Analisa Aliran Daya Pada Motor Induksi Lima Phasa Rotor Sangkar

DAFTAR PUSTAKA

[1] Zuhal, “Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya”, Penerbit ITB, Bandung, 1988 [2] Daut, I., “Parameters Calculation of 5 HP AC Induction Motor”, Malaysia, 2009

[3] Rao, K.P. Prasad, “Five-Leg Inverter for Five –Phase Supply”, India, 2012

[4] IEEE Guides: Test Procedures for Synchronus Machines, IEEE Std 115-1995 (R2002) [5] Chapman Stephen J, “Electric Machinery Fundamentals”, Mc Graw Hill Companies, New

York, 1999

[6] Wijaya Mochtar,”Dasar-dasar Mesin Listrik”, Penerbit Djambatan, Jakarta , 2001 [7] Khan, Rizwan M, ”Multi-Phase Alternative Current Machine Winding Design”,

International Journal of Engineering, Science and Technology, India, 2010

[8] N, Monika, “Modeling and Simlation of Three-Phase to Five-Phase Transformation

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1Tempat dan Waktu

Penelitian akan dilaksanakan pada Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Bangunan dan Listrik, Departemen Teknik Listrik. Alamat Jl.Setia Budi No.75 Kapten Sumarsono Helvetia Medan. Penelitian akan dilaksanakan setelah selesai seminar proposal telah disetujui. Lama penelitian dilaksanakan selama 5 (lima) hari dari tanggal 22 s.d. 25 Agustus 2016.

3.2 Bahan dan Peralatan

1. Motor induksi lima phasa Tipe : rotor sangkar Spesifikasi :

- Tegangan nominal (VL-L) : 250 V - Arus nominal : 4,6 A

- 2,5 HP - Cos φ : 0,8 - Frekuensi: 50 Hz -Jumlah kutub: 4 - Kelas Isolasi : B 2. Motor Servo 3. Amperemeter 4. Voltmeter

5. Wattmeter

6. Power Suplai ( AC dan DC )

3.3Pelaksanaan Penelitian

Dalam melaksanakan penelitian, diambil data yang dibutuhkankan terlebih dahulu. Data yang dibutuhkan tersebut kemudian dianalisa dan dihitung sesuai dengan rumus yang berkaitan. Kemudian hasil yang didapat disajikan dalam bentuk table dan kurva.

3.4Variabel yang Diamati

Variabel – variable yang diamati dalam penelitian ini meliputi:

a. Besarnya nilai daya (Pnl) dan arus (Inl) pada motor lima phasa saat pengujian beban nol.

b. Besarnya beban yang dipikul motor.

c. Besarnya nilai tahanan belitan stator tiap phasanya (R1) melalui percobaan test DC.

d. Besarnya nilai daya, arus, torsi, putaran pada saat percobaan berbeban.

3.5Prosedur Penelitian

Berdasarkan diagram alir flowchart, teknik perhitungan dan pengolahan dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut:

Mulai

Jalankan motor

Motor tidak dibebani

Catat nilai daya dan arus

Melakukan percobaan dengan membebani motor

Catat nilai daya dan arus

Matikan motor

Melakukan DC test

Catat hasil DC test

Melakukan perhitungan hasil DC test

Selesai

Melakukan Block Rotor Test

Catat hasil Block Rotor Test

Melakukan perhitungan hasil Block Rotor Test

Catat semua data dari hasil perhitungan

Analisa aliran daya

Tampilkan hasil

1. Rangkai seluruh rangkaian yang dibutuhkan dalam penelitian.

2. Jalankan motor induksi lima phasa sesuai dengan tegangan nominal motor. 3. Jalankan motor induksi lima phasa tanpa beban.

4. Ukur nilai daya dan arus motor induksi dengan wattmeter dan amperemeter. 5. Bebani motor induksi lima phasa dengan dikopel dengan sebuah motor servo. 6. Ukur nilai daya masukan dan arus motor induksi dengan wattmeter dan

amperemeter ketika motor dalam keadaan steady state. 7. Catat hasil yang diukur oleh wattmeter dan amperemeter. 8. Lakukan nomor 5-7 diatas untuk setiap perubahan beban.

9. Matikan motor induksi, kemudian lakukan percobaan DC test dan block rotor test pada motor.

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

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 (I0), tegangan input (V0), Cosφo, putaran motor (rpm) dan daya input (Pin).

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

V0 (Volt) I0 (Ampere) Pin (Watt) Cosφo 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:

Cosφo = Pin 4,25.��.��

Rm =

Vo ��.�����

Xm = Vo ��.����� Maka,

Rm = 250

0.63 � 3,75 ; Rm = 104,16Ω

Xm = 250

0.77 � 3,75 ; Xm = 86,21Ω

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

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 S1.

4. Naikkan tegangan PTDC 1 yang di suplai ke motor induksi sampai mencapai 10 volt lalu mencatat tegangan DC (V1) dan arus DC (A1).

5. Langkah ke-4 diulang untuk tegangan 20 volt dan 30 volt. 6. Turunkan PTDC 1 sampai nol lalu lepaskan S1.

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

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:

Rdc = _2.���_���

Rac = k. Rdc = 1,25 Rdc Contoh perhitungan untuk phasa A-B:

• Rdc10 = 10

2.0,38 = 13,16 Ω

Rac = 1,25 x 13,16 = 16,45 Ω

• Rdc20 = 20

2.0,7 = 14,28 Ω

• Rdc10 = 30

2.1,1 = 13,63 Ω

Rac = 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 Vdc (volt) Idc (ampere) Rdc (Ω) Rac (Ω) Rac 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

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.L)/A , 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 _mm2 A = 0,2826 mm2

Maka :

Rs = (1,68 x 10-8 Ώ.m x 1120,5 m) / 0,2826.10-6 m2 =66,61 Ω

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 (VBR), arus blok rotor (IBR), daya input (Pin), dan besarnya torsi beban ketika Nr = 0.

