Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

(1)

ANALISIS PENG MOTOR (Aplikasi pad Diajukan untuk m pendidikan sarjana (

GARUH JATUH TEGANGAN TERHADA OR INDUKSI TIGA FASA ROTOR BELITA

ada Laboratorium Konversi Energi Listrik F uk memenuhi salah satu persyaratan dalam men

a (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub J Listrik

Oleh:

M. ARFAN SAPUTRA NIM : 090402008

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2014

The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. I f the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

AP KINERJA ITAN

k FT-USU) enyelesaikan ub Jurusan Energi

(2)

ABSTRAK

Motor induksi merupakann motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Kelebihannya adalah rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, serta dapat langsung di sambungkan ke sumber daya AC tiga phasa. Salah satu jenis motor induksi yang cukup banyak dijumpai adalah motor induksi rotor belitan. Dalam aplikasinya motor induksi dituntut memiliki kinerja yang tinggi. Tetapi hal itu tidak dapat sepenuhnya tercapai mengingat adanya gangguan berupa jatuh tegangan. Turunnya tegangan yang disuplai ke motor akan menyebabkan kinerja motor berkurang.

Pada Tugas Akhir ini, penulis menganalisis pengaruh jatuh tegangan terhadap kinerja motor induksi tiga fasa rotor belitan dengan menentukan 8 nilai tegangan terminal yaitu 360, 340, 320, 300, 280, 260, 240, dan 220 Volt. Data hasil pengujian, nilai tegangan terminal tertinggi 360 volt memiliki torsi 0,26 N-m, efisiensi 75,7 , dan putaran 1450 rpm, dan pada saat nilai tegangan terminal terendah 220 volt memiliki torsi 2,58 N-m, efisiensi 18,06  dan putaran 1390 rpm

(3)

(4)

1. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis yang telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan penulis baik semasa kuliah maupun saat proses penulisan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT-USU, dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT-USU.

3. Isroi Tanjung, ST (Om Roy) selaku Pegawai di Lab. Konversi Energi Listrik FT-USU yang banyak membantu penulis selama proses pengambilan data 4. Seluruh Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Elektro

FT-USU.

5. Agida Putranti Narulitasari, seorang teman, sahabat, dan penyemangat yang luar biasa. Terima kasih atas dukungan dan doanya kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

6. Sahabat-sahabat terbaikku dari angkatan 2009, Rizky (bundil) ST, Rizal (lek zalmen), Dimas (Mamas) St, Yuli (Datar), Nisa (Dugong/bogel) ST, Agung ( Bagong) ST, Rizi (bibir), Dolmen (bopek), Adly (doyok), Afit (ketua Naga hitam), Dinyok, Dj Fayfunk, Tondy (boyot), Wangto Tegangan Tinggi, Ahmad, Pak Doni, Fahrul, Nanda, Mahkur, Kentrick, Teguh, Budi, Arif, Reza, Leo (pembasmi Vampir), Asri Milaqmar (jiiaaaaahhh), dan semua teman-teman angkatan 2009 lainnya.

7. Senior – seniorku yang baik hatinya ( Bang Azhari (Guru), Bang Habibi, Bang Azir, Bang Kukuh, Bang Indra, Bang Luki, Bang Tony, Bang Recky,

(5)

Bang Aji, Kak Siska, dan lain-lain ) yang telah bersedia berbagi pengalaman kepada penulis selama masa perkuliahan.

8. Adik – adik junior ( Rimbo, Zein, Endra, Yoga, Angga, Aspar, Wahyudi, dan lain-lain ) yang selalu siap sedia menolong penulis kapanpun dibutuhkan.

9. Asisten Lab. Konversi Energi Listrik FT-USU ( Djaka, Diky, Dhuha, Bembeng, aspar, zein ) yang secara ikhlas membantu penulis selama proses pengambilan data.

10. Seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung selama menjalani masa perkuliahan di Departemen Teknik Elektro FT-USU.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyemepurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis pribadi dan juga semua pihak yang membutuhkannya.

Medan, 18 Maret 2014 Penulis

(6)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 2

1.3. Tujuan Penulisan ... 2

1.4. Manfaat Penulisan ... 3

1.5. Batasan Masalah ... 3

1.6. Metode Penelitian ... 4

1.7. Sistematis Penulisan ... 4

BAB II DASAR TEORI 2.1. Umum ... 6

2.2. Konstruksi Motor Induksi Tiga Fasa ... 7

2.2.1 Stator ... 7

(7)

2.3. Jenis Motor Induksi Tiga Fasa ... 9

2.3.1. Motor Induksi Tiga Fasa Sangkar tupai (Squirrel-cage Motor) ... 9

2.3.2 Motor Induksi Tiga Fasa Rotor belitan (Wound-rotor Motor) ... 10

2.4. Medan Putar ... 12

2.4.1 Analisis Secara Vektor ... 14

2.5. Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa ... 15

2.6. Rangkain Ekivalen Motor Induksi ... 18

2.7. Torsi Motor Induksi Tiga Fasa ... 23

2.8. Disain Motor Induksi Tiga Fasa ... 26

2.9. Aliran Daya Pada Motor Induksi ... 27

2.10. Efisiensi Motor Induksi Tiga Fasa ... 30

2.11. Kecepatan Motor Induksi ... 32

2.12. Jatuh Tegangan ... 33

BAB III METODE PENELITAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 36

3.2. Metode Pengumpulan Data ... 36

3.3. Langkah-Langkah Penelitian ... 37

3.4. Analisa Data ... 38

3.5. Pengujian Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi ... 40

3.6. Peralatan Yang Digunakan ... 40

3.7. Percobaan Untuk mendapatkan Parameter-Parameter Motor Induksi Tiga Fasa ... 41

(8)

3.8. Percobaan Analisa Pengaruh Jatuh Tegangan Tehadap Kinerja Motor Induksi ... 43 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Umum ... 45 4.2. Hasil Penelitian ... 45 4.3.Percobaan Untuk Mendapatkan Parameter-Parameter Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan ... 46 4.3.1. Percobaan DC ... 46 4.4. Pecobaan Analisa Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kineja Motor Induksi Tiga Fasa ... 48 4.5 Grafik Hasil Pengujian ... 54

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ... 56 5.2. Saran ... 56

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konstruksi Motor Induksi ... 7

Gambar 2.2 Komponen Stator Motor Induksi Tiga Fasa ... 8

Gambar 2.3 Rotor Sangkar Tupai Beserta Bagian-Bagiannya ... 9

Gambar 2.4 Motor Induksi Sangkar Tupai ( Squirrel cage-induction Machine ) ... 10

Gambar 2.5 Skematik Diagram Motor Induksi Rotor Belitan ... 11

Gambar 2.6 Rotor belitan ( wound rotor ) ... 11

Gambar 2.7 Motor induksi rotor belitan ( wound-rotor induction machine ) ... 12

Gambar 2.8 (a) Diagram phasor fluksi tiga fasa , (b) Arus tiga fasa seimbang ... 13

