Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

ANALISIS PENG
GARUH JATUH TEGANGAN TERHADA
AP KINERJA
MOTOR
OR INDUKSI TIGA FASA ROTOR BELITA
ITAN
(Aplikasi pad
ada Laboratorium Konversi Energi Listrik
kF
FT-USU)

Diajukan untuk
uk m
memenuhi salah satu persyaratan dalam men
enyelesaikan
pendidikan sarjanaa ((S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub
ub JJurusan Energi
Listrik

Oleh:
M. ARFAN SAPUTRA

NIM : 090402008

The image cannot be display ed. Your computer may not hav e enough memory to open the image, or the image may hav e been corrupted. Restart y our computer, and then open the file again. I f the red x still appears, y ou may hav e to delete the image and then insert it again.

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
D
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
U
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Motor induksi merupakann motor yang paling umum digunakan pada
berbagai peralatan industri. Kelebihannya adalah rancangannya yang sederhana,
murah dan mudah didapat, serta dapat langsung di sambungkan ke sumber daya
AC tiga phasa. Salah satu jenis motor induksi yang cukup banyak dijumpai adalah

motor induksi rotor belitan. Dalam aplikasinya motor induksi dituntut memiliki
kinerja yang tinggi. Tetapi hal itu tidak dapat sepenuhnya tercapai mengingat
adanya gangguan berupa jatuh tegangan. Turunnya tegangan yang disuplai ke
motor akan menyebabkan kinerja motor berkurang.
Pada Tugas Akhir ini, penulis menganalisis pengaruh jatuh tegangan
terhadap kinerja motor induksi tiga fasa rotor belitan dengan menentukan 8 nilai
tegangan terminal yaitu 360, 340, 320, 300, 280, 260, 240, dan 220 Volt. Data
hasil pengujian, nilai tegangan terminal tertinggi 360 volt memiliki torsi 0,26 Nm, efisiensi 75,7 , dan putaran 1450 rpm, dan pada saat nilai tegangan terminal
terendah 220 volt memiliki torsi 2,58 N-m, efisiensi 18,06  dan putaran 1390
rpm

Kata Kunci : Motor induksi rotor belitan , Torsi, Putaran, dan Efisiensi

i
Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

1. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
penulis yang telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing dan

mengarahkan penulis baik semasa kuliah maupun saat proses penulisan
Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT-USU, dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU.
3. Isroi Tanjung, ST (Om Roy) selaku Pegawai di Lab. Konversi Energi Listrik
FT-USU yang banyak membantu penulis selama proses pengambilan data
4. Seluruh Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Elektro FTUSU.
5. Agida Putranti Narulitasari, seorang teman, sahabat, dan penyemangat yang
luar biasa. Terima kasih atas dukungan dan doanya kepada penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Sahabat-sahabat terbaikku dari angkatan 2009, Rizky (bundil) ST, Rizal (lek
zalmen), Dimas (Mamas) St, Yuli (Datar), Nisa (Dugong/bogel) ST, Agung
( Bagong) ST, Rizi (bibir), Dolmen (bopek), Adly (doyok), Afit (ketua Naga
hitam), Dinyok, Dj Fayfunk, Tondy (boyot), Wangto Tegangan Tinggi,
Ahmad, Pak Doni, Fahrul, Nanda, Mahkur, Kentrick, Teguh, Budi, Arif,
Reza, Leo (pembasmi Vampir), Asri Milaqmar (jiiaaaaahhh), dan semua
teman-teman angkatan 2009 lainnya.
7. Senior – seniorku yang baik hatinya ( Bang Azhari (Guru), Bang Habibi,
Bang Azir, Bang Kukuh, Bang Indra, Bang Luki, Bang Tony, Bang Recky,


iii
Universitas Sumatera Utara

Bang Aji, Kak Siska, dan lain-lain ) yang telah bersedia berbagi pengalaman
kepada penulis selama masa perkuliahan.
8. Adik – adik junior ( Rimbo, Zein, Endra, Yoga, Angga, Aspar, Wahyudi,
dan lain-lain ) yang selalu siap sedia menolong penulis kapanpun
dibutuhkan.
9. Asisten Lab. Konversi Energi Listrik FT-USU ( Djaka, Diky, Dhuha,
Bembeng, aspar, zein ) yang secara ikhlas membantu penulis selama proses
pengambilan data.
10. 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.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi
penyemepurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis pribadi dan juga semua pihak
yang membutuhkannya.