5. Lepaskan saklar S1. 6. Percobaan selesai

4.2.3.3 Data Hasil Percobaan

Tabel 4.5 Data Hasil Percobaan Uji Blocked Rotor

Motor Induksi Beban

VBR (volt) IBR (ampere) Pin (watt) Nr (rpm) Torsi (Nm)

210,7 6 4120 0 4,4

4.2.3.4 Analisa Data Hasil Percobaan

Dalam menganalisa data hasil percobaan rotor ditahan, digunakan persamaan berikut:

Zbr = ���

4.25.���

Zbr = Zbr Cosφ + j Zbr Sinφ = rbr + jxbrΩ

Pin = 4,25. VBR. IBR. Cosφ

Cosφ = 4120

4,25.210,7.6= 0,76 ; Sinφ = 0,65

Zbr = 210,7

4,25.6 = 8,26 Ω

rbr = Zbr Cosφ = 8,26 x 0,76 = 6,27 Ω

xbr = Zbr Sinφ = 8,26 x 0,65 = 5,37 �

Zhs = Zbr = 8,26 Ω

Selanjutnya hasil analisa data dapat dibuat dalam tabel sebagai berikut:

Tabel 4.6 Hasil Analisa Data Percobaan Rotor Ditahan

Vhs (volt) Ihs (ampere) P (watt) Zhs (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.

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), Cosφo, putaran motor (rpm) dan daya input (Pin).

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

Tload (N.m) V (volt) I (ampere) Pin (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

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 Pin = 4,25.V.I. Cosφ

Pin = 4.25 x 250 x 4 x0,66 = 2805 watt 2. Rugi daya belitan stator

PSCL = (I1)2.Rs = (4)2 x 66,61 = 1065,76 watt 3. Rugi daya inti

Pc = Pnl – PoSCL = 2510,16 – 926,7 = 1573,46 watt

dimana: Pnl = daya masuk pada saat beban nol

PoSCL = rugi daya pada belitan stator ketika beban nol 4. Daya keluar stator

POS = Pin – (Pc + PSCL)

= 2805 – (1573,46 + 1065,76) = 165,78 watt

5. Daya keluar motor (kotor) PCONV = POS x (1-S)

= 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 = PCONV – 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

Selanjutnya hasil analisa data dapat dibuat dalam tabel sebagai berikut:

Tabel 4.8 Hasil Analisa Data Percobaan Berbeban

Tload (N.m)

I (ampere)

V (volt)

Cos φ Pin (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

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 Pout adalah:

Gambar 4.6 Kurva karakteristik daya ouput – effisiensi 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

1374 1397 1414 1426 1438

T ( N .m ) nr (rpm) 0 2 4 6 8 10 12 14

102,83 196,56 208,96 302,12 407,64

η

(%

)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Nilai daya masukan terkecil yang diperoleh adalah ketika torsi beban sebesar 0,5 N.m, yaitu 2805 watt. Dan pada saat itu daya keluaran yang dihasilkan ialah 102,83 watt. Sedangkan nilai daya masukan terbesar yang dihasilkan motor induksi lima phasa ialah pada saat torsi beban 2,5 N.m, yaitu 3442,5 watt dan daya output yang dihasilkan ialah 407,644 watt.

2. Semakin besar nilai torsi beban, semakin besar nilai effisiensi dan torsi motor yang dihasilkan. Pada saat torsi beban 2,5 N.m diperoleh nilai effisiensinya 11,84% dan nilai torsi motornya 2,83 N.m.

3. Kelebihan dari motor induksi lima phasa adalah daya masukannya yang besar. Tetapi kekurangannya ialah daya keluaran yang dihasilkan sangat kecil

dikarenakan besarnya rugi-rugi dayanya. Salah satu penyebabnya adalah besarnya

nilai total tahanan belitan pada stator yaitu 66,61Ω.

5.2 Saran

1. Lakukan pengujian ini terhadap motor induksi tiga phasa dengan spesifikasi daya yang sama, untuk mendapatkan perbandingan aliran daya, effisiensi dan torsi motor.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Motor Induksi

Motor induksi merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling luas digunakan dan dapat dijumpai dalam setiap aplikasi industri maupun rumah tangga. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan arus stator.

Motor ini memiliki konstruksi yang kuat, sederhana, handal, serta berbiaya murah. Di samping itu motor ini juga memiliki effisiensi yang tinggi saat berbeban penuh dan tidak membutuhkan perawatan yang banyak. Akan tetapi jika dibandingkan dengan motor DC, motor induksi masih memiliki kelemahan dalam hal pengaturan kecepatan. Dimana pada motor induksi pengaturan kecepatan sangat sukar untuk dilakukan.

2.2 Konstruksi Motor Induksi

Motor induksi pada dasarnya memiliki konstruksi stator yang sama dengan motor sinkron, dan hanya terdapat perbedaan pada konstuksi rotor. Stator dibentuk dari laminasi – laminasi tipis yang terbuat dari aluminium ataupun besi tuang, dan kemudian dipasak

bersama–sama untuk membentuk inti stator dengan slot seperti yang ditunjukkan gambar 2.1a. Kumparan (coil) dari konduktor–konduktor yang terisolasi ini kemudian disisipkan kedalam slot–slot tersebut.

Motor induksi pada dasarnya mempunyai 3 bagian penting seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.1 sebagai berikut:

1. Stator : Merupakan bagian yang diam dan mempunyai kumparan yang dapat menginduksikan medan elektromagnetik kepada kumparan rotornya

2. Celah : Merupakan celah udara: Tempat berpindahnya energi dari startor ke rotor 3. Rotor : Merupakan bagian yang bergerak akibat adanya induksi magnet dari

kumparan stator yang diinduksikan kepada kumparan rotor.

Pada motor induksi lima phasa ini terdapat 36 slot. dimana slot yang akan digunakan berjumlah 30 dan sisanya dikosongkan.