Gambar 2.9 Medan putar pada motor induksi tiga fasa ... 13

Gambar 2.10 Arus fluks yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir dalam suatu lingkar ... 14

Gambar 2.11 Diagram vektor untuk fluks pada keadaan t1, t2, t3, t4... 15

Gambar 2.12 Rangkain ekivalen stator ... 19

Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen rotor ... 20

Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen rotor yag sudah dipengaruhi slip ... 21

(10)

Gambar 2.16 Rangkaian ekivalen per fasa motor induksi dengan sisi primer

sebagai referensi ... 22

Gambar 2.17 Rangkaian ekivalen motor induksi dengan mengabaikan Rc ... 23

Gambar 2.18 Rangkaian Thevenin ... 24

Gambar 2.19 Rangkain Theveni Motor Induksi ... 24

Gambar 2.20 Kurva Karakteristik Torsi-Kecepatan Pada Mesin Asinkron .. 25

Gambar 2.21 Karakteristik Torsi Dan Kecepatan Motor Induksi Pada Berbagai Desain ... 29

Gambar 2.22 Diagram Aliran Daya Motor Induksi ... 30

Gambar 2.23 Efisiensi Pada Motor Induksi ... 31

Gambar 2.24 Efisiensi Motor Beban Sebagian (Sebagai fungsi dari % efisiensi beban penuh) ... 32

Gambar 3.1 Rangkaian percobaan tahanan DC belitan staor... 41

Gambar 3.2 Rangkaian percobaan tahanan DC belitan rotor ... 42

Gambar 3.3 Rangkaian percobaan pengaruh jatuh tegangan ... 43

Gambar 4.1 Grafik Tegangan Terminal vs Torsi Motor Induksi ... 54

Gambar 4.2 Grafik Tegangan Terminal vs Efisiensi Motor Induksi ... 54

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data hasil percobaan tahanan DC belitan stator ... . 46 Tabel 4.2 Data hasil percobaan tahanan DC belitan rotor ... 47 Tabel 4.3 Data hasil pengujian penurunan tegangan terminal motor induksi pada kondisi berbeban ... 48 Tabel 4.4 Hasil analisis data penurunan tegangan terminal motor induksi pada keadaan berbeban ... 54

(12)

ABSTRAK

(13)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (AC) yang paling luas digunakan penamaannya berasal dari kenyataan bahwa motor ini bekerja berdasarkan induksi medan magnet stator, dimana 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 oleh arus stator.

Motor induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di industri maupun di rumah tangga. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi tiga fasa dan motor induksi satu fasa. Motor induksi tiga fasa dioperasikan pada sistem tenaga tiga fasa dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri dengan kapasitas yang besar. Motor induksi satu fasa banyak dioperasikan pada sistem tenaga satu fasa dan banyak digunakan terutama untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi satu fasa mempunyai daya keluaran yang rendah. Dalam penggunaanyan diharapkan motor induksi dapat bekerja secara efisien, dimana efisiennya suatu motor dapat dilihat dari besarnya nilai efisiensinya.

Berdasarkan pemakaian di industri, salah satu jenis motor induksi tiga fasa adalah motor induksi rotor belitan. Motor induksi rotor beritan ini cukup banyak digunakan, hal ini dikarenakan salah satu fasa nya bisa diatur dan memiliki

(14)

spesifikasi yang baik. Motor induksi yang dipergunakan dibidang industri pada umumnya memiliki kapasitas daya yang relatif besar dan disesuaikan dengan beban mekanis serta volume produksi. Oleh karena itu sebuah motor induksi harus memiliki kinerja yang sesuai dengan kebutuhan baik torsi, efisiensi, dan putarannya.

Tetapi dalam prakteknya tegangan yang di supply oleh pembangkit tidaklah sama untuk setiap waktunya. Terdapat suatu gangguan berupa tegangan jatuh pada saluran penghantar yang dapat mempengaruhi kinerja motor induksi tersebut. Dengan demikian, perlu dilakukan pengujian untuk mengetahui pengaruh jatuh tegangan terhadap kinerja motor induksi tiga fasa rotor belitan. Sehingga dengan mengetahui pengaruhnya dapat dilakukan antisipasi terhadap kemungkinan-kemungkinan buruk yang terjadi.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan permasalahan dalam Tugas Akhir ini yaitu bagaimana pengaruh jatuh tegangan terhadap kinerja khususnya torsi,efisiensi dan putaran motor induksi tiga fasa rotor belitan.

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk menganalisis pengaruh jatuh tegangan terhadap kinerja khususnya pada torsi, efisiensi, dan putaran motor induksi tiga fasa rotor belitan.

(15)

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai informasi dalam memperkaya pengetahuan kepada penulis dan pembaca yang lain tentang jatuh tegangan tiga fasa terhadap kinerja motor induksi tiga fasa rotor belitan. Selain itu dapat pula digunakan sebagai bahan acuan guna pengembangan praktikum mesin-mesin listrik dan konversi energi listrik di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT–USU.

1.5 Batasan Masalah

Agar pembahasan tugas akhir ini mendapatkan hasil maksimal serta terfokus pada judul dan bidang yang telah disebutkan di atas, maka penulis perlu membatasi permasalahan yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah

1. Hanya membahas motor induksi rotor belitan.

2. Hanya membahas torsi, efisiensi, dan putaran motor induksi tiga fasa motor belitan.

3. Tidak membahas pengaruh jatuh tegangan secara mendalam.

4. Tidak membahas pengasutan, pengeraman dan pengaturan kecepatan motor.

5. Tidak memperhitungkan rugi-rugi inti, gesek dan angin.

6. Analisis perhitungan berdasarkan peralatan yang tersedia di Laboratorium Konversi Energi Listrik

(16)

1.6 Metode Penulisan

Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini maka penulis menerapkan beberapa metode studi diantaranya :

1. Studi literatur yaitu dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik tugas akhir ini dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis atau di perpustakaan dan juga dari artikel-artikel, jurnal, internet dan lain-lain.

2. Studi lapangan yaitu dengan melaksanakan percobaan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU.

3. Studi bimbingan yaitu dengan melakukan diskusi tentang topik tugas akhir ini dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak departemen Teknik Elektro USU, dengan dosen-dosen bidang Konversi Energi Listrik, asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik dan teman-teman sesama mahasiswa.

1.7 Sistematika Penulisan

Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metode dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Bab ini membahas tentang motor induksi tiga fasa secara umum, konstruksi motor induksi rotor belitan tiga fasa, prinsip kerja

(17)

motor induksi tiga fasa, prinsip medan putar tiga fasa, rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa, desain motor induksi tiga fasa, aliran daya motor induksi tiga fasa, efisiensi motor induksi tiga fasa dan jatuh tegangan.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini membahas tentang cara yang harus ditempuh dalam kegiatan penelitian agar pengetahuan yang akan dicapai dari suatu penelitian dapat memenuhi harga ilmiah.

