44
BAB IV PENGUJIAN DAN HASIL PENGUKURAN
4.1 Umum
Untuk mendapatkan parameter dari rangkaian ekivalen motor induksi tiga phasa, maka dapat dihitung dari data yang didapat dari percobaan beban nol, rotor tertahan block rotor ,
dan percobaan tahanan DC. Pada percobaan beban nol dimana tidak ada beban yang terhubung pada poros rotor sehingga putaran rotor dikatakan maksimum. Percobaan rotor tertahan block
rotor harus dilakukan jauh dibawah keadaan nominal, karena dengan tegangan stator yang kecil sudah menghasilkan arus yang besar pada rotor. Dipercobaan rotor tertahan putaran rotor
dikatakan dalam keadan minimum
r
n = 0 . Untuk percobaan tahanan DC dimana pada
percobaan ini akan mengukur besarnya tahanan pada kumparan motor. Percobaan penggunaan kapasitor luar dilakukan untuk mengetahui pengaruh
penambahan kapasitor terhadap kecepatan motor induksi. Percobaan ini dilakukan dengan mengubah-ubah nilai kapasitor yang dirangkai pada kumparan rotor motor.
4.2 Peralatan Yang Digunakan
Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah: 1. motor induksi tiga phasa
tipe : rotor belitan spesifikasi motor: - AEG Typ C AM 112 MU 4 RI
- Y 220380 V 10,7 6,2 A - 2,2 Kw, cos 0,67
- 1410 rpm, 50 Hz - isolasi B
2. Amper meter 3. Volt Meter
4. Watt Meter 3
Universitas Sumatera Utara
45 5. Sumber tegangan AC dan DC
6. Kapasitor Luar, dengan nilai 50 F, 70 F, 90 F, 110 F dan 126 F.
4.3 Percobaan Untuk Mendapatkan Parameter Motor Induksi
Untuk dapat menentukan parameter motor induksi tiga phasa jenis rotor belitan, maka dapat dilakukan dengan percobaan berikut ini:
4.3.1 Percobaan Tahanan DC 1. Rangkaian Percobaan
2. Prosedur Percobaan
1. Hubungan belitan stator yang terhubung Y yang akan diukur adalah dua dari ketiga belitan stator.
2. Rangkaian belitan stator dihubungkan dengan suplai tegangan DC 3. Tegangan DC dinaikkan sampai pada nilai tertentu diusahakan agar suhunya mencapai
suatu nilai yang sama jika motor induksi beroperasi pada kondisi operasi normal, karena resistansi kumparan merupakan fungsi suhu.
4. Ketika Arus menunjukkan pada besaran 6,08 Ampere, penunjukan alat ukur voltmeter dicatat
5. jika telah selesai Rangkaian dilepas.
Universitas Sumatera Utara
46
3. Data Hasil Percobaan Tabel 4.1 : Data Percobaan Tahanan DC pada Stator
Phasa
DC
I Ampere
DC
V Volt
DCAverage
V
Ampere U – V
19,2 V – W
19,3 U – W
6,08 19,3
19,26
4.3.2 Percobaan Rotor Tertahan Block Rotor 1. Rangkaian Percobaan
Dari data yang didapat pada pengukuran motor dalam keadaan rotor tertahan atau
hubung singkat maka dihitung X
1
dan X
2
. Rangkaian pengukuran ketika terhubung singkat ditunjukkan pada Gambar 4.2 di bawah ini
2. Prosedur Percobaan
1. Motor induksi dikopel dengan mesin arus searah 2. Semua switch dalam keadaan terbuka, pengatur tegangan dalam kondisi minimum.
3. Switch S
1
ditutup, PTAC
1
dinaikkan sehingga motor induksi mulai berputar perlahan. 4. Switch S
3
kemudian ditutup, PTDC
2
dinaikkan sampai penunjukan amperemeter A
3
mencapai harga arus penguat nominal mesin arus searah
Universitas Sumatera Utara
47 5. Switch S
2
ditutup dan PTDC
1
dinaikkan sehingga mesin arus searah memblok putaran motor induksi dan putaran berhenti. Kemudian penunjukan alat ukur V
1
dan W dicatat. pencatatan tegangan dan daya dilakukan setelah penunjukkan arus mencapai nominal,
dan harus dengan segera dicatat agar tidak menimbulkan panas berlebih pada rotor. 6. Percobaan Block Rotor selesai dan rangkaian dapat dilepas.
3. Data Hasil Percobaan Tabel 4.2 : Data Percobaan Rotor Tertahan
BR
I Ampere
BR
V Volt
BR
P Watt
6,1 96
550
4.3.3 Percobaan Beban Nol 1. Rangkaian percobaan
1
A
2
A
3
A
1
Universitas Sumatera Utara
48
2. Prosedur Percobaan
1. Rangkailah rangkaian percobaan diatas. 2. Naikkan PTAC
1
secara perlahan sampai tegangan nominal 360 Volt, Ini dikarenakan kemampuan PTAC yang tidak dapat mencapai tegangan nominal mesin.
3. Ketika tegangan telah mencapai tegangan nominal 360 Volt, dicatat besar pembacaan alat ukur amperemeter masing-masing phasa dan wattmeter.
