Menghitung Nilai – Nilai Parameter Motor Induksi

41 Tabel 4.9. Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari Inverter Variable Speed Drive VSD untuk frekuensi 50 Hz Beban NM Tegangan Volt Arus Ampere Cos Phi Putaran n r Rpm Suhu o C 220 3.12 0.18 2990 41.4 0.5 220 3.20 0.30 2973 1.0 220 3.26 0.47 2955 1.5 220 3.30 0.52 2937 2.0 220 3.58 0.63 2916 2.5 220 3.86 0.71 2892 3.0 220 4.35 0,73 2862

4.3. Analisa Data dan Perhitungan Data

Dari data hasil penelitian yang dilakukan di Laboratorium Motor Listrik Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Bangun dan Listrik P4TK, dilakukan analisa data untuk mendapatkan besarnya rugi-rugi dan efisiensi motor induksi 3 fasa. Adapun analisa data yang dihitung adalah sebagai berikut:

4.3.1. Menghitung Nilai – Nilai Parameter Motor Induksi

1. Percobaan Pengukuran Tahanan Stator Test DC Percobaan pengukuran tahanan stator test DC dilakukan untuk mengetahui nilai resistansi pada belitan stator motor induksi. R Stator = R 1 = V DC 2I DC Dari percobaan diperoleh V DC = 24 volt, I DC = 2.7 ampere, maka: R Stator = R 1 = 24 2 × 2.7 = 4.4 Ω Universitas Sumatera Utara 42 2. Percobaan Beban Nol Z Beban Nol = X 1 + X m + R 1 = V Beban Nol I Beban Nol Dari percobaan diperoleh V NL = 220 volt, I NL = 2.72 ampere, maka: Z Beban Nol = X 1 + X m + R 1 = 220 2.72 = 80.88 Ω Dari percobaan tahanan stator diperoleh nilai R 1 = 4.4 Ω, maka: X 1 + X m = 76.48 Ω 3. Percobaan Rotor Tertahan Hubung Singkat Percobaan rotor tertahan dilakukan untuk mencari besar nilai dari X 1 , X 2 , dan R 2. Tentukan θ impedansi dengan persamaan: PF = cos θ = P in √3 × V Line × I Line Z Sc = V sc I sc Sehingga: Z sc = R sc + jX sc Z sc = |Z sc | cos θ + j|Z sc | sin θ Dari pengujian hubung singkat didapat data: P IN = 0.41 kW, V line = 80 volt, I sc = 3.83ampere PF = cos θ = 410 √3 × 80 × 3.83 = 0.77 θ = cos −1 PF = cos −1 0.77 = 39.64° Universitas Sumatera Utara 43 Z sc = 80 √3 ⁄ 3.83 = 12 Ω Z sc = 12 cos 39.64 + j12 sin 39.64 Z sc = 9.24 + j7.65 R sc = 9.24 = R 1 + R 2 X sc = 7.65 = X 1 + X 2 Dari percobaan test DC didapat R 1 = 4.4 Ω maka: R2 = 9.24 – 4.4 = 4.84 Ω Perbandingan reaktansi stator dan rotor motor induksi adalah 50 : 50, maka diperoleh: X 1 = X 2 = X sc = 7.65 2 = 3.8 Ω X m = 76.48 − 3.8 = 72.68Ω Nilai – nilai parameter dan name plate mesin induksi yang digunakan dalam penelitian ini disusun dalam tabel 4.10 sebagai berikut: Tabel 4.10. Spesifikasi dan nilai parameter motor induksi Daya maksimum 1 kW Tegangan 380 220 volt Arus beban penuh 4.7 2.7 ampere Tahanan stator 4.4 Ω Tahanan rotor 4.84 Ω Reaktansi magnetis 72.68 Ω Reaktansi stator 3.8 Ω Reaktansi rotor 3.8 Ω Frekuensi 50 Hz Cos θ 0.76 Kecepatan putar 2830 Rpm Universitas Sumatera Utara 44 4.3.2. Analisa dan Perhitungan rugi – rugi dan Efisiensi Motor induksi yang Disuplai dari Jala – jala Pada bab ini, dihitung rugi-rugi serta efisiensi motor induksi pada saat motor disuplai dari jala-jala.Analisa data ini bertujuan untuk mendapatkan nilai perbandingan rugi-rugi dan efesiensi motor saat disuplai dari jala-jala dan disuplai dari inverter variable speed drive. Untuk itu penulis mengambil contoh perhitungan pada beban 0.5 