Analisis Pengaruh Pengaturan Arus Eksitasi Motor Sinkron Tiga Fasa Terhadap Perbaikan Faktor Daya Pada Sistem Chapter III V

BAB III
3
BAB
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Penelitian akan dilaksanakan pada Laboratorium Konversi Energi Listrik
Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara pada
Bulan Nopember Tahun 2016.

Peralatan yang Digunakan
Untuk mendukung pelaksanaan percobaan pada penelitian ini maka
dibutuhkan bahan dan peralatan, antara lain :
1.

Motor sinkron tiga fasa 380 Volt dengan spesifikasi sebagai berikut
Tabel 3.1 Spesifikasi Motor Sinkron
SPESIFIKASI

KETERANGAN

Tipe


72SA

P

5 KW

Cos

0,8

Jumlah kutub

4

Belitan

Y

Tegangan terminal


400 Volt

Arus

9 Ampere

Kelas isolasi stator

E

Kelas isolasi rotor

E

Tegangan eksitasi

44 Volt

Arus eksitasi


5,7 Ampere

Frekuensi

50 Hz

N

1500 RPM

22
Universitas Sumatera Utara

2.

Penggerak mula (Motor Induksi Tiga Fasa)

3.


AutoTransformator tiga fasa

4.

Power supply DC

5.

Beban Induktif (Motor Induksi, Motor Sinkron, Lampu TL)

6.

Cos Meter

7.

Amperemeter (Tang Ampere)

8.


Voltmeter

9.

Kabel penghubung.

Variabel yang Diamati
Variabel
1.

variabel yang diamati dalam penelitian ini meliputi :

Nilai Arus Eksitasi yang disuplai kepada kumparan medan pada
motor sinkron.

2.

Nilai Faktor Daya pada sistem sebelum motor sinkron dioperasikan.

3.


Nilai Faktor Daya pada sistem setelah motor sinkron dioperasikan
dengan nilai arus eksitasi yang berubah-ubah.

Prosedur Penelitian
Adapun percobaan yang dilakukan untuk mendapatkan data yang
diperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.

Percobaan pengujian beban nol mesin sinkron (dioperasikan sebagai
generator)

2.

Percobaan pengujian hubung singkat mesin sinkron (dioperasikan
sebagai generator)

23
Universitas Sumatera Utara


3.4.1

3.

Percobaan pengukuran tahanan jangkar mesin sinkron

4.

Percobaan pengujian motor sinkron pada sistem

Percobaan Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron (Dioperasikan
Sebagai Generator)
Alat-alat yang dibutuhkan dalam melakukan percobaan ini adalah sebagai

berikut:
1.

1 (satu) unit motor sinkron tiga fasa 380 volt

2.


1 (satu) unit penggerak mula (Motor Induksi Tiga Fasa)

3.

1 (satu) unit power supply tiga fasa 380 volt

4.

1 (satu) unit power supply DC

5.

1 (satu) unit voltmeter

6.

1 (satu) unit amperemeter

7.


Kabel penghubung

Adapun prosedur percobaan adalah sebagai berikut :
1.

Rangkailah rangkaian percobaan seperti pada Gambar 3.1 berikut :

Gambar 3.1 Rangkaian Percobaan Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron

24
Universitas Sumatera Utara

2.

Tutup saklar S1, naikkan tegangan sumber sampai motor induksi
memutar motor sinkron pada kecepatan sinkron 1500 rpm

3.


Tutup saklar S2, kemudian naikkan arus eksitasi (If) secara bertahap
hingga diperoleh pembacaan tegangan terminal pada generator (V)

4.

Selanjutnya, untuk setiap kenaikan arus eksitasi yang telah
ditentukan, dicatat perubahan nilai tegangan terminal generator dan
putaran tetap dijaga konstan

5.

Kemudian PTDC diminimumkan dan saklar S2 dibuka, PTAC juga
diminimumkan dan saklar S1 dibuka

6.

3.4.2

Percobaan selesai.


Percobaan Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron
Alat-alat yang dibutuhkan dalam melakukan percobaan ini adalah sebagai

berikut:
1.

1 (satu) unit motor sinkron tiga fasa 380 volt

2.

1 (satu) unit penggerak mula (Motor Induksi Tiga Fasa)

3.

1 (satu) unit power supply tiga fasa 380 volt

4.

1 (satu) unit power supply DC

5.

