Pengaruh Penggunaan Inverter Variable Speed Drive (VSD) Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa
PENGARUH PENGGUNAAN INVERTER VARIABLE SPEED DRIVE
(VSD) TERHADAP KINERJA MOTOR INDUKSITIGA FASA
(Aplikasi Pada Laboratorium Motor Listrik Pusat Pengembangan dan
Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan)
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemaen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh
Novenri Ambarita
100402080
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Hampir 70 % energi yang dihasilkan pembangkit dikonsumsi oleh motormotor listrik. Penggunaan motor induksi pada industri maupun pabrik-pabrik lebih
menguntungkan
dibandingkan
motor
DC
maupun
sinkron,
salah
satu
keuntungannya adalah perawatan mudah dan efisiensi tinggi.
Pada mesin-mesin di industri pengaturan kecepatan mutlak dibutuhkan.
Seiring dengan perkembangan elektronika daya, hal ini menjadi sangat mudah
untuk dilakukan, yaitu dengan menyuplai motor dengan inverter variable speed
drive (VSD). Dengan suplai inverter variable speed drive, pengaturan kecepatan
motor sangat mungkin untuk dilakukan yaitu dengan mengatur frekuensi
tegangan.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan inverter
variable speed drive terhadap kinerja motor induksi tiga fasa. pengujian dilakukan
pada frekuensi 50 hz (frekuensi jala-jala), 30, 35, 40, 45, 50 Hz (frekuensi
inverter) dan motor dibebani sebesar 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 Nm. Dari penelitian
yang dilakukan diperoleh kesimpulan antara lain, penggunaan inverter variable
speed drive mengakibatkan rugi-rugi motor semakin besar dan motor
menghasilkan suara yang lebih berisik. Pada frekuensi yang sama (50 Hz)
efisiensi motor lebih baik saat disuplai langsung dari jala-jala.
Kata kunci: Motor Induksi, Inverter, Inverter Variable Speed Drive
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
rahmat dan karunia yang dilimpahkan-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “PENGARUH PENGGUNAAN
INVERTER VARIABLE SPEED DRIVE (VSD) TERHADAP KINERJA
MOTOR INDUKSI TIGA FASA”. Penulisan tugas akhir ini merupakan salah
satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar sarjana Teknik
di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian tugas akhir ini,
penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak.
Penulis menyadari betul setiap berkat, doa, motivasi, dan bimbingan yang penulis
peroleh selama proses tersebut. Untuk itu, dengan setulus hati penulis
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si, selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT-USU dan Bapak Ir. Rahmat Fauzy, MT, selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU.
2. Bapak Ir. Raja Harahap, MT, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas
segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
3. Bapak Ir. Syahrawardi selaku dosen wali penulis, atas motivasi dan
bimbingannya kepada penulis selama mengikuti proses perkuliahan.
4. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh
Karyawan di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro USU.
ii
Universitas Sumatera Utara
5. Bapak Tobok Marganda Simatupang,ST, Hefri Yuliadi, S.Pd, Drs. B.
Aritonang, ST, dan seluruh staf Departemen Listrik Pusat Pengembangan
dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (P4TK), yang
telah bersedia membantu penulis dalam proses pengambilan data
penelitian tugas akhir ini.
6. My Hero, orangtua terhebat yang selalu aku banggakan, Ayahanda Alm. S.
Ambarita dan Ibunda Alm. S. Sinaga di tempat terindah yang Tuhan
berikan. Terimakasih buat segala cinta dan kasih sayang yang pernah
kurasakan, yang pernah kalian berikan. Semua ini kupersembahkan buat
Bapak dan Mama.
7. Kakak terbaikku, Desti Ambarita, nyitnyit’ Nita Ambarita, dan adek pudan
Frando Ambarita, terimakasih buat segala cinta, doa, motivasi, canda dan
tawa yang kalian berikan. Kalian adalah hadiah terindah dalam hidupku.