Nm pada frekuensi jala-jala 50 Hz. Dari percobaan untuk beban 0.5 Nm pada frekuensi Jala-jala 50 Hz, diperoleh data sebagai berikut: V = 380 volt I = 1.61 Ampere Cos θ = 0.34 n r = 2960 Rpm R stator = 4.4 Ω R rotor = 4.84 Ω Kutub p = 2 1. Kecepatan medan putar stator n s n s = 120f p = 120 × 50 2 = 3000 Rpm 2. Slip S = n s − n r n s = 3000 − 2960 3000 = 0.0133 Universitas Sumatera Utara 45 3. Daya masuk pada motor P In P In = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 380 × 1.61 × 0.34 = 360.29 Watt 4. Rugi daya inti pada saat tanpa beban P P = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 380 × 1.37 × 0.22 = 198.38 Watt 5. Rugi daya lilitan stator P rCu 1 P r Cu 1 = 3 × I 2 × R = 3 × 1.61 2 × 4.4 = 34.22 Watt 6. Daya keluar stator P oS = Daya masuk ke rotor P in R P oS = P in R = P In − P + P r Cu 1 = 360.29 − 198.38 + 34.22 = 127.69 Watt 7. Rugi daya lilitan rotor P r Cu 2 P r Cu 2 = slip × P inR = 0.0133 × 127.69 = 1.70 Watt 8. Daya keluar motor P Out P Out = 1 − slip × P inR = 1 − 0.0133 × 127.69 = 125.99 Watt Universitas Sumatera Utara 46 9. Rugi daya total pada motor Pr tot P r tot = P in − P out = 360.29 − 125.99 = 234.30 Watt 10. Efisiensi motor induksi η η = P out P in × 100 = 125.99 360.29 × 100 = 34.97 Dengan melakukan perhitungan yang sama akan diperoleh rugi-rugi total motor dan efisiensi motor untuk beban 1Nm, 1.5 Nm, 2 Nm, 2.5 Nm, 3 Nm. Adapun hasil perhitungan yang dilakukan disusun dalam tabel 4.11 sebagai berikut: Tabel 4.11 Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari jala-jala frekuensi 50 Hz Beban Nm V in V I in A P f n r rpm slip P in W P out W P r tot W η 380 1.37 0.22 2978 0.0073 198.38 P 0.5 380 1.61 0.34 2960 0.0133 360.29 125.99 234.30 34.97 1 380 1.82 0.48 2946 0.0180 574.99 326.89 248.10 56.85 1.5 380 2.05 0.54 2928 0.0240 728.60 463.36 265.25 63.60 2 380 2.14 0.64 2910 0.0300 901.44 623.33 278.11 69.15 2.5 380 2.30 0.71 2886 0.0380 1074.81 775.95 298.86 72.19 3 380 2.48 0.74 2866 0.0447 1207.89 886.86 321.03 73.42 Universitas Sumatera Utara 47 Untuk mempermudah dalam memahami dan melakukan analisa data hasil perhitungan, maka hasil perhitungan ditampilkan dalam grafik sebagai berikut: Gambar 4.1 Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari jala-jala 50 Hz Gambar 4.2 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari jala-jala 50 Hz 2978 2960 2946 2928 2910 2886 2866 2800 2820 2840 2860 2880 2900 2920 2940 2960 2980 3000 0,5 1 1,5 2 2,5 3 K e ce p a ta rp m Beban Nm Hubungan pembebanan dengan kecepatan 34,97 56,85 63,6 69,15 72,19 73,42 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,5 1 1,5 2 2,5 3 E fi si e n si Beban Nm Hubungan pembebanan dengan efisiensi Universitas Sumatera Utara 48 4.3.3. Analisa dan Perhitungan Rugi-rugi dan Efisiensi Motor Induksi yang Disuplai dari Inverter Variable Speed Drive VSD Pada bab ini, dihitung rugi-rugi serta efisiensi motor induksi saat motor disuplai dari inverter variable speed drive. Analisa data dilakukan pada masing- masing frekuensi masukan motor 30, 35, 40, 45, 50 Hz. Analisa data ini bertujuan untuk mendapatkan nilai perbandingan rugi-rugi dan efesiensi motor saat disuplai dari jala-jala dan disuplai dari inverter variable speed drive. 