BAB IV ANALISA PENGARUH JATUH TEGANGAN TERHADAP

KINERJA MOTOR INDUKSI TIGA FASA ROTOR

BELITAN

Bab ini membahas tentang pengaruh jatuh tegangan terhadap torsi, efisiensi dan kecepatan pada motor induksi yaitu dengan melaksanakan percobaan pada motor innduksi di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini membahas tentang hal-hal yang dianggap penting didalam tulisan yang dirangkum sebagai kesimpulan dan saran dari hasil analisa data-data yang telah diperoleh.

(18)

BAB II DASAR TEORI

2.1 Umum

Motor asinkron atau motor induksi biasanya dikenal sebagai motor induksi yang merupakan motor arus bolak-balik yang paling luas penggunaannya. Penamaan ini berasal dari kenyataan bahwa arus rotor pada motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan putaran medan putar yang dihasilkan oleh arus stator. Motor induksi terdiri dari dua bagian yaitu stator dan rotor dimana stator dihubungkan ke sumber tegangan AC. Rotor tidak dihubungkan secara listrik ke pencatu, tetapi mempunyai arus diinduksikan kedalamnya oleh kerja trafo dari stator. Oleh sebab itu stator kadang-kadang dianggap sebagai primer dan rotor sebagai skunder motor.

Mesin induksi pada umumnya banyak digunakan karena beberapa hal : 1. Bentuk yang sederhana dan konstruksinya yang kuat.

2. Memiliki efisiensi yang tinggi saat keadaan normal, tidak diperlukan sikat maka rugi-rugi gesek berkurang serta power faktor yang baik.

3. Dapat distart pada keadaan diam, tidak diperlukan motor tambahan untuk start, tidak perlu disinkron, startnya sederhana.

Selain itu motor induksi juga memiliki kelemahan, diantaranya : 1. Aus starting nya cukup tinggi.

2. Kecepatan dapat menurun sejalan dengan kenaikan beban. 3. Pada torsi start memiliki kekurangan.

(19)

2.2 Konstruksi M Motor induksi banyak dipergunakan yang baik. Secara um yaitu stator (kompon dipisahkan dengan ba Konstruksi motor indu

2.2.1 Stator

Komponen st bagian yang diam da maupun aluminium, s baja silikon untuk m terdapat rongga (slot) tertentu, yang diperluk kutub maka semakin

si Motor Induksi Tiga Fasa

ksi adalah motor listrik arus bolak-balik (a an, karena konstruksinya yang kuat dan karakt umum motor induksi tiga fasa memiliki dua kom

onen yang diam) dan rotor (bagian berputar n bagian rotor oleh celah udara yang sem

nduksi dapat diperlihatkan pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Konstruksi Motor Induksi

n stator adalah bagian terluar dari motor ya dan mengalirkan arus fasa. Rangka luarnya te , sedangkan intinya berupa lapisan-lapisan ya mengurangi rugi-rugi histerisis dan edy curre slot) yang berisolasi. Belitannya digulung untuk

rlukan dalam menentukan kecepatan. Semakin kin rendah kecepatan motor. Berikut ini cont

k (ac) yang paling akteristik kerjanya a komponen dasar tar), bagian stator sempit (air gap).

yang merupakan a terbuat dari baja n yang terbuat dari rrent. Pada intinya untuk jumlah kutub kin banyak jumlah contoh lempengan

(20)

laminasi inti, lempen diletekan pada cangka 2.2.

(a)

Gamabar 2.2 Kom (b) Tum 2.2.2 Rotor

Rotor motor i cage rotor) dan rotor be

Rotor sangkar lapis dengan slot (alur rotor. Konduktor rot aluminium atau logam slotnya masing-masin mengelas dan mengika

Rotor belitan akan tetapi konduktor jumlah kutub yang sa

engan inti yang telah disatukan, dan belitan st gkang luar untuk motor induksi tiga fasa dapat

(b)

Komponen stator motor induksi tiga fasa, (a) L (b) Tumpukan inti kertas isolasi pada bebera Tumpukan inti dan belitan dalam cangkang stat

or induksi tiga fasa dibedakan menjadi rotor sa or belitan (wound rotor).

ar (squirrel cage rotor) terdiri dari inti silinde alur) yang paralel sebagai tempat untuk memba

rotor berbentuk batangan (bar) yang terbuat ogam campuran. Masing-masing batang (bar) di

sing. Ujung batang konduktor di hubung singka gikat dengan cincin akhir (short-circuiting end-ri

an (wound rotor) terdiri dari inti silinder yang konduktor rotornya berupa gulungan tiga fasa yang di sama dengan jumlah kutub stator. Bagian akhi

n stator yang telah pat dilihat Gambar

(c)

) Lempengan inti, erapa alurnya, (c) g stator

sangkar (squirrel

nder yang berlapis-mbawa konduktor buat dari tembaga, bar) diletakkan pada ngkat dengan cara nd-rings).

ang berlapis-lapis, g digulung dengan akhir belitan yang

(21)

terbuka dikeluarkan yang dihubungkan dengan tiga buah slip ring yang terisolasi yang menonjol pada tangkai rotor dan dihubungkan dengan sikat. Hal ini bertujuan agar dapat menambahkan tahanan tambahan pada rangkaian rotor selama periode starting untuk meningkatkan torsi start.

2.3 Jenis Motor Induksi Tiga Fasa

Ada dua jenis motor induksi tiga fasa berdasarkan rotornya yaitu: 1. Motor induksi tiga fasa sangkar tupai (squirrel-cage motor) 2. Motor induksi tiga fasa rotor belitan (wound-rotor motor)

kedua motor ini bekerja pada prinsip yang sama dan mempunyai konstruksi stator yang sama tetapi berbeda dalam konstruksi rotor.

2.3.1 Motor Induksi Tiga Fasa Sangkar Tupai (Squirrel-cage Motor)

Penampang motor sangkar tupai memiliki konstruksi yang sederhana. Inti stator pada motor sangkar tupai tiga fasa terbuat dari lapisan–lapisan pelat baja beralur yang didukung dalam rangka stator yang terbuat dari besi tuang atau plat baja yang dipabrikasi. Lilitan fasa ini dapat tersambung dalam hubungan delta (∆)

atau pun hubungan bintang (Y)

Rotor jenis rotor sangkar ditunjukkan pada Gambar 2.3 di bawah ini.

Gamabar 2.3 Rotor Sangkar Beserta Bagian-Bagiannya Batang Poros Kipas Laminasi Inti Besi Aluminium Cincin Aluminium Batang Poros Kipas

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

cincin ujung atau tahanan luar. Arus yang mengalir dalam belitan rotor berada dalam medan magnet yang dihasilkan stator, sehingga pada belitan rotor akan dihasilkan gaya (F). Gaya ini akan menghasilkan torsi (τ ) dan jika torsi yang dihasilkan lebih besar dari torsi beban, maka rotor akan berputar dengan kecepatan nryang searah dengan medan putar stator.