8. My Ambar’s Family; Inang boru Simarmata, Bapauda/Inanguda Bendri,
Bapauda/Inanguda Luffi, Bapauda/Inaguda Gideon, Amangboru/Bou
Wandri, Amangboru/Bou Mely, Amangboru/Bou Canesa, Bou Pudan dan
semua sepupuku tercinta. Terimakasih untuk doa, perjuangan dan
semangat yang luar biasa, untuk cinta kasih yang tak terbatas, terutama
buat Bapauda/Inanguda Bendri.
9. Teman-teman elektro 10; Ronaldo Saragih, Daniel Sembiring, Cristover
Pasaribu, Reikson Parhusip, Satria Yuda, Enjoi Sinaga, Martua Nababan,
Edy Sembiring, Jones Milan dan teman-teman 2010 lain yang tidak dapat
penulis sebutkan satu per satu.
iii
Universitas Sumatera Utara
10. Semua abang-kakak senior dan adik-adik junior yang telah mau berbagi
pengalaman dan motivasi kepada penulis.
11. Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis
ucapkan terimakasih banyak.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidak luput dari kesalahankesalahan, baik dari segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis
akan menerima dengan terbuka, segala saran dan kritik yang ditujukan untuk
memperbaiki Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat
bagi penulis dan pembaca.
Medan, Agustus 2016
Penulis
Novenri Ambarita
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ................................................................................................................................ i
KATA PENGANTAR ............................................................................................................. ii
DAFTAR ISI .............................................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL .................................................................................................................. xi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ...................................................................................... 3
1.3. Tujuan ........................................................................................................... 3
1.4. Batasan Masalah ........................................................................................... 4
1.5. Manfaat ......................................................................................................... 4
BAB II.TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Motor Induksi ............................................................................................... 5
2.1.1. konstruksi motor induksi ....................................................................... 6
2.1.2. Prinsip kerja motor induksi .................................................................... 9
2.1.3. Slip ....................................................................................................... 10
2.1.4. Rangkaian ekivalen motor induksi ...................................................... 11
2.1.5. Daya dan rugi-rugi motor induksi........................................................ 12
2.1.6. Efisiensi Motor Induksi ....................................................................... 13
2.1.7. Desain Motor Induksi Tiga Fasa .......................................................... 17
2.2. Pengaturan putaran motor induksi .............................................................. 18
v
Universitas Sumatera Utara
2.2.1. Mengubah Jumlah Kutub Motor .......................................................... 19
2.2.2. Mengubah Frekuensi Jala-jala ............................................................. 19
2.2.3. Mengatur Tegangan Jala-jala ............................................................... 19
2.2.4. Pengaturan Tahanan Luar .................................................................... 20
2.3. Inverter ....................................................................................................... 20
2.4. Pembentukan Gelombang AC Pada Inverter.............................................. 21
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu ..................................................................................... 25
3.2. Bahan dan Peralatan ................................................................................... 25
3.3. Variabel yang diamati ................................................................................ 26
3.4. Prosedur Penelitian ..................................................................................... 26
3.4.1. Percobaan Parameter – Parameter Motor Induksi Tiga Fasa ............... 27
3.4.2. Percobaan Motor Induksi 3 Fasa disuplai dari Jala-jala ...................... 30
3.4.3. Percobaan motor induksi 3-fasa disuplai melalui inverter variable speed
drive 3-fasa .................................................................................................... 32
3.5. Pelaksanaan Penelitian ............................................................................... 34
3.5.1 Proses Pengumpulan Data .................................................................... 34
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum .......................................................................................................... 35