2 (dua) unit amperemeter

6.

Kabel penghubung

Adapun prosedur percobaan adalah sebagai berikut:
1.

Rangkailah rangkaian percobaan seperti pada Gambar 3.2 berikut :

25
Universitas Sumatera Utara

N
R

U

R

A2

PT
AC

S

V

M

W

T
S1

G

S
T

A1
S2

PT DC
Gambar 3.2 Rangkaian Percobaan Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron

2.

Tutup saklar S1, naikkan tegangan sumber sampai motor induksi
memutar motor sinkron pada kecepatan sinkron 1500 rpm

3.

Tutup saklar S2, kemudian naikkan arus eksitasi (If) secara bertahap
hingga diperoleh pembacaan arus hubung singkat (Isc) pada
generator

4.

Selanjutnya, untuk setiap kenaikan arus eksitasi yang telah
ditentukan, dicatat perubahan nilai arus hubung singkat generator
dan putaran tetap dijaga konstan

5.

Kemudian PTDC diminimumkan dan saklar S2 dibuka, PTAC juga
diminimumkan dan saklar S1 dibuka

6.

Percobaan selesai.

3.4.3 Percobaan Pengukuran Tahanan Jangkar Mesin Sinkron
Alat-alat yang dibutuhkan dalam melakukan percobaan ini adalah sebagai
berikut:
1.

1 (satu) unit motor sinkron tiga fasa 380 volt

26
Universitas Sumatera Utara

2.

1 (satu) unit power supply DC

3.

1 (satu) unit voltmeter

4.

1 (satu) unit amperemeter

5.

Kabel penghubung

Adapun prosedur percobaan adalah sebagai berikut:
1.

Rangkailah rangkaian percobaan seperti pada Gambar 3.3 berikut:

Gambar 3.3 Rangkaian Percobaan Pengukuran Tahanan Jangkar Mesin Sinkron
2.

Tutup saklar S1, kemudian atur PTDC hingga pembacaan tegangan
menunjukkan nilai yang telah ditentukan

3.

Catat pembacaan nilai pada amperemeter (Idc)

4.

Kemudian minimumkan PTDC dan buka saklar S1

5.

Ulangi prosedur 2

6.

Percobaan selesai.

4 untuk tiga kali percobaan

27
Universitas Sumatera Utara

3.4.4 Percobaan Pengujian Motor Sinkron Pada Sistem
Alat-alat yang dibutuhkan dalam melakukan percobaan ini adalah sebagai
berikut:
1.

1 (satu) unit motor sinkron tiga fasa 380 Volt

2.

1 (satu) unit penggerak mula (Motor Induksi Tiga Fasa)

3.

1 (satu) unit power supply tiga fasa 380 Volt

4.

1 (satu) unit power supply DC

5.

1 (satu) unit cos phi meter

6.

1 (satu) unit voltmeter

7.

1 (satu) unit amperemeter

8.

Rangkaian beban

9.

Kabel penghubung.

Adapun prosedur percobaan adalah sebagai berikut:
1.

Rangkailah rangkaian percobaan seperti pada Gambar 3.4 berikut:
U

R
S

PT
AC

V

M

M

PT
DC

W

T
S1

A2

R
S
I
S
T
E
M

S3
A1

S

T

S2

R
BEBAN
INDUKTIF

S
T
K L R S T
Cos Meter

Gambar 3.4 Rangkaian Percobaan Pengujian Motor Sinkron Pada Sistem

28
Universitas Sumatera Utara

2.

Saklar S1, S2, dan S3 dalam posisi terbuka dan sumber tegangan
dalam keadaan minimum

3.

Atur beban sistem sampai pada nilai arus dan faktor daya yang telah
ditentukan

4.

Saklar S1 ditutup dan tegangan PTAC dinaikkan sampai tegangan
nominal motor induksi sehingga motor sinkron juga berputar pada
putaran sinkronnya

5.

Kemudian saklar S2 ditutup bersamaan dengan saklar S1 dibuka,
sehingga motor sinkron telah berputar sendiri dengan kecepatan
sinkronnya

6.

Kemudian saklar S3 ditutup dan PTDC diatur arusnya secara
bertahap sesuai dengan nilai yang telah ditentukan

7.

Catat perubahan nilai Arus Eksitasi, VDC, Cos Phi, Arus Beban, dan
Arus Motor pada setiap perubahan nilai arus eksitasi

8.