Untuk memperjelas prinsip kerja motor induksi tiga fasa, maka dapat dijabarkan dalam langkah-langkah berikut :

1. Pada keadaan beban nol ketiga phasa stator yang dihubungkan dengan sumber tegangan tiga phasa yang seimbang menghasilkan arus pada tiap belitan phasa. 2. Arus pada tiap phasa menghasilkan fluksi bolak-balik yang berubah-ubah. 3. Amplitudo fluksi yang dihasilkan berubah secara sinusoidal dan arahnya tegak

lurus terhadap belitan phasa.

4. Akibat fluksi yang berputar timbul GGL pada stator motor yang besarnya adalah

= Φ

...(2.2) Atau

= 4,44 ... .(2.3) 5. Penjumlahan ketiga fluksi bolak-balik tersebut disebut medan putar yang berputar dengan kecepatan sinkron ns,besarnya nilai nsditentukan oleh jumlah kutub p dan frekuensi stator f yang dirumuskan dengan :

p f n  120 s ...(2.4)

(29)

6. Fluksi yang berputar tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induksi (GGL) sebesar E2 yang besarnya :

= 4,44 ...(2.5) dimana :

= Tegangan induksi pada rotor saat rotor dalam keadaan diam (Volt) = Jumlah lilitan kumparan rotor

= Fluksi maksimum(Wb) ns = Medan putar stator (rpm)

7. Karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, maka GGL tersebut akan menghasilkan arus I2.

8. Adanya arus I2di dalam medan magnet akan menimbulkan gaya F pada rotor 9. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya F cukup besar untuk memikul

kopel beban, rotor akan berputar searah medan putar stator.

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

% 100

s r s  



n n n

s ...(2.6)

11. Pada saat rotor dalam keadaan berputar, besarnya tegangan yang terinduksi pada kumparan rotor akan bervariasi tergantung besarnya slip. Tegangan induksi ini dinyatakan dengan E2syang besarnya

=4,44f (volt) ...(2.7) dimana

(30)

E2s= tegangan induksi pada rotor dalam keadaan berputar (volt)

f2 = s.f = frekuensi rotor (frekuensi tegangan induksi pada rotor dalam keadaan berputar)

12. Bila ns= nr, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak akan mengalir pada kumparan rotor, karenanya tidak dihasilkan kopel. Kopel ditimbulkan jika

nr< ns

2.6 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi

Pada motor induksi, tidak ada sumber listrik yang langsung terhubung ke rotor dan proses transfer energi dari stator ke rotor melalui induksi, sehingga motor induksi disebut juga trafo dengan kumparan sekunder yang berputar. Stator dari motor induksi sama dengan kumparan primer pada trafo, dan rotornya sama dengan kumparan sekunder dari transformator.

Rangkaian Stator

Motor induksi memiliki tahanan dan induktansi sendiri pada statornya, yang dapat dilihat dalam rangkaian ekivalen motor induksi. Tahanan stator di namakan R1dan reaktansi stator disebut X1. Tegangan internal stator disimbolkan dengan E1.

Tegangan terminal pada stator dinyatakan dengan persamaan 2.8:

V1 = E1+ I1(R1+jX1) volt ...(2.8) Dimana: V1 = Tegangan terminal stator (Volt)

E1 = GGL lawan (Volt) I1 = Arus Stator (Ampere) R1 = Resistansi stator (Ohm)

(31)

(32)

R S

jX R

E I

 

2 2 2

(33)

=

(34)

(35)

Keterangan Gambar 2.16 :

I2’ =

a I₂

(Ampere)

R2’ = a2. R2 (Ohm) X2’ = a2. X2 (Ohm)

2.7 Torsi Motor Induksi Tiga Fasa

Torsi Motor Induksi adalah tenaga atau gaya yang dihasilkan oleh suatu motor yang digunakan untuk memikul beban, semakin besar torsinya semakin berat mesin itu bekerja dengan beban yang sama. Namun, torsi tergantung pada desain motor yang digunakan.

Suatu persamaan torsi pada motor induksi dapat dihasilkan dengan bantuan teori rangkaian thevenin. Dalam bentuk umumnya, teorema thevenin mengizinkan penggantian sembarang jaringan yang terdiri atas unsur-unsur rangkaian linier dan sumber tegangan fasor tetap. Rangkain rotor direfrensikan terhadap stator. Misalkan V1 tegangan input motor, dengan melihaat dari sisi terminal a-b, dapat dicari tegangan theveninnya. Perhatikan Gambar 2.17. berikut ini.

V

₁

R

X

I

2 2

X’

R’

₂

I’

X

m 1

I

₀

s

Gambar 2.17 Rangkain Ekivalen Motor Induksi Dengan Mengabaikan Rc

(36)

Untuk mendapatkan nilai tegangan thevenin maka tegangan terminal a-b pada rangkain ekivalen pada gambar diatas hasur dibuka. Perhatikan Gambar 2.17 berikut.

Gambar 2.18 Rangkain Thevenin

Dari Gambar 2.18 dapat dihitung tegangan thevenin (Vth)dan impedansi thevenin (Zth).

= ₍ ₎ (volt) ... (2.15)

= + = (₍ )₎ (Ohm) ... (2.16) Rangkaian ekivalen pada Gambar 2.18 berubah menjadi seperti Gambar 2.19 berikut :

(37)

( )

= = × 3

( )

(38)

2.8 Disain Motor Induksi Tiga Fasa

Motor asinkron yang sering kita temukan sehari-hari misalnya adalah kipas angin, mesin pendingin, kereta api listrik gantung, dan lain sebagainya. Untuk itu perlu diketahui kelas-kelas dari motor tersebut untuk mengetahui unjuk kerja dari motor tersebut, Adapun kelas-kelas tersebut adalah sebagai berikut

1. Kelas A : Torsi start normal, arus start normal dan slip kecil

Tipe ini umumnya memiliki tahanan rotor sangkar yang rendah. Slip pada beban penuh kecil atau rendah namun efisiensinya tinggi. Torsi maksimum biasanya sekitar 21  dari torsi beban penuh dan slipnya kurang dari 21. Motor kelas ini berkisar hingga 20 Hp.

2. Kelas B : Torsi start normal, arus start dan slip rendah

Torsi start kelas ini hampir sama dengan kelas A tetapi arus startnya berkisar 75  Ifl.Slip dan efisiensi pada beban penuh juga baik. Kelas ini umumnya berkisar antara 7,5 Hp sampai dengan 200 Hp. Penggunaan motor ini antara lain : kipas angin, boiler dan lainnya.