4.2. Data Percobaan ........................................................................................... 36
4.2.1. Percobaan Parameter – Parameter Motor Induksi 3 Fasa .................... 36
4.2.2. Percobaan Motor Induksi 3 fasa Disupplai Dari Jala-jala ................... 37
4.2.3. Percobaan Motor Induksi 3 Fasa Disuplai dari Inverter Variable Speed
Drive (VSD) ................................................................................................... 38
vi
Universitas Sumatera Utara
4.3. Analisa Data dan Perhitungan Data............................................................ 41
4.3.1. Menghitung Nilai – Nilai Parameter Motor Induksi ............................ 41
4.3.2. Analisa dan Perhitungan rugi – rugi dan Efisiensi Motor induksi yang
Disuplai dari Jala – jala.................................................................................. 44
4.3.3. Analisa dan Perhitungan Rugi-rugi dan Efisiensi Motor Induksi yang
Disuplai dari Inverter Variable Speed Drive (VSD) ...................................... 48
BAB V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 71
5.2. Saran ........................................................................................................... 72
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Penampang stator dan rotor motor induksi tiga fasa ................ 6
Gambar 2.2
(a) Tampilan slip ring rotor belitan (b) Motor
induksi tiga fasa rotor belitan .................................................. 8
Gambar 2.3
(a) Motor induksi tiga fasa rotor sangkar (b) Rotor
sangkardan bagian-bagiannya ................................................. 8
Gambar 2.4
Rangkaian ekivalen rotor per- fasa (i) Menyatakan
persamaan 2.5 (ii) menyatakan persamaan 2.6 (iii)
menyatakan persamaan 2.7 ...................................................... 11
Gambar 2.5
Rangkaian ekivalen per-fasa motor induksi dengan
bagian rangkaian rotor dinyatakan terhadap sisi stator ........... 12
Gambar 2.6
Kehilangan daya pada motor ................................................... 14
Gambar 2.7
Grafik suhu vs umur isolasi (per IEEE 117 & 101) ................ 16
Gambar 2.8
Grafik kecepatan vs torsi ......................................................... 17
Gambar 2.9
Inverter dengan saklar transistor ............................................. 21
Gambar 2.10 Bentuk pulsa-pulsa trigger dan keadaan on untuk
transistor (Tr1 sampai dengan Tr6) ............................................ 23
Gambar 2.11 Bentuk tegangan keluran inverter yang terjadi (VRS,
VST, VTR) .................................................................................. 23
Gambar 3.1
Rangkaian percobaan tahanan stator (test DC) ........................ 26
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2
Rangkaian percobaan beban nol ............................................... 27
Gambar 3.3
Rangkaian percobaan rotor tertahan (hubung singkat) ............. 27
Gambar 3.4
Rangkaian
percobaan
motor
induksi
tiga
fasa
disupplai dari jala-jala .............................................................. 28
Gambar 3.5
Rangkaian percobaan motor induksi tiga fasa disuplai
dari inverter variable speed drive tiga fasa ............................... 30
Gambar 3.6
Diagram alur proses pengambilan data .................................... 32
Gambar 4.1
Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
jala-jala (50 hz) ........................................................................ 45
Gambar 4.2
Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
jala-jala (50 Hz) ........................................................................ 45
Gambar 4.3
Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (30 Hz) ....................................... 49
Gambar 4.4
Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (30 Hz) ....................................... 49
Gambar 4.5
Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (35 Hz) ....................................... 53
Gambar 4.6
Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (35 Hz) ....................................... 53
Gambar 4.7
Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (40 Hz) ....................................... 57
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8
Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (40 Hz) ....................................... 57
Gambar 4.9
Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (45 Hz) ....................................... 61
Gambar 4.10 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (45 Hz) ....................................... 61
Gambar 4.11 Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (50 Hz) ....................................... 65
Gambar 4.12 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (50 Hz) ....................................... 65
Gambar 4.13 Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
jala-jala dan inverter variable speed drive ................................ 66
Gambar 4.14 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
