29
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum
Dengan melakukan analisa aliran daya dapat diketahui besarnya nilai daya keluaran, torsi dan efisiensi dari motor tersebut.
Untuk dapat melakukan analisa aliran daya pada motor induksi lima phasa rotor sangkar perlu terlebih dahulu diketahui parameter – parameter dari motor tersebut dengan melakukan
beberapa percobaan. Percobaan - percobaan tersebut antara lain: a.
Percobaan beban nol b.
Percobaan tahanan stator c.
Percobaan rotor ditahan d.
Percobaan berbeban
4.2 Percobaan Menentukan Parameter Motor Induksi Lima Phasa 4.2.1 Percobaan Beban Nol No Load Test
4.2.1.1 Rangkaian Percobaan
Gambar 4.1 Rangkaian Percobaan Beban Nol Motor Induksi Lima Phasa
Universitas Sumatera Utara
30
4.2.1.2 Prosedur Percobaan: 1.
Rangkai percobaan seperti pada gambar 2.
Tutup saklar S1. 3.
Naikkan tegangan autotrafo AC PTAC yang akan disuplai motor induksi sampai mencapai 380 volt.
4. Atur nilai torsi beban sebesar 0 N.m.
5. Mencatat arus beban nol I
, tegangan input V , Cosφ
o
, putaran motor rpm dan daya input P
in
. 6.
Turunkan autotrafo AC PTAC hingga motor berhenti. 7.
Lepaskan saklar S1 8.
Percobaan selesai 4.2.1.3 Data Hasil Percobaan
Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Uji Beban Nol V
Volt I
Ampere P
in
Watt Cosφ
o
Nr rpm 250
3,75 2510,16
0,63 1452
4.2.1.4 Analisa Data Hasil Percobaan Dalam menganalisa data percobaan beban nol digunakan persamaan berikut:
Cosφ
o
= Pin
4,25. ��.��
Rm = Vo
��.�����
Universitas Sumatera Utara
31
Xm = Vo
��.�����
Maka,
Rm = 250
0.63 � 3,75
; Rm = 104,16 Ω
Xm = 250
0.77 � 3,75
; Xm = 86,21 Ω
Selanjutnya dapat dibuat dalam tabel sebagai berikut : Tabel 4.2 Hasil Analisa Data Percobaan Uji Beban Nol
Vo Volt Io Ampere
Pin Watt Rm Ω
Xm Ω 250
3,75 2510,16
104,16 86,21
4.2.2 Percobaan Tahanan Stator DC Test
4.2.2.1 Rangkaian Percobaan
Gambar 4.2 Rangkaian Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa
Universitas Sumatera Utara
32
4.2.2.2 Prosedur Percobaan 1.
Rangkaian percobaan dibuat sperti pada gambar. 2.
Sambungkan terminal stator A-B ke terminal PTDC 1. 3.
Tutup saklar S
1
. 4.
Naikkan tegangan PTDC 1 yang di suplai ke motor induksi sampai mencapai 10 volt lalu mencatat tegangan DC V
1
dan arus DC A
1
. 5.
Langkah ke-4 diulang untuk tegangan 20 volt dan 30 volt. 6.
Turunkan PTDC 1 sampai nol lalu lepaskan S
1
. 7.
Percobaan 2-6 diulang kembali dengan tegangan terminal stator B-C, C-D, D-E, dan E-A
8. Percobaan selesai.
4.2.2.3 Data Hasil Percobaan Tabel 4.3 Data Hasil Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa
Phasa Vdc volt
Idc ampere 10
0,38 A-B
20 0,7
30 1,1
10 0,34
B-C
20 0,68
30 1,1
Universitas Sumatera Utara
33
Phasa Vdc volt
Idc ampere 10
0,36 C-D
20 0,68
30 1,1
10 0,34
D-E
20 0,69
30 1,1
10 0,37
E-A
20 0,68
30 1,1
4.2.2.4 Analisa Data Hasil Percobaan Dalam menganalisa data hasil percobaan pengukuran tahanan digunakan persamaan
sebagai berikut: R
dc
=
��� 2.
