Menghitung Nilai – Nilai Parameter Motor Induksi Analisa dan Perhitungan Regulasi Tegangan Motor Induksi Sebagai Generator Induksi

42 Cos θ = 0,67 = � � = , = , �� θ = arc Cos θ = 48 Sin θ = 0,74 Q = S x Sin θ = 3283,6 x 0,74 = 2437,6 var = = , = , Selanjutnya ialah mencari besarnya arus yang mengalir pada mesin induksi. V phase = 220 V I phase = ℎ� � ℎ� = , = , � Besarnya kapasitansi kapasitor tiap fasa untuk kapasitor hubungan bintang menggunakan persamaan 2.8 ialah Cs= � � � = , . , × × = 53,6 µF Dengan menggunakan persamaan 2.14, maka besarnya kapasitansi kapasitor eksitasi untuk hubungan delta ialah � ∆ = C = , = 17,87 µF Maka, dengan menghitung kapasitansi minimum untuk jenis motor induksi yang digunakan, nilai kapasitor eksitasi yang diperlukan adalah 20 µF

4.3.2. Menghitung Nilai – Nilai Parameter Motor Induksi

4.3.2.1. Percobaan Beban Nol Pada percobaan beban nol, tegangan drop di R 1 dan X 1 adalah sangat kecil terhadap R m dan X m , sehingga : Universitas Sumatera Utara 43 � = � √ Cos θ o = √ . × , = , θ o = cos -1 0,124 = 82,875 R C = � √ I × � = √ , × , = , Ω X m = � √ I ×�� � = √ , × , = , Ω 4.3.2.2. Percobaan Rotor Tertahan Block Rotor Percobaan rotor tertahan block rotor dilakukan untuk mencari besar nilai dari X 1 , X 2 ’ , dan R 2 ’ . Berikut ini adalah gambar rangkaian ekivalen motor induksi dalam keadaan rotor tertahan. R eki = × I = × , = 13,5 Ω Z eki = V √ ×I = √ × , = , � X eki = √ �� − �� = √ , − , = 4,206 Ω R eki = R 1 + R 2 ’ Kelas mesin induksi yang digunakan adalah kelas B, sehingga : X 1 = 0,4.X eki = 0,4.4,206= 1,68 Ω X 2 ’ = 0,6.X eki = 0,6.4,206= 2,524 Ω 4.3.2.3. Percobaan Pengukuran Tahanan Stator Test DC Percobaan pengukuran tahanan statir test DC dilakukan untuk mencari besar nilai R DC , R 1 , dan R 2 ’ . R = V I Universitas Sumatera Utara 44 Tabel 4.7 Tabel perhitungan rata-rata tahanan DC stator Fasa V DC Volt I DC Ampere R DC Ω Ṝ DC Ω U-V 7,1 7,1 7,1 2,9 2,9 2,9 2,45 2,45 2,45 2,45 V-W 7,3 7,3 7,3 2,9 2,9 2,9 2,52 2,52 2,52 2,52 U-W 7,1 7,1 7,2 2,9 2,9 2,9 2,45 2,45 2,48 2,46 Karena stator terhubung Y, maka : R U = R UW + R UV – R VW = 2,46 + 2,45 – 2,52 = 1,195 Ω R V = R UV + R VW – R UW = 2,45 + 2,52 – 2,46 = 1,255 Ω R W = R VW + R UW – R UV = 2,52 + 2, 46 – 2,45 = 1,265 Ω Ṝ stator DC = R +R +R = , + , + , = , Ω R 1 = R stator AC = 1,2 × Ṝ stator DC = 1,2 × 1,238 = 1,49 Ω R eki = R 1 + R 2 ’ Maka : R 2 ’ = R eki – R 1 = 13,5 – 1,49 = 12,01 Ω Impedansi mesin adalah Z 1 = R 1 + jX 1 = 1,49 + j1,68 Universitas Sumatera Utara 45