jala-jala dan inverter variable speed drive ................................ 66
Gambar 4.15 Grafik frekuensi vs suhu motor induksi disuplai dari
jala-jala dan inverter variable speed drive ................................ 67
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Pengaruh ketidakseimbangan tegangan dalam motor
induksi (BEE India, 2004) ........................................................ 15
Tabel 4.1
Tabel hasil Pengukuran Tahanan Stator (Test DC) .................. 34
Tabel 4.2
Tabel hasil Pengukuran Beban Nol .......................................... 35
Tabel 4.3
Tabel hasil Pengukuran Rotor Tertahan (Hubung
Singkat)..................................................................................... 35
Tabel 4.4
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari jalajala (frekuensi 50 Hz) ............................................................... 36
Tabel 4.5
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari
Inverter Variable Speed Drive (VSD) untuk frekuensi
30 Hz ........................................................................................ 37
Tabel 4.6
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari
Inverter Variable Speed Drive (VSD) untuk frekuensi
35 Hz ........................................................................................ 37
Tabel 4.7
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari
Inverter Variable Speed Drive (VSD) untuk frekuensi
40 Hz ........................................................................................ 38
Tabel 4.8
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari
Inverter Variable Speed Drive (VSD) untuk frekuensi
45 Hz ....................................................................................... 38
xi
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.9
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari
Inverter Variable Speed Drive (VSD) untuk frekuensi
50 Hz ........................................................................................ 39
Tabel 4.10
Spesifikasi dan nilai parameter motor induksi ......................... 41
Tabel 4.11
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
jala-jala (frekuensi 50 Hz) ........................................................ 44
Tabel 4.12
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (frekuensi 30 Hz) ....................... 48
Tabel 4.13
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (frekuensi 35 Hz) ....................... 52
Tabel 4.14
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (frekuensi 40 Hz) ....................... 56
Tabel 4.15
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (frekuensi 45 Hz) ....................... 60
Tabel 4.16
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (frekuensi 50 Hz) ....................... 64
Tabel 4.17
Temperatur motor induksi untuk setiap nilai frekuensi ............ 67
xii
Universitas Sumatera Utara
(VSD) TERHADAP KINERJA MOTOR INDUKSITIGA FASA
(Aplikasi Pada Laboratorium Motor Listrik Pusat Pengembangan dan
Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan)
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemaen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh
Novenri Ambarita
100402080
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Hampir 70 % energi yang dihasilkan pembangkit dikonsumsi oleh motormotor listrik. Penggunaan motor induksi pada industri maupun pabrik-pabrik lebih
menguntungkan
dibandingkan
motor
DC
maupun
sinkron,
salah
satu
keuntungannya adalah perawatan mudah dan efisiensi tinggi.
Pada mesin-mesin di industri pengaturan kecepatan mutlak dibutuhkan.
Seiring dengan perkembangan elektronika daya, hal ini menjadi sangat mudah
untuk dilakukan, yaitu dengan menyuplai motor dengan inverter variable speed
drive (VSD). Dengan suplai inverter variable speed drive, pengaturan kecepatan
motor sangat mungkin untuk dilakukan yaitu dengan mengatur frekuensi
tegangan.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan inverter
variable speed drive terhadap kinerja motor induksi tiga fasa. pengujian dilakukan
pada frekuensi 50 hz (frekuensi jala-jala), 30, 35, 40, 45, 50 Hz (frekuensi
inverter) dan motor dibebani sebesar 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 Nm. Dari penelitian
yang dilakukan diperoleh kesimpulan antara lain, penggunaan inverter variable
speed drive mengakibatkan rugi-rugi motor semakin besar dan motor
menghasilkan suara yang lebih berisik. Pada frekuensi yang sama (50 Hz)
efisiensi motor lebih baik saat disuplai langsung dari jala-jala.
Kata kunci: Motor Induksi, Inverter, Inverter Variable Speed Drive
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
rahmat dan karunia yang dilimpahkan-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “PENGARUH PENGGUNAAN
INVERTER VARIABLE SPEED DRIVE (VSD) TERHADAP KINERJA
MOTOR INDUKSI TIGA FASA”. Penulisan tugas akhir ini merupakan salah
satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar sarjana Teknik
di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian tugas akhir ini,
penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak.