Kemudian PTDC diminimumkan dan semua saklar dibuka

9.

Ulangi langkah 2-8 untuk nilai beban dan faktor daya yang berbeda
yang telah ditentukan sebelumnya

10.

Percobaan selesai.

29
Universitas Sumatera Utara

Pelaksanaan Penelitian
3.5.1 Proses Pengumpulan Data
Adapun diagram alur dari proses pengambilan data terlihat pada gambar
berikut:

Gambar 3.5 Diagram Alur Proses Pengambilan data

30
Universitas Sumatera Utara

Adapun teknik perhitungan dan pengolahan dapat dilakukan dengan
langkah-langkah berikut :
1. Menentukan dan mencatat besar beban yang ada pada sistem, dimana
akan ditentukan beberapa nilai beban untuk melihat pengaruh satu motor
sinkron pada besar beban yang berbeda-beda (dalam VA)
2. Menentukan dan mencatat nilai Cos

beban yang diinginkan sebelum

dan sesudah pengoperasian motor sinkron
3. Melakukan instalasi beban dan motor sinkron pada sistem
4. Mengoperasikan motor sinkron dengan metode starting menggunakan
penggerak mula berupa motor induksi
5. Menaikkan dan mencatat nilai Arus Eksitasi motor sinkron, dan
mencatat nilai perubahan Cos pada sistem pada setiap perubahan nilai
eksitasi
6. Mengubah besar nilai beban pada sistem, dan ulangi langkah no. 5
7. Mencatat dan Mengumpulkan semua data percobaan
8. Menganalisa dan membandingkan nilai Cos

pada sistem pada setiap

perubahan arus eksitasi, dengan besar nilai beban yang berbeda-beda
9. Menarik Kesimpulan.

3.5.2 Melakukan Analisis Data
Data yang diperoleh dari hasil pengukuran lalu dianalisa untuk
membandingkan nilai Cos Phi, arus motor, serta arus beban pada nilai-nilai beban
yang berbeda. Setelah itu menggambarkan grafik dari data hasil percobaan sehingga
lebih mudah dalam menarik kesimpulan.
31
Universitas Sumatera Utara

BAB IV
4
BAB
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Data Percobaan
Dari hasil penelitian di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU
diperoleh data pengujian yang akan dipaparkan pada subbab dibawah ini.

4.1.1 Percobaan Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan pengujian beban nol mesin
sinkron dapat dilihat pada Tabel 4.1 dibawah ini:
Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron
PENGUJIAN BEBAN NOL
Arus Eksitasi (If)
(Ampere)
0,1

Tegangan Keluaran (Eo)
(Volt)
32

0,2

51

0,3

69

0,4

88

0,5

113

0,6

134

0,7

155

0,8

173

0,9

192

1,0

213

1,1

227

1,2

247

1,3

260

32
Universitas Sumatera Utara

PENGUJIAN BEBAN NOL
Arus Eksitasi (If)
(Ampere)
1,4

Tegangan Keluaran (Eo)
(Volt)
279

1,5

292

1,6

306

1,7

319

1,8

332

1,9

344

2,0

355

2,1

365

2,2

375

2,3

384

2,4

393

2,5

401

2,6

409

2,7

417

2,8

425

2,9

431

3,0

437

4.1.2 Percobaan Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan pengujian hubung singkat
mesin sinkron dapat dilihat pada Tabel 4.2 dibawah ini:
Tabel 4.2 Data Hasil Percobaan Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron
PENGUJIAN HUBUNG SINGKAT
Arus Eksitasi (If)
(Ampere)
0,1
0,2
0,3
0,4

Arus Hubung Singkat (Isc)
(Ampere)
(Volt)
0,49
0,80
1,05
1,38

33
Universitas Sumatera Utara

PENGUJIAN HUBUNG SINGKAT
Arus Eksitasi (If)
(Ampere)
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0

Arus Hubung Singkat (Isc)
(Ampere)
(Volt)
1,63
1,89
2,13
2,45
2,70
3,00
3,31
3,60
3,90
4,19
4,51
4,80
5,12
5,41
5,68
6,01
6,31
6,62
6,90
7,22
7,49
7,78
8,07
8,43
8,71
8,98