3. Kelas C: Torsi start tinggi dan arus start kecil

Kelas ini memiliki resistansi rotor sangkar yang ganda yang lebih besar dibandingkan dengan kelas B. Oleh sebab itu dihasilkan torsi start yang lebih tinggi pada arus start yang rendah, namun bekerja pada efisiensi dan slip yang rendah dibandingkan kelas A dan B.

4. Kelas D : Torsi start tinggi, slip tinggi

Kelas ini biasanya memiliki resistansi rotor sangkar tunggal yang tinggi sehingga dihasilkan torsi start yang tinggi pada arus start yang rendah.

(39)

Sebagai tamba memperkenalkan disa softstart, namun disain k

Gambar 2.21

2.9 Aliran Daya P Pada motor induksi rotor, sehingga daya diinputkan ke rotor. dirumuskan dengan :

= 3. .

Dimana :

Pin= daya input V1 = tegang I1 = arus m

mbahan pada keempat kelas tersebut diatas, disain kelas E dan F, yang sering disebut sain kelas ini sekarang sudah ditinggalkan.

ar 2.21 Karakteristik torsi dan keceapatan motor berbagai disain

aya Pada Motor Induksi

induksi, tidak ada sumber listrik yang langsun daya yang melewati celah udara sama deng or. Daya total yang dimasukan pada kumpa n :

= 3. . (Watt) ...

input pada stator (Watt) ngan sumber (Volt) us masukan (Ampere)

tas, NEMA juga but motor induksi

or induksi pada

sung terhubung ke dengan daya yang paran stator (Pin)

(40)

θ = Perbedaaan sudut phasa antara arus masukan dengan tegangan sumber.

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 :

 Rugi-rugi inti stator (Pi)

= . (Watt) ... ..(2.21)

 rugi-rugi gesek dan angin

2. Rugi-rugi Variabel, terdiri :

 rugi-rugi tembaga stator (Pis)

= 3. (Watt) ... ..(2.22)

 rugi-rugi tembaga rotor (Ptr)

= 3. . (Watt) ... ..(2.23)

Daya pada celah udara (Pcu) dapat dirumuskan dengan :

= (Watt) ... ..(2.24) Jika dilihat pada rangkaian rotor, satu-satunya elemen pada rangkain ekivalen yang mengkonsumsi daya pada celah udara adalah resistor R2/s. Oleh karena itu daya pada celah udara dapat juga ditulis dengan :

= 3. . (watt) ... ..(2.25) Apabila rugi-rugi tembaga dan rugi-rugi inti ini dikurangi dengan daya input motor, maka akan diperoleh besarnya daya listrik yang diubah menjadi daya mekanik.

(41)

Besarnya daa mekanik yang dibangkitkan motor adalah :

= (Watt) ... ..(2.26)

= 3. . 3. . = 3. . . ( )

= ( )(Watt) ... ..(2.27) Dari persamaan (2.24) dan (2.26) dapat dinyatakan hubungan rugi-rugi tembaga dengan daya pada celah udara :

= . (Watt) ... ..(2.28) Karena daya mekanik yang dibangkitkan pada motor merupakan selisih dari daya pada celah udara dikurangi dengan rugi-rugi tembaga rotor, maka daya mekanik dapat juga ditulis dengan :

= (1 )(Watt) ... ..(2.29) Daya output akan diperoleh apabila daya yang dikonversikan dalam bentuk daya mekanik dikurangi dengan rugi-rugi gesek dan angin, sehingga daya keluarannya :

= & (Watt) ... ..(2.30) Secara umum, perbandingan komponen daya pada motor induksi dapat dijabarkan dalam bentuk slip yaitu :

: = 1 1

(42)

Gam Dimana :

- Pts - Pi - Pcu - Ptr - Pmek - Pa&g - Pb

2.10 Efisiensi Motor Efisiensi dar keefektifan motor induks yang dinyatakan seba input (masukan), atau d

(%) = × 100% = × 100% = × 100%

= + + + & +

ambar 2.22 Diagram aliran daya motor induksi

= rugi-rugi tembaga pada belitan stator (Wat = rugi-rugi inti pada stator (Watt)

= daya yang transfer melalui celah udara(Wa = rugi-rugi tembaga pada belitan rotor (Watt = daya mekanik keluaran (output) (Wattt) = rugi-rugi gesek dan angin (Watt) = stray losses (Watt)

otor Induksi Tiga Phasa

dari suatu motor induksi didefinisikan se induksi untuk mengubah energi listrik menjadi

bagai perbandingan/rasio daya output (keluara tau dapat juga dirumuskan dengan :

( ) = × 100% = × 100% = × 100%

= + + + & + ... nduksi

att)

Watt) att)

n sebagai ukuran di energi mekanik uaran) dengan daya

( ) = × 100% = × 100% = × 100% ... ..(2.31)

(43)

= 3 . . . cos 1

Dari persamaa pada besarnya rugi menentukan efisiensi dapat dibebani secara pe

Gam

dimana :

Pcu = daya Ptr = rugi-Pmek = daya

Efisiensi dar pengujian beban nol da akan di peroleh rugi-r tidak dapat diabaikan s

= 3 . . . cos 1 ... aan di atas dapat dilihat bahwa efisiensi m

ugi-rugi. Pada dasarnya metode yang dig nsi motor induksi bergantung pada dua hal apa

ra penuh atau pembebanan simulasi yang harus di

ambar 2.23 Efisiensi pada motor induksi

ya yang diinputkan ke rotor (Watt) gi-rugi tembaga rotor (Watt)

ya mekanik dalam bentuk putaran (Watt)

dari motor induksi dapat diperoleh dengan mela n nol dan pengujian hubung singkat. Dari pengujian be

i-rugi mekanik dan rugi-rugi inti. Rugi-rugi tem kan sekalipun motor berbeban ringan maupun tanpa

= 3 . . . cos 1 ... ..(2.33) motor tergantung digunakan untuk apakah motor itu rus digunakan

elakukan ian beban nol tembaga stator upun tanpa beban.

(44)

(45)

saja, keluaran motor adalah putaran, jadi supaya putaran atau kecepatan tetap terjaga pada saat tegangan turun maka arus pada rotor diperbesar untuk mempertahankan putaran motor dan slip pun besar. Persamaan berikut dapat digunankan untuk menghitung persentase slip/geseran.

