ANALISA PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI TERHADAP ARUS JANGKAR DAN FAKTOR DAYA PADA MOTOR SINKRON 3 FASA (Laboratorium Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya) - POLSRI REPOSITORY

  

ANALISA PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI

TERHADAP ARUS JANGKAR DAN FAKTOR DAYA

PADA MOTOR SINKRON 3 FASA

(Laboratorium Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya)

  

LAPORAN AKHIR

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III

Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik

Politeknik Negeri Sriwijaya

  

Oleh :

AHMAD HADA QOLBI

0614 3031 1101

  

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

2017

  

ANALISA PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI

TERHADAP ARUS JANGKAR DAN FAKTOR DAYA

PADA MOTOR SINKRON 3 FASA

(Laboratorium Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya)

  

LAPORAN AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III

Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik

Politeknik Negeri Sriwijaya

  

Oleh:

AHMAD HADA QOLBI

0614 3031 1101

Menyetujui,

  Pembimbing I Pembimbing II Ir. Ilyas, M.T. Indah Susanti, S.T.,M.T. NIP. 195803251996011001 NIP. 198809132014042002

Mengetahui,

Ketua Jurusan Ketua Program Studi

  Teknik Elektro Teknik Listrik

Yudi Wijanarko, S.T. M.T. Mohammad Noer, S.T.,M.T.

NIP. 196705111992031003 NIP.196505121995021001

  MOTTO :

• “Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kadar

  kesanggupannya.”(Q.S Al-Baqarah: 286)

• “Sesungguhnya sesudah kesulitan tentu ada kemudahan.”(Q.S Alam

• “Kegagalan hanya terjadi jika kita menyerah.”(Lessing)

• “Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua.”

• “Melangkahlah dengan keyakinan diri, niscaya kesuksesan telah

  Nasyrah: 6)

  (Aristoteles)

  menantikan orang-orang yang yakin dengan dirinya sendiri.”(Ahmad Hada Qolbi)

• “Hiduplah seperti pohon kayu yang lebat buahnya; hidup di tepi jalan

• “Tiada cara terbaik untuk menggapai kesuksesan selain meyakinkan

  dan dilempari orang dengan batu, tetapi dibalas dengan buah.”( Abu Bakar Sibli)

  

diri terlebih dahulu bahwa saya harus sukses.”(Ahmad Hada Qolbi)

Ku Persembahkan Kepada:

  1.Ibu dan Ayah tercinta yang selalu menjadi penyemangatku untuk segera sukses dan membahagiakannya.

  2.Kakak-kakakku tersayang sebagai motivasiku.

  3.Pembimbing–pembimbing terbaikku.

  4.Sahabat-sahabatku seperjuangan kelas 6LD.

  5.Rekan-rekan satu prodi teknik listrik.

  

6.Kekasihku sebagai inspirasiku.

  7.Almamater kebangganku Politeknik Negeri Sriwijaya.

  

ABSTRAK

ANALISA PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI

TERHADAP ARUS JANGKAR DAN FAKTOR DAYA

PADA MOTOR SINKRON 3 FASA

(2017 : xiv + 52 Halaman +Daftar Pustaka + Lampiran)

AHMAD HADA QOLBI

  0614 3031 1101 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya

  e-mail : Laporan akhir ini menganalisa pengaruh perubahan arus eksitasi terhadap arus jangkar dan faktor daya pada motor sinkron tiga fasa. Keuntungan terbesar motor sinkron itu sendiri yaitu faktor dayanya dapat diatur dengan pengaturan arus eksitasi pada medan rotornya. Ketika arus eksitasi dinaikkan melebihi eksitasi normalnya (over-excitation), faktor daya, seperti terukur pada terminal motor menjadi leading karena motor sinkron dengan eksitasi lebih menghasilkan daya reaktif. Dengan mengoperasikan motor sinkron pada faktor daya leading, faktor daya sistem dapat ditingkatkan dan dapat memperbaiki jatuh tegangannya. Jika eksitasi kurang dari eksitasi normalnya (under-excitation), faktor daya motor menjadi lagging dan akan menarik daya reaktif dari sistem. Semakin besar nilai arus eksitasi yang diberikan maka nilai arus jangkar akan semakin kecil sedangkan fakor daya semakin besar.

