Rangkaian Pengujian Prosedur Pengujian Data Hasil Pengujian Analisa Data

86 IV.5. Pengujian Berbeban Tidak Seimbang Pada Sistem Tiga Fasa –Tiga Kawat Dengan Faktor Ketidakseimbangan UF yang Berbeda

a. Rangkaian Pengujian

P T D C 1 V1 A1 M1 G1 n T A2 PTDC2 S2 a b c S1 A3 A4 A5 S3 Rv Rv Rv Wattmeter 3 K L R S T Φ V2 V4 V3 Gambar 4.7. Rangkaian Pengujian Berbeban Tidak Seimbang Sistem Tiga Fasa - Tiga Kawat Dengan Faktor Ketidakseimbangan UF yang Berbeda

b. Prosedur Pengujian

1. Susun dan rangkai peralatan sesuai dengan Gambar 4.7. 2. Semua saklar dalam posisi terbuka dan semua PTDC dalam keadaan minimum. 3. Tutup saklar S1 lalu atur PTDC 1 sampai tercapai putaran nominal generator sinkron G1. 4. Atur beban pada keadaan maksimum. 5. Tutup saklar S2 lalu atur PTDC 2 sampai penunjukan pada amperemeter A2 menunjukkan nilai 0,4 A. Jaga putaran rotor generator tetap konstan saat pengaturan PTDC 2. Universitas Sumatera Utara 87 6. Tutup saklar S3 lalu atur beban pada masing-masing fasa tidak seimbang secara bertahap untuk mendapatkan daya output yang diinginkan. Jaga putaran rotor generator dan arus eksitasi generator tetap konstan pada setiap tahap pengaturan beban serta catat penunjukan amperemeter A3, A4, A5 dan voltmeter V2, V3 dan V4 serta wattmeter. 7. Setelah didapatkan semua daya output yang diinginkan, maksimumkan beban dan buka saklar S3, lalu atur PTDC 2 hingga nol dan buka saklar S2. 8. Atur PTDC 1 hingga nol lalu buka saklar S1. 9. Pengujian selesai.

c. Data Hasil Pengujian

Data hasil pengujian tampak pada Tabel 4.12. Tabel 4.12. Hasil Pengujian Berbeban Tidak Seimbang Sistem Tiga Fasa - Tiga Kawat Dengan Faktor Ketidakseimbangan UF yang Berbeda n r = 1500 rpm ; I f = 0,4 A V ab V V bc V V ca V I a A I b A I c A τ Nm P out W 346 346 346 0,7 0,66 0,54 7,5 360 345 346 346 0,7 0,65 0,59 8 390 344 345 345 0,75 0,7 0,68 8,25 420 344 345 344 0,79 0,68 0,71 8,75 450 Universitas Sumatera Utara 88

