," Applied Energy, vol. 88, pp. 1825-1833, 2011.

[11] J.-C. Wang, "L-type heat pipes application in electronic cooling system," International Journal

of Thermal Sciences, vol. 50, pp. 97-105, 2011.

[12] N. Putra, W. N. Septiadi, R. Saleh, R. A. Koestoer, and S. Purbo Prakoso, "The Effect of CuO-

Water Nanofluid and Biomaterial Wick on Loop Heat Pipe Performance," in Advanced

Materials Research, 2014, pp. 356-361.

[13] N. Putra, R. Saleh, W. N. Septiadi, A. Okta, and Z. Hamid, "Thermal performance of

biomaterial wick loop heat pipes with water-base Al2O3 nanofluids," International Journal of

Thermal Sciences, vol. 76, pp. 128-136, 2// 2014.

[14] N. Putra, W. N. Septiadi, H. Rahman, and R. Irwansyah, "Thermal performance of screen mesh

wick heat pipes with nanofluids," Experimental Thermal and Fluid Science, vol. 40, pp. 10-17,

7// 2012.

[15] T. Hassett and M. Hodowanec, "Electric motor with heat pipes," ed: Google Patents, 2009.

[16] R.-J. Owng, C.-W. Ruan, Y.-T. Wei, and M.-C. Liao, "Electric motor having heat pipes," ed:

Google Patents, 2013.

[17] S. Ruby and J.-p. Le Lagadec, "Cooling of an Electric Motor Via Heat Pipes," ed: US Patent

20,140,338,857, 2014.

Documents

KINERJA SISTEM MANAJEMEN TERMAL MOTOR LISTRIK …