=

× 100

%

dimana nr= ns(1-s) ... (2.34) 2.12 Jatuh Tegangan

Jatuh tegangan adalah selisih antara tegangan ujung pengirim dengan tegangan ujung penerima. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :

= ... ..(2.35) Dimana :

= jatuh tegangan (volt)

= tegangan di sisi pengirim (volt) = tegangan di sisi penerima (volt) Atau dapat juga ditulis dalam bentuk persentase :

(%) = × 100% ... ..(2.36) Dimana :

(%) = rugi tegangan dalam persen = tegangan kerja (volt) = rugi tegangan (volt)

Jatuh tegangan pada saluran tenaga listrik secara umum berbanding lurus dengan panjang saluran dan beban serta berbanding terbalik dengan luas

(46)

penampang penghantar. Besarnya jatuh tegangan dinyatakan baik dalam persen atau dalam besaran volt. Besarnya batas atas dan batas bawah ditentukan oleh kebijaksanaan perusahaan listrik terkait. Penurunan tegangan maksimum pada beban penuh yang dibolehkan di beberapa titik pada jaringan adalah [SPLN 72 : 1987] :

1. SUTM = 5%dari tegangan kerja bagi sisitem radial

2. SKTM = 2%dari tegangan kerja pada system spindle dan gugus 3. Trafo distribusi = 3%dari tegangan kerja

4. Saluran tegangan rendah = 4% dari tegangan kerja tergantung kepadatan beban

5. Sambungan rumah = 1%dari tegangan nominal

Adapun penyebab jatuh tegangan (voltage drop) adalah : 1. Jauhnya jaringan,jauhnya jarak transformator dari gardu induk

2. Rendahnya tegangan yang diberikan gardu induk atau rendahnya tegangan keluaran dari transformator distribusi

3. Sambungan penghantar yang tidak baik sehingga bermasalah di sisi tegangan menengah dan tegangan rendah

4. Pemilihan jenis penghantar, ukuran penghantar dan konektor yang tidak tepat

5. Arus yang dihasilkan

Untuk menghitung jatuh tegangan, diperhitungkan reaktansinya, maupun faktor dayanya yang tidak sama dengan satu. Maka tegangan yang hilang disepanjang saluran penghantar adalah :

(47)

= ( cos + sin ) ... ..(2.37)

Dimana :

I = arus beban

R = tahanan saluran (ohm) X = reaktansi saluran (ohm)

(48)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Pengambilan data dalam penelitian tugas Akhir ini dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU, pada tanggal 4 Desember 2013 pukul 15.00 s/d 17.00 WIB.

3.2 Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data dalam suatu penelitian akan sangat menentukan keberhasilan penelitian, oleh karena itu perlu direncanakan dengan tepat dalam memilih metode untuk pengumpulan data. Sedangkan metode-metode tersebut adalah sebagai berikut :

1 Metode Dokumentasi

Yang dimaksud metode dokumentasi adalah cara memperoleh data melalui hal-hal atau variabel yang berupa catatan, transkrip, buku, surat kabar, majalah dan lain-lain. Adapun dokumentasi yang akan peneliti gunakan adalah data-data yang berhubungan dengan arus, dan tegangan.

2 Metode Observasi

Pengumpulan data dengan observasi langsung atau dengan pengamatan langsung adalah cara pengambilan data ke tempat penelitian. Dalam hal ini penulis langsung berada di lokasi penelitian yaitu di Laboratorium Konversi Energi Listrik dan mengadakan penelitian mengenai hal-hal yang perlu dicatat sebagai data dalam penelitian.

(49)

3.3 Langkah-Langkah Penelitian

Langkah-langkah penelitian yang ditempuh dalam penelitian ini meliputi : 1.7 Tahap Persiapan

Tujuan dari tahap persiapan penelitian adalah untuk mengkoordinasikan agar saat penelitian dapat berjalan dengan lancar. Langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a) Mempersiapkan alat dan bahan untuk penelitian, semua alat dan bahan yang akan digunakan harus dipersiapkan terlebih dahulu.

b) Mengkondisikan obyek penelitian.

Obyek penelitian yang dimaksudkan disini adalah pengaruh jatuh tegangan terhadap, torsi, efisiensi dan putaran motor induksi tiga fasa rotor belitan. Adapun langkah mengkondisikan obyek penelitian ini meliputi: 1) Memastikan bahwa motor induksi dapat beroperasi dan melihat

pengaruh jatuh tegangan terhadap kinerja motor induksi rotor belitan. 2) Memeriksa Power Supply dan Multimeter apakah sudah disetting

dengan benar.

c) Mengkondisikan alat ukur.

Alat ukur sebagai alat pengambil data harus memiliki validitas yang baik. Untuk mendapatkan validitas yang baik alat ukur harus disetting sesuai dengan keadaan seperti skala operasi.

2.7 Tahap Pengambilan Data

Tujuan dari tahap ini untuk memperoleh data penelitian yang meliputi torsi, efisiensi dan kecepatan motor.

(50)

3.4 Analisa Data

Analisa data merupakan bagian penting dalam penelitian, karena dengan analisis data yang diperoleh mampu memberikan arti dan makna untuk memecahkan masalah dan mengambil kesimpulan penelitian. Dalam penelitian ini teknik analisis data yang digunakan adalah analisis matematis untuk mendapatkan hasil penelitian. Analisis ini adalah mengadakan perhitungan-perhitungan berdasarkan rumus yang berlaku di dalam perhitungan torsi, efisiensi, kecepatan putaran dan parameter tahanan DC.

Persamaan umum torsi pada motor induksi :

Rumus torsi terhadap tegangan output :

=3 2 60 Atau

= 3 _{× 2}× 60

Maka untuk menghitung torsi digunakan rumus sebagai berikut :

(51)

Untuk menghitung efisiensi terhadap hubungan tegangan input dengan ɳ motor induksi digunakan rumus sebagai berikut :

Persamaan umum rumus efisiensi motor induksi : ɳ = × 100% Rumus efisiensi hubungan tegangan input terhadapɳ :

ɳ = ( )× 100% ɳ = ( + )× 100% dimana : Pts=3. .

Pcu=

3. .

Sehingga untuk menghitung efisiensi pada percobaan ini digunakan rumus sebagai berikut :

ɳ = ( + )× 100%

Untuk menghitung parameter dari percobaan tahanan DC ada dua hubungan yaitu hubungan Y dan hubungan∆ yang dapat dirumuskan sebagai berikut :

• Hubungan Y

=

Faktor koreksi = 1,1–1,5 (skin efek)

(52)

• Hubungan∆

= 2 ₃ = 3₂ = . 3 2

3.5 Pengujian Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi

Sebelum melakukan pengujian motor induksi dengan pengaruh jatuh tegangan, dibutuhkan beberapa parameter dari motor induksi yang akan digunakan. Untuk mendapatkan parameter dari motor induksi tiga fasa, maka dapat dihitung dari data yang didapat dari percobaan tahanan DC. Untuk percobaan tahanan DC dimana pada percobaan ini akan mengukur besarnya tahanan DC pada kumparan motor.