Medan, 18 Maret 2014
Penulis

M. Arfan Saputra

iv
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...................................................................................

i

..................................................................................................

iv

DAFTAR ISI ..................................................................................................


v

DAFTAR GAMBAR .....................................................................................

viii

DAFTAR TABEL .........................................................................................

x

ABSTRAK

BAB I

PENDAHULUAN

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

1


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

2

1.3. Tujuan Penulisan ......................................................................................

2

1.4. Manfaat Penulisan ....................................................................................

3

1.5. Batasan Masalah .......................................................................................

3

1.6. Metode Penelitian .....................................................................................

4


1.7. Sistematis Penulisan .................................................................................

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Umum

..................................................................................................

6

2.2. Konstruksi Motor Induksi Tiga Fasa .......................................................

7

2.2.1 Stator ...............................................................................................


7

2.2.2 Rotor ...............................................................................................

8

v
Universitas Sumatera Utara

2.3. Jenis Motor Induksi Tiga Fasa .................................................................

9

2.3.1. Motor Induksi Tiga Fasa Sangkar tupai (Squirrel-cage Motor) ...

9

2.3.2 Motor Induksi Tiga Fasa Rotor belitan (Wound-rotor Motor) .....


10

2.4. Medan Putar .............................................................................................

12

2.4.1 Analisis Secara Vektor .....................................................................

14

2.5. Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa ....................................................

15

2.6. Rangkain Ekivalen Motor Induksi ...........................................................

18

2.7. Torsi Motor Induksi Tiga Fasa .................................................................


23

2.8. Disain Motor Induksi Tiga Fasa ...............................................................

26

2.9. Aliran Daya Pada Motor Induksi .............................................................

27

2.10. Efisiensi Motor Induksi Tiga Fasa .........................................................

30

2.11. Kecepatan Motor Induksi .......................................................................

32

2.12. Jatuh Tegangan .......................................................................................

33

BAB III METODE PENELITAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................................

36

3.2. Metode Pengumpulan Data ......................................................................

36

3.3. Langkah-Langkah Penelitian ...................................................................

37

3.4. Analisa Data ..............................................................................................

38

3.5. Pengujian Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi ..................

40

3.6. Peralatan Yang Digunakan ......................................................................

40

3.7. Percobaan Untuk mendapatkan Parameter-Parameter Motor Induksi
Tiga Fasa ..................................................................................................

41

3.7.1. Percobaan Tahan DC ....................................................................

41

vi
Universitas Sumatera Utara

3.8. Percobaan Analisa Pengaruh Jatuh Tegangan Tehadap Kinerja Motor
Induksi ....................................................................................................

43

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Umum ........................................................................................................

45

4.2. Hasil Penelitian ........................................................................................

45

4.3.Percobaan Untuk Mendapatkan Parameter-Parameter Motor Induksi Tiga Fasa
Rotor Belitan .............................................................................................

46

4.3.1. Percobaan DC ...............................................................................

46

4.4. Pecobaan Analisa Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kineja Motor Induksi
Tiga Fasa ..................................................................................................

48

4.5 Grafik Hasil Pengujian ..............................................................................

54

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan ..............................................................................................

56

5.2. Saran .........................................................................................................

56

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

56

vii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konstruksi Motor Induksi ........................................................

7

Gambar 2.2 Komponen Stator Motor Induksi Tiga Fasa ............................

8

Gambar 2.3 Rotor Sangkar Tupai Beserta Bagian-Bagiannya ....................

9

Gambar 2.4 Motor Induksi Sangkar Tupai ( Squirrel cage-induction Machine )
..................................................................................................

10

Gambar 2.5 Skematik Diagram Motor Induksi Rotor Belitan ....................

11

Gambar 2.6 Rotor belitan ( wound rotor ) ..................................................

11

Gambar 2.7 Motor induksi rotor belitan ( wound-rotor induction machine )
..................................................................................................

12

Gambar 2.8 (a) Diagram phasor fluksi tiga fasa , (b) Arus tiga fasa seimbang
..................................................................................................

13

Gambar 2.9 Medan putar pada motor induksi tiga fasa ..............................

13

Gambar 2.10 Arus fluks yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir dalam suatu
lingkar ......................................................................................

14

Gambar 2.11 Diagram vektor untuk fluks pada keadaan t1, t2, t3, t4 ..............

15

Gambar 2.12 Rangkain ekivalen stator ..........................................................

19

Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen rotor ........................................................

20

Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen rotor yag sudah dipengaruhi slip ............

21

Gambar 2.15 Rangkaian ekivalen per fasa motor induksi ............................

21

viii
Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.16 Rangkaian ekivalen per fasa motor induksi dengan sisi primer
sebagai referensi ......................................................................

22

Gambar 2.17 Rangkaian ekivalen motor induksi dengan mengabaikan Rc ...

23

Gambar 2.18 Rangkaian Thevenin .................................................................

24

Gambar 2.19 Rangkain Theveni Motor Induksi ............................................

24

Gambar 2.20 Kurva Karakteristik Torsi-Kecepatan Pada Mesin Asinkron ..

25

Gambar 2.21 Karakteristik Torsi Dan Kecepatan Motor Induksi Pada Berbagai
Desain ......................................................................................

29

Gambar 2.22 Diagram Aliran Daya Motor Induksi .......................................

30

Gambar 2.23 Efisiensi Pada Motor Induksi ..................................................

31

Gambar 2.24 Efisiensi Motor Beban Sebagian (Sebagai fungsi dari % efisiensi
beban penuh) ..........................................................................

32

Gambar 3.1 Rangkaian percobaan tahanan DC belitan staor.......................

41

Gambar 3.2 Rangkaian percobaan tahanan DC belitan rotor ......................

42

Gambar 3.3 Rangkaian percobaan pengaruh jatuh tegangan ......................

43

Gambar 4.1

Grafik Tegangan Terminal vs Torsi Motor Induksi ...............

54

Gambar 4.2

Grafik Tegangan Terminal vs Efisiensi Motor Induksi ..........

54

Gambar 4.3

Grafik Tegangan Termnial vs Putaran Motor Induksi ............

55

ix
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data hasil percobaan tahanan DC belitan stator ........................... . 46
Tabel 4.2 Data hasil percobaan tahanan DC belitan rotor .............................

47

Tabel 4.3 Data hasil pengujian penurunan tegangan terminal motor induksi pada
kondisi berbeban ...........................................................................

48

Tabel 4.4 Hasil analisis data penurunan tegangan terminal motor induksi pada
keadaan berbeban ..........................................................................

54

x
Universitas Sumatera Utara

Dokumen yang terkait

Analisa Pengaruh Satu Fasa Stator Terbuka Terhadap Torsi Dan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa ( Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU )

5 87 84

Studi Pemakaian Kapasitor Untuk Menjalankan Motor Induksi Tiga Fasa Pada Sistem Satu Fasa (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

0 67 108

Analisis Karakteristik Berbeban Motor Induksi Satu Phasa Kapasitor Start ( Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT – USU )

7 80 72

Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan Dengan Injeksi Tegangan Pada Rotor(Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

4 61 81

Analisis Karakteristik Torsi Dan Putaran Motor Induksi Tiga Fasa Pada Kondisi Operasi Satu Fasa Dengan Penambahan Kapasitor (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

4 103 83

Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

3 25 69

Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

0 0 1

Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

0 0 5

Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

0 0 30

Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

0 0 1