4.1.3 Percobaan Pengukuran Tahanan Jangkar Mesin Sinkron
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan pengukuran tahanan jangkar
mesin sinkron dapat dilihat pada Tabel 4.3 dibawah ini:

34
Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.3 Data Hasil Percobaan Pengukuran Tahanan Jangkar Mesin Sinkron
PENGUKURAN TAHANAN JANGKAR
Vdc (Volt)
Idc (Ampere)
3,05
11,05
3,05
11,13
3,05
11,11

4.1.4 Percobaan Pengaruh Arus Eksitasi Terhadap Cos Phi dan Arus
Jangkar Motor Beban Nol
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan motor sinkron pada sistem
dapat dilihat pada Tabel 4.4 dibawah ini:
Tabel 4.4 Data Hasil Percobaan Pengaruh Arus Eksitasi Terhadap Cos Phi dan
Arus Jangkar Motor Beban Nol
Arus Eksitasi (If)
(Ampere)

Cos Phi Motor

Arus Jangkar
(Ampere)

0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8

0,250 (lagging)
0,260 (lagging)
0,275 (lagging)
0,290 (lagging)
0,300 (lagging)
0,320 (lagging)
0,340 (lagging)
0,360 (lagging)
0,380 (lagging)
0,410 (lagging)
0,470 (lagging)
0,530 (lagging)
0,590 (lagging)
0,640 (lagging)
0,700 (lagging)
0,800 (lagging)
0,880 (lagging)
0,930 (lagging)

5,70
5,43
5,15
4,88
4,57
4,33
3,94
3,68
3,40
3,28
2,82
2,60
2,30
2,13
1,99
1,64
1,30
1,05

35
Universitas Sumatera Utara

Arus Eksitasi (If)
(Ampere)
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7

Cos Phi Motor
0,965 (lagging)
0,975 (lagging)
0,992 (lagging)
1 (unity)
0,995 (leading)
0,982 (leading)
0,960 (leading)
0,930 (leading)
0,880 (leading)
0,800 (leading)
0,740 (leading)
0,640 (leading)
0,580 (leading)
0,500 (leading)
0,450 (leading)
0,420 (leading)
0,390 (leading)
0,380 (leading)
0,378 (leading)

Arus Jangkar
(Ampere)
0,86
0,76
0,66
0,59
0,64
0,71
0,82
1,01
1,28
1,62
1,81
2,15
2,37
2,62
2,84
3,10
3,40
3,68
3,90

4.1.5 Percobaan Pengujian Motor Sinkron Pada Sistem
Data yang diperoleh melalui hasil percobaan motor sinkron pada sistem
dapat dilihat pada Tabel 4.5 dibawah ini:
Tabel 4.5 Tabel Data Hasil Percobaan Pengujian Motor Sinkron Pada Sistem
Berbeban 3000VA
Beban 33% (3000VA) ;
Arus Eksitasi
(Ampere)
0,2
0,4
0,6
0,8

Cos Phi
Sistem
(Lagging)
0,320
0,330
0,340
0,360

I=4,30A
Arus Beban
Total
(Ampere)
9,36
8,84
8,29
7,74

;

Cos Phi = 0,5 Lagging
Arus Motor
(Ampere)

Arus Beban
(Ampere)

5,23
4,71
4,10
3,50

4,13
4,13
4,19
4,24

36
Universitas Sumatera Utara

Arus Eksitasi
(Ampere)
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
4,4
4,6
4,8

Cos Phi
Sistem
(Lagging)
0,375
0,395
0,422
0,442
0,482
0,520
0,560
0,610
0,680
0,730
0,770
0,840
0,880
0,920
0,945
0,960
0,975
0,980
0,985
0,988

Arus Beban
Total
(Ampere)
7,31
6,78
6,23
5,63
5,33
4,98
4,68
4,48
4,45
4,61
4,66
4,89
5,15
5,39
5,85
6,27
6,77
7,32
8,13
8,65

Arus Motor
(Ampere)

Arus Beban
(Ampere)

3,05
2,45
1,88
1,39
0,86
0,69
0,80
1,08
1,42
2,02
2,49
3,10
3,60
4,30
4,90
5,39
6,02
6,65
7,24
7,90

4,26
4,33
4,35
4,24
4,47
4,29
3,88
3,40
3,03
2,59
2,17
1,79
1,55
1,09
0,95
0,88
0,75
0,67
0,89
0,75