4.3.3. Analisa dan Perhitungan Regulasi Tegangan Motor Induksi Sebagai Generator Induksi

Pada bab ini, dihitung regulasi tegangan ketika motor induksi sebagai generator induksi. Tujuannya adalah untuk membandingkan nilai regulasi tegangannya terhadap percobaan dengan menggunakan perbaikan tegangan generator baik dengan menggunakan kapasitor kompensasi maupun dengan penambahan induktor. Regulasi Tegangan V R = E −V V × Nilai regulasi tegangan kita hitung dari hasil penelitian yang telah dilakukan di laboratorium. Perhitungan nilai regulasi tegangan motor induksi sebagai generator induksi adalah sebagai berikut : 1. Saat rpm 200 I XCline-linne = I XCperfasa × √ = 2,2 × √ = 3,81 A I 1 = I lline-line + I XCline-line = 0,44 + 3,81 = 4,25 A Nilai Z 1 mesin = 1,49 + j1,68 , sehingga E : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 115,79× √ = , � � Dengan besar V 1 = 128,7 Volt, maka : V R = E −V V × = , − , , × 100 = 55,83 Universitas Sumatera Utara 46 2. Saat rpm 400 I XCline-linne = I XCperfasa × √ = 2,26 × √ = 3,91 A I 1 = I lline-line + I XCline-line = 0,46 + 3,91 = 4,37 A Nilai Z 1 mesin = 1,49 + j1,68 , sehingga E : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 140,9× √ = , � � Dengan besar V 1 = 157 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 55,44 3. Saat rpm 600 I XCline-linne = I XCperfasa × √ = 2,33 × √ = 4,04 A I 1 = I lline-line + I XCline-line = 0,49 + 4,04 = 4,53 A Nilai Z 1 mesin = 1,49 + j1,68 , sehingga E : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 164,91× √ = , � � Universitas Sumatera Utara 47 Dengan besar V 1 = 184,3 Volt, maka : V R = E −V V × = , − , , × 100 = 54,98 4. Saat rpm 800 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,38 × √ = 4,12 A I 1 = I lline-line + I XCline-line = 0,51 + 4,12 = 4,63 A Nilai Z 1 mesin = 1,49 + j1,68 , sehingga E : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 186,51× √ = . � � Dengan besar V 1 = 208,4 Volt, maka : V R = E −V V × = , − , , × 100 = 55,01 5. Saat rpm 1000 I XCline-linne = I XCperfasa × √ = 2,43 × √ = 4,2 A I 1 = I lline-line + I XCline-line = 0,54 + 4,2 = 4,74 A Nilai Z 1 mesin = 1,49 + j1,68 , sehingga E : E = V p a a √ + I × √ , + , Universitas Sumatera Utara 48 E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 211,03× √ = , � � Dengan besar V 1 = 231,8 Volt, maka : V R = E −V V × = , − , , × 100 = 57,68 6. Saat rpm 1200 I XCline-linne = I XCperfasa × √ = 2,47 × √ = 4,28 A I 1 = I lline-line + I XCline-line = 0,54 + 4,28 = 4,82 A Nilai Z 1 mesin = 1,49 + j1,68 , sehingga E : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 235,43× √ = , � � Dengan besar V 1 = 258,5 Volt, maka : V R = E −V V × = , − , , × 100 = 57,76 7. Saat rpm 1400 I XCline-linne = I XCperfasa × √ = 2,5 × √ = 4,33 A I 1 = I lline-line + I XCline-line = 0,57 + 4,33 = 4,9 A Universitas Sumatera Utara 49 Nilai Z 1 mesin = 1,49 + j1,68 , sehingga E : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 259,29× √ = , � � Dengan besar V 1 = 284,5 Volt, maka : V R = E −V V × = , − , , × 100 = 57,85 8. Saat rpm 1600 I XCline-linne = I XCperfasa × √ = 2,54 × √ = 4,4 A I 1 = I lline-line + I XCline-line = 0,6 + 4,4 = 5 A Nilai Z 1 mesin = 1,49 + j1,68 , sehingga E : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + × , = , � � � E 0line-line = 281,45× √ = , � � Dengan besar V 1 = 310,2 Volt, maka : V R = E −V V × = , − , , × 100 = 57,16 Universitas Sumatera Utara 50 Maka, V R rata-rata untuk percobaan motor induksi sebagai generator induksi adalah : V R rata-rata = V +V +V +V +V +V +V +V = , + , + , + , + , + , + , + , = 56,465 Gambar 4.1 Kurva tegangan vs kecepatan motor induksi sebagai generator induksi yang dihasilkan 4.3.4. Analisa dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Induksi dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi Perbaikan tegangan dengan menggunakan kapasitor kompensasi prinsip kerjanya adalah ketika tegangan keluaran generator dibawah nilai nominal tegangan yang diinginkan, kapasitor membangkitkan daya reaktif untuk menaikkan tegangan sehingga tegangan keluaran generator induksi mendekati tegangan nominal. 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Te g a n g a n V o lt Kecepatan rpm Kurva Kecepatan-Vs-Tegangan Motor Induksi Sebagai Generator Tegangan Keluaran Generator Induksi Tegangan ke Beban Universitas Sumatera Utara 51 Regulasi tegangan generator induksi dihitung dari hasil data percobaan yang telah dilakukan dari percobaan pada laboratorium. Tujuan menghitung regulasi tegangannya adalah untuk mengetahui besar regulasi tegangan dengan menggunakan kapasitor kompensasi dan membandingkannya dengan regulasi tegangan dengan menggunakan kapasitor kompensasi yang ditambahkan dengan induktor. Adapun nilai regulasi tegangan yang dapat dihitung dari data hasil percobaan pada tabel 4.5 adalah sebagai berikut : 1. Saat rpm 200 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,1×√ = 3,64 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,35 + 3,64 = 3,99 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 115,2 × √ = 199,54 Volt Dengan besar V 1 = 145 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 37,61 2. Saat rpm 400 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,14×√ = 3,71 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,4 + 3,71 = 4,11 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : Universitas Sumatera Utara 52 E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 140,3 × √ = 243 Volt Dengan besar V 1 = 175 Volt, maka : V R = E −V V × = − × 100 = 38,86 3. Saat rpm 600 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,2×√ = 3,81 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,45 + 3,81 = 4,26 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 164,32 × √ = 284,6 Volt Dengan besar V 1 = 206 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 38,16 4. Saat rpm 800 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,27×√ = 3,93 A Universitas Sumatera Utara 53 I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,5 + 3,93 = 4,43 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 186,06 × √ = 322,26 Volt Dengan besar V 1 = 233 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 38,31 5. Saat rpm 1000 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,33×√ = 4,04 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,54 + 4,04 = 4,58 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 210,64 × √ = 364,83 Volt Dengan besar V 1 = 261 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 39,78 Universitas Sumatera Utara 54 