d. Analisa Data

Pengujian berbeban tidak seimbang pada sistem tiga fasa – tiga kawat diatas diasumsikan pada keadaan sumber tegangan yang seimbang, hal tersebut terlihat pada Tabel 4.12. Untuk mendapatkan besar sudut dari fasor arus pada masing-masing fasa maka dilakukan metode pendekatan menggunakan Persamaan 3.22 – Persamaan 3.26. Besar impedansi beban pada tiap tahap pengujian sulit untuk diperoleh nilainya sebab beban yang dipakai yaitu beban resistif berupa tahanan variabeltahanan geser. Oleh karena itu, diambil suatu nilai impedansi yang mewakili dan dengan urutan fasa sistem adalah abc, maka dapat diketahui besar sudut fasa dari fasor arus pada masing-masing fasa yaitu sebagai berikut : Karena urutan fasa yaitu abc dan referensi yang dipakai yaitu bc V  maka tegangan line to line pada Pout =360 Watt, yaitu sebagai berikut : V V ab 120 346 ∠ =  V V bc 346 ∠ =  V V ca 240 346 ∠ =  Jika dimisalkan : Ω ∠ = 6 a Z  Ω ∠ = 6 b Z  Ω ∠ = 5 c Z  Maka persamaan loop yang didapat yaitu sebagai berikut : Loop 1 : 2 1 120 346 . 5 . 6 6 ∠ = ∠ − ∠ + ∠ I I   2 1 120 346 . 5 . 12 ∠ = ∠ − ∠ I I   Loop 2 : 2 1 346 5 6 . 6 ∠ = ∠ + ∠ + ∠ − I I   Universitas Sumatera Utara 89 2 1 346 . 11 . 6 ∠ = ∠ + ∠ − I I   Kedua sisi persamaan diatas dikalikan dengan -1 untuk persaman loop 1 dan dikalikan dengan 2 untuk loop 2 sehingga diperoleh : Loop 1 : 2 1 120 346 . 5 . 12 ∠ − = ∠ + ∠ − I I   Loop 2 : 2 1 692 . 22 . 12 ∠ = ∠ + ∠ − I I   Jika dilakukan operasi eliminasi pada kedua persamaan loop diatas maka diperoleh fasor arus I 2 sebesar : 64 , 299 519 . 17 2 j I − − = −  A j I 2 005 , 30 25 , 35 63 , 17 53 , 30 ∠ = + =  Jika Persamaan diatas disubtitusi ke persamaan loop 2 maka diperoleh fasor arus I 1 sebesar : 1 346 63 , 17 53 , 30 11 6 ∠ = + + − j I  1 346 93 , 193 83 , 335 6 ∠ = + + − j I  A j I 1 002 , 93 36 , 32 32 , 32 695 , 1 ∠ = + − =  Maka, didapatlah fasor arus masing-masing fasa yaitu seperti berikut : A I I a 1 002 , 93 36 , 32 ∠ = =   Universitas Sumatera Utara 90 A j I I I b 1 2 51 , 24 41 , 35 69 , 14 225 , 32 − ∠ = − = − =    A j I I c 2 005 , 210 25 , 35 63 , 17 53 , 30 ∠ = − − = − =   Untuk menganalisa besar rugi-rugi tembaga jangkar P tj dengan metode komponen simetris diperlukan salah satu fasor arus sebagai referensi, dalam penganalisaan ini fasor arus dari fasa a dipakai sebagai referensi dan urutan fasa yaitu abc sehingga : A I a 002 , 93 36 , 32 ∠ =  ⇒ A I a 36 , 32 ∠ =  A I b 51 , 24 41 , 35 − ∠ =  ⇒ A A I b 120 41 , 35 512 , 117 41 , 35 − ∠ ≈ − ∠ =  A I c 005 , 210 25 , 35 ∠ =  ⇒ A A I c 120 25 , 35 003 , 117 25 , 35 ∠ ≈ ∠ =  Jika dimisalkan : Ω ∠ = 300 a Z  Ω ∠ = 300 b Z  Ω ∠ = 250 c Z  Maka persamaan loop yang didapat yaitu sebagai berikut : Loop 1 : 2 1 120 346 . 250 . 300 300 ∠ = ∠ − ∠ + ∠ I I   2 1 120 346 . 250 . 600 ∠ = ∠ − ∠ I I   Loop 2 : 2 1 346 250 300 . 300 ∠ = ∠ + ∠ + ∠ − I I   2 1 346 . 550 . 