(a) (b)

Rotor motor induksi lima phasa dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu rotor sangkar (squirrelcagerotor) dan rotor belitan (woundrotor). Rotor yang akan digunakan pada motor induksi lima phasa ini adalah rotor sangkar. Rotor sangkar terdiri dari susunan batang konduktor yang dibentangkan ke dalam slot–slot yang terdapat pada permukaan rotor dan tiap–tiap ujungnya dihubung-singkat dengan menggunakan shortingrings.

Sebenarnya konstruksi pada motor tiga phasa dan lima phasa adalah hampir sama terutama pada rotornya. Hal paling utama yang membedakan kedua motor ini adalah belitan konduktor pada statornya, dimana belitan stator pada motor induksi lima phasa menggunakan 30 slot dan menggunakan 4 kutub (pole).

Pada motor induksi lima phasa terdapat 5 jenis arus yang masing-masing membentuk perbedaan phasa sebesar 72o. sudut antar phasa ini diperoleh dari rumus lima phasa empat kutub yaitu: Ø=360°/5 (electrical) = 72° (electrical)

2.3 Prinsip Kerja Motor Induksi

Ketika medan magnetik memotong konduktor rotor, di dalam konduktor tersebut akan diinduksikan ggl yang sama seperti ggl yang diinduksikan dalam lilitan sekunder transformator oleh fluksi primer. Rangkaian rotor merupakan rangkaian tertutup, baik melalui cincin ujung maupun tahanan luar. Ggl induksi menyebabkan arus mengalir di dalam konduktor rotor. Sehingga dengan adanya aliran arus pada konduktor rotor di dalam medan magnet yang dihasilkan stator, maka akan dibangkitkan gaya ( F ) yang bekerja pada motor.

Untuk memperjelas prinsip kerja motor induksi lima phasa, maka dapat dijabarkan dalam beberapa langkah berikut:

1. Pada keadaan beban nol kelima phasa stator yang terhubung dengan sumber tegangan lima phasa yang setimbang akan menghasilkan arus pada tiap belitan phasa. arus pada tiap phasa menghasilkan fluksi bolak – balik yang berubah -ubah. 2. Amplitudo fluksi yang dihasilkan berubah secara sinusoidal dan arahnya tegak

lurus terhadap belitan phasa.

3. Akibat fluksi yang berputar timbul ggl pada stator motor yang besarnya : � = −���

�� (����) (2.1)

4. Resultan dari kelima fluksi bolak – balik tersebut menghasilkan medan putar yang bergerak dengan kecepatan sinkron ns yang besarnya ditentukan oleh jumlah kutub p dan frekuensi stator f yang dirumuskan:

�� =

120�

� (���) (2.2)

Dimana:

ns = kecepatan sinkron/medan putar (rpm)

f = frekuensi sumber daya (Hz)

P = jumlah kutub motor induksi

5. Fluksi yang berputar tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induksi sebesar E2.

menghasilkan arus I2.

7. Adanya arus I2 di dalam medan magnet akan menimbulkan gaya Lorentz (F) pada rotor. Gaya Lorentz yaitu bila suatu konduktor yang dialiri arus berada dalam suatu kawasan medan magnet, maka konduktor tersebut akan mendapat gaya elektromagnetik (gaya lorentz) sebesar:

� =��� sin� (2.3) Dimana:

F= gaya yang bekerja pada konduktor (Newton) B = kerapatan fluks magnetik (Wb/m2)

i = besar arus pada konduktor (A) l = panjang konduktor (m)

θ = sudut antara konduktor dan vektor kerapatan fluks magnetik

8. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya F cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator.

9. Perputaran rotor akan semakin meningkat hingga mendekati kecepatan sinkron. Perbedaan kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatanrotor (nr) disebut slip (s) dan dinyatakan dengan:

� =��− ��

�� � 100% (2.4)

10.Pada saat rotor dalam keadaan berputar, besarnya tegangan yang terinduksi pada kumparan rotor akan bervariasi tergantung besarnya slip.

11.Bila ns = nr, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak akan mengalir pada kumparan rotor, sehingga tidak akan dihasilkan kopel. Kopel akan dihasilkan jika nr < ns.

2.4 Motor Induksi Lima Phasa

Pada umumnya sumber tegangan yang digunakan untuk menyuplai motor listrik baik di Indonesia, maupun negara lain merupakan sumber tegangan tiga phasa. Namun, motor induksi lima phasa membutuhkan suplai yang berbeda, yakni sumber tegangan lima phasa. Akan tetapi, sumber tegangan lima phasa belum banyak dijumpai hingga saat ini. Sumber lima phasa ini sedikit berbeda dari tiga phasa. Dimana motor di suplai dari trafo yang mengubah suplai tiga phasa menjadi lima phasa, seperti yang di tunjukkan pada gambar 2.2

Gambar 2.2 One line diagram suplai motor induksi lima phasa

Gambar 2.3 Fasor diagram tegangan phasa ke phasa sistem lima phasa

Tegangan netral (VN) adalah pengukuran tegangan dari titik netral menuju titik ujung tiap phasa, sedangkan tegangan phasa ke phasa (VLINE) adalah pengukuran tegangan dari titik ujung phasa ke titik ujung phasa yang lain. Untuk mencari VLINE , kita dapat menghitungnya dengan menyederhanakan gambar 2.3 ke gambar dibawah ini :

Dari gambar 2.4 dapat diketahui besar nilai tegangan phasa ke phasa dengan menggunakan rumus phytagoras (c2 = a2 + b2), sehingga dapat kita cari:

VLINE = (Vnetral x cosθ) VLINE = Vnetral x cos54o

Karena memiliki dua bangun segitiga siku-siku maka:

VLINE = (Vnetral x cos54o) x 2

VLINE = Vnetral x 0,587 x 2 VLINE = 1,175.Vnetral

Bila tegangan Vnetral sebesar 220 Volt, maka diperoleh VLINE = 258,62 Volt

Maka dapat disimpulkan bahwa:

�_�−� = _√1,38�_�−� (2.5)

atau

�_�−� = 1,175 �_�−� (2.6)

Motor induksi lima phasa memiliki 30 slot, 4 pole, dengan belitan yang asimetris agar dapat bekerja dengan stabil, dapat dilihat belitan motor induksi lima phasa pada gambar 2.5

2.5 Aliran Daya Pada Motor Induksi Lima phasa

Daya listrik disuplai ke stator motor induksi diubah menjadi daya mekanik pada poros motor. Berbagai rugi-rugi yang timbul selama proses konversi energi listrik antara lain:

1. Rugi-rugi tetap (fixed losses), terdiri dari: a. Rugi-rugi inti stator

b. Rugi-rugi gesek dan angin 2. Rugi-rugi variabel, terdiri dari:

a. Rugi-rugi tembaga stator (PSCL)

PSCL= 5I12R1 (2.7)

b. Rugi-rugi tembaga rotor (PRCL)

Apabila rugi–rugi tembaga dan rugi–rugi inti dikurangi dengan daya input motor, maka akan diperoleh besarnya nilai daya celah udara (PAG). Daya celah udara ini dapat juga disebut sebagai daya output stator (POS) atau daya input rotor.

Daya pada celah udara (PAG) dapat dirumuskan dengan :

PAG= Pin - PSCL – PC (2.8)

Sementara itu, daya mekanik yang dibangkitkan pada motor induksi merupakan selisih dari daya pada celah udara dikurangi dengan rugi inti stator dan rugi gesek dan angin.

P = 5 VPh IPh cosØ (2.9)

P = 4.25 VL IL cos Ø (2.10)

Perbandingan antara daya tiga phasa dengan daya lima phasa adalah sebagai berikut:

P3Ø = 1.73 VL IL Cos Ø (2.11)

P5Ø = 4.255 VL IL Cos Ø

Perbandingan lima phasa dengan tiga phasa = 4,255/1,73 = 2.46

Maka, Daya lima phasa lebih besar 2.46 kali daya tiga phasa.

Gambar 2.6 Aliran daya motor induksi lima phasa Dimana :

• PSCL = Rugi-rugi tembaga pada belitan stator (Watt)

• PC = Rugi-rugi inti pada stator (Watt)

• PAG = Daya yang ditransfer melalui celah udara (Watt)

• PRCL = Rugi-rugi tembaga pada kumparan rotor (Watt)

• PF+W = Rugi-rugi gesek + angin (Watt)

• PCONV = Daya mekanis keluaran = Daya output kotor (Watt)

2.6 Torsi Motor Induksi

Kita tahu bahwa Torsi merupakan gaya yang digunakan untuk memikul beban. Dari diagram aliran daya motor induksi lima phasa sebelumnya dapat diturunkan suatu rumusan umum untuk torsi motor induksi sebagai fungsi dari kecepatan. Torsi motor induksi diberikan persamaan sebagai berikut :

T = ����

��

atau T =

9,55.����

��

(2.12)

�� = 2п.��

60

Pout = daya output (Watt) n r = putaran rotor (rpm)

Persamaan yang terakhir diatas sangat berguna, karena kecepatan sinkron selalu bernilai konstan untuk tiap-tiap frekuensi dan jumlah kutup yang diberikan motor. Karena kecepatan sinkron selalu tetap, maka daya pada celah udara akan menentukan besar torsi induksi pada motor.

Gambar kurva torsi kecepatan (slip) pada motor induksi ditunjukkan pada gambar 2.7

Gambar 2.7 Karateristik torsi – slip pada motor induksi

Dari kurva karateristik torsi motor induksi diatas dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Torsi motor induksi akan bernilai nol pada saat kecepatan sinkron.

karena itu arus rotor,medan magnet rotor, dan torsi induksi meningkat secara linear dengan peningkatan slip.

3. Akan terdapat torsi maksimum yang tak mungkin akan dapat dilampaui. Torsi ini disebut juga pull – out torque atau break down tourque, yang besarnya 2 -3 kali torsi beban penuh dari motor.

4. Torsi start pada motor sedikit lebih besar dari pada torsi beban penuhnya, oleh karena itu motor ini akan start dengan suatu beban tertentu yang dapat disupplai pada daya penuh.

5. Torsi pada motor akan memberikan harga slip yang bervariasi sebagai harga kuadrat dari tegangan yang diberikan. Hal ini sangat penting dalam membentuk pengaturan kecepatan dari motor.

6. Jika rotor motor induksi digerakkan lebih cepat dari kecepatan sinkron, kemudian arah dari torsi induksi didalam mesin menjadi terbalik dan mesin akan bekerja sebagai generator, yang mengkonversikan daya mekanik menjadi daya elektrik.

7. Jika motor induksi bergerak mundur relatif dari arah medan magnet, torsi induksi mesin akan menghentikan mesin dengan sangat cepat dan akan mencoba untuk berputar pada arah yang lain. Karena pembalikan arah medan putar merupakan suatu aksi penyakklaran dua buah phasa stator, maka cara seperti ini dapat digunakan sebagai suatu cara yang sangat cepat untuk menghentikan motor induksi. Cara menghentikan motor seperti ini disebut juga dengan pluging.

2.7 Effisiensi Motor Induksi Lima Phasa

Effisiensi dari suatu motor induksi didefinisikan sebagai ukuran keeffektifan motor induksi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik yang dinyatakan sebagai perbandingan rasio daya output (keluaran) dengan daya input (masukan), atau dapat juga dirumuskan dengan:

η = Pout

Pin

=

Pout

Pout +Plossx 100 % (2.13)

Dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa effisiensi motor tergantung pada besarnya rugi-rugi. Pada dasarnya metode yang digunakan untuk menentukan effisiensi motor induksi bergantung pada dua hal apakah motor itu dapat dibebani secara penuh atau pembebanan simulasi yang harus digunakan.

