Penentuan Besar Nilai Kapasitor

− frekuensimeter − IR50i Infra Red Thermometer Spesifikasi : Jarak Temperatur : -60 sd 500 o C Waktu Respon = 1 Detik Jarak yang cocok ke target = 2 Meter Laser output = 1 mW, panjang gelombang 630-670 nm, produk laser kelas II Perbandingan jarak dengan titik tujuan = 11 : 1

IV.3 Penentuan Besar Nilai Kapasitor

Apabila kapasitor yang dirangkai pada generator induksi penguatan sendiri adalah hubungan delta ∆ , maka : P out = 1,5 Kw Cos θ = 0,82, θ = 34,91 Daya yang dibutuhkan mesin ketika beroperasi sebagai motor S = √3 VI = 1,73 x 380 x 3,6 = 2,36 kVA Daya aktif yang diserap adalah P = S cos θ = 2,36 x 0,82 Universitas Sumatera Utara = 1,93 kW Daya reaktif yang diserap adalah = = 1,35 kvar Ketika mesin beroperasi sebagai generator induksi, kapasitor harus mensuplai paling sedikit 1,35 : 3 = 0,45 kvar per phasa. Tegangan per phasa adalah 380 V karena kapasitor terhubung delta. Dengan begitu, arus kapasitif per phasa adalah I C = V Q = 380 450 = 1,18 A Reaktansi kapasitif per phasa adalah X C = I V = 18 , 1 380 = 322,033 Ω Kapasitansi per phasa paling sedikit seharusnya C = C fX π 2 1 = 033 , 322 50 2 1 x x π Universitas Sumatera Utara = 9,88 µF Nilai kapasitor yang dipasang sangat menentukan terbangkitnya tegangan atau tidak. Untuk terbangkitnya tegangan generator induksi, nilai kapasitor yang dipasang harus lebih besar dari nilai kapasitor minimum yang diperlukan untuk proses eksitasi. Jika kapasitor yang dipasang lebih kecil dari kapasitor minimum yang diperlukan, maka proses pembangkitan tegangan tidak akan berhasil. Jadi kapasitor per - phasa terhubung ∆ yang dibutuhkan generator untuk dapat membangkitkan ggl adalah sebesar 20 μF. Untuk kapasitor yang terhubung secara Y, kapasitor per - phasa yang dibutuhkan tiga kali kapasitor yang terhubung secara ∆, yaitu 60 μF. IV.4 Pengujian Panas Pada Generator Induksi Saat Pembebanan IV.4.1 Pengujian Pengukuran Tahanan Stator Konstanta generator induksi yang digunakan untuk menghitung rugi-rugi tembaga stator dapat ditentukan dengan data-data dari hasil pengukuran pada suplai DC. Dari pengukuran dengan suplai DC dapat dihitung harga tahanan stator R dc. Pengukuran tahanan kumparan stator generator induksi dilakukan dengan menggunakan : 1. Ohmmeter 2. Tegangan dc Cara lain adalah dengan menggunakan volt meter dan ampere meter, dimana ketiga impedansi terhubung bintang. Tahanan sebenarnya adalah setengah dari tahanan Universitas Sumatera Utara hasil pengukuran, karena kumparan terhubung bintang. Dengan cara ini tahanan yang terukur adalah merupakan tahanan dua phasa, maka tahanan perphasanya adalah : R phasa R = 0,5 R RT + R RS – R TS R phasa S = 0,5 R RS + R TS – R RT R phasa T = 0,5 R RT + R TS – R RS

IV.4.1.1 Rangkaian Pengujian

A V U V W + - V DC Variabel R u R v R w Gambar 4.1. Rangkaian percobaan dengan suplai DC

