IV.1.1. Peralatan Percobaan
Penelitian tentang perhitungan efisiensi motor induksi tiga fasa dengan pengaturan tegangan dilakukan pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU.
Adapun peralatan-peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Motor Induksi 3 fasa Rotor Belitan dengan data-data sebagai berikut :
1. Tegangan nominal :
∆ Y
380220 V 2. Arus nominal
:
∆ Y
6,210,7 A 3. Cos
ϕ : 0,67
4. Frekuensi : 50 Hz
5. Putaran nominal : 1410 rpm
6. Jumlah kutub : 4
7. Daya output : 2,2 KW
8. Produksi : AEG
b. 1 Unit Motor DC berfungsi sebagai generator sebagai beban dengan pengukur Torsi Beban
Adapun data-data pada motor DC adalah : 1. Tipe
: GF 110140 2. Nomor Seri
: 7983731
Universitas Sumatera Utara
3. Tegangan Nominal : 220 volt
4. Arus Jangkar : 9,1 Ampere
5. Arus medan : 0,64 Ampere
6. Kecepatan Nominal : 1500 rpm
7. Daya output : 2,0 KW
c. 1 Unit ϕ
Cos
meter d. 1 Unit power supply AC 3
ϕ PTAC
e. 2 Unit Power Supply DC PTDC f. 1 Unit Voltmeter AC
g. 1 Unit Voltmeter DC h. 1 Unit Ammeter AC
i. 2 Unit Ammeter DC j. 1 Unit Wattmeter
k. 3 Unit Tahanan Geser.
IV.1.2. Rangkaian dan Prosedur Percobaan IV.1.2.1.
Percobaan Beban Nol
Universitas Sumatera Utara
C A
T P
R S
T M
T N
K L T
S R
1
V
1
A
K L M
Induksi Motor
Wattmeter
1
S
Gambar 4.1 Rangkaian Percobaan Beban Nol Pengaruh Perubahan Tegangan
Prosedur Percobaan : 1.
Rangkaian percobaan dibuat seperti gambar 4.1 2.
Tutup saklar S
1
3. Naikkan tegangan autotrafo AC PTAC yang disuplai ke motor induksi
dengan besar tegangan mencapai 380 V
4. Mencatat arus beban nol
o
I ,putaran rpm, tegangan input
o
V ,Faktor daya dan daya input
in
P .
5. Turunkan tegangan autotrafo AC PTAC hingga motor berhenti.
6. Lepaskan saklar
1
S
7. Percobaan selesai.
IV.1.2.2. Percobaan Hubung Singkat
Universitas Sumatera Utara
K L T
S
R
C A
T P
R
S
T T
N G
1 PTDC
2 C
D T
P
1
S
1
V
1
A
Wattmeter Induksi
Motor K L M
M
3
S
2
S
2
A
3
A
2
V
Gambar 4.2 Rangkaian Percobaan Hubung Singkat Pengaruh Perubahan Tegangan
Prosedur Percobaan : 1.
Rangkaian percobaan dibuat seperti gambar 4.2 2.
Tutup saklar
1
S
3. Naikkan tegangan autotrafo PTAC yang disuplai ke motor induksi
sampai mencapai 78 volt.
4. Tutup
3
S , naikkan PTDC 1 sampai arus medan mencapai 1 ampere
5. Tutup
2
S
, naikka n PTDC 2 sampai motor DC memblok
memberhentikan putaran motor induksi.
6. Mencatat tegangan hubung singkat
hs
V , arus hubung singkat
hs
I , daya
input
in
P , torsi
T
dan arus jangkar motor dc
a
I .
7. Turunkan PTDC 2 sampai nol lalu lepaskan
2
S
.
8. Turunkan PTDC 1 sampai nol lalu lepaskan
3
S .
9. Turunkan PTAC 1 sampai nol lalu lepaskan
1
S
Universitas Sumatera Utara
10. Percobaan 3-9 diulang kembali dengan tegangan input 77 volt dan arus
medan 1,38 ampere.
11. Percobaan selesai.
IV.1.2.3. Percobaan Pengukuran Tahanan Motor Induksi
1 C
D T
P U
V W
1
V
1
A
1
S
Induksi Motor
Stator dari
Ditinjau
Gambar 4.3a Ditinjau Dari Stator
Prosedur Percobaan : 1.
Rangkaian percobaan dibuat seperti pada gambar 4.3a. 2.
Sambungkan terminal stator U-W ke terminal PTDC 1. 3.
Tutup saklar
1
S . 4.
Naikkan tegangan PTDC 1 yang disuplai ke motor induksi sampai mencapai 1 volt lalu mencatat tegangan DC
1
V dan arus DC
1
A . 5.