Tabel 4.6 Tabel Data Hasil Percobaan Pengujian Motor Sinkron Pada Sistem
Berbeban 6000VA
Beban 66% (6000VA) ;
Arus Eksitasi
(Ampere)
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6

Cos Phi
Sistem
(Lagging)
0,382
0,390
0,400
0,418
0,430
0,442
0,460
0,478

I=9,12A
Arus Beban
Total
(Ampere)
14,10
13,62
13,12
12,53
11,99
11,49
10,98
10,62

;

Cos Phi = 0,5 Lagging
Arus Motor
(Ampere)

Arus Beban
(Ampere)

5,38
4,83
4,31
3,70
3,09
2,54
2,05
1,54

8,72
8,79
8,81
8,83
8,90
8,95
8,93
9,08
37

Universitas Sumatera Utara

Arus Eksitasi
(Ampere)
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
4,4
4,6
4,8
5,0

Cos Phi
Sistem
(Lagging)
0,490
0,510
0,528
0,542
0,564
0,590
0,608
0,620
0,642
0,660
0,678
0,696
0,718
0,738
0,760
0,782
0,820

Arus Beban
Total
(Ampere)
10,18
9,67
9,30
9,12
8,74
8,55
8,52
8,53
8,65
8,80
9,15
9,36
9,83
10,29
10,60
11,15
11,76

Arus Motor
(Ampere)

Arus Beban
(Ampere)

1,01
0,44
0,28
0,91
1,16
1,76
2,28
2,90
3,66
4,14
4,63
5,29
5,90
6,56
7,15
7,80
8,52

9,17
9,23
9,02
8,21
7,58
6,79
6,24
5,63
4,99
4,66
4,52
4,07
3,93
3,73
3,45
3,35
3,24

Tabel 4.7 Tabel Data Hasil Percobaan Pengujian Motor Sinkron Pada Sistem
Berbeban 9000VA
Beban 100% (9000VA) ;
Arus Eksitasi
(Ampere)
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0

Cos Phi
Sistem
(Lagging)
0,420
0,425
0,430
0,440
0,450
0,455
0,464
0,478
0,490
0,500

I=13,67A
Arus Beban
Total
(Ampere)
20,8
20,3
19,9
19,4
18,8
18,4
17,8
17,3
16,6
16,0

;

Cos Phi = 0,5 Lagging
Arus Motor
(Ampere)

Arus Beban
(Ampere)

5,45
4,91
4,43
3,90
3,24
2,79
2,25
1,68
1,15
0,74

15,35
15,39
15,47
15,50
15,56
15,61
15,55
15,62
15,45
15,26

38
Universitas Sumatera Utara

Arus Eksitasi
(Ampere)
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
4,4
4,6
4,8
5,0

Cos Phi
Sistem
(Lagging)
0,510
0,525
0,540
0,560
0,575
0,590
0,600
0,620
0,630
0,640
0,650
0,660
0,675
0,690
0,710

Arus Beban
Total
(Ampere)
15,8
15,2
14,8
13,8
13,6
13,5
13,4
13,3
12,8
12,3
12,6
12,7
13,0
13,6
14,2

Arus Motor
(Ampere)

Arus Beban
(Ampere)

0,36
0,54
1,00
1,65
2,01
2,64
3,40
3,71
4,40
5,12
5,56
6,40
7,00
7,50
8,11

15,44
14,66
13,80
12,15
11,59
10,86
10,00
9,59
8,40
7,18
7,04
6,30
6,00
6,10
6,09

Analisa Data
1.

Tahanan Jangkar Motor Sinkron

=

=

11,05 3,05
= 1,811
2

=

11,13 3,05
= 1,824
2

=

11,11 3,05
= 1,821
2

2

39
Universitas Sumatera Utara

Maka, nilai rata-rata Ra adalah

=

1,811 + 1,824 + 1,821
= 1,818
3

Pada saat kondisi kerja biasanya tahanan Ra bertambah akibat adanya efek
kulit. Ra efektif adalah 1,1 kali harga Ra pada arus searah.
Ra efektif = 1,1 x 1,818 = 1,999
2.

Perhitungan Reaktansi Sinkron (Xs)
Dari pengujian beban nol dan hubung singkat mesin sinkron maka
impedansi sinkron untuk tiap-tiap arus eksitasi adalah sebagai berikut :

=

3

Maka nilai Xs dapat dihitung
=
Tabel 4.8 Data Hasil Perhitungan Reaktansi Sinkron
No.