Effisiensi dari motor induksi dapat diperoleh dengan melakukan pengujian beban nol dan pengujian hubung singkat. Dari pengujian beban nol akan diperoleh rugi-rugi rotasi yang terdiri dari rugi-rugi mekanik dan rugi-rugi inti. Rugi-rugi tembaga stator tidak dapat diabaikan sekalipun motor berbeban ringan ataupun tanpa beban. Persamaan yang dapat digunakan untuk motor lima phasa ini adalah:

Prot = 5VphIphcosØ – 5I12R1 (2.14)

Dari ke dua rumus diatas dapat dinyatakan bahwa rugi-rugi daya = total daya input – rugi tembaga stator. Situasi ini tepat karena rotor tidak dibebani sewaktu sedang beroperasi sehingga slipnya sangat kecil oleh karena itu arus, dan rugi-rugi tembaga rotor diabaikan

2.8 Penentuan Parameter Motor Induksi

Data yang diperlukan untuk menghitung performansi dari suatu motor induksi dapat diperoleh dari hasil pengujian tanpa beban, pengujian rotor tertahan, dan pengukuran tahanan dc lilitan stator.

2.8.1 Pengujian Tanpa Beban ( No Load Test )

Pengujian tanpa beban pada motor induksi akan memberikan keterangan berupa besarnya arus magnetisasi dan rugi–rugi tanpa beban. Biasanya pengujian tersebut dilakukan pada frekuensi yang diizinkan dan dengan tegangan lima phasa dalam keadaan setimbang yang diberikan pada terminal stator. Pembacaan diambil pada tegangan yang diizinkan setelah motor bekerja cukup lama, agar bagian–bagian yang bergerak mengalami pelumasan sebagaimana mestinya. Rugi–rugi rotasional keseluruhan pada frekuensi dan tegangan yang diizinkan pada waktu dibebani biasanya dianggap konstan dan sama dengan rugi – rugi tanpa beban.

Pada keadaan tanpa beban, besarnya arus rotor sangat kecil dan hanya diperlukan untuk menghasilkan torsi yang cukup untuk mengatasi gesekan. Karenanya rugi–rugi I2R tanpa beban cukup kecil dan dapat diabaikan. Pada transformator rugi – rugi I2R primernya tanpa beban dapat diabaikan, akan tetapi rugi–rugi stator tanpa beban motor induksi besarnya cukup berarti karena arus magnetisasinya lebih besar. Besarnya rugi-rugi rotasional PR pada keadaan kerja normal adalah :

���� = ��� −5�2���1 (2.15)

Dimana :

Inl = arus tanpa beban tiap phasa ( A ) R1 = tahanan stator tiap phasa ( ohm )

Karena slip pada keadaaan tanpa beban sangat kecil, maka akan mengakibatkan tahanan rotor R2/s sangat besar. Sehingga cabang paralel rotor dan cabang magnetisasi menjadi jXM di shunt dengan suatu tahanan yang sangat besar, dan besarnya reaktansi cabang paralel karenanya sangat mendekati XM. Sehingga besar reaktansi yang tampak Xnl yang diukur pada terminal stator pada keadaan tanpa beban sangat mendekati X1 + XM, yang merupakan reaktansi sendiri dari stator, sehingga :

Xnl = X1+ XM (2.16)

Maka besarnya reaktansi diri stator, dapat ditentukan dari pambacaan alat ukur pada keadaan tanpa beban. Untuk mesin lima phasa yang terhubung Y besarnya impedansi tanpa beban Znl/ phasa :

Znl =

Vnl

4.25Inl

(2.17)

Di mana Vnl merupakan tegangan line, pada pengujian tanpa beban. Besarnya tahanan pada pengujian tanpa beban Rnladalah :

Rnl =

Pnl

Pnl merupakan suplai daya lima phasa pada keadaan tanpa beban, maka besar reaktansi tanpa beban

Xnl =�Z nl2 −R2 nl (2.19)

sewaktu pengujian beban nol, maka rangkaian ekivalen motor induksi seperti gambar 2.8 berikut :

Gambar 2.8 Rangkaian ekivalen motor induksi pada percobaan beban nol

2.8.2 Pengujian Tahanan Stator ( DC Test )

Untuk menentukan besarnya tahanan stator R1 dilakukan dengan test DC. Pada dasarnya tegangan DC diberikan pada belitan stator motor induksi. Karena arus yang disuplai adalah arus DC, maka tidak terdapat tegangan yang diinduksikan pada rangkaian rotor sehingga tidak ada arus yang mengalir pada rotor. Dalam keadaan demikian, reaktansi dari motor juga bernilai nol, oleh karena itu, yang membatasi arus pada motor hanya tahanan stator.

Untuk melakukan pengujian ini, arus pada belitan stator diatur pada nilai rated, yang mana hal ini bertujuan untuk memanaskan belitan stator pada temperatur yang sama selama operasi normal. Apabila tahanan stator dihubung Y, maka besar tahanan

stator/ phasa adalah :

�1 =₂�_���

�� (2.20)

Bila stator dihubung delta, maka besar tahanan stator. �1 =

3�_��

2�_�� (2.21)

Dengan diketahuinya nilai dari R1, rugi–rugi tembaga stator pada beban nol dapat ditentukan, dan rugi–rugi rotasional dapat ditentukan sebagai selisih dari daya input pada beban nol dan rugi–rugi tembaga stator. Gambar 2.9 menunjukkan salah satu bentuk pengujian DC pada stator motor induksi yang terhubung Y.

Gambar 2.9 Rangkaian pengukuran untuk DC test

2.8.3 Pengujian Rotor Tertahan (Block Rotor Test)

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan parameter – parameter motor induksi, dan biasa juga disebut dengan locked rotor test. Pada pengujian ini rotor dikunci/ ditahan sehingga tidak berputar.

