Analisis Perbandingan Temperatur Motor Induksi Tiga Phasa Pada Kondisi Beban Berubah-Ubah Menggunakan Thermometer Infrared

(1)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Zuhal, “DasarTeknikTenagaListrikdanElektronikaDaya”, Penerbit ITB, Bandung, 1988

[2] IEEE Guides: Test Procedures for Synchronus Machines, IEEE Std 115-1995 (R2002)

[3] Theraja, B.L. &Theraja, A.K., “A Text Book of Electrical Technology”, New Delhi, S.Chand and Company Ltd., 2001.

[4] Chapman Stephen J, “Electric Machinery Fundamentals”,Third Edition McGraw Hill Companies, New York, 1999.

[5] WijayaMochtar,”Dasar-dasarMesinListrik”, PenerbitDjambatan, Jakarta, 2001.

(2)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Penelitian akan dilaksanakan pada Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penelitian akan dilaksanakan setelah selesai seminar proposal telah disetujui. Lama penelitian direncanakan selama 1 (satu) bulan.

3.2 Bahan dan Peralatan 1. Motor induksitigaphasa

Tipe : rotor belitan Spesifikasi :

- AEG Typ C AM 112MU 4RI - Δ / Υ 220/ 380 V ; 10,7/ 6,2 A - 2,2 Kw, cos ϕ 0,67

- KelasIsolasi : B 2. Mesin DC 3. Amperemeter 4. Voltmeter 5. TahananGeser

6. Power Suplai ( AC dan DC ) 7. Tachometer

(3)

3.3 Variable yang Diamati

Variable – variable yang diamati dalam penelitian ini meliputi : - Jenis beban yang mencatu motor

- Lamanya waktu operasi motor

- Perubahan nilai resistansi motor yang diukur dengan percobaan DC test pada saat perubahan beban yang dipikul motor

- Perubahan yang terukur oleh thermometer infrared untuk setiap perubahan beban yang dipikul motor

3.4 ProsedurPenelitian

Adapun prosedur pengambilan data dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Merangkai rangkaian percobaan

Sebelum melakukan percobaan, terlebih dahulu merangkai rangkaian percobaan sesuai dengan percobaan yang dilakukan.Adapun rangkaian percobaan yang akan digunakan seperti gambar yang terlihatberikut:

1.1 Rangakaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan menggunakan thermometer infrared

(4)

Gambar 3.1 Rangakaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan menggunakan thermometer infrared

1.2 Rangakaian percobaan pengukuran suhu motor induks itiga phasa dengan menggunakan metode pengukuran resistansi

Gambar 3.2 Rangakaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan menggunakan metode pengukuran resistansi.

MI 3ϕ V1 V2

V3 R S T n T A1

V4 RL

GEN DC

+ - PTDC 1

S1 S2

S3 A2 GA HB J K + - K1 K1 K1 K2 K2 PTDC 2 S3 V5 A2 MI 3ϕ

V1 V2

V3 R S T n T A1

V3 RL

GEN DC

+ - PTDC

S1 S2

S3 A2 GA HB J K

(5)

Gambar 3.3 Rangkaian kontrol pengukuran resistansi dengan DC test

2. Pengambilan data

Prosedur percobaan yang dilakukan yaitu sebagai berikut : - Pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared

1. Motor induksi tiga phasa dikopel dengan motor DC, kemudian rangkaian pengukuran disusun seperti gambar 3.1

2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan pengatur tegangan dalam posisi minimum.

3. Switch S1 ditutup, kemudian PTAC dinaikkan sampai tegangan seimbang.

4. Switch S3 ditutup, kemudian PTDC dinaikkan hingga A2 menunjukkan arus penguat nominal.

5. Switch S2 ditutup, kemudian tahanan RL dinaikkan dan dijaga konstan. K1

K2 MCB

STOP T1 T2

L N

(6)

6. Selama 30 menit untuk setiap kenaikan waktu 5 menit, suhu dicatat dengan menggunakan thermometer infrared.

7. Percobaan selesai.

- Pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi

1. Motor induksi tiga phasa dikopel dengan motor DC, kemudian rangkaian pengukuran disusun seperti gambar 3.2 dan 3.3.

2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan pengatur tegangan dalam posisi minimum.

3. Kemudian push button T1 pada rangkaian kontrol di tekan.

4. Switch S1 ditutup, kemudian PTAC dinaikkan sampai tegangan seimbang 5. Switch S3 ditutup, kemudian PTDC dinaikkan hingga A2 menunjukkan

arus penguat nominal.

6. Switch S2 ditutup, kemudian tahanan RL dinaikkan dan dijaga konstan. 7. Selama 30 menit untuk setiap kenaikan waktu 5 menit, tekan push button

T2 pada rangkaian kontrol. 8. Percobaan selesai.

Data yang di ambil pada percobaan adalah sebagai berikut:

- Temperatur yang tercatat pada thermometer infrared dalam kondisi beban berubah-ubah.

- Resistansi motor setiap kenaikan waktu tertentu dalam keadaan beban berubah-ubah.

(7)

3.5PelaksanaanPenelitian 3.5.1 Proses pengumpulan data

Adapun diagram alur dari proses pengambilan data terlihat pada gambar 3.4 berikut:

3.5.2 Melakukan analisa data terhadap data yang telah diperoleh

Data yang diperoleh dari hasil pengukuran lalu dianalisa untuk melihat keadaan temperatur motor induksi tiga phasa dengan suplai tegangan seimbang untuk beban berubah-ubah.

MULAI

MEMPERSIAPKAN PERALATAN PERCOBAAN

MERAINGKAI RANGKAIAN PERCOBAAN

MELAKUKAN PERCOBAAN

PENGAMBILAN DATA

APAKAH SESUAI PERCOBAAN DENGAN PERHITUNGAN

MENAMPAMPILKAN HASIL PENGUKURAN

DAN PERHITUNGAN

BERHENTI YA

(8)

BAB IV

ANALISIS PERBANDINGAN TEMPERATUR MOTOR INDUKSI TIGA PHASA PADA KONDISI BEBAN BERUBAH-UBAH MENGGUNAKAN

THERMOMETER INFRARED DENGAN METODE RESISTANSI

4.1 Umum

Untuk dapat mengetahui pengaruh pembebanan terhadap temperatur motor induksi tiga fasa maka diperlukan beberapa pengujian maupun pengukuran yaitu sebagai berikut :

1. Pengujian motorinduksi dengan beban Resistif 2. Pengujian motor induksi dengan beban Induktif 3. Pengujian motor induksi dengan beban Kapasitif

Pengujian-pengujian diatas dilakukan untuk mengetahui pengaruh motor induksi apabila dibebani dengan beban-beban yang berbeda. Parameter yang diambil dalam pengukuran/pengujian ini berupa temperatur pada motor tersebut. Data hasil pengukuran/perhitungan kemudian akan dibandingkan berdasarkan jenis beban yang sama, lalu akan dibandingkan kembali untuk semua jenis beban yang membebani motor.

Hasil perbandingan yang didapat akan disajikan dalam bentuk tabel dan kurva untuk memudahkan pembaca dan peneliti dalam membaca atau mempelajari hasil yang didapat pada tulisan ini.

(9)

4.2 Percobaan Motor Induksi Dengan Beban Resistif

4.2.1 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor

InduksiBeban Resistif Menggunakan Thermometer Infrared

A1 M V1 P T D C 1 G n t R1 R2 R3 R T V2 S N S1 GA HB AC A2

PT DC 2

K J

PT DC 3

AC K J

Gambar 4.1 Rangakaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa beban resistif dengan menggunakan thermometer infrared.

a. Prosedur pengujian beban resistif

Adapun prosedur yang dilakukan dalam proses pengambilan data pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan beban resistif menggunakan

thermometer infrared yaitu sebagai berikut :

1. Susun dan rangkai peralatan sesuai dengan Gambar 4.1

2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan dalam keadaan posisi minimum.

3. Atur tahanan resistor variabel sebesar R1=120Ω, R2=30Ω dan R3=30Ω 4. Ukur dan catat temperatur motor untuk t = 0.

(10)

5. Tutup S2 lalu naikkan PTDC 2 sampai batas arus nominal motor DC. 6. Tutup S1, kemudian naikkan PTDC 1 sampai tercapai putaran nominal

motor induksi.