���
R
ac
= k. R
dc
= 1,25 R
dc
Contoh perhitungan untuk phasa A-B:
• R
dc10
=
10 2.0,38
= 13,16 Ω
R
ac
= 1,25 x 13,16 = 16,45 Ω
• R
dc20
=
20 2.0,7
= 14,28 Ω
R
ac
= 1,25 x 13,16 = 17,85 Ω
Universitas Sumatera Utara
34
• R
dc10
=
30 2.1,1
= 13,63 Ω
R
ac
= 1,25 x 13,63 = 17,04 Ω
Dengan cara yang sama, data-data berikutnya dihitung dan dibuat dalam tabel sebagai berikut:
Tabel 4.4 Hasil Analisa Data Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa Phasa
V
dc
volt I
dc
ampere R
dc
Ω R
ac
Ω R
ac avg
Ω 10
0,38 13,16
16,45 A-B
20 0,7
14,28 17,85
30 1,1
13,63 17,04
10 0,34
14,7 18,4
B-C
20 0,68
14,7 18,4
30 1,1
13,63 17,04
10 0,36
13,8 17,25
C-D
20 0,68
14,7 18,4
17,57 30
1,1 13,63
17,04 10
0,34 14,7
18,4 D-E
20 0,69
14,5 18,12
30 1,1
13,63 17,04
10 0,37
13,51 16,7
E-A
20 0,68
14,7 18,4
30 1,1
13,63 17,04
Universitas Sumatera Utara
35
Perhitungan secara teori tahanan total belitan pada stator Rs adalah sebagai berikut: 1 phasa = 6 gulungan
1 gulungan = 90 belitan 1 phasa = 6 x 90 = 540 belitan
Maka, untuk lima 5 phasa = 540 x 5 = 2.700 belitan 1 buah belitan L = 41,5 cm = 0,415 m
Maka, total panjang belitan L total = 0,415 x 2700 = 1120,5 m Rumus umum mencari nilai tahanan :
Rs = ρ.LA , Dimana: ρ = 1,68 x 10
-8
Ώ.m d = 0,6 mm
r = 0,3 mm A =
��
2
= 3,14 x 0,3
2
mm
2
A = 0,2826 mm
2
Maka : Rs = 1,68 x 10
-8
Ώ.m x 1120,5 m 0,2826.10
-6
m
2
=66,61 Ω
Jadi, total tahanan belitan pada stator Rs adalah 66,61 Ω
Universitas Sumatera Utara
36
4.2.3 Percobaan Rotor Ditahan Blocked Rotor
4.2.3.1 Rangkaian Percobaan
Gambar 4.3 Rangkaian Percobaan Rotor Ditahan Motor Induksi Lima Phasa
4.2.3.2 Prosedur Percobaan 1.
Rangkaian percobaan dibuat seperti pada gambar 2.
Tutup saklar S1. 3.
Diatur torsi beban sampai rotor pada motor induksi lima phasa di-blok diberhentikan putarannya Nr = 0.
4. Mencatat besarnya nilai tegangan blok rotor V
BR
, arus blok rotor I
BR
, daya input P
in
, dan besarnya torsi beban ketika Nr = 0.
5. Lepaskan saklar S1.
6. Percobaan selesai
Universitas Sumatera Utara
37
4.2.3.3 Data Hasil Percobaan Tabel 4.5 Data Hasil Percobaan Uji Blocked Rotor
Motor Induksi Beban
V
BR
volt I
BR
ampere P
in
watt Nr rpm
Torsi Nm 210,7
6 4120
4,4
4.2.3.4 Analisa Data Hasil Percobaan Dalam menganalisa data hasil percobaan rotor ditahan, digunakan persamaan berikut:
Z
br
=
��� 4.25.
���
Z
br
= Z
br
Cosφ + j Z
br
Sinφ = r
br
+ jx
br
Ω
P
in
= 4,25. V
BR
. I
BR
. Cosφ
Cosφ =
4120 4,25.210,7.6
= 0,76 ; Sinφ = 0,65
Z
br
=
210,7 4,25.6
= 8,26 Ω
r
br
= Z
br
Cosφ = 8,26 x 0,76 = 6,27 Ω
x
br
= Z
br
Sinφ = 8,26 x 0,65 = 5,37 �
Z
hs
= Z
br
= 8,26 Ω
Universitas Sumatera Utara
38
Selanjutnya hasil analisa data dapat dibuat dalam tabel sebagai berikut: Tabel 4.6 Hasil Analisa Data Percobaan Rotor Ditahan
V
hs
volt I
hs
ampere P watt
Z
hs
Ω Cosφ
210,7 6
4120 8,26
0,76
4.3 Percobaan Berbeban Load Test
4.3.1 Rangkaian Percobaan
Gambar 4.4 Rangkaian Percobaan Berbeban Motor Induksi Lima Phasa 4.3.2 Prosedur Percobaan
1. Rangkai percobaan seperti pada gambar
2. Tutup saklar S1.
Universitas Sumatera Utara
39
3. Naikkan tegangan autotrafo AC PTAC yang akan disuplai ke motor induksi
sampai mencapai 380 volt. 4.