  Kata Kunci : Motor Sinkron, Arus Eksitasi, Arus Jangkar, Faktor Daya

  

ABSTRACT

(2017 : xiv + 52 Pages + References + Attachments)

ANALYSIS OF THE EFFECTS OF EXCITATION CURRENT

CHANGES ON THE ANCHOR CURRENT AND POWER FACTOR

ON THE THREE PHASE SYNC MOTOR

AHMAD HADA QOLBI

  0614 3031 1101

Electrical Engineering Department Electrical Engineering Study Program

State Polytechnic of Sriwijaya

  e-mail : This final report analy sis of the effect of excitation current changes on the anchor current and power factor on the three phase sync motor. The biggest advantage of the synchronous motor itself is that its power factor can be adjusted by setting the excitation current on the rotor field. When excitation currents are raised beyond their normal excitation, the power factor, as measured at the motor terminal becomes leading because the sync motor with excitation produces more reactive power. By operating a synchronous motor in a leading power factor, the system power factor can be increased and can improve the voltage drop. If the excitation is less than its normal excitation, the motor power factor becomes lagging and will attract the reactive power of the system. The greater the value of excitation current given the value of the anchor current will be smaller while the greater the power factor.

  Keywords: Sync Motor, excitation current, anchor current, power factor.

  Puji syukur penulis panjatkan atas kehadiran Allah SWT atas segala limpahan berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya dengan judul

  “ANALISA

PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI TERHADAP ARUS

JANGKAR DAN FAKTOR DAYA PADA MOTOR SINKRON TIGA FASA

(LABORATORIUM TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI

SRIWIJAYA)”.

  Penulis menyadari tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak mungkin Laporan Akhir ini tidak akan terselesaikan dengan baik. Dengan rasa syukur penulis mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan segala rahmat, nikmat, dan hidayah-Nya kepada kami sehingga dapat melaksanakan Penelitian ini dengan lancar.

  2. Kedua orang tua dan keluarga tercinta yang telah memberikan doa, dukungan dan semangat.

  3. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

  4. Bapak Yudi Wijanarko S.T., MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

  5. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

  6. Bapak Mohammad Noer, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.

  7. Bapak Ir. Ilyas, M.T. selaku pembimbing I.

  8. Ibu Indah Susanti, S.T., M.T. selaku pembimbing II.

  9. Pihak yang telah membantu pelaksanaan pengumpulan data dan penyusunan laporan ini.

  10. Teman-teman seperjuangan Teknik Listrik 2014 khususnya kelas 6LD.

  Dalam menyusun Laporan Akhir ini penulis menyadari masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritikan dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih dan semoga Laporan Akhir ini dapat berguna dan bermanfaat, umumnya bagi kalangan yang membutuhkannya khususnya bagi penulis sendiri.

  Palembang , 28 Juli 2017 Ahmad Hada Qolbi

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .........................................................................................i

LEMBAR PENGESAHAN ..............................................................................ii

LEMBAR PERSEMBAHAN ...........................................................................iii

ABSTRAK .........................................................................................................iv

ABSTRACT .......................................................................................................v

KATA PENGANTAR .......................................................................................vi

DAFTAR ISI ......................................................................................................viii

DAFTAR GAMBAR .........................................................................................xi

DAFTAR TABEL .............................................................................................xiii

DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................xiv

  

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................1

  1.1 Latar Belakang .................................................................................1

  1.2 Rumusan Masalah ...........................................................................2

  1.3 Tujuan dan Manfaat .........................................................................2

  1.4 Pembatasan Masalah ........................................................................3

  1.5 Metode dan Teknik Pengumpulan Data ...........................................3

  1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................3

  

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................5

  2.1 Umum ...............................................................................................5

  2.2 Konstruksi Motor Sinkron Tiga Fasa ...............................................5

  2.2.1 Stator ......................................................................................6

  2.2.2 Rotor ......................................................................................7

  2.3 Kumparan Peredam (Damper Winding) ..........................................9

  2.4 Reaksi Jangkar .................................................................................9

  2.5 Rangkaian Ekivalen .........................................................................11

  2.6 Prinsip Kerja ....................................................................................15

  2.7 Metode Menjalankan Motor Sinkron ...............................................15

  2.7.1 Starting Motor Sinkron dengan Penggerak Mula Eksternal ...17

  2.7.2 Starting Motor Sinkron dengan Mereduksi Frekwensi ..........17

  2.7.3 Starting Motor Sinkron dengan Kumparan Peredam .............18

  2.8 Sistem Eksitasi .................................................................................19

  2.9 Karakteristik Motor Sinkron ............................................................20

  2.9.1 Karakteristik Torsi Putaran Pada Motor Sinkron ..................20

  2.9.2 Pengaruh Kenaikan Beban Dengan Eksitasi Konstan ...........21

  2.10 Kondensor Sinkron .........................................................................22

  2.11 Keuntungan, Kerugian, dan Aplikasi Motor Sinkron .....................23

  2.11.1 Keuntungan Motor Sinkron .................................................24

  2.11.2 Kerugian Motor Sinkron ......................................................24

  2.11.3 Aplikasi Motor Sinkron .......................................................24

  2.12 Pengaruh Perubahan Arus Eksitasi .................................................25

  