7. Tutup S3, kemudian atur arus eksitasi hingga V2 menunjukkan tegangan sebesar 110 V lalu catat penunjukkan V2.

8. Ukur dan catat kenaikan suhu tiap 5 menit menggunakan thermometer infrared.

9. Lakukan pengukuran sampai menit ke 30.

10.Minimumkan semua PTDC, kemudian buka semua saklar. 11.Pengujian selesai

b. Data hasil pengujian beban resistif

Dari percobaan yang dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU untuk motor induksi 3 phasa dengan beban resistif dengan pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared didapatkan data sebagai berikut :

Tabel 4.1 Data hasil pengukuran suhu dengan thermometer infrared

R1 = 120Ω ; R2 = 30Ω ; R3 = 30Ω ; �_�−� = 110 � t (menit) suhu (°C)

0 26,5

5 27

10 27,5

15 28,5

20 28,9

25 29,2

(11)

c. Analisa Data

Dari table 4.1 dapat diketahui bahwa kenaikan rata-rata temperatur motor induksi tiga phasa beban resistif dengan pengukuran menggunakan thermometer infrared sebagai berikut :

= (�30− �0)

30 =

(29,6−26,5)

30 =

3,1

30 = 0,103 ℃/m

Dari perhitungan diatas dapat ditentukan bahwa kenaikan temperatur motor induksi tiga phasa beban resistif dengan pengukuran menggunakan

thermometer infrared yaitu setiap kenaikan waktu satu menit terjadi kenaikan suhu sebesar 0,1030C/m.

d. Grafik beban resistif

Dari data yang didapatkan pada percobaan dan analisa data untuk motor induksi tiga phasa beban resistif menggunakan thermometer infrared dapat dibuat grafik sebagai berikut :

(12)

Gambar 4.2 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban resistif menggunakan thermometer infrared

4.2.2 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor Induksi Beban Resistif Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi

A1 M V1 P T D C 1 G n t R1 R2 R3 R T V2 S S1 GA HB AC A2

PT DC 2

AC K J

PT DC 3

S3 AC J N K2 K2 V3 A4 P T D C 4 AC K1 K1 K

Gambar 4.3(a). Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa beban resistif dengan menggunakan metode pengukuran resistansi 26 26,5 27 27,5 28 28,5 29 29,5 30

0 5 10 15 20 25 30

suhu (

°C)

(13)

T1 T2 STOP

MCB

L N

K2 K1

Gambar 4.3 (b) Rangkaian kontrol pengukuran resistansi dengan DC test untuk beban resistif.

a. Prosedur pengujian

Adapun prosedur yang dilakukan dalam proses pengambilan data pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan beban resistif menggunakan metode pengukuran resistansi yaitu sebagai berikut :

1. Susun dan rangkai peralatan sesuai dengan Gambar 4.3 a dan b.

2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan dalam keadaan posisi minimum.

3. Atur tahanan resistor variabel sebesar R1=120Ω, R2=30Ω dan R3=30Ω 4. Tekan T2, atur PTDC 4 sampai A4 menunjukkan arus nominal lilitan

motor.

5. Catat penunjukkan V3 dan A3 sebagai t = 0 kemudian tekan tombol stop. 6. Tutup S2 lalu naikkan PTDC 2 sampai batas arus nominal motor DC. 7. Tutup S1, kemudian naikkan PTDC 1 sampai tercapai putaran nominal

(14)

8. Tutup S3 kemudian tekan tombol T1, atur arus eksitasi hingga V2 menunjukkan tegangan sebesar 110 V lalu catat penunjukkan V2.

9. Tekan tombol T2 setiap 5 menit, atur PTDC 4 sampai A4 menunjukkan arus nominal lilitan motor kemudian catat pembacaan A4 dan V3.

10.Lakukan prosedur no.8 dan 9 sampai menit ke 30.

11.Minimumkan semua PTDC, kemudian buka semua saklar. 12.Pengujian selesai

b. Data hasil pengujian

Dari percobaan yang dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU untuk motor induksi 3 phasa beban resistif dengan pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi didapatkan data sebagai berikut :

Tabel 4.2 Data hasil percobaan DC test pada motori nduksi tiga phasa dengan beban resistif

R1 = 120Ω ; R2 = 30Ω ; R3 = 30Ω ; �_�−� = 110 �

t (menit) Vdc (Volt) Idc (Amp)

0 7.85 4

5 7.87 4

10 7.92 4

15 7.97 4

20 8.03 4

25 8.08 4

30 8.1 4

c. Analisa data beban resistif

Dari table 4.2 dapat ditentukan besar resistansi tahanan motor induksi tiga phasa dengan beban resistif sebagai berikut :

(15)

�� = �� 2��

�0 = 7.85

2(4)= 0.981 �ℎ�

�5 = 7.87

2(4)= 0.983 �ℎ�

�10 = 7.92

2(4)= 0.99 �ℎ�

�15 = 7.97

2(4)= 0.996 �ℎ�

�20 = 8.03

2(4)= 1,003 �ℎ�

�25 = 8.08

2(4)= 1.01 �ℎ�

�30 = 8.1

2(4)= 1.012 �ℎ�

Dari hasil perhitungan resistansi diatas dapat ditentukan temperature motor induksi tiga phasa dengan beban resistif sebagai berikut:

�� = �� +��_��− ��(��+�)

�5 = 26.5 +�

0.983−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 27.032℃

�10 = 26.5 +�

0.99−0.981

(16)

�15 = 26.5 +�

0.996−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 30.49℃

�20 = 26.5 +�

1.003−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 32.35℃

�25 = 26.5 +�

1.01−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 34.215℃

�30 = 26.5 +�

1.012−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 34.747℃ Dari perhitungan diatas dapat dibuat tabel sebagai berikut :

Tabel 4.3 Data hasil perhitungan suhu motor induksi tiga phasa beban resistif menggunakan metode pengukuran resistansi

R1 = 120Ω ; R2 = 30Ω ; R3 = 30Ω ; �_�−� = 110 �

t (menit) Vdc (Volt) Idc (Amp) Rdc (ohm) suhu (0C)

0 7.85 4 0.981 26.5

5 7.87 4 0.983 27.032

10 7.92 4 0.99 28.894

15 7.97 4 0.996 30.49

20 8.03 4 1.003 32.35

25 8.08 4 1.01 34.215

30 8.1 4 1.012 34.747

Dari table 4.3 dapat diketahui bahwa kenaikan rata-rata temperature motor induksi tiga phasa beban resistif dengan pengukuran menggunakan metode pengukuran resistansi sebagai berikut :

= (�30− �0)

30 =

(34.747−26.5)

30 =

8.247

(17)

Dari perhitungan diatas dapat ditentukan bahwa kenaikan temperature motor induksi tiga phasa beban resistif dengan pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi yaitu setiap kenaikan waktu satu menit terjadi kenaikan suhu sebesar 0.275 0C/m.

d. Grafik beban

Dari data yang didapatkan pada percobaan dan analisa data untuk motor induksi tiga phasa beban resistif menggunakan metode perhitungan resistansi dapat dibuat grafik sebagai berikut :

Gambar 4.4 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban resistif menggunakan metode perhitungan resistansi

26 28 30 32 34 36

0 5 10 15 20 25 30

suhu (

°C)

(18)

4.3 Percobaan Motor Induksi Dengan Beban Induktif

4.3.1 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor

InduksiBeban Induktif Menggunakan Thermometer Infrared

A1 M V1 P T D C 1 G n t R T V2 S N S1 GA HB AC A2

PT DC 2

AC K J

PT DC 3

S3 AC K J L1 L2 L3

Gambar 4.5 Rangakaian percobaan pengukuran suhu Motor Induksi tiga phasa beban Induktif dengan menggunakan thermometer infrared

a. Prosedur pengujian beban induktif

Adapun prosedur yang dilakukan dalam proses pengambilan data pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan beban Induktif menggunakan

thermometer infrared yaitu sebagai berikut :

1. Susun dan rangkai peralatan sesuai dengan Gambar 4.7

2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan dalam keadaan posisi minimum.

3. Atur beban lilitan sebesar L1 = 3.7 H, L2 = 0.925 H dan L3=0.925 H. 4. Ukur dan catat temperatur generator untuk t = 0.

(19)

6. Tutup S1, kemudian naikkan PTDC 1 sampai tercapai putaran nominal motor induksi.

7. Tutup S3, kemudian atur arus eksitasi hingga V2 menunjukkan tegangan sebesar 110 V lalu catat penunjukkan V2.

8. Ukur dan catat kenaikan suhu tiap 5 menit menggunakan thermometer infrared.

9. Lakukan pengukuran sampai menit ke 30.

10.Minimumkan semua PTDC, kemudian buka semua saklar. 11.Pengujian selesai

b. Data hasil pengujian

Dari percobaan yang dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU untuk motor induksi 3 phasa dengan beban induktif dengan pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared didapatkan data sebagai berikut :

Tabel 4.4 Data hasil pengukuran suhu beban induktif dengan thermometer infrared

L1 = 3.7H; L2 = 0.925H ; L3 = 0.925H ; �_�−� = 110 � t (menit) suhu (°C)

0 26.5

5 26.9

10 27.3

15 27.7

20 28

25 28.5

(20)

c. Analisa data

Dari table 4.4 dapat diketahui bahwa kenaikan rata-rata temperatur motor induksi tiga phasa beban induktif dengan pengukuran menggunakan thermometer infrared sebagai berikut :

= (�30− �0)

30 =

(28.7−26.5)