6. Saat rpm 1200 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,4×√ = 4,16 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,6 + 4,16 = 4,76 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 235,29 × √ = 407,54 Volt Dengan besar V 1 = 291 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 40,05 7. Saat rpm 1400 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,46×√ = 4,26 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,66 + 4,26 = 4,92 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 259,33 × √ = 449,18 Volt Universitas Sumatera Utara 55 Dengan besar V 1 = 312 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 43,97 8. Saat rpm 1600 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,51×√ = 4,35 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,7 + 4,35 = 5,05 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 281,56 × √ = 487,68 Volt Dengan besar V 1 = 340 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 43,44 Maka, V R rata-rata untuk percobaan motor induksi sebagai generator induksi adalah : V R rata-rata = V +V +V +V +V +V +V +V = , + , + , + , + , + , + , + , = 40,02 Universitas Sumatera Utara 56 Gambar 4.2 Kurva tegangan vs kecepatan generator induksi dengan menggunakan kapasitor kompensasi 4.3.5. Analisa dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Induksi dengan Menggunakan Kapasitor dan Induktor Kompensasi Perbaikan tegangan keluaran generator induksi dengan menggunakan Kapasitor kompensasi daninduktor prinsip kerja nya ialah sebagai filter. Ketika tegangan keluaran generator dibawah nilai nominal tegangan yang diinginkan, kapasitor membangkitkan daya reaktif untuk menaikkan tegangan sehingga tegangan keluaran generator induksi mendekati tegangan nominal. Ketika tegangan keluaran generator induksi diatas nilai nominal tegangan yang diinginkan, induktor akan menyerap daya reaktif generator induksi sehingga tegangan keluaran generator induksi mendekati tegangan nominal. Regulasi tegangan generator induksi dihitung dari hasil data percobaan yang telah dilakukan dari percobaan pada laboratorium. Tujuan menghitung regulasi tegangannya adalah untuk mengetahui besar regulasi tegangan dengan menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan penambahan induktor untuk 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 T e g a n g a n V o lt Kecepatan rpm Kurva Kecepatan-Vs-Tegangan Generator Induksi dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi Tegangan Keluaran Generator Induksi Tegangan Menuju Beban Universitas Sumatera Utara 57 dibandingkan dengan regulasi tegangan dengan menggunakan kapasitor kompensasi. Adapun nilai regulasi tegangan yang dapat dihitung dari data hasil percobaan pada tabel 4.6 adalah sebagai berikut : 1. Saat rpm 200 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,15×√ = 3,55 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,37 + 3,55 = 3,92 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 115,05 × √ = 199,28 Volt Dengan besar V 1 = 152 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 31,1 2. Saat rpm 400 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,21×√ = 3,83 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,44 + 3,83 = 4,27 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � Universitas Sumatera Utara 58 E 0line-line = 140,66 × √ = 243,63 Volt Dengan besar V 1 = 185 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 31,69 3. Saat rpm 600 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,25×√ = 3,9 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,5 + 3,9 = 4,4 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 164,62 × √ = 285,14 Volt Dengan besar V 1 = 216 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 32 4. saat rpm 800 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,28×√ = 3,95 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,56 + 3,95 = 4,51 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , Universitas Sumatera Utara 59 E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 186,24 × √ = 322,57 Volt Dengan besar V 1 = 243 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 32,75 5. saat rpm 1000 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,32×√ = 4,02 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,61 + 4,02 = 4,63 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 210,75 × √ = 365,04 Volt Dengan besar V 1 = 273 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 33,71 6. saat rpm 1200 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,36×√ = 4,09 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,67 + 4,09 = 4,76 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : Universitas Sumatera Utara 60 E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 235,29 × √ = 407,54 Volt Dengan besar V 1 = 303 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 34,5 7. saat rpm 1400 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,4×√ = 4,16 A I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,73 + 4,16 = 4,89 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 259,26 × √ = 449,05 Volt Dengan besar V 1 = 334 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 34,44 8. saat rpm 1600 I XCline-line = I XCperfasa × √ = 2,43×√ = 4,2 A Universitas Sumatera Utara 61 I 1 = I Lline-line + I XCline-line = 0,78 + 4,2 = 4,98 A Nilai Z 1 mesin adalah Z 1 = 1,46 + j1,68 sehingga E adalah : E = V p a a √ + I × √ , + , E = √ + , × , = , � � � E 0line-line = 281,4 × √ = 487,4 Volt Dengan besar V 1 = 360 Volt, maka : V R = E −V V × = , − × 100 = 35,4 Maka, V R rata-rata untuk percobaan motor induksi sebagai generator induksi adalah : V R rata-rata = V +V +V +V +V +V +V +V = , + , + + , + , + , + , + , = 33,21 Universitas Sumatera Utara 62 Gambar 4.3 Kurva tegangan vs kecepatan generator induksi dengan menggunakan kapasitor kompensasi dan penambahan induktor Berdasarkan perhitungan analisa data yang diperoleh, maka rata-rata regulasi tegangan motor induksi sebagai generator induksi adalah 56,465 , rata- rata regulasi tegangan generator induksi dengan menggunakan kapasitor kompensasi adalah 40,02 dan rata-rata regulasi tegangan generator induksi dengan menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan penambahan induktor adalah 33,21 . 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 T e g a n g a n V o lt Kecepatan rpm Kurva Kecepatan-Vs-Tegangan Generator Induksi dengan Menggunakan Kapasitor dan Induktor Kompensasi Tegangan keluaran generator induksi Tegangan menuju beban Universitas Sumatera Utara 63

