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

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:
HERYANTO SIMBOLON
NIM : 080402093

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara


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 0C/m, beban induktif 0.073 0C/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.

i
Universitas Sumatera Utara

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

ii
Universitas Sumatera Utara

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.

iii
Universitas Sumatera Utara

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

Heryanto Simbolon

iv
Universitas Sumatera Utara

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

22

Metode PengukuranTemperatur .............................................................

BAB III

METODE PENELITIAN

v
Universitas Sumatera Utara

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

4.2.2

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

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

d. Grafik beban resistif ...........................................................

39

vi
Universitas Sumatera Utara

4.3. Percobaan Motor Induksi Dengan Beban Induktif .................................
4.3.1

4.3.2

40

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

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

4.4

a. Prosedur pengujian beban induktif .....................................

45

b. Data hasil pengujian beban induktif...................................

46

c. Analisa data beban induktif ................................................

47

d. Grafik beban induktif .........................................................

49

Percobaan Motor Induksi Dengan Beban Kapasitif ...............................

50

4.4.1

4.4.2

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

Rangkaian Percobaan Pengukuran Temperatur Motor Induksi
Beban Kapasitif Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi..54
a. Prosedur pengujian beban kapasitif....................................

55

b. Data hasil pengujian beban kapasitif..................................

56

vii
Universitas Sumatera Utara

4.5

c. Analisa data beban kapasitif ...............................................

57

d. Grafik beban kapasitif ........................................................

59

Perbandingan Metode Thermometer Infrared – Perhitungan Resistansi Hasil
Pengukuran Suhu Motor Induksi Tiga

4.6

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

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

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................

71

viii
Universitas Sumatera Utara

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

ix
Universitas Sumatera Utara

(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
menggunakan metode perhitungan resistansi ............................

59

x
Universitas Sumatera Utara

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
pengukuran menggunakan perhitungan resistansi .....................

68

xi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data hasil pengukuran suhu motor induksi tiga phasa pada beban
resistif dengan menggunakan thermometer infrared ......................

32

Tabel 4.2 Data hasil percobaan DC test pada motor induksi tiga phasa
dengan beban resistif .......................................................................

36

Tabel 4.3 Data hasil perhitungan suhu motor induksi tiga phasa pada beban
resistif dengan menggunakan metode perhitungan resistansi .........

38

Tabel 4.4 Data hasil pengukuran suhu motor induksi tiga phasa pada beban
induktif dengan menggunakan thermometer infrared.....................

41

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

46

Tabel 4.6 Data hasil perhitungan suhu motor induksi tiga phasa pada beban
induktif dengan menggunakan metode perhitungan resistansi .......

48

Tabel 4.7 Data hasil pengukuran suhu motor induksi tiga phasa pada beban
kapasitif dengan menggunakan thermometer infrared ...................

51

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

56

Tabel 4.9 Data hasil perhitungan suhu motor induksi tiga phasa pada beban
kapasitif dengan menggunakan metode perhitungan resistansi ......

58

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

60

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

62

xii
Universitas Sumatera Utara

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

64

Tabel 4.13 Data perbandingan ketiga jenis beban menggunakan
Thermometer infrared .....................................................................

66

Tabel 4.14 Data perbandingan ketiga jenis beban menggunakan
metode perhitungan resistansi ........................................................

67

xiii
Universitas Sumatera Utara