30 =

2.2

30 = 0.073 ℃/m

Dari perhitungan diatas dapat ditentukan bahwa kenaikan temperature motor induksi tiga phasa beban induktif dengan pengukuran menggunakan

thermometer infrared yaitu setiap kenaikan waktu satu menit terjadi kenaikan suhu sebesar 0.0730C/m.

d. Grafik beban induktif

Dari data yang didapatkan pada percobaan dan analisa data untuk motor induksi tiga phasa beban induktif menggunakan thermometer infrared dapat dibuat grafik sebagai berikut

(21)

Gambar 4.6 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban induktif menggunakan thermometer infrared

25 25,5 26 26,5 27 27,5 28 28,5 29

0 5 10 15 20 25 30

suhu (

°C)

(22)

4.3.2 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor Induksi Beban Induktif Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi

A1 M V1 P T D C 1 G n t R T V2 S S1 GA HB AC A2

PT DC 2

AC K J

PT DC 3

S3 AC J N K2 K2 V3 A4 P T D C 4 AC K1 K1 K L1 L2 L3

Gambar 4.7(a). Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa beban induktif dengan menggunakan metode resistansi

(23)

T1 T2 STOP

MCB

L N

K2 K1

Gambar 4.7 (b) Rangkaian kontrol pengukuran resistansi dengan DC test untuk beban induktif.

a. Prosedur pengujian beban induktif

Adapun prosedur yang dilakukan dalam proses pengambilan data pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan beban Induktif menggunakan metode pengukuran resistansi yaitu sebagai berikut :

1. Susun dan rangkai peralatan sesuai dengan Gambar 4.7 a dan b.

2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan dalam keadaan posisi minimum.

3. Atur beban lilitan sebesar L1 = 3.7 H, L2 = 0.925 H dan L3=0.925 H. 4. Tekan T2, atur PTDC 4 sampai A4 menunjukkan arus nominal lilitan

motor.

5. Catat penunjukkan V3 dan A3 sebagai t = 0 kemudian tekan tombol stop. 6. Tutup S2 lalu naikkan PTDC 2 sampai batas arus nominal motor DC.

(24)

7. Tutup S1, kemudian naikkan PTDC 1 sampai tercapai putaran nominal motor induksi.

8. Tutup S3 kemudian tekan tombol T1, atur arus eksitasi hingga V2 menunjukkan tegangan sebesar 110 V lalu catat penunjukkan V2.

9. Tekan tombol T2 setiap 5 menit, atur PTDC 4 sampai A4 menunjukkan arus nominal lilitan generator kemudian catat pembacaan A4 dan V3. 10.Lakukan prosedur no.8 dan 9 sampai menit ke 30.

11.Minimumkan semua PTDC, kemudian buka semua saklar. 12.Pengujian selesai

b. Data hasil pengujian

Dari percobaan yang dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU untuk motor induksi 3 phasa beban induktif dengan pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi didapatkan data sebagai berikut :

Tabel 4.5 Data hasil percobaan DC test pada motor induksi tiga phasa dengan beban induktif .

L1 = 3.7H; L2 = 0.925H ; L3 = 0.925H ; �_�−� = 110 �

t (menit) Vdc (Volt) Idc (Amp)

0 7.85 4

5 7.87 4

10 7.92 4

15 7.96 4

20 8.01 4

25 8.03 4

(25)

c. Analisa data beban induktif

Dari table 4.5 dapat ditentukan besar resistansi tahanan stator motor induksi tiga phasa dengan beban induktif sebagai berikut :

�� = �� 2�_��

�0 = 7.85

2(4)= 0.981 �ℎ�

�5 = 7.87

2(4)= 0.983 �ℎ�

�10 = 7.92

2(4)= 0.99 �ℎ�

�15 = 7.96

2(4)= 0.995 �ℎ�

�20 = 8.01

2(4)= 1.001 �ℎ�

�25 = 8.03

2(4)= 1.003�ℎ�

�30 = 8.05

2(4)= 1.006 �ℎ�

Dari hasil perhitungan resistansi diatas dapat ditentukan temperature motor induksi tiga phasa dengan beban induktif sebagai berikut:

(26)

�5 = 26.5 +�

0.983−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 27.032 ℃

�10 = 26.5 +�

0.99−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 28.894 ℃

�15 = 26.5 +�

0.995−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 30.224 ℃

�20 = 26.5 +�

1.001−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 31.821 ℃

�25 = 26.5 +�

1.003−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 32.353 ℃

�30 = 26.5 +�

1.006−0.981

0.981 �(26.5 + 234.5) = 33.151 ℃ Dari perhitungan diatas dapat dibuat tabel sebagai berikut :

Table 4.6 Data hasil perhitungan suhu motor induksi tiga phasa beban induktif menggunakan metode pengukuran resistansi L1 = 3.7H; L2 = 0.925H ; L3 = 0.925H ; �_�−� = 110 � t (menit) Vdc (Volt) Idc (Amp) Rdc (ohm) suhu (0C)

0 7.85 4 0.981 26.5

5 7.87 4 0.983 27.032

10 7.92 4 0.99 28.894

15 7.96 4 0.995 30.224

20 8.01 4 1.001 31.821

25 8.03 4 1.003 32.353

30 8.05 4 1.006 33.151

Dari table 4.6 dapat diketahui bahwa kenaikan rata-rata temperature motor induksi tiga phasa beban induktif dengan pengukuran menggunakan metode pengukuran resistansi sebagai berikut :

(27)

= (�30− �0)

30 =

(33.151−26.5)

30 =

6.651

30 = 0.222 ℃/m

Dari perhitungan diatas dapat ditentukan bahwa kenaikan temperature motor induksi tiga phasa beban induktif pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi yaitu setiap kenaikan waktu satu menit terjadi kenaikan suhu sebesar 0.222 0C/m.

d. Grafik beban induktif

Dari data yang didapatkan pada percobaan dan analisa data untuk motor induksi tiga phasa beban Induktif menggunakan metode pengukuran resistansi dapat dibuat grafik sebagai berikut :

Gambar 4.8 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban induktif menggunakan metode perhitungan resistansi.

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

0 5 10 15 20 25 30

suhu (

°C)

(28)

4.4 Percobaan Motor Induksi Dengan Beban Kapasitif

4.4.1 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor

InduksiBeban Kapasitif Menggunakan Thermometer Infrared

A1 M V1 P T D C 1 G n t R T V2 S N S1 GA HB AC A2

PT DC 2

AC K J

PT DC 3

S3 AC K J C1 C2 C3

Gambar 4.9 Rangakaian percobaan pengukuran suhu Motor Induksi tiga phasa beban Kapasitif dengan menggunakan thermometer infrared

a. Prosedur pengujian

Adapun prosedur yang dilakukan dalam proses pengambilan data pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan beban Kapasitif menggunakan

thermometer infrared yaitu sebagai berikut:

1. Susun dan rangkai peralatan sesuai dengan Gambar 4.9

2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan dalam keadaan posisi minimum.

(29)

4. Ukur dan catat temperatur generator untuk t = 0.

5. Tutup S2 lalu naikkan PTDC 2 sampai batas arus nominal motor DC. 6. Tutup S1, kemudian naikkan PTDC 1 sampai tercapai putaran nominal

motor induksi.

7. Tutup S3, kemudian atur arus eksitasi hingga V2 menunjukkan tegangan sebesar 110 V lalu catat penunjukkan V2.

8. Ukur dan catat kenaikan suhu tiap 5 menit menggunakan thermometer infrared..

9. Lakukan pengukuran sampai menit ke 30.

10.Minimumkan semua PTDC, kemudian buka semua saklar. 11.Pengujian selesai

b. Data hasil pengujian beban kapasitif

Dari percobaan yang dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU untuk motor induksi 3 phasa dengan beban kapasitif dengan pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared didapatkan data sebagai berikut :

Tabel 4.7 Data hasil pengukuran suhu dengan thermometer infrared

C1 = 68μF ; C2 =20μF ; C3 = 20μF; �_�−� = 110 � t (menit) suhu (°C)

0 26.5

5 28.3

10 30.0

15 31.2

20 32.4

25 34.3

(30)

c. Analisa data beban kapasitif

Dari table 4.7 dapat diketahui bahwa kenaikan rata-rata temperatur motor induksi tiga phasa beban kapasitif dengan pengukuran menggunakan thermometer infrared sebagai berikut :

= (�30− �0)

30 =

(36.1−26.5)

30 =

9,6

30 = 0.32 ℃/m

Dari perhitungan diatas dapat ditentukan bahwa kenaikan temperature motor induksi tiga phasa beban kapasitif dengan pengukuran menggunakan

thermometer infrared yaitu setiap kenaikan waktu satu menit terjadi kenaikan suhu sebesar 0.320C/m.

d. Grafik beban kapasitif

Dari data yang didapatkan pada percobaan dan analisa data untuk motor induksi tiga phasa beban kapasitif menggunakan thermometer infrared dapat dibuat grafik sebagai berikut :

(31)

Gambar 4.10 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban kapasitif menggunakan thermometer infrared

25 27 29 31 33 35 37

0 5 10 15 20 25 30

suhu (

°C)

(32)

4.4.2 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor InduksiBeban Kapasitif Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi A1 M V1 P T D C 1 G n t R T V2 S S1 GA HB AC A2

PT DC 2

AC K J

PT DC 3

S3 AC J N K2 K2 V3 A4 P T D C AC K1 K1 K C1 C2 C3

Gambar 4.11(a). Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa beban kapasitif dengan menggunakan metode resistansi

(33)

T1 T2 STOP

MCB

L N

K2 K1

Gambar 4.11 (b) Rangkaian kontrol pengukuran resistansi dengan DC test untuk beban kapasitif.

a. Prosedur pengujian kapasitif

Adapun prosedur yang dilakukan dalam proses pengambilan data pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan beban Kapasitif menggunakan metode pengukuran resistansi yaitu sebagai berikut :

1. Susun dan rangkai peralatan sesuai dengan Gambar 4.11 a dan b.

2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan dalam keadaan posisi minimum.