4. Setelah pencatatan, percobaan beban nol telah selesai dan rangkaianpun dapat dilepas.
3. Data Hasil Percobaan Tabel 4.3 : Data Percobaan Beban Nol
I Ampere
V Volt
P Watt
A
1
A
2
A
3
I
360 325
4,22 4,18
4,24 4,21
4.4
Pengaruh Penambahan Kapasitor Luar
4.4.1 Menggunakan Motor Induksi 1. Rangkaian Percobaan
1
A
2
A
1
S
Universitas Sumatera Utara
49
2. Prosedur Percobaan
1. Rangkai rangkaian percobaan seperti gambar di atas, 2. Pengatur tegangan dalam posisi minimum dan hubungkan X, Y dan Z S
1
dalam keadaan terbuka, Ini dilakukan untuk mencari kecepatan motor induksi dalam keadaan beban nol.
3. Naikkan PTAC sampai tegangan nominal. 4. Setelah tegangan nominal, catat arus, daya serta kecepatan motor induksi.
5. Turunkan tegangan PTAC, lepaskan hubungan X, Y, Z dan tutup S
1
dimana kapasitor yang terpasang terhubung delta.
6. Naikkan kembali tegangan PTAC, dan catat nilai arus, daya, serta kecepatan sesuai dengan penunjukkan alat ukur.
7. Ulangi kembali prosedur diatas untuk harga kapasitor luar yang diinginkan. 8. Percobaan selesai.
3. Data Hasil Percobaan Tabel 4.4 : Data Percobaan Penggunaan Kapasitor Luar Tanpa Beban
C F V
S
V I
S
A I
R
A V
R
V n rpm
50 360
3,59 1,72
79,4 290
70 360
3,49 2,26
76,2 330
90 360
3,41 2,54
71,2 410
110 360
3,4 2,62
68 520
126 360
3,34 2,73
67,4 600
Universitas Sumatera Utara
50
4.4.2 Menggunakan Simulai Matlab 1.
Rangkaian Simulasi
2. Prosedur Simulasi
1. Rangkai rangkaian simulasi seperti gambar di atas, 2. Tetapkan nilai masing-masing alat dalam simulasi sesuai dengan data percobaan dan
parameter motor induksi Torsi beban = 0. 3. Jalankan simulasi dengan menekan tombol start
4. Catat penunjukkan display untuk torsi dan kecepatan, serta nilai impedansi pada GUI. 5. Ulangi kembali prosedur diatas untuk harga kapasitor luar yang diinginkan.
6. Percobaan selesai.
Universitas Sumatera Utara
51
3. Data Hasil Simulasi Tabel 4.5 : Data Simulasi Penggunaan Kapasitor Luar Tanpa Beban
C
F
Nr
rpm
Te
Nm
X
C
Ohm 10
11,61 0,2167
321 20
49 0,8798
164 30
108,2 1,94
114 40
178 3,18
90
50 248,6
4,441 76
60 314,8
5,622 67
70 374,8
6,693 60
80 428,6
7,652 55
90 476,6
8,507 51
100 519,5
9,261 48
110 558
9,953 46
120 592,7
10,59 43
126 611,9
10,91 42
130 624,2
11,14 41
4 Pembuktian Menggunakan Persamaan
Kapasitansi kapasitor = 10 F Reaktansi kapasitif = 321 data simulasi
C S
1 X
C
× ×
= ω
C X
1 S
C
× ×
= ω
C f
2 X
1
1 C
× ×
× ×
= π
00001 .
50 2
321 1
× ×
× ×
= π
9916 .
S =
s r
n S
1 n
× −
= 1500
9916 .
1 ×
− =
6 ,
12 n
r
= rpm
Universitas Sumatera Utara
52
4.5 Simulasi Pengendalian Kecepatan
Pada percobaan ini, kecepatan motor yang awalnya nominal yaitu 1410 rpm dirubah menjadi 500 rpm dengan memberikan kapasitansi sebesar 95,5 F dan akan dipertahankan
kecepatannya untuk setiap kondisi pembebanan dengan memberikan kapasitansi tambahan.
1. Rangkaian Simulasi
2. Prosedur Simulasi
1. Rangkai rangkaian simulasi seperti gambar di atas, 2. Tetapkan nilai masing-masing alat dalam simulasi sesuai dengan data percobaan dan
parameter motor induksi 3. Tetapkan nilai kapasitor luar sebesar 95,5 F untuk menghasilkan kecepatan 500 rpm.
4. Jalankan simulasi dengan menekan tombol start 5. Catat penunjukkan display untuk torsi dan kecepatan.
Universitas Sumatera Utara
53 6. Ulangi kembali prosedur diatas untuk beban yang diinginkan Beban 100 = 14,91 Nm
7. Percobaan selesai.
3. Data Hasil Simulasi Tabel 4.6 : Data Simulasi Pengendalian Kecepatan
Beban
Nm
Nr
awal
rpm Penambahan
Kapasitor
F
Nr
akhir
rpm 500
95,5 500
25 3,73
438,9 109,5
500 50
7,45 386
121 500
75 11,18
340,2 131
500 100
14,91 299,5
140 500
125 18,64
263,2 148,5
500 150
22,36 230,3
156,5 500
4.6 Analisa Data