If (A)

Zs ( )

Xs ( )

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1

37,70
36,81
37,94
36,82
40,02
40,93
42,01
40,77
41,06
40,99
39,59

37,65
36,75
37,89
36,76
39,97
40,88
41,97
40,72
41,01
40,94
39,54

40
Universitas Sumatera Utara

No.
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

If (A)
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0

Zs ( )
39,61
38,49
38,44
37,38
36,81
35,97
35,43
34,97
34,10
33,40
32,70
32,13
31,43
30,91
30,35
29,83
29,11
28,57
28,10

Xs ( )
39,56
38,44
38,39
37,33
36,75
35,92
35,37
34,91
34,04
33,34
32,64
32,07
31,36
30,85
30,29
29,77
29,04
28,50
28,02

Nilai rata-rata
+

=

=

3.

+. . . +
30

1070,68
= 35,69
30

Perhitungan Daya Aktif dan Daya Reaktif Sistem
Dari data hasil percobaan pengujian motor sinkron pada sistem maka dapat

dihitung besar nilai daya aktif dan daya reaktif pada sistem yaitu sebagai berikut :
= 3×

× ×

= 3×

× ×

=

(

)
41
Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.9 Data Hasil Perhitungan Daya Aktif dan Daya Reaktif Sistem Berbeban
3000VA
Arus Beban
(Ampere)

Cos
(Lagging)

Daya
Aktif
(Watt)

Sin

Daya
Reaktif
(VAR)

2

0,2
0,4

4,13
4,13

0,320
0,330

869,85
897,03

0,95
0,94

2575,35
2566,00

3

0,6

4,19

0,340

937,64

0,94

2593,48

4

0,8

4,24

0,360

1004,64

0,93

2603,57

5

1

4,26

0,375

1051,44

0,93

2599,23

6

1,2

4,33

0,395

1125,72

0,92

2618,16

7

1,4

4,35

0,422

1208,22

0,91

2595,66

8

1,6

4,24

0,442

1233,48

0,90

2503,28

9

1,8

4,47

0,482

1418,07

0,88

2577,75

10

2

4,29

0,520

1468,27

0,85

2411,81

11

2,2

3,88

0,560

1430,09

0,83

2115,75

12

2,4

3,40

0,610

1365,06

0,79

1773,24

13

2,6

3,03

0,680

1356,11

0,73

1462,23

14

2,8

2,59

0,730

1244,42

0,68

1165,06

15

3

2,17

0,770

1099,75

0,64

911,29

16

3,2

1,79

0,840

989,64

0,54

639,24

17

3,4

1,55

0,880

897,76

0,47

484,56

18

3,6

1,09

0,920

660,02

0,39

281,17

19

3,8

0,95

0,945

590,88

0,33

204,51

20

4

0,88

0,960

556,03

0,28

162,18

21

4,2

0,75

0,975

481,29

0,22

109,69

22

4,4

0,67

0,980

432,16

0,20

87,75

23

4,6

0,89

0,985

576,99

0,17

101,08

24

4,8

0,75

0,988

487,71

0,15

76,24

If
No.
(Ampere)
1

42
Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.10 Data Hasil Perhitungan Daya Aktif dan Daya Reaktif Sistem Berbeban
6000VA
Arus Beban
(Ampere)

Cos
(Lagging)

Daya
Aktif
(Watt)

Sin

Daya
Reaktif
(VAR)