3. Atur beban kapasitor sebesar C1 = 68μF, C2 = 20μF dan C3 = 20μF 4. Tekan T2, atur PTDC 4 sampai A4 menunjukkan arus nominal lilitan

motor.

5. Catat penunjukkan V3 dan A3 sebagai t = 0 kemudian tekan tombol stop. 6. Tutup S2 lalu naikkan PTDC 2 sampai batas arus nominal motor DC.

(34)

7. Tutup S1, kemudian naikkan PTDC 1 sampai tercapai putaran nominal motor induksi.

8. Tutup S3 kemudian tekan tombol T1, atur arus eksitasi hingga V2 menunjukkan tegangan sebesar 110 V lalu catat penunjukkan V2.

9. Tekan tombol T2 setiap 5 menit, atur PTDC 4 sampai A4 menunjukkan arus nominal lilitan motor kemudian catat pembacaan A4 dan V3.

10.Lakukan prosedur no.8 dan 9 sampai menit ke 30.

11.Minimumkan semua PTDC, kemudian buka semua saklar. 12.Pengujian selesai

b. Data hasil pengujian beban kapasitif

Dari percobaan yang dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU untuk motor induksi 3 phasa beban kapasitif dengan pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi didapatkan data sebagai berikut :

Tabel 4.8 Data hasil percobaan DC test pada motor induksi tiga phasa dengan beban kapasitif

C1 = 68μF ; C2 =20μF ; C3 = 20μF; �_�−� = 110 �

t (menit) Vdc (Volt) Idc (Amp)

0 7,89 4

5 7,95 4

10 8,03 4

15 8,11 4

20 8,17 4

25 8,24 4

(35)

c. Analisa data beban kapasitif

Dari table 4.8 dapat ditentukan besar resistansi tahanan stator motor induksi tiga phasa dengan beban kapasitif sebagai berikut :

�� = �� 2�_��

�0 = 7.89

2(4)= 0,986 �ℎ�

�5 = 7.95

2(4)= 0.993 �ℎ�

�10 = 8.03

2(4)= 1,003 �ℎ�

�15 = 8.11

2(4)= 1,013 �ℎ�

�20 = 8.17

2(4)= 1,021 �ℎ�

�25 = 8.24

2(4)= 1,03 �ℎ�

�30 = 8.29

2(4)= 1,036 �ℎ�

Dari hasil perhitungan resistansi diatas dapat ditentukan temperature motor induksi tiga phasa dengan beban kapasitif sebagai berikut:

�� = �� +��_��− ��(��+�)

�5 = 26.5 +�

0.993−0.986

(36)

�10 = 26.5 +�

1.003−0.986

0.986 �(26.5 + 234.5) = 31 ℃

�15 = 26.5 +�

1.013−0.986

0.986 �(26.5 + 234.5) = 33,647 ℃

�20 = 26.5 +�

1.021−0.986

0.986 �(26.5 + 234.5) = 35,764 ℃

�25 = 26.5 +�

1.03−0.986

0.986 �(26.5 + 234.5) = 38,147 ℃

�30 = 26.5 +�

1.036−0.986

0.986 �(26.5 + 234.5) = 39,735 ℃

Dari perhitungan diatas dapat dibuat tabel sebagai berikut :

Table 4.9 Data hasil perhitungan suhu motor induksi tiga phasa beban kapasitif menggunakan metode pengukuran resistansi C1 = 68μF ; C2 =20μF ; C3 = 20μF; �_�−� = 110 �

t (menit) Vdc (Volt) Idc (Amp) Rdc (ohm) suhu (0C)

0 7,89 4 0,986 26,5

5 7,95 4 0,993 28,352

10 8,03 4 1,003 31

15 8,11 4 1,013 33,647

20 8,17 4 1,021 35,764

25 8,24 4 1,03 38,147

30 8,29 4 1,036 39,735

Dari table 4.9 dapat diketahui bahwa kenaikan rata-rata temperature motor induksi tiga phasa beban kapasitif dengan pengukuran menggunakan metode pengukuran resistansi sebagai berikut :

= (�30 − �0)

30 =

(39,735−26,5)

30 =

13,235

(37)

Dari perhitungan diatas dapat ditentukan bahwa kenaikan temperature motor induksi tiga phasa beban kapasitif pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi yaitu setiap kenaikan waktu satu menit terjadi kenaikan suhu sebesar 0.441 0C/m.

d. Grafik beban kapasitif

Dari data yang didapatkan pada percobaan dan analisa data untuk motor induksi tiga phasa beban kapasitif tidak seimbang menggunakan metode pengukuran resistansi dapat dibuat grafik sebagai berikut :

Gambar 4.12 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban kapasitif menggunakan metode perhitungan resistansi

26 28 30 32 34 36 38 40

0 5 10 15 20 25 30

suhu (

°C)

(38)

4.5 Perbandingan Metode thermometer infrared– Perhitungan Resistansi Hasil Pengukuran Suhu Pada Motor Induksi Tiga

4.5.1 Perbandingan Pada Beban Resistif

Dari tabel data 4.1 dan 4.2 dapat diketahui perbandingan suhu motor induksi 3 phasa, dimana pengukuran suhu menggunakan thermometer infraredyang dibandingkan dengan suhu yang didapat dengan metode perhitungan resistansi yaitu sebagai berikut :

Tabel 4.10 Data perbandingan metode thermometer infrared dengan perhitungan resistansi pada beban resistif .

t (menit) Suhu (°C)

Thermometer Infrared Perhitungan Resistansi

0 26.5 26,5

5 27 27,032

10 27.5 28,894

15 28.5 30,49

20 28.9 32,35

25 29.2 34,215

30 29.6 34,747

Dari table 4.10 diatas dapat dilihat bahwa terjadi perubahan suhu dari t = 0 sampai t = 30 ketika motor dibebani dengan beban resistif. Dimana perbandingan suhu yang didapat dari pengukuran menggunakan metode thermometer infrared

akan dibandingkan dengan suhu motor yang diukur dengan metode perhitungan resistansi, kenaikan rata-rata suhu motor yaitu 0.1030C/m dan 0.2750C/m.

(39)

Untuk lebih jelas dapat lihat grafik berikut:

Gambar 4.13 Grafik perbandingan metode thermometer infrared dengan perhitungan resistansi pada beban resistif .

4.5.2 Perbandingan Pada Beban Induktif

Dari tabel data 4.4 dan 4.5 dapat diketahui perbandingan motor induksi 3 phasa dengan beban Induktif, dimana pengukuran suhu menggunakan

thermometer infraredyang dibandingkan dengan suhu yang didapat dengan metode perhitungan resistansi yaitu sebagai berikut

24 26 28 30 32 34 36

0 5 10 15 20 25 30

(

°C)

t (menit)

(40)

Tabel 4.11 Data perbandingan metode thermometer infrared dengan perhitungan resistansi pada beban Induktif

t (menit) Suhu (°C)

Thermometer Infrared Perhitungan Resistansi

0 26.5 26.5

5 26.9 27.032

10 27.3 28.894

15 27.7 30.224

20 28 31.821

25 28.5 32.353

30 28.7 33.151

Dari table 4.11 diatas dapat dilihat bahwa terjadi perubahan suhu dari t = 0 sampai t = 30 ketika motor dibebani dengan beban Induktif. Dimana perbandingan suhu yang didapat dari pengukuran menggunakan metode thermometer infrared

akan dibandingkan dengan suhu motor yang diukur dengan metode perhitungan resistansi, kenaikan rata-rata suhu motor yaitu 0.0730C/m dan 0.2220C/m.