1. Frekuensi 30 Hz Dari percobaan, saat motor disuplai dari inverter variable speed drive dengan frekuensi 30 Hz dan diberi beban sebesar 0.5 Nm, diperoleh data sebagai berikut: V = 152 volt I = 4.1 Ampere Cos θ = 0.26 n r = 1766 rpm R stator = 4.4 Ω R rotor = 4.84 Ω Kutub p = 2 1. Kecepatan medan putar stator n s n s = 120f p = 120 × 30 2 = 1800 rpm 2. Slip S = n s − n r n s = 1800 − 1766 1800 = 0.0189 3. Daya masuk pada motor P In P In = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 152 × 4. 1 × 0.26 Universitas Sumatera Utara 49 = 280.65 Watt 4. Rugi daya inti pada saat tanpa beban P P = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 152 × 4 × 0.18 = 189.56 Watt 5. Rugi daya lilitan stator P rCu 1 P r Cu 1 = I 2 × R = 4.10 2 × 4.4 = 73.96 Watt 6. Daya keluar stator P oS = Daya masuk ke rotor P in R P oS = P in R = P In − P + P r Cu 1 = 280.65 − 189.56 + 73.96 = 17.12 Watt 7. Rugi daya lilitan rotor P r Cu 2 P r Cu 2 = slip × P inR = 0.0189 × 17.12 = 0.32 Watt 8. Daya keluar motor P Out P Out = 1 − slip × P inR = 1 − 0.0189 × 17.12 = 16.80 Watt 9. Rugi daya total pada motor Pr tot P r tot = P in − P out = 280.65 − 16.80 Universitas Sumatera Utara 50 = 263.85 Watt 10. Efisiensi motor induksi η η = P out P in × 100 = 16.80 280.65 × 100 = 5.99 Dengan cara perhitungan yang sama akan diperoleh rugi-rugi total motor dan efisiensi motor untuk beban 1Nm, 1.5 Nm, 2 Nm, 2.5 Nm, 3 Nm pada frekuensi 30 Hz. Adapun hasil perhitungan yang dilakukan disusun dalam tabel 4.12 sebagai berikut: Tabel 4.12 Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive frekuensi 30 Hz Beban Nm V in V I in A P f n r rpm slip P in W P out W P r tot W η 152 4.00 0.18 1792 0.0044 189.56 P 0.5 152 4.01 0.26 1766 0.0189 280.65 16.80 263.85 5.99 1 152 4.12 0.35 1749 0.0283 379.64 112.12 267.52 29.53 1.5 152 4.28 0.44 1728 0.0400 495.79 216.61 279.19 43.69 2 152 4.40 0.50 1713 0.0483 579.20 289.74 289.46 50.02 2.5 152 4.70 0.57 1700 0.0556 705.30 395.30 310.01 56.05 3 152 4.80 0.61 1685 0.0639 770.86 449.26 321.60 58.28 Universitas Sumatera Utara 51 Untuk mempermudah dalam memahami dan melakukan analisa data hasil perhitungan, maka hasil perhitungan ditampilkan dalam grafik sebagai berikut: Gambar 4.3Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive 30 Hz 1792 1766 1749 1728 1713 1700 1685 1600 1620 1640 1660 1680 1700 1720 1740 1760 1780 1800 0,5 1 1,5 2 2,5 3 K e ce p a ta rp m Beban Nm Hubungan pembebanan dengan kecepatan 5,99 29,53 43,69 50,02 56,05 58,28 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,5 1 1,5 2 2,5 3 E fi si e n si Beban Nm Hubungan pembebanan dengan efisiensi Universitas Sumatera Utara 52 Gambar 4.4 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive30 Hz 2. Frekuensi 35 Hz Dari percobaan, saat motor disuplai dari inverter variable speed drive dengan frekuensi 35 Hz dan diberi beban sebesar 0.5 Nm, diperoleh data sebagai berikut: V = 164 volt I = 4.09 Ampere Cos θ = 0.28 n r = 2067 rpm R stator = 4.4 Ω R rotor = 4.84 Ω Kutub p = 2 1. Kecepatan medan putar stator n s n s = 120f p = 120 × 35 2 = 2100 rpm 2. Slip S = n s − n r n s = 2100 − 2067 2100 = 0.0157 3. Daya masuk pada motor P In P In = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 164 × 4. 