2

0,2
0,4

8,72
8,79

0,382
0,390

2192,42
2256,30

0,92
0,92

5304,07
5327,28

3

0,6

8,81

0,400

2319,42

0,92

5314,47

4

0,8

8,83

0,418

2429,30

0,91

5279,64

5

1

8,90

0,430

2518,85

0,90

5288,59

6

1,2

8,95

0,442

2603,69

0,90

5284,05

7

1,4

8,93

0,460

2703,67

0,89

5218,78

8

1,6

9,08

0,478

2856,66

0,88

5249,31

9

1,8

9,17

0,490

2957,40

0,87

5261,28

10

2

9,23

0,510

3098,25

0,86

5225,56

11

2,2

9,02

0,528

3134,62

0,85

5041,77

12

2,4

8,21

0,542

2928,78

0,84

4541,11

13

2,6

7,58

0,564

2813,80

0,83

4119,79

14

2,8

6,79

0,590

2636,73

0,81

3608,32

15

3

6,24

0,608

2497,08

0,79

3260,73

16

3,2

5,63

0,620

2297,44

0,78

2907,38

17

3,4

4,99

0,642

2108,53

0,77

2518,10

18

3,6

4,66

0,660

2024,30

0,75

2304,22

19

3,8

4,52

0,678

2017,03

0,74

2186,79

20

4

4,07

0,696

1864,44

0,72

1923,48

21

4,2

3,93

0,718

1857,21

0,70

1800,42

22

4,4

3,73

0,738

1811,80

0,67

1656,64

23

4,6

3,45

0,760

1725,75

0,65

1475,79

24

4,8

3,35

0,782

1724,23

0,62

1374,27

25

5,0

3,24

0,820

1748,65

0,57

1220,57

If
No.
(Ampere)
1

43
Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.11 Data Hasil Perhitungan Daya Aktif dan Daya Reaktif Sistem Berbeban
9000VA
Arus Beban
(Ampere)

Cos
(Lagging)

Daya
Aktif
(Watt)

2

0,2
0,4

15,35
15,39

0,420
0,425

4243,28
4304,99

0,91
0,91

3

0,6

15,47

0,430

4378,27

0,90

9192,63

4

0,8

15,50

0,440

4488,78

0,90

9161,18

5

1

15,56

0,450

4608,57

0,89

9145,75

6

1,2

15,61

0,455

4674,75

0,89

9149,07

7

1,4

15,55

0,464

4748,90

0,89

9066,25

8

1,6

15,62

0,478

4914,20

0,88

9030,21

9

1,8

15,45

0,490

4982,75

0,87

8864,43

10

2

15,26

0,500

5021,91

0,87

8698,20

11

2,2

15,44

0,510

5182,77

0,86

8741,34

12

2,4

14,66

0,525

5065,68

0,85

8212,21

13

2,6

13,80

0,540

4904,75

0,84

7644,74

14

2,8

12,15

0,560

4478,25

0,83

6625,35

15

3

11,59

0,575

4386,27

0,82

6241,12

16

3,2

10,86

0,590

4217,22

0,81

5771,18

17

3,4

10,00

0,600

3949,08

0,80

5265,43

18

3,6

9,59

0,620

3913,40

0,78

4952,36

19

3,8

8,40

0,630

3483,08

0,78

4293,57

20

4

7,18

0,640

3024,47

0,77

3631,13

21

4,2

7,04

0,650

3011,83

0,76

3521,22

22

4,4

6,30

0,660

2736,71

0,75

3115,15

23

4,6

6,00

0,675

2665,63

0,74

2913,70

24

4,8

6,10

0,690

2770,28

0,72

2906,02

25

5,0

6,09

0,710

2845,90

0,70

2822,66

If
No.
(Ampere)
1

Sin

Daya
Reaktif
(VAR)
9168,76
9169,05

44
Universitas Sumatera Utara

Dari hasil perhitungan diatas dapat kita ketahui besar daya reaktif yang
disuplai motor sinkron untuk sistem yaitu :
Untuk Beban 3000VA
=
=

,

,

=

,

Untuk Beban 6000VA
=
=

,

,

=

,

,

,

=

,

Untuk Beban 9000VA
=
=

45
Universitas Sumatera Utara

Grafik
1. Grafik Arus Eksitasi vs Tegangan pada percobaan pengujian beban nol

Grafik Arus Eksitasi vs Tegangan
480

440

400

360

320

Tegangan (Volt)

280

240

200

160

120

80

40

0
0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

Arus Eksitasi (Ampere)
Eo
Linear (Eo)

Gambar 4.1 Grafik Arus Eksitasi vs Tegangan pada percobaan pengujian beban nol

46
Universitas Sumatera Utara

2. Grafik Arus Eksitasi vs Arus Hubung Singkat pada percobaan pengujian
hubung singkat

Grafik Arus Eksitasi vs Arus Hubung Singkat
10

9

8

Arus Hubung Singkat (Ampere)

7

6

5

4

3

2

1

0
0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

Arus Eksitasi (Ampere)
Isc

Linear (Isc)

Gambar 4.2 Grafik Arus Eksitasi vs Arus Hubung Singkat pada percobaan
pengujian hubung singkat

47
Universitas Sumatera Utara

3. Grafik Arus Eksitasi vs Cos Phi Motor Beban Nol

Grafik Arus Eksitasi vs Cos Phi Motor Beban Nol
1

0,9

0,8

0,7

Cos Phi

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0
0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7

Arus Eksitasi (Ampere)
Cos Phi

Gambar 4.3 Grafik Arus Eksitasi vs Cos Phi Motor Beban Nol

48
Universitas Sumatera Utara

4.