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................29

  3.1 Peralatan Yang Digunakan ...............................................................29

  3.2 Menentukan Reaktansi Mesin Sinkron Tiga Fasa ............................31

  3.2.1 Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron ......................................31

  3.2.2 Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron .............................33

  3.2.3 Pengukuran Tahanan Jangkar ..................................................35

  3.3 Pengujian Motor Sinkron Tiga Fasa .................................................36

  3.4 Peralatan Bantu Perhitungan ............................................................38

  3.5 Flowchart Prosedure Penelitian ........................................................39

  

BAB IV PEMBAHASAN ..................................................................................40

  4.1 Analisa Hasil Pengukuran ................................................................40

  4.2 Perhitungan Reaktansi Sinkron ........................................................40

  4.3 Analisa Hasil Pengujian Berbeban Motor Sinkron ..........................41

  4.3.1 Untuk Daya Beban Nol ...........................................................41

  4.3.2 Untuk Daya Setengah Beban Penuh ........................................45

  4.3.3 Untuk Daya Beban Penuh .......................................................48

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................52

  5.1 Kesimpulan .......................................................................................52

  5.2 Saran .................................................................................................52

  

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................53

LAMPIRAN .......................................................................................................54

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konstruksi Motor Sinkron .............................................................. 6Gambar 2.2 Penampang Stator ........................................................................... 7Gambar 2.3 Penampang Rotor Kutub Silinder .................................................. 8Gambar 2.4 Penampang Rotor Kutub Menonjol ............................................... 8Gambar 2.5 Kumparan Peredam Pada Rotor Jenis Kutub Menonjol................. 9Gambar 2.6 Pengaruh Demagnetisasi ................................................................ 10Gambar 2.7 Pengaruh Ditorsi Magnet ............................................................... 10Gambar 2.8 Pengaruh Magnetisasi .................................................................... 11Gambar 2.9 Rangkaian Ekivalen Motor Sinkron Perfasa .................................. 12Gambar 2.10 Penyederhanaan Rangkaian Ekivalen ............................................ 13Gambar 2.11 Rangkaian Ekivalen Motor Sinkron Tiga Fasa .............................. 13Gambar 2.12 Diagram Fasor Motor Sinkron ....................................................... 14Gambar 2.13 Masalah Arah Putaran Motor Sinkron ........................................... 16Gambar 2.14 Skema Motor Sinkron Dengan Sistem Eksitasi Tipe Sikat ............ 19Gambar 2.15 Skema Motor Sinkron Dengan Sistem Eksitasi Tanpa Sikat ......... 20Gambar 2.16 Karakteristik Torsi Putaran Motor Sinkron .................................... 21Gambar 2.17 Pengaruh Bertambahnya Beban Pada Operasi Motor Sinkron ...... 21Gambar 2.18 Ilustrasi Besarnya Beban Yang Dipikul Motor Sinkron ................ 22Gambar 2.19 Diagram Vektor Daya Reaktif Motor Sinkron ............................... 23Gambar 2.20 A

Operasi Motor Sinkron Pada Cosθ Lagging .................................. 26

Gambar 2.20 B Pengaruh Bertambahnya Arus Eksitasi Pada Motor Sinkron ........ 27Gambar 2.21 Diagram Fasor Motor Sinkron ....................................................... 28Gambar 3.1 Motor Sinkron Tiga Fasa ............................................................... 29Gambar 3.2 Servo Mechine Test System ........................................................... 30Gambar 3.3 Rangkaian Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron ........................... 31Gambar 3.4 Grafik Data Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron ......................... 33Gambar 3.5 Rangkaian Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron .................. 33Gambar 3.6 Grafik Data Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron ................ 35Gambar 3.7 Rangkaian Pengujian Tahanan Jangkar ......................................... 35Gambar 3.8 Rangkaian Pengujian Berbeban Motor Sinkron ............................. 36Gambar 3.9 Flowchart Prosedure Penelitian ...................................................... 39Gambar 4.1 Diagram Fasor Pengaruh Perubahan Arus Eksitasi Motor

  Sinkron Pada Beban Nol ................................................................ 44

Gambar 4.2 Diagram Fasor Pengaruh Perubahan Arus Eksitasi Motor

  Sinkron Pada Setengah Beban Penuh ............................................ 48

Gambar 4.3 Diagram Fasor Pengaruh Perubahan Arus Eksitasi Motor

  Sinkron Pada Beban Penuh ............................................................ 51

  

DAFTAR TABEL