Untuk melakukan pengujian ini, tegangan AC disuplai ke stator dan arus yang mengalir diatur mendekati beban penuh. Ketika arus telah menunjukkan nilai beban penuhnya, maka tegangan, arus, dan daya yang mengalir ke motor diukur.

Saat pengujian ini berlangsung s = 1 dan tahanan rotor R2/s = R2. Karena nilai R2 dan X2 begitu kecil, maka arus input akan seluruhnya mengalir melalui tahanan dan reaktansi tersebut. Oleh karena itu, kondisi sirkit pada saat ini terlihat seperti kombinasi seri X1, R1, X2, dan R2. Sesudah tegangan dan frekuensi diatur, arus yang mengalir pada motor diatur dengan cepat, sehingga tidak timbul kenaikan temperatur pada rotor dengan cepat. Daya input yang diberikan kepada motor adalah :

��� = 4.25���� (2.22)

Dimana :

VT = tegangan line pada saat pengujian berlansung IL= arus line pada saat pengujian berlangsung

��� = _4.25��_�

� (2.23)

Dimana :

ZBR = impedansi hubung singkat

�_�� =�_��+��_��

=�_��cos�+��_��sin� (2.24)

Tahanan block rotor :

��� = �1+�2 (2.25)

Sedangkan reaktansi block rotor X’BR = X1’ + X2’

X1’ + X2’ adalah reaktansi stator dan rotor pada frekuensi pengujian

Nilai dari R1 ditentukan dari test DC. Karena reaktansi berbanding langsung dengan frekuensi, maka reaktansi ekivalen total ( XBR ) pada saat frekuensi operasi normal

��� =�_������ ���� ����

′ _=�

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Motor induksi adalah motor arus bolak balik yang paling luas aplikasinya baik di dunia industri maupun rumah tangga. Beberapa keunggulan motor induksi adalah memiliki konstruksi yang kuat, sederhana, tidak membutuhkan perawatan yang banyak dan mudah dalam pengoperasiannya. Selain itu motor ini juga menyediakan effisiensi yang baik dan putaran yang konstan untuk tiap perubahan beban.

Umumnya motor induksi yang digunakan dalam kehidupan kita adalah motor induksi satu phasa dan tiga phasa. Namun kali ini motor induksi yang akan digunakan adalah motor induksi lima phasa. Aliran daya pada suatu motor adalah salah satu masalah yang harus di analisa karena kita harus mengetahui seberapa besar daya yang disupply (Pin), rugi rugi daya (Ploss) dan daya keluaran (Pout).

Setelah menganalisa aliran daya, kita dapat mengetahui seberapa besar effisiensi dan torsi dari motor induksi tersebut.Besarnya daya pada celah udara berbanding lurus dengan nilai dari torsinya.

Dengan demikian kita dapat membandingkan nilai dari aliran daya, effisiensi dan torsi yang dihasilkan motor induksi lima phsasa dengan motor induksi lain yang sudah diaplikasikan di industri ataupun rumah tangga. Dari sinilah kita juga dapat mengetahui apa apa saja kelebihan dan kekurangan dari motor induksi lima phasa.

1.2 Perumusan Masalah

Adapun rumusan masalah tugas akhir ini adalah :

1. Seberapa besar jumlah nilai tahanan pada belitan stator dan besarnya nilai arus yang mengalir pada stator untuk mencari besarnya rugi daya pada belitan stator.

2. Seberapa besar nilai daya yang disupply pada saat pengujian tanpa beban dan berbeban.

3. Seberapa besar nilai arus yang mengalir pada motor ketika pengujian berbeban.

4. Seberapa besar nilai daya keluaran pada motor (Pout). 5. Seberapa besar nilai efisiensi dan torsi dari motor tersebut.

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Mengetahui seberapa besar nilai aliran daya pada motor induksi lima phasa. 2. Mengetahui seberapa besar nilai effisiensi dan torsi pada motor induksi lima

phasa.

3. Mengetahui apa apa saja kelebihan dan kekurangan dari motor induksi lima phasa terhadap motor induksi lain.

1.4 Batasan Masalah

Adapun pembatasan masalah yang dilakukan dalam penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Tidak menganalisa gangguan yang tejadi pada sistem motor. 2. Tidak membahas tentang pengasutan atau pengereman pada motor.

3. Tidak membahas pengaruh perubahan tegangan terhadap effisiensi dan torsi. 4. Analisis data berdasarkan peralatan yang tersedia di Laboratorium.

5. Hanya menganalisa aliran daya pada motor induksi lima phasa dan mencari nilai dari effisiensi dan torsi motor tersebut.

6. Tegangan yang digunakan konstan.

7. Tidak membahas system proteksi pada motor. 8. Tidak membahas tentang transformator lima phasa.

1.5 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang didapat dalam peneitian ini adalah :

1. Memprediksi seberapa besar nilai aliran daya pada motor induksi lima phasa dengan mencari nilai Pin, Ploss, dan Pout.

ABSTRAK

Motor induksi merupakan salah satu penggerak yang paling sering dipakai didalam aplikasi industri. Penggunaan motor induksi rotor sangkar memberikan kelebihan tersendiri bila dibandingkan motor induksi rotor belitan. Salah satu kelebihannya adalah effisiensi dan faktor kerjanya lebih tinggi. Selain itu dari segi aliran daya, motor induksi dengan rotor sangkar lebih sedikit menghasilkan rugi-rugi daya pada sisi rotor dibandingkan dengan motor induksi rotor belitan.

Pada suatu motor induksi perlu diketahui aliran daya dari motor tersebut agar didapat informasi seperti effisiensi dan torsi dari motor tersebut. Motor induksi umumnya terbagi dua, yaitu motor induksi satu phasa dan motor induksi tiga phasa. Namun kali ini yang akan dibahas adalah mengenai motor induksi lima phasa. Oleh karena itu dalam Tugas Akhir ini akan di bahas tentang seberapa besar nilai aliran daya, effisiensi dan torsi pada motor induksi lima phasa dengan beban yang berubah-ubah.