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Setelah melakukan penelitian dan menghitung data, ada beberapa kesimpulan yang dapat diambil dengan membandingkannya terhadap teori yang mendukung. Beberapa kesimpulan yang dapat diambil adalah sebagai berikut : 1. Agar motor induksi dapat bekerja sebagai generator induksi, maka diperlukan daya mekanis untuk memutar rotornya searah medan putar melebihi kecepatan medan putar statornya. 2. Dari analisa data, diketahui bahwa regulasi tegangan generator induksi penguatan sendiri dapat diperbaiki dengan menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan menambahkan induktor. 3. perbaikan regulasi tegangan dengan menggunakan kapasitor kompensasi dengan penambahan induktor lebih baik dibandingkan dengan menggunakan kapasitor kompensasi saja. 4. terbukti bahwa perbaikan regulasi tegangan dengan menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan penambahan induktor dapat membuat tegangan menuju beban lebih stabil.

5.2. Saran

Saran penulis untuk mengembangkan penelitian lebih lanjut untuk kedepannya adalah sebagai berikut : 1. Dalam penelitian selanjutnya disarankan menganalisis perbaikan regulasi tegangan dengan memparalelkan kapasitor kompensasi dengan induktor. 2. Dalam penelitian ini, generator induksi dianalisis dengan hubungan short shunt, dalam penelitian selanjutnya disarankan menggunakan hubungan long shunt. Universitas Sumatera Utara