300 ∠ = ∠ + ∠ − I I   Kedua sisi persamaan diatas dikalikan dengan -1 untuk persaman loop 1 dan dikalikan dengan 2 untuk loop 2 sehingga diperoleh : Universitas Sumatera Utara 91 Loop 1 : 2 1 120 346 . 250 . 600 ∠ − = ∠ + ∠ − I I   Loop 2 : 2 1 692 . 1100 . 600 ∠ = ∠ + ∠ − I I   Jika dilakukan operasi eliminasi pada kedua persamaan loop diatas maka diperoleh fasor arus I 2 yaitu sebesar : 645 , 299 519 . 850 2 j I − − = −  A j I 2 85 , 29 7 , 35 , 61 , ∠ = + =  Jika Persamaan diatas disubtitusi ke persamaan loop 2 maka diperoleh fasor arus I 1 sebesar : 1 346 35 , 61 , 550 300 ∠ = + + − j I  1 346 5 , 192 5 , 345 300 ∠ = + + − j I  A j I 1 12 , 93 643 , 642 , 035 , ∠ = + − =  Maka, didapatlah fasor arus masing-masing fasa yaitu seperti berikut : A I I a 1 12 , 93 643 , ∠ = =   A j I I I b 1 2 4 , 24 7 , 292 , 645 , − ∠ = − = − =    A j I I c 2 85 , 209 7 , 35 , 61 , ∠ = − − = − =   Universitas Sumatera Utara 92 Untuk menganalisa besar rugi-rugi tembaga jangkar P tj dengan metode komponen simetris diperlukan salah satu fasor arus sebagai referensi, dalam penganalisaan ini fasor arus dari fasa a dipakai sebagai referensi dan urutan fasa yaitu abc sehingga : A I a 12 , 93 643 , ∠ =  ⇒ A I a 643 , ∠ =  A I b 4 , 24 7 , − ∠ =  ⇒ A A I b 120 7 , 52 , 117 7 , − ∠ ≈ − ∠ =  A I c 85 , 209 7 , ∠ =  ⇒ A A I c 120 7 , 73 , 116 7 , ∠ ≈ ∠ =  Dari dua pemisalan diatas, selalu diperoleh tiga fasor arus yang memiliki magnitude berbeda tetapi selisih sudut ketiga fasor arus tersebut mendekati 120 . Sehingga untuk memudahkan dalam penganalisaan rugi-rugi tembaga jangkar maka diasumsikan ketiga fasor arus tersebut memiliki selisih sudut 120 . Untuk menganalisa hasil pengujian berbeban tidak seimbang pada sistem tiga fasa – tiga kawat dapat digunakan Persamaan 3.11, Persamaan 3.14, Persamaan 3.15, Persamaan 3.70 dan Persamaan 3.90. Analisa data pengujian yaitu sebagai berikut : Untuk P out = 360 Watt - P in = 7,5 Nm .157 rads = 1177,5 Watt - ∑ Rugi-rugi = 1177,5 - 360 Watt =817,5 Watt - 57 , 30 100 5 , 1177 360 = = x η - [ ] 2 2 2 1 2 1 3 j a j a tj r I r I P + =  c b a a I a I a I I     2 1 3 1 + + = Universitas Sumatera Utara 93 1 120 54 , . 240 1 240 66 , . 120 1 7 , 3 1 ∠ ∠ + ∠ ∠ + ∠ = a I  54 , 66 , 7 , 3 1 360 54 , 360 66 , 7 , 3 1 1 + + = ∠ + ∠ + ∠ = a I  A I a 1 633 , 9 , 1 3 1 ∠ = =   c b a a I a I a I I     + + = 2 2 3 1 2 120 54 , . 120 1 240 66 , . 240 1 7 , 3 1 ∠ ∠ + ∠ ∠ + ∠ = a I  2 240 54 , 480 66 , 7 , 3 1 ∠ + ∠ + ∠ = a I  1 , 1 , 3 1 47 , 27 , 57 , 33 , 7 , 3 1 2 j j j I a + = − − + − =  A j I a 2 45 047 , 033 , 033 , ∠ = + =  [ ] [ ] 87 , 32 . 047 , 6 , 12 . 633 , 3 3 2 2 2 2 2 1 2 1 + = + = j a j a tj r I r I P [ ] Watt P tj 4 , 15 073 , 05 , 5 3 = + = - 1 2 42 , 7 100 633 , 047 , 100 = = = x x I I UF a a Untuk data berikutnya dapat dianalisa dengan cara yang sama seperti diatas. Hasil analisa terdapat pada Tabel 4.13.

e. Tabel Hasil Analisa