Penulis menyadari betul setiap berkat, doa, motivasi, dan bimbingan yang penulis
peroleh selama proses tersebut. Untuk itu, dengan setulus hati penulis
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si, selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT-USU dan Bapak Ir. Rahmat Fauzy, MT, selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU.
2. Bapak Ir. Raja Harahap, MT, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas
segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
3. Bapak Ir. Syahrawardi selaku dosen wali penulis, atas motivasi dan
bimbingannya kepada penulis selama mengikuti proses perkuliahan.
4. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh
Karyawan di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro USU.
ii
Universitas Sumatera Utara
5. Bapak Tobok Marganda Simatupang,ST, Hefri Yuliadi, S.Pd, Drs. B.
Aritonang, ST, dan seluruh staf Departemen Listrik Pusat Pengembangan
dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (P4TK), yang
telah bersedia membantu penulis dalam proses pengambilan data
penelitian tugas akhir ini.
6. My Hero, orangtua terhebat yang selalu aku banggakan, Ayahanda Alm. S.
Ambarita dan Ibunda Alm. S. Sinaga di tempat terindah yang Tuhan
berikan. Terimakasih buat segala cinta dan kasih sayang yang pernah
kurasakan, yang pernah kalian berikan. Semua ini kupersembahkan buat
Bapak dan Mama.
7. Kakak terbaikku, Desti Ambarita, nyitnyit’ Nita Ambarita, dan adek pudan
Frando Ambarita, terimakasih buat segala cinta, doa, motivasi, canda dan
tawa yang kalian berikan. Kalian adalah hadiah terindah dalam hidupku.
8. My Ambar’s Family; Inang boru Simarmata, Bapauda/Inanguda Bendri,
Bapauda/Inanguda Luffi, Bapauda/Inaguda Gideon, Amangboru/Bou
Wandri, Amangboru/Bou Mely, Amangboru/Bou Canesa, Bou Pudan dan
semua sepupuku tercinta. Terimakasih untuk doa, perjuangan dan
semangat yang luar biasa, untuk cinta kasih yang tak terbatas, terutama
buat Bapauda/Inanguda Bendri.
9. Teman-teman elektro 10; Ronaldo Saragih, Daniel Sembiring, Cristover
Pasaribu, Reikson Parhusip, Satria Yuda, Enjoi Sinaga, Martua Nababan,
Edy Sembiring, Jones Milan dan teman-teman 2010 lain yang tidak dapat
penulis sebutkan satu per satu.
iii
Universitas Sumatera Utara
10. Semua abang-kakak senior dan adik-adik junior yang telah mau berbagi
pengalaman dan motivasi kepada penulis.
11. Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis
ucapkan terimakasih banyak.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidak luput dari kesalahankesalahan, baik dari segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis
akan menerima dengan terbuka, segala saran dan kritik yang ditujukan untuk
memperbaiki Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat
bagi penulis dan pembaca.