Pada pengujian berbeban motor induksi lima phasa diperoleh nilai daya masukan yang cukup besar. Namun daya keluaran yang dihasilkan sangat kecil. Ini dikarenakan besarnya nilai rugi-rugi dayanya. Salah satunya adalah nilai dari rugi daya belitan stator. Dimana jumlah

tahanan total belitan stator cukup besar, yaitu 66,61Ω.

TUGAS AKHIR

ANALISA ALIRAN DAYA PADA MOTOR INDUKSI LIMA PHASA ROTOR SANGKAR

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada

Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik

Oleh

Biondi Y Laurens

NIM :110402070

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ABSTRAK

Motor induksi merupakan salah satu penggerak yang paling sering dipakai didalam aplikasi industri. Penggunaan motor induksi rotor sangkar memberikan kelebihan tersendiri bila dibandingkan motor induksi rotor belitan. Salah satu kelebihannya adalah effisiensi dan faktor kerjanya lebih tinggi. Selain itu dari segi aliran daya, motor induksi dengan rotor sangkar lebih sedikit menghasilkan rugi-rugi daya pada sisi rotor dibandingkan dengan motor induksi rotor belitan.

Pada suatu motor induksi perlu diketahui aliran daya dari motor tersebut agar didapat informasi seperti effisiensi dan torsi dari motor tersebut. Motor induksi umumnya terbagi dua, yaitu motor induksi satu phasa dan motor induksi tiga phasa. Namun kali ini yang akan dibahas adalah mengenai motor induksi lima phasa. Oleh karena itu dalam Tugas Akhir ini akan di bahas tentang seberapa besar nilai aliran daya, effisiensi dan torsi pada motor induksi lima phasa dengan beban yang berubah-ubah.

Pada pengujian berbeban motor induksi lima phasa diperoleh nilai daya masukan yang cukup besar. Namun daya keluaran yang dihasilkan sangat kecil. Ini dikarenakan besarnya nilai rugi-rugi dayanya. Salah satunya adalah nilai dari rugi daya belitan stator. Dimana jumlah

tahanan total belitan stator cukup besar, yaitu 66,61Ω.

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang karena berkatnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul:

ANALISA ALIRAN DAYA PADA MOTOR INDUKSI LIMA PHASA ROTOR SANGKAR Selama masa perkuliahan sampai menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis banyak

memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Raja Harahap, M.T., selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Syamsul Amien M.S., selaku dosen Penguji Tugas Akhir serta selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi Listrik yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini dan telah banyak motivasi selama masa perkuliahan.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Dosen Penguji Tugas Akhir dan telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan.

4. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada penulis.

5. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi saat perkuliahan serta selama penyusunan Tugas Akhir.

6. Rekan- rekan satu angkatan 2011 Teknik Elektro , Aspar, Zein, Fernando, Mangatur, Suranta, Boni, Henri, dll yang selalu saling memberi semangat dan bantuan selama perkuliahan.

7. Abang Asrianto dan bang Citra yang memberikan dukungan dan bantuan.

8. Pak Eprin, Pak Simatupang, Pak Aritonang dan seluruh staf Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Bangunan dan Listrik yang membantu pengujian motor dan memberi arahan.

9. Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa dalam penulis Tugas Akhir ini masih belum sempurna karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun susunan bahasanya. Saran dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat berguna bagi kita semua.

_{Medan, 29 Agustus 2016}

Penulis,

Biondi Y Laurens NIM. 110402070

DAFTAR ISI

ABSTRAK………... i

KATA PENGANTAR……….. .ii

DAFTAR ISI……….... .iv

DAFTAR GAMBAR...viii

DAFTAR TABEL………...ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...1

1.2 Perumusan Masalah...2

1.3 Tujuan Penelitian...2

1.4 Batasan Masalah...3

1.5 Manfaat Penelitian...3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Motor Induksi...4

2.2 Konstruksi Motor Induksi...4

2.3 Prinsip Kerja Motor Induksi...6

2.5 Aliran Daya pada Motor Induksi Lima Phasa...13

2.6 Torsi Motor Induksi...15

2.7 Effisiensi Motor Induksi Lima Phasa...18

2.8 Penentuan Parameter Motor Induksi...19

2.8.1 Pengujian Tanpa Beban...19

2.8.2 Pengujian Tahanan Stator...21

2.8.3 Pengujian Rotor Tertahan...22

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu...25

3.2 Bahan dan Peralatan...25

3.3 Pelaksanaa Penelitian...26

3.4 Variable yang Diamati...26

3.5 Prosedur Penelitian...26

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum...29

4.2 Percobaan Menentukan Parameter Motor Induksi Lima Phasa...29

4.2.1 Percobaan Beban Nol (No Load Test) ...29

4.2.1.1 Rangkaian Percobaan...29

4.2.1.3 Data Hasil Percobaan...30

4.2.1.4 Analisa Data Hasil Percobaan ...30

4.2.2 Percobaan Tahanan Stator (DC Test)...31

4.2.2.1 Rangkaian Percobaan...31

4.2.2.2 Prosedur Percobaan...32

4.2.2.3 Data Hasil Percobaan...32

4.2.2.4 Analisa Data Hasil Percobaan ...33

4.2.3 Percobaan Rotor Ditahan (Blocked Rotor)...36

4.2.3.1 Rangkaian Percobaan...36

4.2.3.2 Prosedur Percobaan...36

4.2.3.3 Data Hasil Percobaan...37

4.2.3.4 Analisa Data Hasil Percobaan...37

4.3 Percobaan Berbeban (Load Test)...38

4.3.1 Rangkaian Percobaan...38

4.3.2 Prosedur Percobaan...38

4.3.3 Data Hasil Percobaan...,.39

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan...44

5.2 Saran...44

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konstruksi Motor Induksi Lima Phasa ……….5