(41)

Gambar 4.14 Grafik perbandingan metode thermometer infrared dengan perhitungan resistansi pada beban Induktif

4.5.3 Perbandingan Pada Beban Kapasitif

Dari tabel data 4.7 dan 4.8 dapat diketahui perbandingan suhu motor induksi 3 phasa dengan beban Kapasitif, dimana pengukuran suhu menggunakan

thermometer infrared yang dibandingkan dengan suhu yang didapat dengan metode perhitungan resistansi yaitu sebagai berikut :

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

0 5 10 15 20 25 30

(

°C)

t (menit)

(42)

Tabel 4.12 Data perbandingan metode thermometer infrared dengan perhitungan resistansi pada beban Kapasitif

t (menit) Suhu (°C)

Thermometer Infrared Perhitungan Resistansi

0 26.5 26,5

5 28.3 28,352

10 30.0 31

15 31.2 33,647

20 32.4 35,764

25 34.3 38,147

30 36.1 39,735

Dari table 4.12 diatas dapat dilihat bahwa terjadi perubahan suhu dari t = 0 sampai t = 30 ketika motor dibebani dengan beban Kapasitif. Dimana perbandingan suhu yang didapat dari pengukuran menggunakan metode

thermometer infrared akan dibandingkan dengan suhu motor yang diukur dengan metode perhitungan resistansi, kenaikan rata-rata suhu motor yaitu 0.320C/m dan 0.4410C/m.

(43)

Gambar 4.15 Grafik perbandingan metode thermometer infrared dengan perhitungan resistansi pada beban Kapasitif

4.6 Perbandingan Hasil Pengukuran Suhu Antar Jenis Beban 4.6.1 Pengukuran Menggunakan Thermometer Infrared

Dari tabel data 4.1, 4.4 dan 4.7 dapat diketahui perbandingan suhu motor induksi 3 phasa dengan beban Resistif, Induktif dan Kapasitif yang tidak seimbang, dimana pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared yaitu sebagai berikut :

23 25 27 29 31 33 35 37 39 41

0 5 10 15 20 25 30

(

°C)

t (menit)

(44)

Tabel 4.13 Data perbandingan ketiga jenis beban menggunakan

thermometer infrared

t (menit) Suhu (°C) / Beban Tidak Seimbang

Resistif Induktif Kapasitif

0 26.5 26.5 26.5

5 27 26.9 28.3

10 27.5 27.3 30.0

15 28.5 27.7 31.2

20 28.9 28 32.4

25 29.2 28.5 34.3

30 29.6 28.7 36.1

Dari table 4.13 diatas dapat dilihat bahwa terjadi perubahan suhu dari t = 0 sampai t = 30 ketika motor dibebani dengan beban Resistif, Induktif dan Kapasitif.Dimana perbandingan suhu yang didapat dari pengukuran menggunakan metode thermometer infrared akan dibandingkan dengan suhu motor yang didapat dari masing-masing jenis beban yang membebani motor. Kenaikan rata-rata suhu motorberdasarkan jenis bebannya yaitu Resistif = 0.1030C/m, Induktif = 0.0730C/mdan Kapasitif = 0.320C/m.

(45)

Gambar 4.16 Grafik perbandingan suhu ketiga jenis beban dalam keadaanpengukuran menggunakan thermometer infrared.

4.6.2 Pengukuran Menggunakan Metode Perhitungan Resistansi

Dari tabel data 4.2, 4.5 dan 4.8 dapat diketahui perbandingan suhu motor induksi 3 phasa dengan beban Resistif, Induktif dan Kapasitif, dimana pengukuran suhu menggunakan metode perhitungan Resistansi yaitu sebagai berikut :

Tabel 4.14 Data perbandingan ketiga jenis beban menggunakan metode perhitungan resistansi

t (menit) Suhu (°C)

Resistif Induktif Kapasitif

0 26,5 26.5 26,5

5 27,032 27.032 28,352

10 28,894 28.894 31

15 30,49 30.224 33,647

20 32,35 31.821 35,764

25 34,215 32.353 38,147

30 34,747 33.151 39,735

24 26 28 30 32 34 36 38

0 5 10 15 20 25 30

(

°C)

t (menit)

(46)

Dari table 4.14 diatas dapat dilihat bahwa terjadi perubahan suhu dari t = 0 sampai t = 30 ketika motor dibebani dengan beban Resistif, Induktif dan Kapasitif. Dimana perbandingan suhu yang didapat dari pengukuran menggunakan Metode perhitungan Resistansi akan dibandingkan dengan suhu motor yang didapat dari masing-masing jenis beban yang membebani motor. Kenaikan rata-rata suhu motor berdasarkan jenis bebannya yaitu Resistif = 0.2750C/m, Induktif = 0.2220C/mdan Kapasitif = 0.4410C/m.

Untuk lebih jelas dapat dilihat grafik berikut:

Gambar 4.17 Grafik perbandingan suhu ketiga jenis beban dalam keadaan pengukuran menggunakan metode perhitungan resistansi 25

27 29 31 33 35 37 39 41

0 5 10 15 20 25 30

(

°C)

t (menit)

(47)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari data hasil penelitian dan Analisa yang dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Dalam keadaan beban berubah-ubah, motor induksi mengalami perubahan panas pada ketig ajenis beban yaitu, beban resistif, induktif dan kapasitif. Dengan perbandingan kenaikan temperatur rata-rata sebagai berikut :

• Resistif :0.103 0C/m

• Induktif :0.073 0C/m

• Kapasitif :0.32 0C/m

2. Pada perbandingan suhu antara beban resistif, induktif dan kapasitif terjadi kenaikan temperatur rata-rata per menit yang lebih tinggi pada beban kapasitif berdasarkan kedua metode pengukuran.

3. Perbandingan suhu masing-masing beban antara metode pengukuran

thermometer infrared dengan metode perhitungan resistansi, terdapat perbandingan kenaikan suhu rata-rata yang cukup besar. Hal ini disebabkan karena posisi pengukuran menggunakan thermometer infrared

tidak tepat pada kumparan stator motor induksi yang terhalang oleh rangka motor dan juga karena adanya toleransi dari keakuratan alat ukur

(48)

5.2 Saran

Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Menggunakan dan membandingkan metode pengukuran temperatur yang lain.

2. Melakukan penelitian untuk membandingkan perubahan suhu motor induksi apabila dibebani oleh gabungan dari ketiga beban sekaligus.

(49)

BAB II

MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

2.1 Umum

Motor ini memiliki konstruksi yang kuat,sederhana,handal serta bebiaya murah. Disamping itu motor ini juga memeilki efisiensi yang tinggi saat bebeban penuh dan tidak membutuhkan perawatan yang banyak.

Hampir semua motor ac yang digunakan adalah motor induksi,terutama motor induksi tiga phasa yang paling banyak dipakai di perindustrian.Motor induksi tiga phasa sangat banyak digunakan di perindustrian karena banyak memiliki keuntungan,tetapi ada juga kelemahannya.

Keuntungan motor induksi tiga phasa:

• Motor induksi tiga phasa sangat sederhana dan kuat • Biaya murah dan dapat diandalkan

• Memiliki efisiensi yang tinggi pada kondisi kerja normal • perawatannya mudah

Kelemahannya :

(50)

• Kecepatannya tergantung beban • Pada torsi start memiliki kekurangan

2.2 Konstruksi Motor Induksi Tiga Phasa

Secara umum motor induksi terdiri dari rotor dan stator.Rotor merupakan bagian yang bergerak,sedangkan stator bagian yang diam.Diantara stator dan rotor ada celah udara yang jaraknya sangat kecil. Konstruksi motor induksi dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 konstruksi sederhana motor induksi

Komponen stator adalah bagian terluar dari motor yang merupakan bagian yang diam dan mengalirkan arus phasa.Stator terdiri atas tumpukan laminasi inti yang memiliki alur yang menjadi tempat kumparan dililitkan yang bebentuk silindris. Alur pada tumpukan laminasi inti diisolasi dengan kertas.Tiap elemen laminasi inti dibentuk dari lembaran besi.Tiap lembaran besi tersebut memiliki alur dan beberapa lubang untuk menyatukan inti.

• Slot

Slot merupakan tempat untuk meletakkan kumparan stator yang dibentuk dengan sistem berbuku - buku.

(51)

• Kumparan stator

Kumparan stator merupakan tempat terbentuknya tegangan induksi pada generator dan didesain untuk menghasilkan kutub-kutub elektromagnetik stator yang sinkron dengan kutub magnet rotor.

Sedangkan pada bagian rotor terdapat tiga bagian utama, yaitu: • Collector ring atau slip ring

Collector ring merupakan cincin logam yang melingkari poros rotor, tetapi dipisahkan oleh isolasi tertentu.Bagian ini merupakan bagian yang terhubung dengan sumber arus searah yang untuk selanjutnya dialirkan menuju kumparan rotor.

• Kumparan rotor

Kumparan rotor merupakan bagian yang dialiri arus searah sebagai sumber medan magnet melalui sistem eksitasi tertentu.

• Poros

Poros merupakan tempat untuk meletakkan kumparan rotor dan merupakan bagian yang terkopel dengan dan diputar oleh prime mover.

2.3 Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Phasa

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.

(52)

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

1. Pada keadaan beban nol ketiga phasa stator yang terhubung dengansumber tegangan tiga phasa yang setimbang akan menghasilkan arus pada tiapbelitanphasa arus pada tiap phasa menghasilkan fluksi bolak – balik yang berubah -ubah.