Medan, Agustus 2016
Penulis
Novenri Ambarita
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ................................................................................................................................ i
KATA PENGANTAR ............................................................................................................. ii
DAFTAR ISI .............................................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL .................................................................................................................. xi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ...................................................................................... 3
1.3. Tujuan ........................................................................................................... 3
1.4. Batasan Masalah ........................................................................................... 4
1.5. Manfaat ......................................................................................................... 4
BAB II.TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Motor Induksi ............................................................................................... 5
2.1.1. konstruksi motor induksi ....................................................................... 6
2.1.2. Prinsip kerja motor induksi .................................................................... 9
2.1.3. Slip ....................................................................................................... 10
2.1.4. Rangkaian ekivalen motor induksi ...................................................... 11
2.1.5. Daya dan rugi-rugi motor induksi........................................................ 12
2.1.6. Efisiensi Motor Induksi ....................................................................... 13
2.1.7. Desain Motor Induksi Tiga Fasa .......................................................... 17
2.2. Pengaturan putaran motor induksi .............................................................. 18
v
Universitas Sumatera Utara
2.2.1. Mengubah Jumlah Kutub Motor .......................................................... 19
2.2.2. Mengubah Frekuensi Jala-jala ............................................................. 19
2.2.3. Mengatur Tegangan Jala-jala ............................................................... 19
2.2.4. Pengaturan Tahanan Luar .................................................................... 20
2.3. Inverter ....................................................................................................... 20
2.4. Pembentukan Gelombang AC Pada Inverter.............................................. 21
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu ..................................................................................... 25
3.2. Bahan dan Peralatan ................................................................................... 25
3.3. Variabel yang diamati ................................................................................ 26
3.4. Prosedur Penelitian ..................................................................................... 26
3.4.1. Percobaan Parameter – Parameter Motor Induksi Tiga Fasa ............... 27
3.4.2. Percobaan Motor Induksi 3 Fasa disuplai dari Jala-jala ...................... 30
3.4.3. Percobaan motor induksi 3-fasa disuplai melalui inverter variable speed
drive 3-fasa .................................................................................................... 32
3.5. Pelaksanaan Penelitian ............................................................................... 34
3.5.1 Proses Pengumpulan Data .................................................................... 34
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum .......................................................................................................... 35
4.2. Data Percobaan ........................................................................................... 36
4.2.1. Percobaan Parameter – Parameter Motor Induksi 3 Fasa .................... 36
4.2.2. Percobaan Motor Induksi 3 fasa Disupplai Dari Jala-jala ................... 37
4.2.3. Percobaan Motor Induksi 3 Fasa Disuplai dari Inverter Variable Speed
Drive (VSD) ................................................................................................... 38
vi
Universitas Sumatera Utara
4.3. Analisa Data dan Perhitungan Data............................................................ 41
4.3.1. Menghitung Nilai – Nilai Parameter Motor Induksi ............................ 41
4.3.2. Analisa dan Perhitungan rugi – rugi dan Efisiensi Motor induksi yang
Disuplai dari Jala – jala.................................................................................. 44
4.3.3. Analisa dan Perhitungan Rugi-rugi dan Efisiensi Motor Induksi yang
Disuplai dari Inverter Variable Speed Drive (VSD) ...................................... 48
BAB V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 71
5.2. Saran ........................................................................................................... 72
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Penampang stator dan rotor motor induksi tiga fasa ................ 6
Gambar 2.2
(a) Tampilan slip ring rotor belitan (b) Motor
induksi tiga fasa rotor belitan .................................................. 8
Gambar 2.3
(a) Motor induksi tiga fasa rotor sangkar (b) Rotor
sangkardan bagian-bagiannya ................................................. 8
Gambar 2.4
Rangkaian ekivalen rotor per- fasa (i) Menyatakan
persamaan 2.5 (ii) menyatakan persamaan 2.6 (iii)
menyatakan persamaan 2.7 ...................................................... 11
Gambar 2.5
Rangkaian ekivalen per-fasa motor induksi dengan
bagian rangkaian rotor dinyatakan terhadap sisi stator ........... 12
Gambar 2.6