3.6 Peralatan Yang Digunakan

Penelitian mengenai pengaruh jatuh tegangan terhadap kinerja motor induksi tiga fasa rotor belitan ini dilakukan pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU. Peralatan-peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Motor induksi 3 fasa ( berfungsi sebagai motor ) 1 unit Tipe : Rotor Belitan

(53)

- Δ / Y 220/ 380 V ;10,7 / 6,2 A - 2,2Kw, cos φ 0,67

- 1450 rpm, 50 Hz - Kelas isolasi : B

2. LCR multimeter TES 2712 4 Set

3. Wattmeter 3 fasa Yokogawa Electric Works Ltd. 1 Set

4. PT AC 1 Unit

5. PT DC 1 Unit

6. Kabel Secukupnya

3.7 Percobaan Untuk Mendapatkan Parameter-Parameter Motor Induksi Tiga Fasa

Untuk dapat menentukan parameter motor induksi tiga fasa jenis rotor belitan, maka dapat dilakukan dengan percobaan berikut ini :

3.7.1 Percobaan Tahanan DC

A. Percobaan Tahanan DC Pada Belitan Stator 1. Rangkaian Percobaan

(54)

2. Prosedur Percobaan

1. Hubungkan belitan stator dibuat hubungan Y, yang akan diukur adalah dua dari ketiga belitan stator.

2. Rangkaian belitan stator dihubungkan dengan suplai tegangan DC. 3. Tegangan DC suplai dinaikkan sampai pada nilai tertentu.

4. Ketika tegangan menunjukan pada besaran 15 volt, penunjukan alat ukur voltmeter dan amperemeter dicatat

5. Jika telah selasai rangkaian dilepas.

B. Percobaan Tahanan DC Pada Belitan Rotor 1. Rangkaian Percobaan

Gambar 3.2 Rangkaian Percobaan Tahanan DC Belitan Rotor 2. Prosedur Percobaan

1. Hubungkan belitan rotor dibuat hubungan Y, yang akan diukur adalah dua dari ketiga belitan rotor

2. Rangkaian belitan rotor dihubungkan dengan suplai tegangan DC

3. Naikkan tegangan DC suplai secara perlahan, sampai pada nilai tertentu. 4. Ketika tegangan menunjukkan pada besaran 3,5 volt, penunjukan alat ukur

voltmeter dan amperemeter dicatat 5. Jika telah selesai rangkaian dilepas.

(55)

3.8 Percobaan Analisa Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi

1. Rangkaian Percobaan

Rangkaian Pengujian dari tugas akhir pengaruh jatuh tegangan ini adalah :

Gambar 3.3 Rangkaian Percoban Jatuh Tegangan

Keterangan :

: Voltemeter AC

, : Ampermeter AC

: Ampermeter DC

MI : Motor Induksi 3 fasa

(56)

2. Prosedur Pengujian

Prosedur pengujian dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Rangkaian pengujian dibuat seperti Gambar 3.1 diatas.

2. Buat hubungan tahanan luar dalam hubungan Y.

3. Tutup yang menghubungakan PT AC1 dengan terminal stator lalu naikkan PT AC1sampai tegangan nominal yang ditentukan.

4. Tutup switch lalu naikkan PT DC1sampai A3menunjukan arus penguat nominal.

5. Tahanan R dibuat maksimum sesuai data yang ditentukan dan tutup S2, lalu catat penunjukan A2, A3,W, dan T serta n.

6. Kemudian turunkan tegangan secara bertahap sebagai simulasi jatuh tegangan sesuai data yang diinginkan dan tahanan R atau beban tetap konstan, kemudian catat V1,A1,A2,A3, dan T serta n.

(57)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Umum

Pada motor induksi tiga fasa jenis rotor belitan adanya jatuh tegangan akan dapat mempengaruhi kinerja dari motor induksi tiga fasa jenis rotor belitan dalam pemakaiannya. Walaupun pengaruhnya berlangsung dalam waktu singkat, hal itu berpengaruh pada daya output motor pada saat dibebani dan saat start dari motor tersebut. Karena dari harga kopel yang dibangkitkan oleh motor induksi tiga fasa sebanding dengan kuadrat tegangan, maka hal itu menunjukan bahwa motor sensitif sekali terhadap perubahan tegangan.

Pengaruh jatuh tegangan motor induksi yang dilakukan dalam percobaan ini adalah sebagai simulasi gangguan yang terjadi pada industri yang banyak menggunakan motor induksi tiga fasa sebagai alat penunjang proses produksi. Gangguan motor induksi tiga fasa salah satunya adanya jatuh tegangan, untuk itu penulis melakukan pengujian jatuh tegangan terhadap Torsi, Putaran Rotor, dan Efisiensi motor induksi tiga fasa pada dunia industri.

4.2 Hasil Penelitian

Penelitian pada tanggal 4 Desember 2013 di Laboratorium Konversi Energi Listrik, diperoleh data pengujian sebagai berikut :

(58)

4.3 Percobaan Untuk Mendapatkan Paremeter-Parameter Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan

4.3.1 Percobaan DC

A. Percobaan Tahanan DC Pada Belitan Stator

( )

Tabel 4.1 Data hasil percobaan tahanan DC belitan stator

Phasa V (volt) I (ampere)

U-V 12,89 4,2

• Analisa Data

Untuk data diatas di peroleh :

Karena hubungan pada stator adala Y, maka Rdcadalah :

=

= 1.535

= 1,2 × 1.535

= 1.842

Maka tahanan stator adalah : Rs = 1.842

(59)

B. Percobaan Tahanan DC Pada Belitan Rotor Tabel 4.2 Data hasil percobaan DC pada belitan rotor

Phasa V (volt) I (ampere)

K-M 2,38 3,4

• Analisa Data

Untuk data diatas di peroleh :

=

,_, = 0,7

Karena hubungan pada rotor adala Y, maka Rdcadalah :

=

= 0.35

= 1,2 × 0.35

= 0,42

Maka tahanan stator adalah : Rs = 0,42

(60)

4.4 Percobaan Analisa Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan

Tabel 4.3 Data hasil pengujian penurunan tegangan terminal motor Induksi pada kondisi berbeban

V = 360 Volt If= 0,38 R = 100 Ohm

Vt(volt) I1(ampere) I2(ampere) nr(rpm) Pin

360 4,81 1,05 1450 700

340 4,17 1,14 1450 650

320 3,62 1,44 1450 635

300 3,50 1,65 1450 630

280 3,24 2,44 1450 610

260 3,09 2,77 1400 200

240 2,91 4,12 1400 580 220 2,85 4,85 1390 550

• Analisa Data

Dari data-data Tabel 4.1 diatas, maka dilakukan perhitungan sebagai berikut :

1. Tegangan terminal (V) = 360 Volt

=

_× ×

=

. , . , × , × .( , ).