Atur nilai torsi beban sebesar 0,5 N.m. 5.
Mencatat arus I, tegangan input V, Cosφ
o
, putaran motor rpm dan daya input P
in
. 6.
Langkah ke-4 dilakukan untuk torsi beban sebesar 1 N.m, 1,5 N.m, 2 N.m dan 2,5 N.m.
7. Turunkan autotrafo AC PTAC hingga motor berhenti.
8. Lepaskan saklar S1.
9. Percobaan selesai.
4.3.3 Data Hasil Percobaan Tabel 4.7 Data Hasil Percobaan Berbeban
T
load
N.m V volt
I ampere P
in
watt Cosφ
Nr 0,5
250 4
2805 0,66
1438 1
250 4,1
2962,25 0.68
1426 1,5
250 4,2
3034,5 0,68
1414 2
250 4,3
3198,125 0,7
1397 2,5
250 4,5
3442,5 0,72
1374
Universitas Sumatera Utara
40
4.3.4 Analisa Data Hasil Percobaan Dalam menganalisa aliran daya, torsi dan efisiensi dari data hasil percobaan berbeban
digunakan persamaan sebagai berikut: Pada saat pengujian torsi beban sebesar 0,5 N.m
1. Daya masuk pada motor P
in
= 4,25.V.I. Cosφ
P
in
= 4.25 x 250 x 4 x0,66 = 2805 watt 2.
Rugi daya belitan stator P
SCL
= I
1 2
.Rs = 4
2
x 66,61 = 1065,76 watt 3.
Rugi daya inti Pc = P
nl
– P
oSCL
= 2510,16 – 926,7 = 1573,46 watt dimana: P
nl
= daya masuk pada saat beban nol P
oSCL
= rugi daya pada belitan stator ketika beban nol 4.
Daya keluar stator P
OS
= P
in
– Pc + P
SCL
= 2805 – 1573,46 + 1065,76 = 165,78 watt
5. Daya keluar motor kotor
P
CONV
= P
OS
x 1-S
Universitas Sumatera Utara
41
= 165,78 x 1-0,0413 = 158,93 watt
Dimana slip S =
��−�� ��
=
1500 −1438
1500
= 0,0413 = 4,13
6. Rugi yang disebabkan oleh gesekan dan angin
Pt = 2 x Pin = 0,02 x 2805 = 56,1 watt 7.
Daya keluaran bersih Pout = P
CONV
– Pt = 158,93 – 56,1
= 102,83 watt 8.
Maka nilai torsi dan efisiensi adalah sebagai berikut: a.
T =
9,55. ����
��
=
9,55 � 102,83
1438
= 0,68 N.m
b.
�
=
���� ���
=
102 ,83 2805
= 3,6
Universitas Sumatera Utara
42
Selanjutnya hasil analisa data dapat dibuat dalam tabel sebagai berikut: Tabel 4.8 Hasil Analisa Data Percobaan Berbeban
T
load
N.m I
ampere V
volt Cos φ
P
in
watt Nr
rpm Pout
watt
�
T N.m
0,5 4
250 0,66
2805 1438
102,83 3,6
0,68 1
4,1 250
0,68 2962,25
1426 196,565
6,6 1,32
1,5 4,2
250 0,68
3034,5 1414
208,96 6,8
1,51 2
4,3 250
0,70 3198,125
1397 302,12
9,45 2,1
2,5 4,5
250 0,72
3442,5 1374
407,644 11,84
2,83
Universitas Sumatera Utara
43
Kurva yang menggambarkan karakteristik torsi dengan kecepatan putaran rotor adalah:
Gambar 4.5 Kurva karakteristik kecepatan putaran rotor – torsi motor induksi
Kurva karakteristik yang menunjukkan effisiensi motor induksi sebagai fungsi dari daya output P
out
adalah:
Gambar 4.6 Kurva karakteristik daya ouput – effisiensi
0,5 1
1,5 2
2,5 3
1374 1397
1414 1426
1438
T N
.m
nr rpm
2 4
6 8
10 12
14
102,83 196,56
208,96 302,12
407,64
η
Pout watt
Universitas Sumatera Utara
44
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kategori