Gambar 2.2 One Line Diagram Suplai Motor Induksi Lima Phasa ……….9

Gambar 2.3 Fasor Diagram Tegangan Phasa ke Phasa Sistem Lima Phasa …...10

Gambar 2.4 Analiasa Tegangan Line pada Sistem Lima Phasa...10

Gambar 2.5 Diagram Belitan Stator Motor Induksi Lima Phasa ………..12

Gambar 2.6 Aliran Daya Motor Induksi Lima Phasa ...15

Gambar 2.7 Karateristik Torsi – Slip pada Motor Induksi ………....16

Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi pada Percobaan Beban Nol ....21

Gambar 2.9 Rangkaian Pengukuran untuk DC Test ...22

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ...27

Gambar 4.1 Rangkaian Percobaan Beban Nol Motor Induksi Lima Phasa ...29

Gambar 4.2 Rangkaian Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa...31

Gambar 4.3 Rangkaian Percobaan Rotor Ditahan Motor Induksi Lima Phasa ...36

Gambar 4.4 Rangkaian Percobaan Berbeban Motor Induksi Lima Phasa ...38

Gambar 4.5 Kurva Karakteristik Kecepatan Putaran Rotor – Torsi Motor Induksi ...43

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Uji Beban Nol ...30

Tabel 4.2 Hasil Analisa Data Percobaan Uji Beban Nol ...31

Tabel 4.3 Data Hasil Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa ..32

Tabel 4.4 Hasil Analisa Data Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa ...34

Tabel 4.5 Data Hasil Percobaan Uji Blocked Rotor ...37

Tabel 4.6 Hasil Analisa Data Percobaan Rotor Ditahan ...38

Tabel 4.7 Data Hasil Percobaan Berbeban ...39

DAFTAR ISI

ABSTRAK………... i

KATA PENGANTAR……….. .ii

DAFTAR ISI……….... .iv

DAFTAR GAMBAR...viii

DAFTAR TABEL………...ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...1

1.2 Perumusan Masalah...2

1.3 Tujuan Penelitian...2

1.4 Batasan Masalah...3

1.5 Manfaat Penelitian...3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Motor Induksi...4

2.2 Konstruksi Motor Induksi...4

2.3 Prinsip Kerja Motor Induksi...6

2.5 Aliran Daya pada Motor Induksi Lima Phasa...13

2.6 Torsi Motor Induksi...15

2.7 Effisiensi Motor Induksi Lima Phasa...18

2.8 Penentuan Parameter Motor Induksi...19

2.8.1 Pengujian Tanpa Beban...19

2.8.2 Pengujian Tahanan Stator...21

2.8.3 Pengujian Rotor Tertahan...22

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu...25

3.2 Bahan dan Peralatan...25

3.3 Pelaksanaa Penelitian...26

3.4 Variable yang Diamati...26

3.5 Prosedur Penelitian...26

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum...29

4.2 Percobaan Menentukan Parameter Motor Induksi Lima Phasa...29

4.2.1 Percobaan Beban Nol (No Load Test) ...29

4.2.1.1 Rangkaian Percobaan...29

4.2.1.3 Data Hasil Percobaan...30

4.2.1.4 Analisa Data Hasil Percobaan ...30

4.2.2 Percobaan Tahanan Stator (DC Test)...31

4.2.2.1 Rangkaian Percobaan...31

4.2.2.2 Prosedur Percobaan...32

4.2.2.3 Data Hasil Percobaan...32

4.2.2.4 Analisa Data Hasil Percobaan ...33

4.2.3 Percobaan Rotor Ditahan (Blocked Rotor)...36

4.2.3.1 Rangkaian Percobaan...36

4.2.3.2 Prosedur Percobaan...36

4.2.3.3 Data Hasil Percobaan...37

4.2.3.4 Analisa Data Hasil Percobaan...37

4.3 Percobaan Berbeban (Load Test)...38

4.3.1 Rangkaian Percobaan...38

4.3.2 Prosedur Percobaan...38

4.3.3 Data Hasil Percobaan...,.39

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan...44 5.2 Saran...44 DAFTAR PUSTAKA ...45

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konstruksi Motor Induksi Lima Phasa ……….5

Gambar 2.2 One Line Diagram Suplai Motor Induksi Lima Phasa ……….9

Gambar 2.3 Fasor Diagram Tegangan Phasa ke Phasa Sistem Lima Phasa …...10

Gambar 2.4 Analiasa Tegangan Line pada Sistem Lima Phasa...10

Gambar 2.5 Diagram Belitan Stator Motor Induksi Lima Phasa ………..12

Gambar 2.6 Aliran Daya Motor Induksi Lima Phasa ...15

Gambar 2.7 Karateristik Torsi – Slip pada Motor Induksi ………....16

Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi pada Percobaan Beban Nol ....21

Gambar 2.9 Rangkaian Pengukuran untuk DC Test ...22

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ...27

Gambar 4.1 Rangkaian Percobaan Beban Nol Motor Induksi Lima Phasa ...29

Gambar 4.2 Rangkaian Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa...31

Gambar 4.3 Rangkaian Percobaan Rotor Ditahan Motor Induksi Lima Phasa ...36

Gambar 4.4 Rangkaian Percobaan Berbeban Motor Induksi Lima Phasa ...38

Gambar 4.5 Kurva Karakteristik Kecepatan Putaran Rotor – Torsi Motor Induksi ...43

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Uji Beban Nol ...30

Tabel 4.2 Hasil Analisa Data Percobaan Uji Beban Nol ...31

Tabel 4.3 Data Hasil Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa ..32

Tabel 4.4 Hasil Analisa Data Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa ...34

Tabel 4.5 Data Hasil Percobaan Uji Blocked Rotor ...37

Tabel 4.6 Hasil Analisa Data Percobaan Rotor Ditahan ...38

Tabel 4.7 Data Hasil Percobaan Berbeban ...39