09 × 0.28 Universitas Sumatera Utara 53 = 325.3 Watt 4. Rugi daya inti pada saat tanpa beban P P = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 164 × 4.0 × 0.18 = 204.52 Watt 5. Rugi daya lilitan stator P rCu 1 P r Cu 1 = I 2 × R = 4.09 2 × 4.4 = 73.60 Watt 6. Daya keluar stator P oS = Daya masuk ke rotor P in R P oS = P in R = P In − P + P r Cu 1 = 325.30 − 204.52 + 73.60 = 47.18 Watt 7. Rugi daya lilitan rotor P r Cu 2 P r Cu 2 = slip × P inR = 0.0157 × 47.18 = 0.74Watt 8. Daya keluar motor P Out P Out = 1 − slip × P inR = 1 − 0.0157 × 47.18 Universitas Sumatera Utara 54 = 46.44 Watt 9. Rugi daya total pada motor Pr tot P r tot = P in − P out = 325.3 − 46.44 = 278.87 Watt 10. Efisiensi motor induksi η η = P out P in × 100 = 46.44 325.3 × 100 = 14.27 Dengan cara perhitungan yang sama akan diperoleh rugi-rugi total motor dan efisiensi motor untuk beban 1Nm, 1.5 Nm, 2 Nm, 2.5 Nm, 3 Nm pada frekuensi 35 Hz. Adapun hasil perhitungan yang dilakukan disusun dalam tabel 4.13 sebagai berikut: Tabel 4.13 Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive frekuensi 35 Hz Beban Nm V in V I in A P f n r rpm slip P in W P out W P r tot W η 164 4.00 0.18 2090 0.0048 204.52 P 0.5 164 4.09 0.28 2067 0.0157 325.30 46.44 278.87 14.27 1 164 4.10 0.38 2047 0.0252 442.56 159.93 282.62 36.14 1.5 164 4.25 0.44 2031 0.0329 531.19 239.07 292.12 45.01 Universitas Sumatera Utara 55 2 164 4.40 0.52 2012 0.0419 649.92 345.12 304.80 53.10 2.5 164 4.60 0.58 2000 0.0476 757.86 438.32 319.54 57.84 3 164 4.75 0.63 1982 0.0562 850.04 515.55 334.49 60.65 Untuk mempermudah dalam memahami dan melakukan analisa data hasil perhitungan, maka hasil perhitungan ditampilkan dalam grafik sebagai berikut: Gambar 4.5 Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive 35 Hz 2090 2067 2047 2031 2012 2000 1982 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 0,5 1 1,5 2 2,5 3 K e ce p a ta rp m Beban Nm Hubungan pembebanan dengan kecepatan 14,27 36,14 45,01 53,1 57,84 60,65 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,5 1 1,5 2 2,5 3 E fi si e n si Beban Nm Hubungan pembebanan dengan efisiensi Universitas Sumatera Utara 56 Gambar 4.6 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive 35 Hz 3. Frekuensi 40 Hz Dari percobaan, saat motor disuplai dari inverter variable speed drive dengan frekuensi 40 Hz dan diberi beban sebesar 0.5 Nm, diperoleh data sebagai berikut: V = 184 volt I = 4.0 Ampere Cos θ = 0.28 n r = 2363 rpm R stator = 4.4 Ω R rotor = 4.84 Ω Kutub p = 2 1. Kecepatan medan putar stator n s n s = 120f p = 120 × 40 2 = 2400 rpm 2. Slip S = n s − n r n s = 2400 − 2363 2400 = 0.0154 3. Daya masuk pada motor P In P In = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 184 × 4.0 × 0.28 Universitas Sumatera Utara 57 = 356.94Watt 4. Rugi daya inti pada saat tanpa beban P P = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 184 × 3.9 × 0.18 = 223.73 Watt 5. Rugi daya lilitan stator P rCu 1 P r Cu 1 = I 2 × R = 4.0 2 × 4.4 = 70.40 Watt 6. Daya keluar stator P oS = Daya masuk ke rotor P