Kehilangan daya pada motor ................................................... 14
Gambar 2.7
Grafik suhu vs umur isolasi (per IEEE 117 & 101) ................ 16
Gambar 2.8
Grafik kecepatan vs torsi ......................................................... 17
Gambar 2.9
Inverter dengan saklar transistor ............................................. 21
Gambar 2.10 Bentuk pulsa-pulsa trigger dan keadaan on untuk
transistor (Tr1 sampai dengan Tr6) ............................................ 23
Gambar 2.11 Bentuk tegangan keluran inverter yang terjadi (VRS,
VST, VTR) .................................................................................. 23
Gambar 3.1
Rangkaian percobaan tahanan stator (test DC) ........................ 26
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2
Rangkaian percobaan beban nol ............................................... 27
Gambar 3.3
Rangkaian percobaan rotor tertahan (hubung singkat) ............. 27
Gambar 3.4
Rangkaian
percobaan
motor
induksi
tiga
fasa
disupplai dari jala-jala .............................................................. 28
Gambar 3.5
Rangkaian percobaan motor induksi tiga fasa disuplai
dari inverter variable speed drive tiga fasa ............................... 30
Gambar 3.6
Diagram alur proses pengambilan data .................................... 32
Gambar 4.1
Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
jala-jala (50 hz) ........................................................................ 45
Gambar 4.2
Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
jala-jala (50 Hz) ........................................................................ 45
Gambar 4.3
Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (30 Hz) ....................................... 49
Gambar 4.4
Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (30 Hz) ....................................... 49
Gambar 4.5
Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (35 Hz) ....................................... 53
Gambar 4.6
Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (35 Hz) ....................................... 53
Gambar 4.7
Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (40 Hz) ....................................... 57
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8
Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (40 Hz) ....................................... 57
Gambar 4.9
Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (45 Hz) ....................................... 61
Gambar 4.10 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (45 Hz) ....................................... 61
Gambar 4.11 Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (50 Hz) ....................................... 65
Gambar 4.12 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (50 Hz) ....................................... 65
Gambar 4.13 Grafik beban vs kecepatan motor induksi disuplai dari
jala-jala dan inverter variable speed drive ................................ 66
Gambar 4.14 Grafik beban vs efisiensi motor induksi disuplai dari
jala-jala dan inverter variable speed drive ................................ 66
Gambar 4.15 Grafik frekuensi vs suhu motor induksi disuplai dari
jala-jala dan inverter variable speed drive ................................ 67
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Pengaruh ketidakseimbangan tegangan dalam motor
induksi (BEE India, 2004) ........................................................ 15
Tabel 4.1
Tabel hasil Pengukuran Tahanan Stator (Test DC) .................. 34
Tabel 4.2
Tabel hasil Pengukuran Beban Nol .......................................... 35
Tabel 4.3
Tabel hasil Pengukuran Rotor Tertahan (Hubung
Singkat)..................................................................................... 35
Tabel 4.4
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari jalajala (frekuensi 50 Hz) ............................................................... 36
Tabel 4.5
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari
Inverter Variable Speed Drive (VSD) untuk frekuensi
30 Hz ........................................................................................ 37
Tabel 4.6
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari
Inverter Variable Speed Drive (VSD) untuk frekuensi
35 Hz ........................................................................................ 37
Tabel 4.7
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari
Inverter Variable Speed Drive (VSD) untuk frekuensi
40 Hz ........................................................................................ 38
Tabel 4.8
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari
Inverter Variable Speed Drive (VSD) untuk frekuensi
45 Hz ....................................................................................... 38
xi
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.9
Data hasil pengujian motor induksi disuplai dari
Inverter Variable Speed Drive (VSD) untuk frekuensi
50 Hz ........................................................................................ 39
Tabel 4.10
Spesifikasi dan nilai parameter motor induksi ......................... 41
Tabel 4.11
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
jala-jala (frekuensi 50 Hz) ........................................................ 44
Tabel 4.12
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (frekuensi 30 Hz) ....................... 48
Tabel 4.13
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (frekuensi 35 Hz) ....................... 52
Tabel 4.14
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (frekuensi 40 Hz) ....................... 56
Tabel 4.15
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (frekuensi 45 Hz) ....................... 60
Tabel 4.16
Data hasil perhitungan motor induksi disuplai dari
inverter variable speed drive (frekuensi 50 Hz) ....................... 64
Tabel 4.17
Temperatur motor induksi untuk setiap nilai frekuensi ............ 67
xii
Universitas Sumatera Utara