2. amplitudo fluksi yang dihasilkan berubah secara sinusoidal dan arahnyategak lurus terhadap belitanphasa

3. akibat fluksi yang berputar timbul ggl pada stator motor yang besarnya : �1 =−�

��

��(��) (2.1) �1 = 4.44��1� (��) (2.2)

4. Resultan dari ketiga fluksi bolak – balik tersebut menghasilkan medanputar yang bergerak dengan kecepatan sinkron ns yang besarnya ditentukanoleh jumlah kutub p dan frekuensi stator f yang dirumuskan:

�� = 120_��(��) (2.3)

5. fluksi yang berputar tersebut akan memotong batang konduktor padarotor. Akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induksi sebesar E2yangbesarnya

�2 = 4.44��2��(��) (2.4)

Dimana:

E2 = tegangan induksi pada rotor saat rotor dalam keadaan diam(volt) N2 = jumlahlilitanrotor

(53)

6. karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, maka ggl tersebutakan menghasilkan arusI2

7. adanya arus I2 di dalam medan magnet akan menimbulkan gaya F padarotor

8. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya F cukup besar untukmemikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putarstator.

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

�= ��− ��

�� 100% (2.5)

10.padasaatrotordalamkeadaanberputar,besarnyateganganyangterinduksi pada kumparan rotor akan bervariasi tergantung besarnya slip.Tegangan induksi ini dinyatakan dengan E2s yang besarnya:

�2� = 4.44��2��(��) (2.6)

dimana:

E2s = tegangan induksi rotor dalam keadaan berputar (volt)

f2 = sf = frekuensi rotor ( frekuensi tegangan induksi pada rotor dalam keadaan berputar )

11.bilans = nr, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak akan mengalirpada kumparan rotor, sehingga tidak akan dihasilkan kopel. Kopel akandihasilkan jika nr<ns.

(54)

2.4 Medan Putar

Perputaran motor pada arus bolak-balik ditimbulkan oleh adanya medan putar (fluks yang berputar) yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan putar ini terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam fasa banyak, umumnya phasa tiga.

�� =�� sin�� (2.4.1�)

�� = ��sin (�� −1200) (2.4.1�)

�� =��sin(�� −2400) (2.4.1�)

Gambar 2.2 Gambar 2.3

Arus Tiga Phasa Setimbang Diagram phasor fluksi tiga phasa setimbang

(55)

iii iv

Gambar 2.4 Medan putar pada motor induksi tiga phasa

2.5 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Tiga Phasa

Operasi dari motor induksi tergantung pada induksi arus dan tegangan di dalam rangkaian rotor yang berasal dari rangkaian stator karena adanya aksi transformator. Karena induksi arus dan tegangan pada motor induksi pada dasarnya sama dengan operasi transformator, maka rangkaian ekivalen motor induksi akan sangat menyerupai rangkaian ekivalen dari transformator. Motor induksi disebut juga sebagai singly excited machine, sebab daya hanya disuplai dari rangkaian stator.

Karena motor induksi tidak memiliki rangkaian medan, maka pada modelnya tidak akan terdapat sumber tegangan internal EA sebagaimana dijumpaipada mesin sinkron.

Rangkaian ekivalen per phasa dari transformator dapat menggantikan operasi dari motor induksi. Sebagaimana halnya pada transformator, maka akan terdapat tahanan (R1) dan induktansi sendiri (X1) pada belitan stator yang direpresentasikan dalam rangkaian ekivalen mesin.

(56)

Gambar 2.5 Rangkaian ekivalen motor induksi sebagai model transformator

Tegangan stator E1 dikopel terhadap sisi sekunder ER sebagaimana halnya transformator ideal dengan rasio belitan effektif aeff. Rasio belitan ini dengan mudah dapat ditentukan pada motor induksi rotor belitan, yang mana pada dasarnya rasio ini merupakan banyaknya konduktor per phasa pada stator terhadap jumlah konduktor per phasa pada rotor. Akan tetapi tidak demikian halnya pada motor induksi sangkar tupai, karena tidak terdapatnya belitan pada rotor motor tersebut.

Tegangan ER pada rotor akan menghasilkan arus, karena rangkaian rotornya terhubung singkat.

Impedansi rangkaian primer dan arus magnitisasi dari motor induksi sama halnya dengan komponen - komponen yang dijumpai pada transformator. Hal yang membedakan rangkaian ekivalen tersebut pada motor induksi dikarenakan terdapatnya variasi frekuensi pada tegangan rotor (ER), impedansi rotor RR dan jXR.

Ketika tegangan diberikan pada belitan stator, maka tegangan akandiinduksikan pada belitan rotornya. Pada umumnya, gerak relatif yang lebih besar di antara rotor dan medan putar stator, akan menghasilkan tegangan dan frekuensi rotor yang lebih besar juga. Gerak relatif yang terbesar terjadi saat rotor dalam keadaaan diam atau

(57)

disebut juga dalam keadaan blocked rotor. Sebaliknya, frekuensi dan tegangan terendah timbul saat rotor berputar pada kecepatan yang sama dengan kecepatan sinkron, sehingga tidak terdapat pergerakan relatif. Magnitud dan frekuensi tegangan induksi rotor pada saat berputar sebanding dengan slip dari rotornya. Sehingga, besarnya tegangan induksi rotor dalam kondisi rotor terkunci disebut ERO, sedangkan untuk slip pada suatu putaran tertentu dirumuskan dengan :

�� = �� (2.7)

Dan frekuensi induksi pada slip tertentu :

�� =�� (2.8)

Tahanan dari rotor RR bernilai konstan/ tidak tergantung pada slip, sementara itu pada reaktansi rotor besarnya akan dipengaruhi oleh slip.

Reaktansi dari rotor tergangtung pada induktansi rotor, frekuensi tegangan rotor dan arus pada rotor. Bila induktansi rotor LR, maka reaktansi rotor adalah :

XR = ωr LR = 2 π fr LR : fr = sfe Sehingga

XR = 2 π sfe LR = s(2 π sfe LR)

=��_�� (2.9)

LR= induktansi rotor XRO = reaktansi blok rotor.

(58)

Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen rotor motor induksi Dari gambar 2.6 arus pada rotor dapat ditentukan sebagai :

�� = _� ��

�+�� (2.10)

�� = _� ��

�+�� (2.11)

�� = ��

� +��

(2.12)

Dimana :

IR = arus rotor ( A )

ER = tegangan induksi pada rotor ( V ) RR = tahanan rotor ( Ώ )

XR = reaktansi rotor ( Ώ )

Dalam teori transformator, analisa rangkaian ekivalen sering disederhanakan dengan mengabaikan seluruh cabang magnetisasi atau dengan memindahkan langsung ke terminal primer. Pendekatan demikian tidak dibenarkan dalam motor induksi yang bekerja dalam keadaan normal, karena adanya celah udara yang menjadikan perlunya suatu arus magnetisasi yang sangat besar (30% sampai 40% dari arus beban penuh). Untuk itu dalam rangkaian ekivalen RC dapat diabaikan. Rangkaian ekivalennya adalah seperti pada gambar 2.5.3 :

(59)

Gambar 2.7 Rangkaian ekivalen motor induksi jika rugi-rugi inti diabaikan

2.6 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.

2.6.1 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 tiga 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. Padatransformator rugi – rugi I2R primernya tanpa beban dapat diabaikan, akan tetapi rugi – rugi stator tanpa beban motor

(60)

induksi besarnya cukup berarti karena arus magnetisasinya lebih besar. Besarnya rugi – rugi rotasional PR pada keadaan kerja normal adalah :

�� =�� −3�2��1 (2.13)

Dimana :

Pnl = daya input tiga phasa

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 keadaantanpa beban sangat mendekati X1 + XM, yang merupakan reaktansi sendiri dari stator, sehingga :

X_nl = X₁+ X_M (2.14)

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

Znl =

Vnl

�3I_nl (2.15)

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

Rnl =

Pnl

(61)

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

Xnl =�Z nl2 −R2 nl (2.17)

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

2.6.2 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�_�� (2.18)

(62)

�1 =

3�_��

2�_�� (2.19)

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

2.6.3 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.