Grafik Arus Eksitasi vs Arus Jangkar Motor Beban Nol

Grafik Arus Eksitasi vs Arus Jangkar Motor Beban Nol
6

5

Arus Jangkar (Ampere)

4

3

2

1

0
0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7

Arus Eksitasi (Ampere)
Arus Jangkar

Gambar 4.4 Grafik Arus Eksitasi vs Arus Jangkar Motor Beban Nol

49
Universitas Sumatera Utara

5. Grafik Arus Eksitasi vs Arus Beban Total pada pengujian motor sinkron pada
sistem

Grafik Arus Eksitasi vs Arus Beban Total
22

20

18

16

Arus Beban (Ampere)

14

12

10

8

6

4

2

0
0,4

0,8

1,2

1,6

2

2,4

2,8

3,2

3,6

4

4,4

4,8

Arus Eksitasi (Ampere)
3000VA

6000VA

9000VA

Gambar 4.5 Grafik Arus Eksitasi vs Arus Beban Total pada pengujian motor
sinkron pada sistem
50
Universitas Sumatera Utara

6. Grafik Arus Eksitasi vs Arus Beban pada pengujian motor sinkron pada sistem

Grafik Arus Eksitasi vs Arus Beban
18

16

14

Arus Beban (Ampere)

12

10

8

6

4

2

0
0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5

Arus Eksitasi (Ampere)
3000VA

6000VA

9000VA

Gambar 4.6 Grafik Arus Eksitasi vs Arus Beban pada pengujian motor sinkron
pada sistem
51
Universitas Sumatera Utara

7.

Grafik Arus Eksitasi vs Cos Phi (Grafik V Invers) pada pengujian motor
sinkron pada sistem

Grafik Arus Eksitasi vs Cos Phi
1

0,9

0,8

0,7

Cos Phi

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0
0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5

Arus Eksitasi (Ampere)
3000VA

6000VA

9000VA

Gambar 4.7 Grafik Arus Eksitasi vs Cos Phi (Grafik V Invers) pada pengujian
motor sinkron pada system

52
Universitas Sumatera Utara

BAB V
5
BAB
KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh
beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai faktor daya sistem berubah terus menjadi semakin tinggi atau
mendekati satu saat arus eksitasi motor sinkron terus dinaikkan. Semakin
besar beban sistem maka pengaruh pengaturan arus eksitasi terhadap
perubahan faktor daya sistem akan semakin mengecil. Saat If = 4,0 A
diperolah faktor daya pada beban 3000VA = 0.960 lagging; pada beban
6000VA = 0,696 lagging; pada beban 9000VA = 0,640 lagging.
2. Saat arus eksitasi motor sinkron berada dibawah nilai nominalnya motor
sinkron belum berperan memperbaiki faktor daya sistem, namun saat arus
eksitasi motor melebihi arus nominalnya yaitu If = 2,2 Ampere, maka
motor sinkron telah bekerja memperbaiki faktor daya sistem, hal ini dapat
dilihat dari data hasil percobaan bahwa arus beban menurun saat motor
sinkron telah bekerja pada faktor daya leading.
3. Dari hasil perhitungan didapat bahwa motor sinkron mampu menyuplai
daya reaktif untuk sistem sebesar
,

pada beban 6000VA; dan

,

pada beban 3000VA;
,

pada beban 9000VA.

53
Universitas Sumatera Utara

Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari tugas akhir ini adalah
sebagai berikut:
1. Melakukan penelitian untuk membandingkan penggunaan motor sinkron
dengan kapasitor dalam memperbaiki faktor daya sistem.
2. Melakukan penelitian dengan motor pada keadaan berbeban
3. Melakukan penelitian pada sistem dengan kapasitas beban yang lebih
besar dan berubah-ubah
4. Melakukan penelitian terhadap jenis beban induktif yang berbeda-beda

54
Universitas Sumatera Utara