IV.4.1.2 Prosedur Pengujian

a. Hubungan belitan stator dibuat hubungan Y, yang akan diukur adalah dua dari ketiga phasa belitan stator. b. Rangkaian belitan stator dihubungkan dengan suplai tegangan DC c. Tegangan DC suplai dinaikkan sampai besar tegangan adalah 1 volt d. Ketika tegangan menunjukkan pada besaran 1 volt, penunjukan alat ukur voltmeter dan amperemeter dicatat e. Rangkaian dilepas, kemudian diulang dari langkah 3 dilakukan dengan suplai tegangan variabel, dan dilakukan untuk masing-masing phasa. Universitas Sumatera Utara

IV.4.1.3 Data Hasil Pengujian

Rdc = I V Ω Tabel 4.1. Data hasil pengujian tahanan stator DC Phasa V volt I A R dc Ω R dc rata2 R ac Ω U-V 1 2 3 0,09 0,18 0,27 11,11 11,11 11,11 11,11 12,221 V-W 1 2 3 0,09 0,18 0,28 11,11 11,11 10,71 10,97 12,067 U-W 1 2 3 0,09 0,17 0,27 11,11 11,76 11,11 11,32 12,452

IV.4.1.4 Analisa Data Pengujian

Contoh perhitungan data Untuk I = 0,09 Ampere Rdc = 09 , 1 Rdc rata-rata = 3 11 , 11 11 , 11 11 , 11 + + = 11,11 ohm = 11,11 ohm Karena belitan ini beroperasi pada tegangan bolak-balik maka tahanan ini harus dikalikan dengan faktor koreksi 1,1. Rac = Rdc rata-rata x faktor koreksi Universitas Sumatera Utara = 11,11 x 1,1 = 12,221 ohm Dari data hasil percobaan, diperoleh besar tahanan perphasa : R U ac = 0,5 R UV + R UW - R VW = 0,5 12,221 + 12,452 – 12,067 = 6,303 ohm R V ac = 0,5 R UV + R VW – R UW = 0,5 12,221 + 12,067 – 12,452 = 5,918 ohm R W ac = 0,5 R VW + R UW – R UV = 0,5 12,067 + 12,452 – 12,221 = 6,149 ohm Dari hasil perhitungan diperoleh besarnya harga tahanan stator : Tahanan stator = 3 RW RV RU + + = 3 6,149 5,918 6,303 + + = 6,123 ohm IV.4.2 Pengujian Panas Pada Motor Induksi Sebagai Generator IV.4.2.1 Pengujian Beban Nol IV.4.2.1.1 Rangkaian Pengujian Adapun gambar rangkaian pengujian untuk pengujian beban nol pada generator induksi penguatan sendiri dapat dilihat pada gambar 4.2 berikut : Universitas Sumatera Utara M ind M dc nr ns P T A C 1 Saklar 1 Saklar 4 Saklar 3 Beban V P A1 V Kapasitor Eksitasi f P T D C 1 Pengaman - MCB - Sekering Sumber Tegangan Dari PLN Saklar 2 A2 P T D C 2 A3 Gambar 4.2. Rangkaian pengujian beban nol generator induksi penguatan sendiri

IV.4.2.1.2 Prosedur Pengujian

a. Motor induksi dikopel dengan motor DC, kemudian rangkaian pengujian dirangkai seperti gambar 4.2 b. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan pengatur tegangan dalam posisi minimum. c. Switch S1 ditutup, pengatur PTAC 1 dinaikkan sampai dengan tegangan 380 Volt. d. PTDC2 diatur sehingga penunjukan amperemeter A3 mencapai harga arus penguat nominal motor DC. e. Switch S2 ditutup, pengatur PTDC1 dinaikkan hingga putaran motor dc sama dengan putaran sinkron motor induksi n r = n s . Hal ini dilakukan bersamaan secara perlahan untuk mengimbangi putaran rotor mesin induksi, sehinga tidak ada pembalikan energi. Universitas Sumatera Utara f. Switch S3 ditutup, hingga kapasitor mencharge dengan sendirinya. Hal ini dibiarkan hingga beberapa menit. g. Pengatur PTAC1 diturunkan dan Switch S1 dilepas, sehingga yang bekerja menyuplai daya ke motor induksi adalah kapasitor. h. Kecepatan putaran motor dc dinaikkan hingga melewati putaran sinkron motor induksi n r n s . i. Tegangan yang dihasilkan diatur hingga sesuai dengan yang diinginkan 380, 340 dan 300 Volt. j. Catat temperatur generator, frekuensi generator, arus pada kapasitor dan kecepatan putar n r . k. Turunkan pengatur PTDC1 sampai posisi minimum, kemudian Switch 2 dilepas.