(63)

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 motoradalah :

�� =√3�� (2.20)

Dimana :

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

�� = ��

√3�_� (2.21)

Dimana :

ZBR = impedansi hubung singkat

�� =�� +��

= �_��cos�+��_��sin� (2.22)

Tahanan block rotor :

�� =�1+�2 (2.23)

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

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

�2 =�� − �1 (2.24)

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

(64)

Untuk memisahkan harga X1 dan X2, maka dapat digunakan tabel 1 Tabel 1. Distribusi reaktansi X1dan X2 pada berbagai desain motor induksi

Desain Kelas X1 X2

A 0.5 XBR 0.5 XBR

B 0.4 XBR 0.6 XBR

C 0.3 XBR 0.7 XBR

D 0.5 XBR 0.5 XBR

Rotor Belitan 0.5XBR 0.5 XBR

2.7 Efisiensi Motor Induksi

Efisiensi menunjukkan tingkat keefisienan kerja suatu peralatan dalam hal ini tmotor induksi yang merupakan perbandingan rating output (keluaran) terhadap input (masukan) dan dinyatakan dengan persamaan dibawah ini :

η

=

�

Pout Pin

�

× 100%

2.8 Metode Pengukuran Temperatur

Berikut ini adalah metode dalam menentukan temperatur motor induksiyaitu : a. Menggunakan Thermomter Infrared

Metode ini adalah penentuan suhu dengan sensor suhu, atau dengan thermometer infrared, dengan metode ini instrumen diterapkan pada bagian terpanas dari mesin yang dapat diakses .

(65)

b. Mengunakan Embedded Detector

Metode ini adalah penentuan suhu dengan termokopel atau resistensi detektor suhu yang diletakkan ke dalam mesin sesuai dengan ANSI C50.10-1977 atau NEMA MG1-1978

c. Mengukur Tahanan Lilitan motor

Penentuan temperature dengan metode ini yaitu dengan membandingkan tahanan lilitan motor pada temperature yang ingin ditentukan dengan tahanan yang sudah diketahui temperaturnya. Temperature tahanan yang ingin ditentukan dapat dihitung dengan persamaaan :

�� =��_�− ��

� �(�� + �) (2.26)

Dimana : Tt : Temperatur total lilitan (oC)

Tb : Temperatur pada saat motor dingin (oC)

Rt : Tahanan pada saat motor panas (ohm)

Rb : Tahanan pada saat motor dingin (ohm)

K : 234.5 ( konstanta untuk bahan tembaga ) (oC)

225 ( konstanta untuk bahan aluminium ) (oC)

d. Menggunakan Pendeteksi Temperatur Lokal

Dengan pendeteksi temperature lokal berbagai panas bagian mesin dapat ditentukan dengan menggunakan detektor ini.detektor ini ditempatkan di dekat dengan bagian mana suhu lokal akan diukur .Contoh detektor suhu local, sensor inframerah, termokopel, termometer resistensi kecil, dan termistor.Detector ini sering dipasang sebagai bagian permanen dari mesin .

(66)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar 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 ke rotornya,dimana arus 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.Dalam hal ini beban yang dipasok motor induksi pada umumnya berubah-ubah. Permasalahan beban berubah-ubah yang dipasok motor induki tiga phasa merupakan salah satu masalah dalam pengoperasian motor induksi tiga phasa. Perubahan beban dapat disebabkan karena berbagai macam gangguan asimetri pada sistem tenaga dan kegagalan studi peramalan beban sehingga distribusi beban disetiap phasanya tidak sama.

Perubahan beban yang dipasok motor induksi tiga phasa akan mengakibatkan pemanasan yang berlebih pada motor tersebut. Hal ini dikarenakan kondisi beban yang berubah menyebabkan timbulnya komponen urutan pada arus saluran. Pada sistem tiga fasa-tiga kawat, perubahan menimbulkan arus urutan positif dan arus urutan negatif. Sedangkan pada sistem tiga fasa-empat kawat, perubahan beban akan menimbulkan arus urutan positif, negatif dan nol.

(67)

Kenaikan temperatur motor induksi ini dapat diukur dengan menggunakan alat thermometer infrared ataupun dengan metode-metode lainnya. Oleh karena itu perlu dilakukan suatu kajian baik berupa analisis maupun penelitian di laboratorium untuk melihat bagaimana perubahan beban mempengaruhi kenaikan temperatur pada motor induksi. Serta membandingkan temperatur motor induksi hasil pengukuran berdasarkan beban-beban yang membebani motor induksi tersebut. Beban yang dipikul berupa beban resistif, induktif dan kapasitif.

1.2Perumusan Masalah

Adapun rumusan masalah tugas akhir ini adalah :.

• Bagaimana kondisi panas motor induksi tiga phasa dalam kondisi beban-beban yang berubah dengan mengukur menggunakan thermometer infrared.

• Bagaimana kondisi panas motor induksi tiga phasa dalam kondisi beban-beban yang berubah dengan mengukur menggunakan metode perhitungan resistansi.

Bagaimana perbandingan panas yang didapat dengan mengukur menggunakan thermometer infraredpada tiap-tiap jenis beban, dan panas yang didapat dengan metode perhitungan resistansi.

1.3Tujuan Penelitian

(68)

• Untuk mengetahui panas motor induksi tiga phasa dalam kondisi beban berubah-ubah.

• Untuk mengetahui perbandingan panas pada tiap-tiap jenis beban hasil pengukuran menggunakan thermometer infrared maupun dengan metode perhitungan resistansi pada saat keadaan beban berubah-ubah.

1.4Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang didapat dalam penelitian ini adalah :

• Dapat memprediksi panas motor induksi tiga phasa dalam keadaan beban berubah-ubah sehingga dapat menentukan setting alat proteksi.

• Dapat memberikan informasi kepada pembaca mengenai pengaruh beban berubah-ubah terhadap kenaikan temperatur motor induksi tiga phasa.

• Mengetahui sejauh mana perbandingan panas apabila suatu motor dibebani dengan beban resistif, induktif dan kapasitif.

1.5Batasan Masalah

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

(69)

• Hanya menggunakan thermometer infrared dan metode perhintungan resistansi sebagai metode untuk mengukur/mengetahui temperatur pada motor induksi.

• Hanya membandingkan temperatur motor induksi tiap-tiap beban yang didapatkan dengan pengukuran menggunakan thermometer infrared dan yang didapatkan dengan metode pengukuran resistansi.

• Analisa data berdasarkan peralatan yang tersedia di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT. USU

1.6 Metode Penulisan

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

• 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.

• Penelitian, yaitu dengan melakukan penelitian di Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro FT – USU .

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

(70)

1.7Sistematika Penulisan

Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika pembahasan 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 MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

Bab ini membahas tentang motor induksi tiga phasa secara umum, konstruksi, prinsip kerja, karakteristik motor induksi tanpa beban maupun berbeban dan teori-teori yang mendukung dalam masalah tugas akhir ini.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini membahas mengenai tempat dan waktu yang diperlukan dalam penyelesaian tugas akhir ini., serta prosedur penelitian dan variabel yang akan diamati. Juga membahas mengenai jenis-jenis bahan-bahan dan peralatan pendukung.

BAB IV ANALISIS PERBANDINGAN TEMPERATUR MOTOR

INDUKSI TIGA PHASA PADA KONDISI BEBAN

BERUBAH-UBAH MENGGUNAKAN THERMOTER INFRARED

(71)

Bab ini menjelaskan tentang pengujian pengaruh beban terhadap temperatur motor induksi dalam kondisi beban berubah-ubah , serta perbandingan hasil yang didapat pada kondisi tersebut yang akan diukur menggunakan thermometer infrared dan metode pengukuran resistansi.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil penelitian ataupun dari analisis data – data yang telah diperoleh.

(72)

ABSTRAK

Perubahan beban yang dipasok motor induksi tiga phasa akan mengakibatka pemanasan yang berlebih pada motor tersebut. Dalam hal ini penulis membandingkan hasil pengukuran temperatur motor induksi pada waktu bebanberubah-ubah dengan metode pengukuran menggunakan thermometer infrared dan metode perhitungan resistansi. Dalam keadaan berubah-ubah,motor induksi mengalami kenaikan temperatur rata-rata pada ketiga jenis beban yaitu, beban resistif 0.103 0_{C/m, beban induktif 0.073}0_{C/m, dan beban kapasitif 0.32} 0

C/m. Pada perbandingan suhu antara beban resistif, induktif dan kapasitif terjadi kenaikan temperatur rata-rata per menit yang lebih tinggi pada beban kapasitif berdasarkan kedua metode pengukuran.

(73)

ANALISIS PERBANDINGAN TEMPERATUR MOTOR INDUKSI TIGA PHASA PADA KONDISI BEBAN BERUBAH-UBAH MENGGUNAKAN

THERMOMETER INFRARED

Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada

Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik

Oleh:

NIM : 080402093 HERYANTO SIMBOLON

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(74)

(75)

ABSTRAK

C/m. Pada perbandingan suhu antara beban resistif, induktif dan kapasitif terjadi kenaikan temperatur rata-rata per menit yang lebih tinggi pada beban kapasitif berdasarkan kedua metode pengukuran.

(76)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur senantiasa penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk dapat terlahir di tengah keluarga yang baik dan karena atas izin-Nyalah makaTugasAkhir ini dapat terselesaikan.