in R P oS = P in R = P In − P + P r Cu 1 = 356.94 − 223.73 + 70.40 = 62.81 Watt 7. Rugi daya lilitan rotor P r Cu 2 P r Cu 2 = slip × P inR = 0.0154 × 62.81 = 0.97 Watt 8. Daya keluar motor P Out P Out = 1 − slip × P inR = 1 − 0.0154 × 62.81 Universitas Sumatera Utara 58 = 61.84 Watt 9. Rugi daya total pada motor Pr tot P r tot = P in − P out = 356.94 − 61.84 = 295.10 Watt 10. Efisiensi motor induksi η η = P out P in × 100 = 61.84 356.94 × 100 = 17.33 Dengan cara perhitungan yang sama akan diperoleh rugi-rugi total motor dan efisiensi motor untuk beban 1Nm, 1.5 Nm, 2 Nm, 2.5 Nm, 3 Nm pada frekuensi 40 Hz. Adapun hasil perhitungan yang dilakukan disusun dalam tabel 4.14 sebagai berikut: Tabel 4.14 Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive frekuensi 40 Hz Beban Nm V in V I in A P f n r rpm slip P in W P out W P r tot W η 184 3.90 0.18 2390 0.0042 223.73 P 0.5 184 4.00 0.28 2363 0.0154 356.94 61.84 295.10 17.33 1 184 4.15 0.38 2348 0.0217 502.59 198.68 303.91 39.53 1.5 184 4.20 0.45 2325 0.0313 602.34 291.59 310.75 48.41 Universitas Sumatera Utara 59 2 184 4.30 0.54 2310 0.0375 740.02 418.62 321.40 56.57 2.5 184 4.50 0.59 2301 0.0413 846.14 511.31 334.83 60.43 3 184 4.70 0.64 2282 0.0492 958.64 606.36 352.28 63.25 Untuk mempermudah dalam memahami dan melakukan analisa data hasil perhitungan, maka hasil perhitungan ditampilkan dalam grafik sebagai berikut: Gambar 4.7 Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive 40 Hz 2390 2363 2348 2325 2310 2301 2282 2200 2220 2240 2260 2280 2300 2320 2340 2360 2380 2400 0,5 1 1,5 2 2,5 3 K e ce p a ta rp m Beban Nm Hubungan pembebanan dengan kecepatan 17,33 41,03 48,41 56,57 60,43 63,25 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,5 1 1,5 2 2,5 3 E fi si e n si Beban Nm Hubungan pembebanan dengan efisiensi Universitas Sumatera Utara 60 Gambar 4.8 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive 40 Hz 4. Frekuensi 45 Hz Dari percobaan, saat motor disuplai dari inverter variable speed drive dengan frekuensi 45 Hz dan diberi beban sebesar 0.5 Nm, diperoleh data sebagai berikut: V = 202 volt I = 3.75 Ampere Cos θ = 0.28 n r = 2665 rpm R stator = 4.4 Ω R rotor = 4.84 Ω Kutub p = 2 1. Kecepatan medan putar stator n s n s = 120f p = 120 × 45 2 = 2700 rpm 2. Slip S = n s − n r n s = 2700 − 2665 2700 = 0.0130 3. Daya masuk pada motor P In P In = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 202 × 3.75 × 0.28 Universitas Sumatera Utara 61 = 367.37 Watt 4. Rugi daya inti pada saat tanpa beban P P = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 202 × 3.70 × 0.18 = 233.02 Watt 5. Rugi daya lilitan stator P rCu 1 P r Cu 1 = I 2 × R = 3.75 2 × 4.4 = 61.88 Watt 6. Daya keluar stator P oS = Daya masuk ke rotor P in R P oS = P in R = P In − P + P r Cu 1 = 367.37 − 223.02 + 61.88 = 72.47 Watt 7. Rugi daya lilitan rotor P r Cu 2 P r Cu 2 = slip × P inR = 0.0130 × 72.47 = 0.94 Watt 8. Daya keluar motor P Out P Out = 1 − slip × P inR = 1 − 0.0130 × 72.47 Universitas Sumatera Utara 62 = 71.53 Watt 9. Rugi daya total pada motor Pr tot P r tot = P in − P out = 367.37 − 71.53 = 295.83 Watt 10. Efisiensi motor induksi η η = P out P in × 100 = 71.53 