Lngkah ke- 4 diulang untuk tegangan 2 volt dan 3 volt. 6.
Turunkan tegangan PTDC 1 sampai nol lalu lepaskan
1
S . 7.
Percobaan 2-6 diulang kembali dengan tegangan terminal stator U-V dan V-W.
8. Percobaan selesai.
Universitas Sumatera Utara
2 C
D T
P K
L M
2
S
2
V
2
A Rotor
dari Ditinjau
Induksi Motor
Gambar 4.3b Ditinjau Dari Rotor
Prosedur Percobaan : 1.
Rangkaian percobaan dibuat seperti pada gambar 4.3b. 2.
Sambungkan terminal stator K-L ke terminal PTDC 2. 3.
Tutup saklar
2
S . 4.
Naikkan tegangan PTDC 2 yang disuplai ke motor induksi sampai mencapai 1 volt lalu mencatat tegangan dc
2
V dan arus DC
2
A . 5.
Langkah ke- 4 diulang untuk tegangan 2 volt dan 3 volt. 6.
Turunkan PTDC 2 sampai nol lalu lepaskan
2
S . 7.
Percobaan 2-6 diulang kembali dengan terminal stator K-M dan L-M. 8.
Percobaan selesai.
IV.1.2.4. Percobaan Pengukuran Perbandingan Belitan
1
s M
W V
U
C A
T P
1
V
2
V K
L M
Rotor Stator
Induksi Motor
Gambar 4.4a Percobaan Perbandingan Belitan Ditinjau Dari Stator
Universitas Sumatera Utara
Prosedur Percobaan : 1.
Rangkaian percobaan dibuat seperti pada gambar 4.4a. 2.
Terminal rotor K-L dihubungkan oleh voltmeter
2
V . 3.
Tutup saklar
1
S . 4.
Naikkan tegangan PTAC yang disuplai ke motor induksi sampai mencapai 20 volt lalu mencatat tegangan pada stator
1
V dan rotor
2
V . 5.
Langkah ke-4 diulang untuk tegangan 40, 60 dan 80 volt. 6.
Langkah 2-5 diulang untuk posisi terminal rotor K-M dan L-M. 7.
Percobaan selesai.
1
s M
W V
U
C A
T P
K L
M Rotor
Stator Induksi
Motor
2
V
1
V
Gambar 4.4b Percobaan Perbandingan Belitan Ditinjau Dari Rotor
Prosedur Percobaan : 1.
Rangkaian percobaan dibuat seperti pada gambar 4.4b. 2.
Terminal stator U-V dihubungkan oleh Voltmeter
2
V . 3.
Tutup saklar
1
S .
Universitas Sumatera Utara
1
A
1
V
Wattmeter K L
T S
R Induksi
Motor M
T N
G
2
A
2
V
2
S
3
S
1 PTDC
2 C
D T
P
3
A
Meter Cos
ϕ
1
s
C A
T P
R S
T
±
A 1
A 5
2
P
1
P
3
P
K L M
4. Naikkan tegangan PTAC yang disuplai ke motor induksi samapai
mencapai 4 volt lalu mencatat tegangan pada stator
1
V dan rotor
2
V . 5.
Langkah ke-4 diulang untuk tegangan 8, 12, dan 16 volt. 6.
Langkah 2-5 diulang untuk posisi terminal rotor U-W dan V-W. 7.
Percobaan selesai. Catatan :
1. Untuk percobaan pengukuran belitan ditinjau dari stator V
V =
1
dan
2 2
E V
= .
2. Untuk percobaan pengukuran belitan ditinjau dari rotor
2 1
E V
= dan
2
V V
= Hal ini dipergunakan untuk membedakan voltmeter
1
V pada stator dan voltmeter
2
V pada rotor.
IV.1.2.5. Percobaan Pengukuran Faktor Daya Motor Induksi dengan
Perubahan Tegangan
Gambar 4.5 Rangkaian Percobaan Pengukuran Faktor Daya dengan Perubahan
Tegangan
Universitas Sumatera Utara
Prosedur Percobaan : 1.
Rangkaian percobaan dibuat seperti gambar 4.5 2.
Tutup saklar S
1
3. Naikkan tegangan autotrafo PTAC yang disuplai ke motor induksi
sampai mencapai 360 Volt. 4.
Mencatat arus motor, daya dan juga kecepatan motor 5.
Turunkan tegangan dengan autotrafo PTAC hingga diperoleh harga faktor daya maksimum yang terbaca pada
ϕ cos meter.
6. Catat arus, daya, tegangan akhir dan kecepatan motor.
7. Naikkan tegangan autotrafo sampai mencapai 360 Volt
8. Naikkan torsi beban dengan menggunakan tahanan geser.
9. Ulangi percobaan 4-8 dengan data-data beban 0; 0,49; 1,47; 2,45; 3,43;
4,41; 5,39
m N.