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada kedua orang tua terhebat di muka bumi ini yaitu alm Bapak Beslan Simbolon dan Ibu Roida Siringoringo yang senantiasa mencurahkan kasih sayang dan doa yang tiada terhitung kepada penulis, tak lupa juga penulis ucapkan terima kasih kepada Adik Camelina Simbolon yang selalu memberikan arahan, kesempatan dan bantuannya kepada penulis. Demikian juga kepada Adik TricanroSimbolon yang selalu menghibur pada saat penulis mengalami kejenuhan.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :

“ANALISIS PERBANDINGAN TEMPERATUR MOTOR INDUKSI TIGA PHASA PADA KONDISI BEBAN BERUBAH-UBAH MENGGUNAKAN THERMOMETER INFRARED”

Selama masa kuliah sampai penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga banyak mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulisi ngin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Dosen PembimbingTugas Akhir dan Ketua Departemen Teknik Elektro FT - USU yang telah banyak

(77)

meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan penulis baik semasa kuliah maupun saat proses penulisanTugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Syahrawardi, selaku dosen wali penulis yang telah banyak mengarahkan penulis dalam proses penyelesaian perkuliahan.

3. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S., selaku dosen penguji serta Kepala Laboratorium Konversi Energi Listrik.

4. Bapak Ir. Raja Harahap, MT selaku Dosen Penguji yang sudah menguji penulis secara baik dan profesional.

5. Seluruh Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Elektro FT-USU yang sudah memberikan bimbingan, arahan maupun ilmu kepada penulis semasa kuliah.

6. Sahabat terbaikku yang tidak tergantikan Uccok Prans Sinaga yang selalu setia menjadi teman maupun sahabat disaat senang maupun susah.

7. Sahabat - sahabat terbaikku dari angkatan 2008 yang senantiasa memberi dukungaan, Syamsarief, Fahdi, Fahmi. Prazi, Parlindungan, Basten, Jhon, Bintang, Elvis, Sandy, Nico, Johannes, Basofi, Luis, William, Aprido dan teman - teman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

8. Junior – juniorku yang baik hatinya dan tidak sombong (asisten-asisten Lab. Konversi yang selalu nongkrong di Lab Daskon) yang telah bersedia berbagi pengalaman dan ilmu kepada penulis selama masa penulisan Tugas Akhir ini.

9. 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.

(78)

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

Medan, Februari2016 Penulis

(79)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Perumusan Masalah ... 2

1.3. Tujuan Penelitian ... 2

1.4. Manfaat Penelitian ... 3

1.5. Batasan Masalah ... 3

1.6 Metode Penulisan ... 4

1.7 Sistematika Penulisan ... 5

BAB II MOTOR INDUKSI TIGA PHASA 2.1. Umum ... 7

2.2. Konstruksi Motor Induksi Tiga Phasa ... 8

2.3. Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Phasa ... 9

2.4. Medan Putar ... 12

2.5. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Tiga Phasa ... 13

2.6. Penentuan Parameter Motor Induksi ... 17

2.7. Efisiensi Motor Induksi ... 22

2.8 Metode PengukuranTemperatur ... 22 BAB III METODE PENELITIAN

(80)

3.1. Tempat dan Waktu ... 24

3.2. Bahan Dan Peralatan... 24

3.3. Variabel Yang Diamati ... 25

3.4 Prosedur Penelitian ... 25

3.5 Pelaksanaan Penelitian... 29

BAB IV ANALISIS PERBANDINGAN TEMPERATUR MOTORINDUKSI TIGA PHASA PADA KONDISI BEBAN BERUBAH-UBAH MENGGUNAKAN THERMOMETER INFRARED DENGAN MENGGUNAKAN METODE RESISTANSI 4.1. Umum ... 30

4.2. Percobaan Motor Induksi Dengan Beban Resistif ... 31

4.2.1 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor Induksi Beban Resistif Menggunakan Thermometer Infrared ... 31

a. Prosedur pengujian beban resistif ... 31

b. Data hasil pengujian beban resistif ... 32

c. Analisa data beban resistif ... 33

d. Grafik beban resistif ... 33

4.2.2 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor Induksi Beban Resistif Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi.. 34

a. Prosedur pengujian beban resistif ... 35

b. Data hasil pengujian beban resistif ... 36

c. Analisa data beban resistif ... 36

(81)

4.3. Percobaan Motor Induksi Dengan Beban Induktif ... 40

4.3.1 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor Induksi Beban Induktif Menggunakan Thermometer Infrared ... 40

a. Prosedur pengujian beban induktif ... 40

b. Data hasil pengujian beban induktif ... 41

c. Analisa data beban induktif ... 42

d. Grafik beban induktif ... 42

4.3.2 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor Induksi Beban Induktif Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi.. 44

a. Prosedur pengujian beban induktif ... 45

b. Data hasil pengujian beban induktif ... 46

c. Analisa data beban induktif ... 47

d. Grafik beban induktif ... 49

4.4 Percobaan Motor Induksi Dengan Beban Kapasitif ... 50

4.4.1 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor Induksi Beban Kapasitif Menggunakan Thermometer Infrared ... 50

a. Prosedur pengujian beban kapasitif ... 50

b. Data hasil pengujian beban kapasitif... 51

c. Analisa data beban kapasitif ... 52

d. Grafik beban kapasitif ... 52

4.4.2 Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor Induksi Beban Kapasitif Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi..54

a. Prosedur pengujian beban kapasitif ... 55

(82)

c. Analisa data beban kapasitif ... 57

d. Grafik beban kapasitif ... 59

4.5 Perbandingan Metode Thermometer Infrared – Perhitungan Resistansi Hasil Pengukuran Suhu Motor Induksi Tiga Phasa……….. .. 60

4.5.1 Perbandingan Pada Beban Resistif ... 60

4.5.2 Perbandingan Pada Beban Induktif ... 61

4.5.3 Perbandingan Pada Beban Kapasitif ... 63

4.6 Perbandingan Hasil Pengukuran Suhu Antar Jenis Beban ... 65

4.6.1 Pengukuran Menggunakan Thermometer Infrared ... 65

4.6.2 Pengukuran Menggunakan Metode Perhitungan Resistansi .... 67

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 69

5.2 Saran ... 70

(83)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konstruksi sederhana motor induksi ... 8

Gambar 2.2 Arus tiga phasa setimbang ... 12

Gambar 2.3 Diagram phasor fluksi tiga phasa setimbang... 12

Gambar 2.4 Medan putar pada motor induksi tiga phasa... 13

Gambar 2.5 Rangkaian ekivalen motor induksi sebagai model trasformator . 14 Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen motor induksi ... 16

Gambar 2.7 Rangkaian ekivalen motor induksi jika rugi inti diabaikan... 17

Gambar 2.8 Rangkaian ekivalen motor induksi pada percobaan beban nol ... 19

Gambar 2.9 Rangkaian pengukuran untuk DC test ... 20

Gambar 2.10 Rangkaian ekivalen motor induksi pada percobaan block rotor test ... 20

Gambar 3.1 Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan menggunakan thermometer infrared ... 26

Gambar 3.2 Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan menggunakan metode resistansi ... 26

Gambar 3.3 Rangkaian kontrol pengukuran resistansi dengan DC test ... 27

Gambar 3.4 Diagram alur proses pengambilan data ... 29

Gambar 4.1 Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa beban resistif dengan menggunakan thermometer infrared ... 31

Gambar 4.2 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban resistif menggunakan thermometer infrared ... 34

Gambar 4.3 (a) Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa beban resistif dengan menggunakan metode resistansi ... 34

(84)

(b) Rangkaian kontrol pengukuran resistansi dengan DC test

untuk beban resistif ... 35 Gambar 4.4 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban resistif

menggunakan metode perhitungan resistansi ... 39 Gambar 4.5 Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa

beban induktif dengan menggunakan thermometer infrared ... 40 Gambar 4.6 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban induktif

menggunakan thermometer infrared ... 43 Gambar 4.7 (a) Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa

beban induktif dengan menggunakan metode resistansi ... 44 (b) Rangkaian kontrol pengukuran resistansi dengan DC test

untuk beban induktif ... 45 Gambar 4.8 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban induktif

menggunakan metode perhitungan resistansi ... 49 Gambar 4.9 Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa

beban kapasitif dengan menggunakan thermometer infrared ... 50 Gambar 4.10 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban kapasitif

menggunakan thermometer infrared ... 53 Gambar 4.11(a) Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa

beban kapasitifdengan menggunakan metode resistansi ... 54 (b) Rangkaian kontrol pengukuran resistansi dengan DC test

untuk beban kapasitif ... 55 Gambar 4.12 Grafik temperatur motor induksi tiga phasa beban kapasitif

(85)

Gambar 4.13 Grafik perbandingan metode thermometer infrared dengan

perhitungan resistansi pada beban resistif ... 61 Gambar 4.14 Grafik perbandingan metode thermometer infrared dengan

perhitungan resistansi pada beban induktif ... 63 Gambar 4.15 Grafik perbandingan metode thermometer infrared dengan

perhitungan resistansi pada beban kapasitif ... 65 Gambar 4.16 Grafik perbandingan suhu ketiga jenis beban dalam keadaan

pengukuran menggunakan thermometer infrared ... 67 Gambar 4.17 Grafik perbandingan suhu ketiga jenis beban dalam keadaan