367.37 × 100 = 19.47 Dengan cara perhitungan yang sama akan diperoleh rugi-rugi total motor dan efisiensi motor untuk beban 1Nm, 1.5 Nm, 2 Nm, 2.5 Nm, 3 Nm pada frekuensi 45 Hz. Adapun hasil perhitungan yang dilakukan disusun dalam tabel 4.15 sebagai berikut: Tabel 4.15 Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive frekuensi 45 Hz Beban Nm V in V I in A P f n r rpm slip P in W P out W P r tot W η 202 3.70 0.18 2684 0.0059 233.02 P 0.5 202 3.75 0.28 2665 0.0130 367.37 71.53 295.83 19.47 1 202 3.82 0.38 2646 0.0200 507.88 206.44 301.44 40.65 1.5 202 3.88 0.49 2630 0.0259 665.18 356.43 308.75 53.58 Universitas Sumatera Utara 63 2 202 3.95 0.56 2616 0.0311 773.92 457.56 316.36 59.12 2.5 202 4.10 0.64 2599 0.0374 918.07 588.23 329.84 64.07 3 202 4.47 0.70 2578 0.0452 1094.76 738.86 355.90 67.49 Untuk mempermudah dalam memahami dan melakukan analisa data hasil perhitungan, maka hasil perhitungan ditampilkan dalam grafik sebagai berikut: Gambar 4.9 Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive 45 Hz 2684 2665 2646 2630 2616 2599 2578 2500 2520 2540 2560 2580 2600 2620 2640 2660 2680 2700 0,5 1 1,5 2 2,5 3 K e ce p a ta rp m Beban Nm Hubungan pembebanan dengan kecepatan 19,47 40,65 53,58 59,12 64,07 67,49 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,5 1 1,5 2 2,5 3 E fi si e n si Beban Nm Hubungan pembebanan dengan efisiensi Universitas Sumatera Utara 64 Gambar 4.10 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive 45 Hz 5. Frekuensi 50 Hz Dari percobaan, saat motor disuplai dari inverter variable speed drive dengan frekuensi 50 Hz dan diberi beban sebesar 0.5 Nm, diperoleh data sebagai berikut: V = 220 volt I = 3.20 Ampere Cos θ = 0.30 n r = 2958 rpm R stator = 4.4 Ω R rotor = 4.84 Ω Kutub p = 2 1. Kecepatan medan putar stator n s n s = 120f p = 120 × 50 2 = 3000 rpm 2. Slip S = n s − n r n s = 3000 − 2958 3000 = 0.0140 3. Daya masuk pada motor P In P In = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 220 × 3.20 × 0.30 Universitas Sumatera Utara 65 = 365.81 Watt 4. Rugi daya inti pada saat tanpa beban P P = √3 × V l × I l × cos θ = √3 × 220 × 3.12 × 0.18 = 214 Watt 5. Rugi daya lilitan stator P rCu 1 P r Cu 1 = I 2 × R = 3.2 2 × 4.4 = 45.06 Watt 6. Daya keluar stator P oS = Daya masuk ke rotor P in R P oS = P in R = P In − P + P r Cu 1 = 365.81 − 214 + 45.06 = 106.75 Watt 7. Rugi daya lilitan rotor P r Cu 2 P r Cu 2 = slip × P inR = 0.0140 × 106.75 = 1.49 Watt 8. Daya keluar motor P Out P Out = 1 − slip × P inR = 1 − 0.0140 × 106.75 Universitas Sumatera Utara 66 = 105.26 Watt 9. Rugi daya total pada motor Pr tot P r tot = P in − P out = 365.81 − 105.26 = 260.55 Watt 10. Efisiensi motor induksi η η = P out P in × 100 = 105.26 365.81 × 100 = 28.77 Dengan cara perhitungan yang sama akan diperoleh rugi-rugi total motor dan efisiensi motor untuk beban 1Nm, 1.5 Nm, 2 Nm, 2.5 Nm, 3 Nm pada frekuensi 50 Hz. Adapun hasil perhitungan yang dilakukan disusun dalam tabel 4.16 sebagai berikut: Universitas Sumatera Utara 67 Tabel 4.16 Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive frekuensi 50 Hz Beban Nm V in V I in A P f n r rpm slip P in W P out W P r tot W Η 220 3.12 