4.4.2.1.3 Data Hasil Pengujian

n s = p f 120 Tabel 4.2. Data hasil pengujian beban nol generator induksi penguatan sendiri No V out volt T o C I C A f Hz n s n r Slip 1 380 42,7 3,29 45 1350 1380 -0,0222 2 340 42,2 2,86 42 1260 1300 -0,0318 3 300 41,8 2,43 40 1200 1250 -0,0418 Universitas Sumatera Utara Dari hasil pengujian, kecepatan putar rotor n r yang dihasilkan di bawah kecepatan putar n r nominal dari motor induksi, ini dikarenakan oleh keterbatasan menaikkan putaran pada peralatan yang tersedia di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT – USU IV.4.2.2 Pengujian Berbeban IV.4.2.2.1 Rangkaian Pengujian Adapun rangkaian pengujian untuk pengujian berbeban pada generator induksi penguatan sendiri dapat dilihat pada gambar 4.3 berikut : M ind M dc nr ns P T A C 1 Saklar 1 Saklar 4 Saklar 3 Beban V P A1 V Kapasitor Eksitasi f P T D C 1 Pengaman - MCB - Sekering Sumber Tegangan Dari PLN Saklar 2 A2 P T D C 2 A3 Gambar 4.3. Rangkaian pengujian berbeban generator induksi penguatan sendiri

IV.4.2.2.2 Prosedur Pengujian

a. Motor induksi dikopel dengan motor DC, kemudian rangkaian pengujian dirangkai seperti gambar 4.3. b. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan pengatur tegangan dalam posisi minimum. Universitas Sumatera Utara c. Switch S1 ditutup, pengatur PTAC 1 dinaikkan sampai dengan tegangan 380 Volt. d. PTDC2 diatur sehingga penunjukan amperemeter A3 mencapai harga arus penguat nominal motor DC. e. Switch S2 ditutup, pengatur PTDC1 dinaikkan hingga putaran motor dc sama dengan putaran sinkron motor induksi n r = n s . Hal ini dilakukan bersamaan secara perlahan untuk mengimbangi putaran rotor mesin induksi, sehinnga tidak ada pembalikan energi. f. Switch S3 ditutup, hingga kapasitor mencharge dengan sendirinya. Hal ini dibiarkan hingga beberapa menit. g. Pengatur PTAC1 diturunkan dan Switch S1 dilepas, sehingga yang bekerja menyuplai daya ke motor induksi adalah kapasitor. h. Kecepatan putaran motor dc dinaikkan hingga melewati putaran sinkron motor induksi n r n s . i. Kemudian Switch S4 ditutup. j. Atur tegangan keluaran sebesar 220 Volt.. k. Catat temperatur generator, arus beban, arus pada kapasitor, frekuensi generator, kecepatan putar n r dan daya yang dihasilkan. l. Buka switch S4, catat kembali tegangan keluaran generator, temperatur generator, frekuensi generator dan kecepatan putar n r . NB : Mesin dibiarkan bekerja selama 4 menit untuk satu nilai beban tertentu, dan setiap menitnya dilakukan pencatatan terhadap temperatur generator Universitas Sumatera Utara m. Turunkan pengatur PTDC 1 sampai posisi minimum, kemudian ulangi langkah i - m untuk nilai beban yang berbeda. n. .Matikan switch 2 setelah selesai melakukan percobaan IV.4.2.2.3 Data Hasil Pengujian Tabel 4.3. Data hasil pengujian berbeban generator induksi penguatan sendiri

a. Temperatur generator induksi selama 4 menit bekerja