=

. , . , ×_,

(61)

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

=

75,7%

2. Tegangan terminal (Vt) = 340 Volt

=

_× ×

=

_, . ,_{× .( , ).}. , ×

=

. , . , ×_,

=

0,31 Nm

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

(62)

3. Tegangan terminal (Vt) = 320 Volt

=

_× ×

=

_, . ,_{× .( , ).}. , ×

=

. , . , ×_,

=

0,50 Nm

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

=

76,13%

4. Tegangan terminal (Vt) = 300 Volt

=

_× ×

=

_, . ,_{× .( , ).}. , ×

=

. , . , ×

, Td

=

0,66 Nm

(63)

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

=

72,76%

5. Tegangan terminal (Vt) = 280 Volt

=

_× ×

=

_, . ,_{× .( , ).}. , ×

=

. , . , ×_,

=

1,44 Nm

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

(64)

6. Tegangan terminal (Vt) = 260 Volt

=

_× ×

=

_, . ,_{× .( , ).}. , ×

=

. , . , ×

, Td

=

0,93 Nm

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

=

66,8%

7. Tegangan terminal (Vt) = 240 Volt

=

_× ×

=

. , . , × , × .( , ).

=

. , . , ×

, Td

=

2,06 Nm

(65)

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

=

36,09%

8. Tegangan terminal (Vt) = 220 Volt

=

_× ×

=

_, . ,_{× .( , ).}. , ×

=

. , _,. , ×

=

2,58 Nm

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

(66)

Vt(volt) I1(ampre) I2(ampere) nr(rpm) Pin Pout T(Nm) (%)

360 4,81 1,05 1450 700 530,07 0,26 75,7

340 4,17 1,14 1450 650 504,32 0,31 77,5

320 3,62 1,44 1450 635 483,47 0,50 76,13

300 3,50 1,65 1450 630 458,42 0,66 72,76

280 3,24 2,44 1450 610 324,82 1,44 53,24

260 3,9 2,77 1400 600 400,85 0,93 66,80

240 2,91 4,21 1400 580 209,13 2,06 36,09

(67)

(68)

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan analisis perhitungan yang dilakukan penulis mengambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Pada saat motor dibebani dengan beban yang konstan dan terjadi penurunan tegangan, torsi yang dihasilkan motor semakin besar, karena torsi adalah tenaga atau gaya yang dihasilkan oleh suatu motor yang digunakan untuk memikul beban, semakin besar torsinya semakin berat mesin itu bekerja dengan beban yang konstan.

2. Pada hasil pengujian didapatkan bahwa ketika dibebani dengan beban konstan putaran turun sedikit saja, tetapi arus semakin naik.

3. Efisiensi motor menjadi tidak stabil dikarenakan pengaruh jatuhnya tegangan pada sumber, sehingga efisiensi motor turun.

5.2 Saran

Adapun beberapa saran yang bisa diberikan dari hasil tugas akhir ini adalah;

1. Disarankan dalam penggunaan motor induksi tiga fasa sebaiknya dilakukan perawatan yang kontinu, supaya tidak terjadi kerusakan yang lebih fatal yang dapat menggangu system produksi.

2. Disarankan untuk mendapatkan tegangan yang ideal diperlukan pemasangan AVR (Automatic Voltage Regulator) pada sisi tegangan sumber.

(69)

DAFTAR PUSTAKA

1. Gonen, Turan. 1986. Electric Power Distribution System Engineering. New York: McGraw-Hill,Inc.

2. Prasetyo, Eko. 2009. “Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala Terhadap Unjuk Kerja Motor induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai”. Medan : Repository USU.

3. Rijono, Yon. 1997. Dasar Teknik Tenaga Listrik. Yogyakarta: Andi.

4. Siregar, M. Azhary. 2010. “Analisis Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Torsi dan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa”. Medan : Repository USU.

5. Sumanto. 1991. Mesin Bolak-balik Yogyakarta: Andi Offset.

6. Theraja, B.L. & Theraja, A.K.,“A Text Book of Electrical Technology”, New Delhi, S.Chand and Company Ltd.

7. Wijaya,Mochtar. 2001. “Dasar-Dasar Mesin Listrik”. Jakarta : Djambatan. 8. Zuhal. “Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya”, Penerbit

(1)

6. Tegangan terminal (Vt) = 260 Volt

=

_× ×

=

_, . ,_{× .( , ).}. , ×

=

. , . , ×

=

0,93 Nm

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

=

66,8%

7. Tegangan terminal (Vt) = 240 Volt

=

_× ×

=

. , . , ×

, × .( , ).

=

. , . , ×

(2)

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

=

36,09%

8. Tegangan terminal (Vt) = 220 Volt

=

_× ×

=

_, . ,_{× .( , ).}. , ×

=

. , _,. , ×

=

2,58 Nm

ɳ

=

( )

× 100%

=

[ .( , ) . , ( .( , ) . , , )]

× 100%

=

× 100%

=

× 100%

=

18,06%

(3)

Vt(volt) I1(ampre) I2(ampere) nr(rpm) Pin Pout T(Nm) (%)

360 4,81 1,05 1450 700 530,07 0,26 75,7

340 4,17 1,14 1450 650 504,32 0,31 77,5

320 3,62 1,44 1450 635 483,47 0,50 76,13

300 3,50 1,65 1450 630 458,42 0,66 72,76

280 3,24 2,44 1450 610 324,82 1,44 53,24

260 3,9 2,77 1400 600 400,85 0,93 66,80

240 2,91 4,21 1400 580 209,13 2,06 36,09

(4)

(5)

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan analisis perhitungan yang dilakukan penulis mengambil kesimpulan sebagai berikut :

2. Pada hasil pengujian didapatkan bahwa ketika dibebani dengan beban konstan putaran turun sedikit saja, tetapi arus semakin naik.

3. Efisiensi motor menjadi tidak stabil dikarenakan pengaruh jatuhnya tegangan pada sumber, sehingga efisiensi motor turun.

5.2 Saran

Adapun beberapa saran yang bisa diberikan dari hasil tugas akhir ini adalah;

1. Disarankan dalam penggunaan motor induksi tiga fasa sebaiknya dilakukan perawatan yang kontinu, supaya tidak terjadi kerusakan yang lebih fatal yang dapat menggangu system produksi.

2. Disarankan untuk mendapatkan tegangan yang ideal diperlukan pemasangan AVR (Automatic Voltage Regulator) pada sisi tegangan

(6)

DAFTAR PUSTAKA

1. Gonen, Turan. 1986. Electric Power Distribution System Engineering. New York: McGraw-Hill,Inc.

2. Prasetyo, Eko. 2009. “Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala Terhadap

Unjuk Kerja Motor induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai”. Medan : Repository USU.

3. Rijono, Yon. 1997. Dasar Teknik Tenaga Listrik. Yogyakarta: Andi.

4. Siregar, M. Azhary. 2010. “Analisis Pengaruh Beban Tidak Seimbang Terhadap Torsi dan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa”. Medan : Repository USU.

5. Sumanto. 1991. Mesin Bolak-balik Yogyakarta: Andi Offset.

6. Theraja, B.L. & Theraja, A.K.,“A Text Book of Electrical Technology”, New Delhi, S.Chand and Company Ltd.

7. Wijaya,Mochtar. 2001. “Dasar-Dasar Mesin Listrik”. Jakarta : Djambatan.

8. Zuhal. “Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya”, Penerbit Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2000.