. 10.
Jika sudah selesai, turunkan autotrafo hingga motor induksi berhenti. 11.
Lepaskan saklar S
1
dan percobaan selesai.
IV.1.3. Data Percobaan
Tabel 4.1 Percobaan Beban Nol
o
V volt
o
I A
in
P KW 380
3,91 0,73
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Percobaan Hubung Singkat
MOTOR INDUKSI MOTOR DC
V V
hs
A I
hs
KW P
. m
N T
A I
f
A I
a
78 6,17
0,37 0,22
1 1,4
77 6,10
0,22 0,26
1,38 1,7
Tabel 4.3 Percobaan Pengukuran Tahanan
INPUT DI ROTOR INPUT DI STATOR
Fasa volt
V
dc
A I
dc
Fasa volt
V
dc
A I
dc
K – L 1
2,95 U –V
1 0,71
2 3,36
2 1,21
3 5,77
3 1,44
K – M 1
2,87 U – W
1 0,72
2 3,81
2 1,14
3 6,11
3 0,72
L - M 1
2,95 V - W
1 0,73
2 3,55
2 1,12
3 5,47
3 1,47
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4 Percobaan Perbandingan Belitan
INPUT DI STATOR INPUT DI ROTOR
V volt
2
E
volt volt
volt
V
volt
avg
V volt
20 K-L = 6,1
6,3 4
U-V = 24,2 24,46
K-M = 6,1 U-W = 22,3
L-M = 6,7 V-W = 26,9
40 K-L = 11,7
12,0 8
U-V = 35,6 37,96
K-M = 11,8 U-W = 36,8
L-M = 12,5 V-W = 41,5
60 K-L = 17,5
17,66 12
U-V = 50,3 51,86
K-M = 17,4 U-W = 49,8
L-M = 18,1 V-W = 55,5
80 K-L = 22,9
23,16 16
U-V = 63,3 64,66
K-M = 23,1 U-W = 62,4
L-M = 23,5 V-W = 68,3
Data pada saat sebelum pengaturan tegangan :
s
V = 360 volt
f
= 50 Hz
Tabel 4.5 Percobaan Pengukuran Faktor Daya, Arus, Daya, Dan
Kecepatan Motor Induksi Dengan Pengaturan Tegangan Masukan
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5a Kenaikan faktor daya untuk berbagai beban
Torsi Beban
m N.
Faktor daya sebelum pengaturan tegangan
Faktor daya setelah pengaturan tegangan
Tegangan Motor Akhir Volt
0,49 0,18
0,85 70
1,47 0,27
0,85 112
2,45 0,32
0,86 130
3,43 0,37
0,86 148
4,41 0,41
0,86 156
5,39 0,47
0,86 160
Tabel 4.5b Perubahan Arus Motor
Torsi Beban
m N.
Arus saat tegangan normal A
Arus motor setelah pengaturan tegangan A
0,49 3,70
2,12 1,47
3,73 2,63
2,45 3,70
3,21 3,43
3,78 3,31
4,41 3,88
3,71 5,39
4,05 4,34
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5c Perubahan Daya Motor
Torsi Beban
m N.
Daya saat tegangan normal watt
Daya motor setelah pengaturan tegangan watt
0,49 320
220 1,47
500 450
2,45 600
580 3,43
780 710
4,41 870
820 5,39
1075 1020
Tabel 4.5d Perubahan kecepatan motor akibat pengaturan tegangan
Torsi Beban
m N.
Kecepatan sebelum pengaturan tegangan rpm
Kecepatan setelah pengaturan tegangan rpm
0,49 1430
1245 1,47
1410 1230
2,45 1410
1220 3,43
1410 1210
4,41 1400
1190 5,39
1390 1190
Universitas Sumatera Utara
IV.2. ANALISA PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP EFISIENSI MOTOR INDUKSI 3 FASA.
Pada percobaan perubahan tegangan terhadap efisiensi motor induksi 3 fasa,yang digunakan penulis adalah motor induksi rotor belitan,maka perlu dicari
nilai – nilai parameter motor induksi tiga fasa rotor belitan tersebut. Berikut ini penghitungan parameter – parameternya:
IV.2.1. Parameter Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan
IV.2.1.1. Percobaan Beban Nol
Untuk analisa data percobaan beban nol digunakan persamaan berikut :
o o
in o
I V
P Cos
. .
3 =
ϕ
o o
o m
Cos I
V R
ϕ
. =
o o
o m
I V
X
ϕ
sin .
=
Maka berdasarkan analisa data, data-data selanjutnya didapat sebagai berikut :
Tabel 4.6 Nilai Reaktansi Magnetisasi
Universitas Sumatera Utara