0.18 2977 0.0077 214 P 0.5 220 3.20 0.3 2958 0.0140 365.81 105.26 260.55 28.77 1 220 3.26 0.47 2942 0.0193 583.85 316.84 267.01 54.27 1.5 220 3.30 0.52 2924 0.0253 653.88 382.04 271.85 58.43 2 220 3.58 0.63 2903 0.0323 859.42 569.99 289.44 66.32 2.5 220 3.86 0.7 2879 0.0403 1029.60 719.79 309.81 69.91 3 220 4.35 0.73 2858 0.0473 1210.03 869.56 340.46 71.86 Untuk mempermudah dalam memahami dan melakukan analisa data hasil perhitungan, maka hasil perhitungan ditampilkan dalam grafik sebagai berikut: Gambar 4.11 Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive 50 Hz 2977 2958 2942 2924 2903 2879 2858 2800 2820 2840 2860 2880 2900 2920 2940 2960 2980 3000 0,5 1 1,5 2 2,5 3 K e ce p a ta rp m Beban Nm Hubungan pembebanan dengan kecepatan Universitas Sumatera Utara 68 Gambar 4.12 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari inverter variable speed drive 50 Hz Gambar 4.13 Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari jala-jala dan inverter variable speed drive 28,77 54,27 58,43 66,32 69,91 71,86 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,5 1 1,5 2 2,5 3 E fi si e n si Beban Nm Hubungan pembebanan dengan efisiensi 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0,5 1 1,5 2 2,5 3 K e ce p a ta n rp m Beban Nm Hubungan pembebanan dengan kecepatan 50 hzjala-jala 50 Hz inverter 45 Hz inverter 40 Hz inverter 35 Hz inverter 30 Hz inverter Universitas Sumatera Utara 69 Gambar 4.14 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari jala-jala dan inverter variable speed drive Pada percobaan dilakukan pengukuran suhu motor induksi saat bekerja. Adapun suhu motor diukur dengan termometer infrared. Suhu diukur untuk setiap frekuensi yang diberikan pada motor. Adapun suhu yang diukur disusun dalam tabel 4.17 sebagai berikut: Tabel 4.17 Temperatur motor induksi untuk setiap nilai frekuensi Frekuensi Hz Suhu Awal Jala-jala Inverter Variable Speed Drive 50 30 35 40 45 50 Suhu ℃ 32.2 40.2 45.8 44.7 43.5 42.1 41.4 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,5 1 1,5 2 2,5 3 E fi si e n si Beban Nm Hubungan pembebanan dengan efisiensi 50 hzjala-jala 50 Hz inverter 45 Hz inverter 40 Hz inverter 35 Hz inverter 30 Hz inverter Universitas Sumatera Utara 70 Gambar 4.15 Grafik frekuensi vs suhu motor induksi disuplai dari jala-jala dan inverter variable speed drive Dari gambar 4.15 dapat disimpulkan bahwa dengan suhu awal motor 32.2 ֯◌C, penurunan frekuensi pada motor induksi menyebabkan kenaikan suhu motor. Hal ini dapat dilihat dari tabel hasil analisa data bahwa dengan beban yang sama, penurunan frekuensi akan mengakibatkantegangan turun. Penurunan tegangan ini akan menyebabkan kenaikan arus pada motor, naiknya arus pada motor akan berakibat pada naiknya rugi-rugi daya pada stator dan rotor motor. Karena rugi- rugi daya pada motor terbuang dalam bentuk panas, maka penurunan frekuensi dapat mengakibatkan naiknya suhu motor. 45,8 44,7 43,5 42,1 41,4 40,2 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 30 35 40 45 50 su h u ֯◌C Frekuensi Hz Hubungan Suhu dengan Frekuensi inverter jala-jala Universitas Sumatera Utara 71

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan