1
PROSEDING TUGAS AKHIR TEKNIK ELEKTRO ITS, ( 2013) 1-6
Penurunan Rating Tegangan pada Belitan Motor Induksi 3 Fasa dengan Metode Rewinding untuk Aplikasi Kendaraan Listrik Muhammad Qahhar, Dedet Candra Riawan dan Dimas Anton Asfani Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected],
[email protected] Abstrak— Kendaraan listrik memiliki kelemahan dalam hal penggunaan motor penggerak, khususnya dilihat dari segi biaya, pemeliharaan dan keamanan dari tegangan listrik. Motor induksi adalah salah satu jenis yang banyak dipilih sebagai motor penggerak kendaraan listrik karena memiliki keandalan, daya tahan yang tinggi serta harga yang lebih murah. Sistem tegangan rendah diterapkan dengan tujuan untuk menghindari bahaya sistem tegangan tinggi, kerumitan isolasi tegangan tinggi serta mengurangi efek dV/dt yang berpengaruh terhadap masa kerja motor dan keandalan sistem serta mengurangi dimensi baterai. Dalam tugas akhir ini diterapkan rewinding pada belitan stator motor induksi 3 fasa untuk mendapatkan rating tegangan baru pada motor induksi 3 fasa 220 V yang diturunkan menjadi 56 V serta dilakukan sejumlah tes untuk mendapatkan perbandingan karakteristik performa motor induksi 3 fasa sebelum dan sesudah rewinding. Hasil simulasi dan eksperimen yang dilakukan pada motor induksi 3 fasa menunjukkan bahwa rewinding yang dilakukan pada motor induksi 3 fasa dalam penelitian ini tidak mengubah rating daya yang dihasilkan oleh motor namun menyebabkan penambahan slip yang cukup besar. Selain itu dari simulasi didapatkan torsi start yang meningkat cukup signifikan dari 1,88 N.m menjadi 4,17 N.m namun dari torsi maksimum tidak mengalami perubahan signifikan hanya meningkat dengan kisaran sebesar 1 N.m, dari 7,32 N.m menjadi 8,19 N.m. Kata Kunci—motor induksi 3 fasa, rewinding, rating tegangan, karakteristik performa, torsi.
K
I. PENDAHULUAN
ENDARAAN listrik hanya membutuhkan pemeliharaan minimal, namun sanggup menghasilkan torsi tinggi pada kecepatan rendah, kokoh, serta menguntungkan pada beberapa hal. Melihat hal tersebut, kendaraan listrik dapat bersaing dengan kendaraan berbahan bakar minyak dalam hal konsumsi energi secara spesifik. Selama ini, jenis yang sering digunakan oleh banyak kendaraan listrik adalah motor DC karena karakteristik kecepatan-torsi nya sesuai dengan kebutuhan daya cengkeram kendaraan dan pengaturan kecepatannya sederhana. Namun, motor DC memiliki kelemahan yaitu memiliki komutator yang membutuhkan pemeliharaan rutin. Dalam beberapa tahun terakhir, motor tanpa komutator lebih sering digunakan karena memiliki keunggulan dibandingkan dengan motor DC. Pengembangan motor induksi terjadi sangat pesat dikarenakan keandalan dan daya tahannya tinggi, serta digabungkan dengan biaya pemeliharaan yang rendah. Oleh karena itu motor induksi adalah salah satu jenis yang banyak dipilih sebagai tipe motor tanpa komutator pada sistem penggerak kendaraan listrik. Sistem tegangan rendah untuk mengendalikan
kendaraan listrik diterapkan dengan tujuan untuk menghindari bahaya sistem tegangan tinggi, kerumitan isolasi tegangan tinggi serta mengurangi efek dV/dt yang berpengaruh terhadap masa kerja motor dan keandalan sistem [1]. Selain itu penurunan rating tegangan pada motor induksi ini dapat mengurangi dimensi baterai yang digunakan menggunakan baterai sebagai sumber listriknya. Dalam Tugas Akhir ini diperhatikan bagaimana kinerja motor induksi yang telah dililit ulang dengan tegangan rating 56 volt dapat mencapai berbagai karakteristik seperti torsi, efisiensi dan daya keluaran yang identik dengan motor induksi awal dengan tegangan rating 220 volt demi memenuhi kebutuhan motor penggerak kendaraan listrik. II. KONSTRUKSI DAN BELITAN MOTOR INDUKSI 3 FASA A. Detail Konstruksi Stator adalah bagian stasioner luar pada motor, yang tersusun oleh: Rangka silindris motor, yang terbuat dari lembaran baja yang dilas, besi tuang atau campuran aluminium tuang. Lintasan magnet, yang tersusun dari kumpulan slot berlaminasi baja yang disebut inti stator yang ditekankan pada ruang silindris di dalam rangka luar. Lintasan magnet tersebut dilaminasi untuk mengurangi arus eddy, mengurangi rugi-rugi dan panas berlebih. Kumpulan belitan elektrik terisolasi, yang ditempatkan dalam slot pada stator terlaminasi. Area penampang pada belitan harus cukup besar sesuai dengan rating daya dari motor. Untuk motor 3 fasa, 3 set belitan dibutuhkan, satu untuk tiap 2 fasa yang terhubung dalam belitan bintang maupun delta. Rotor sangkar tupai terdiri dari kumpulan tembaga atau batang aluminium yang ditempatkan dalam slot yang terhubung ke sisi lingkaran pada tiap ujung rotor. Sehingga konstruksi dari tipe rotor ini ditambah dengan belitannya menyerupai ‘rotor sangkar’. Batang rotor aluminium biasanya ditempatkan dalam slot rotor, dimana konstruksinya akan berbentuk sangat kasar. Walaupun batang rotor aluminium langsung bersinggungan dengan laminasi baja, secara praktisnya semua arus rotor mengalir langsung menuju batang aluminium dan bukan ke laminasinya [2]. B. Detail Desain Untuk mendapatkan detail desain motor induksi 3 fasa dibutuhkan spesifikasi lengkap motor seperti daya keluaran rating, tegangan rating, kecepatan, frekuensi, hubungan
2
PROSEDING TUGAS AKHIR TEKNIK ELEKTRO ITS, ( 2013) 1-6
belitan stator, jenis belitan rotor, kondisi kerja dan lain-lain. Untuk tambahan detail desain, diperlukan juga persamaan desain yang berdasarkan beberapa parameter performa motor seperti rugi besi dan tembaga, arus no-load, faktor daya, kenaikan temperatur dan efisiensi. C. Diagram Belitan Dalam merancang diagram belitan pada motor induksi perlu diperhatikan beberapa elemen yang membangunnya seperti conductor, turn, coil, coil group, winding, pole pitch, dan lain-lain. Terdapat berbagai jenis belitan dalam belitan motor induksi. Berdasarkan jaraknya belitan dibagi jadi dua, yaitu belitan full pitch dan belitan fractional pitch atau belitan chorded. Belitan full pitch adalah jika jarak kumparan untuk belitan sama dengan pole pitch belitan. Belitan fractional pitch adalah ketika jarak belitan kurang dari full pitch atau pole pitch.
Pitch factor dan faktor distribusi belitan biasanya dikombinasikan untuk mempermudah penggunaan dalam faktor belitan tunggal kw. Faktor belitan pada stator diberikan oleh, (2) dan untuk pitch factor kumparan diberikan oleh, (3) Mengaplikasikan persamaaan-persamaan sebelumnya maka didapatkan persamaan emf pada sebuah motor induksi yaitu, (4) Fluks air gap per kutub didapatkan dari persamaan, (5) Frekuensi rating didapatkan dari persamaan, (6) Oleh karena itu lilitan per fasa dapat didapatkan dari persamaan emf, (7) dengan jumlah konduktor per fasa yaitu, (8)
Gambar 1. Belitan full pitch (a) dan Belitan fractional pitch (b)
Berdasarkan jumlah lapisnya belitan dibagi dua, yaitu belitan single layer dan belitan double layer. Belitan single layer yaitu hanya satu sisi kumparan ditempatkan dalam satu slot. Belitan double layer yaitu dua sisi kumparan ditempatkan dalam satu slot. Pada belitan motor induksi, jika jumlah kumparan per kutub per fasa sama dengan keseluruhan kumparan maka belitan tersebut disebut balanced winding atau belitan seimbang. Jika jumlah kumparan per kutub per fasa tidak sama dengan keseluruhan kumparan maka belitan tersebut disebut unbalanced winding atau belitan tak seimbang [3]. Konstruksi belitan stator dalam mesin AC secara nyata sangat rumit. Stator mesin AC normal terdiri dari sejumlah kumparan dalam masing-masing fasa, terdistribusi dalam slot di sekeliling permukaan bagian dalam stator. Pada mesin yang lebih besar, masing-masing kumparan terdiri dari sejumlah lilitan, tiap lilitan terisolasi dari lilitan lainnya dan dari sisi statornya sendiri. Tegangan dalam tiap lilitan tunggal pada kawat ukurannya sangat kecil, dan hanya dengan menempatkan sejumlah lilitan tersebut secara seri maka tegangan dapat dihasilkan. Sejumlah besar lilitan biasanya dibagi dalam beberapa kumparan, dan kumparan tersebut ditempatkan dalam slot pada permukaan stator [4]. Faktor distribusi adalah cara tepat untuk menyederhanakan penurunan dalam tegangan dikarenakan oleh distribusi spasial pada kumparan dalam belitan stator. Untuk belitan dengan n slot per sabuk fasa terpisah γ derajat, faktor distribusi ditunjukkan oleh, ⁄ ⁄
(1)
Area penampang konduktor stator dapat diperkirakan dari arus stator per fasa dan diasumsikan sesuai dengan nilai kerapatan arus untuk belitan stator. Persamaan area penampang konduktor stator yaitu [2], ⁄
(9)
Dimana αs adalah ukuran penampang konduktor stator dengan satuan mm2 dan δs adalah kerapatan arus dalam belitan stator dengan satuan A/mm2. Kemudian pole pitch dalam satuan meter didapatkan, (10) III. MODIFIKASI BELITAN STATOR MOTOR INDUKSI 3 FASA UNTUK PENURUNAN RATING TEGANGAN A. Parameter Motor Induksi 3 Fasa Awal Motor induksi yang digunakan dalam perancangan ini adalah motor induksi 3 fasa jenis rotor sangkar dengan pertimbangan biaya yang lebih murah. Nameplate dan datasheet motor induksi 3 fasa rotor sangkar ini dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Nameplate motor induksi 3 fasa rotor sangkar Parameter Nilai Manufacturer Alliance-Motori Rated Voltage 220/380 V Output Power 1 HP Rated Current 3.6/2.1 A Power Factor 0.76 Rated Speed 1390 rpm Rated Frequency 50 Hz Number of Poles 4 Insulation Class (Is) F Index Protection (IP) 55 Type A-Y3A-80M2-4 B3
3
PROSEDING TUGAS AKHIR TEKNIK ELEKTRO ITS, ( 2013) 1-6
Efficiency Rotor Inertia
Parameter
Nilai 73 % 0,0021 kg.m2
B. Rangkaian Ekivalen Total Motor Induksi Semua nilai hasil tes disimulasikan dengan perangkat lunak dan didapatkan nilai yang identik dengan tes riil. Dari data tes riil berupa tes DC, tes no-load, tes blocked-rotor yang diambil pada motor induksi pada perancangan ini dengan rating 1 HP, 4 kutub, 380/220 V, 50 Hz, Desain A, dengan terhubung bintang dan memiliki arus rating 2,1 A didapatkan: Tabel 2. Parameter rangkaian ekuivalen motor induksi 3 fasa awal Parameter Nilai R1 19,96415 Ω X2 16,052 Ω R2 3,49585 Ω
Rangkaian ekivalen per fasa motor induksi dapat dilihat pada gambar 2.
Dalam persamaan tersebut nilai Bav dipilih 0,35 Wb/m2 sesuai dengan referensi untuk motor dengan diameter inti stator 0,15 meter [5]. Sehingga fluks tiap kutub sesuai persamaan (5) yaitu Jarak slot per kutub per phasa (q) adalah jumlah slot stator dibagi dengan jumlah kutub kali dengan jumlah phasa, dimana (11)
Karena lilitan yang akan digunakan adalah jenis fractional pitch sebesar 5/6 maka untuk pitch factor kumparan sesuai dengan persamaan (3) sebesar
jarak antar grup belitan per slot dalam satuan derajat radian adalah (12)
Gambar 2. Rangkaian ekivalen per fasa motor induksi 3 fasa awal
Dari rangkaian ekivalen tersebut, nilai ekivalen thevenin serta nilai slip dan torsi motor induksi didapatkan: Tabel 3. Nilai ekivalen thevenin, slip, dan torsi Parameter Nilai VTH 202,229 V RTH 17,0223 Ω XTH 16,052 Ω Smax 10,8 % τmax 7,3159 N.m τind 7,12977 N.m τstart 1,87696 N.m
dari hasil-hasil diatas bisa didapatkan jumlah lilitan per fasa yaitu
C. Penentuan Ukuran Konduktor dan Jumlah Lilitan untuk Rewinding Motor Induksi 3 Fasa Untuk menentukan ukuran konduktor dan jumlah lilitan motor induksi 3 fasa dalam perancangan ini perlu diukur terlebih dahulu beberapa parameter yang dibutuhkan yang ditunjukkan pada tabel 5 Tabel 4. Konstruksi motor induksi 3 fasa awal Parameter Tegangan Fasa Rating Arus Rating Jumlah kutub (P) Jumlah slot stator (G) Diameter inti stator (D) Panjang inti stator (L) Diameter konduktor Jumlah lilitan per kutub per fasa
220 V 2,1 A 4 24 11,1 cm 6,8 cm 0,55 mm 125
faktor distribusi ditunjukkan oleh persamaan (1) sehingga didapatkan
Nilai
Jenis belitan pada motor induksi dalam perancangan ini termasuk jenis unbalanced winding, karena dari hasil penghitungan jumlah lilitan per kutub per fasa nya tidak seimbang, pada sebagian kutub ada yang mencapai 128 lilitan namun yang dipilih adalah jumlah belitan yang paling rendah sebesar 125 belitan. Untuk menghitung jumlah lilitan yang diperlukan perlu diketahui pertama kali yaitu pole pitch atau jarak antar kutub yang didapatkan dari persamaan (10) yaitu
Tujuan dalam perancangan ini adalah untuk mengenalkan motor induksi tegangan rendah untuk kendaraan listrik dengan biaya rendah. Solusi yang dilakukan adalah melilit ulang motor induksi 3 phasa dengan tegangan standar 220 V (mesin-A) untuk memenuhi kebutuhan motor induksi baru. Ini akan lebih murah dan sangat membantu untuk memahami dan melakukan studi pada motor tersebut [1]. Tujuan utamanya adalah menurunkan tegangan 220 V pada mesin awal ke tegangan 56 V dengan tetap mempertahankan daya motor orisinal dan karakteristik yang dibutuhkan tidak berubah, dengan persamaan (13) Diberikan:
dan
, maka (14)
Kemudian dari persamaan (10) bisa diketahui: sementara
,
, maka (15)
4
PROSEDING TUGAS AKHIR TEKNIK ELEKTRO ITS, ( 2013) 1-6
dimana (S) adalah total daya, (V) adalah tegangan fasa, (I) adalah arus fasa, ( adalah area penampang konduktor dan (δ) adalah kerapatan arus. Harus diperhatikan bahwa belitan stator mesin-A disusun dari satu kawat dengan diameter 0,55 mm dan berarti jarijari (r) bernilai 0,275 mm sehingga ukuran A sama dengan berdasarkan persamaan (14) dan arus rating mesin-A sebesar 2,1 A, maka didapatkan arus IB sebesar
Dari persamaan (15) dan nilai didapatkan B sebesar
A
2
sebesar 0,23768 mm
sehingga diameter konduktor mesin-B secara teoritis minimal harus memiliki diameter sebesar √ √ karena di pasaran tidak terdapat konduktor dengan ukuran 1,09 mm maka dipilih ukuran konduktor dengan diameter sebesar 1,1 mm. Namun karena faktor metode rewinding yang dilakukan secara manual sehingga konduktor dengan diameter 1,1 mm sulit untuk dilakukan penggulungan ditambah dengan rentang slot pada motor induksi yang digunakan dalam perancangan ini tidak mencukupi sehingga tidak mampu menampung ukuran konduktor dengan diameter 1,1 mm maka digunakan rangkaian paralel untuk mengatasi hal tersebut. Untuk rangkaian paralel konduktor yang setara dengan konduktor 1 x 1,1 mm adalah konduktor 2 x 0,85 mm dan konduktor 3 x 0,64 mm. Namun untuk mengurangi biaya konduktor yang digunakan serta mempermudah penggulungan maka dalam rewinding motor induksi ini dipilih rangkaian paralel 4. Rumus untuk menentukan ukuran dan jumlah rangkaian paralel konduktor sebagai berikut Ukuran konduktor ( ) dibagi sejumlah n paralel Hasilnya dimasukkan dalam persamaan (16) maka diameter konduktor paralel 4 adalah
(18) Karena jumlah lilitan per fasa per kutub TA sebesar 125 belitan maka berdasarkan persamaan (18) jumlah lilitan per fasa per kutub TB sebesar
dan jumlah konduktor per fasa per kutub berdasarkan persamaan (8) yaitu jadi dari hasil penghitungan secara teoritis dan praktis hasilnya sama sejumlah 128 lilitan per fasa. Dari penghitungan untuk mendapatkan motor induksi 3 fasa baru, maka didapatkan parameter baru seperti pada tabel 5. Tabel 5. Konstruksi motor induksi 3 fasa baru Parameter Tegangan Fasa Rating Arus Rating Jumlah kutub (P) Jumlah slot stator (G) (16) Diameter inti stator (D) Panjang inti stator (L) Diameter konduktor Jumlah lilitan per fasa per kutub (TB) Jumlah Konduktor per fasa per kutub (ZB)
Nilai 56 V 8,25 A 4 24 11,1 cm 6,8 cm 4 x 0,55 mm 32 64
IV. PERBANDINGAN KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSI 3 FASA SEBELUM DAN SESUDAH REWINDING Perbandingan karakteristik performa ini dilakukan dengan melakukan pengujian terhadap motor induksi 3 fasa sesudah rewinding untuk mendapatkan rangkaian ekivalennya kemudian melakukan simulasi. Dari rangkaian ekivalen tersebut bisa didapatkan nilai torsi dan slip seperti pada motor induksi 3 fasa awal dan dari simulasi bisa didapatkan kurva karakteristik. A. Rangkaian Ekivalen Total Motor Induksi 3 Fasa Sesudah Rewinding Dari data tes DC, tes no-load dan tes blocked-rotor yang diambil pada motor induksi sesudah rewinding dengan rating 1 HP, 4 kutub, 56V, 50 Hz, Desain A, dengan terhubung bintang dan memiliki arus rating 8,25 A didapatkan rangkaian ekivalen per fasa seperti pada gambar 3 serta parameter dan karakteristik yang didapatkan dari motor induksi 3 fasa baru yang terangkum pada tabel 6.
√ karena di pasaran tidak terdapat konduktor dengan ukuran 0,545 mm maka dipilih ukuran konduktor dengan diameter sebesar 0,55 mm. Jadi motor induksi baru ini menggunakan rangkaian paralel sejumlah 4 dengan ukuran diameter konduktor masing-masing 0,55 mm. Kemudian untuk mempertahankan total ampere turns dari kedua mesin tetap konstan, maka digunakan persamaan (17) sehingga
Gambar 3. Rangkaian ekivalen per fasa motor induksi 3 fasa baru Tabel 6. Parameter rangkaian ekivalen motor induksi 3 fasa baru Parameter Nilai R1 1,0297 Ω X2 1,02 Ω R2 0,4973 Ω X2 1,02 Ω XM 12,3771 Ω VTH 51,584 V RTH 0,879 Ω
5
PROSEDING TUGAS AKHIR TEKNIK ELEKTRO ITS, ( 2013) 1-6 XTH Smax τmax τind τstart
1,02 Ω 22,39 % 8,19257 N.m 5,46542 N.m 4,1716 N.m
B. Tes Pembebanan Motor Induksi 3 Fasa Baru Pada motor induksi sesudah rewinding ini dilakukan tes pembebanan menggunakan beban magnetic powder brake yang diatur dengan brake control rheostat, sedangkan pengukuran kecepatannya dengan cara disambungkan dengan tacho generator. Tes pembebanan ini bertujuan untuk membuktikan nilai karakteristik yang didapatkan ketika melakukan penghitungan secara teoritis berdasarkan rangkaian ekivalen yang didapatkan. Peralatan tes pembebanan dapat dilihat pada gambar 4, sedangkan hasil tes pembebanan dapat dilihat pada tabel 7.
Gambar 6. Karakteristik Power Output vs Kecepatan
C. Perbandingan Karakteristik Performa Motor Perbandingan karakteristik performa ini bertujuan untuk melihat apakah motor induksi 3 fasa baru ini mengalami perubahan karakteristik jika dibandingkan dengan motor induksi 3 fasa awal. Karakteristik dari motor induksi 3 fasa awal dan baru didapatkan melalui pengujian serta simulasi dengan yang ditunjukkan pada gambar 7, 8, 9, dan 10.
Gambar 4. Peralatan tes pembebanan
Pout yang tercatat disini tidak terukur secara spesifik menggunakan alat ukur pada rotor motor induksi 3 fasa pada penelitian ini namun hanya berdasarkan penghitungan rugirugi yang dapat dihitung. Pout juga diasumsikan sama dengan Pconv sehingga torsi load yang didapatkan sama dengan torsi induksi untuk dibandingkan dengan nilai dari grafik hasil simulasi seperti pada gambar 5 dan 6. Tabel 7. Hasil Tes Pembebanan VLN IL cos nm (V) (A) φ (rpm)
wm (rad/s)
Pin (W)
*
Pout (W)
Gambar 7. Perbandingan karakteristik Torsi Induksi vs Kecepatan
*
τload (N.m)
56
4,35
0,23
1440
150,72
168,08
62,43
0,414
55
5
0,6
1400
146,53
495
389,35
3,378
55
5,5
0,68
1375
143,92
617,1
511,45
4,288
54
6
0,74
1360
142,35
719,28
613,63
5,053
54
6,5
0,79
1340
140,25
831,87
726,22
5,931
54
7
0,81
1320
138,16
918,54
812,89
6,648
53
7,5
0,83
1300
136,07
989,77
884,12
7,274
52
8
0,84
1280
133,97
1048,3
942,67
7,825
Gambar 8. Perbandingan karakteristik Power Converted vs Kecepatan
Gambar 9. Perbandingan karakteristik Efisiensi vs Kecepatan
Gambar 5. Karakteristik Torsi Induksi vs Kecepatan
Perbandingan performa antara motor induksi 3 fasa awal dan baru dapat dilihat bahwa karakteristik torsi induksikecepatan motor induksi 3 fasa awal dan baru memiliki
6
PROSEDING TUGAS AKHIR TEKNIK ELEKTRO ITS, ( 2013) 1-6
cukup banyak perbedaan seperti pada torsi start motor induksi 3 fasa baru mencapai dua kali lebih besar dari motor induksi 3 fasa awal, serta torsi maksimum motor induksi 3 fasa baru yang lebih besar dibandingkan dengan motor induksi 3 fasa awal, namun karakteristik kurva keduanya masih identik. Kurva Power Converted yang ditunjukkan pada gambar 8 diasumsikan identik dengan nilai Power Output karena dalam simulasi ini tidak dipertimbangkan rugi gesekan dan belitan dan rugi inti serta tidak memperhitungkan rugi lainlain. Walaupun arus rating dalam motor induksi 3 fasa baru hampir mencapai 4 kali lipat lebih besar dari motor induksi 3 fasa awal karena tegangan rating yang diturunkan namun untuk karakteristik daya sebisa mungkin tidak berubah sesuai dengan persamaan awal untuk tetap mempertahankan daya orisinal motor. Perbandingan motor induksi 3 fasa awal dan baru menunjukkan daya orisinal motor tetap namun terjadi pergeseran kurva yang berarti slip untuk motor induksi 3 fasa baru lebih besar dari slip motor induksi 3 fasa awal. Nilai efisiensi pada gambar 9 menunjukkan nilai efisiensi yang lebih besar dibandingkan dengan datasheet motor ini, karena seperti diketahui bahwa nilai Power Output dianggap sama dengan nilai Power Converted sehingga tidak dipertimbangkan rugi-rugi pada motor. Maka perbandingan daya keluaran dan daya masukan untuk mendapatkan efisiensi bisa didapatkan. Perbandingan performa antara motor induksi 3 fasa awal dan baru dalam hal efisiensi menunjukkan karakteristik yang hampir sama dan tidak terjadi perubahan berarti dengan dilakukannya rewinding. Dalam dunia industri saat ini motor induksi 3 fasa tegangan rendah untuk kendaraan listrik sudah diproduksi secara massal, produk motor induksi 3 fasa tersebut salah satu contohnya adalah buatan dari EVE (Electro Vehicle Europe) yang memproduksi motor induksi 3 fasa 48 volt tipe M0-AC04/4-AS dengan rating daya 4 kW. Motor ini konstruksinya kecil dan ringan, menghasilkan akselerasi bagus serta daya tinggi pada kecepatan tinggi (5000-6000 rpm) yang berfungsi sebagai motor penggerak untuk electric go-karts, electric scooters, quads, golf-carts, dan lain-lain. Perbandingan dengan motor induksi yang telah dibuat dalam penelitian ini dapat dilihat pada tabel 8. Tabel 8. Perbandingan karakteristik motor induksi 3 fasa tegangan rendah Parameter
V. KESIMPULAN/RINGKASAN Dari hasil modifikasi motor induksi 3 fasa serta perbandingan motor induksi 3 fasa awal dan baru, dapat disimpulkan bahwa rewinding yang dilakukan pada motor induksi 3 fasa dalam penelitian ini menyebabkan penambahan slip yang cukup besar pada motor induksi 3 fasa baru tanpa mengubah karakteristik daya dan efisiensi yang dihasilkan oleh motor. Kemudian berbagai tes secara praktis khususnya tes pembebanan menunjukkan secara valid bahwa motor induksi 3 fasa baru (sesudah rewinding) pada penelitian ini dapat diaplikasikan pada kendaraan listrik ditambah dengan keuntungan biaya yang jauh lebih rendah, lebih aman terhadap bahaya tegangan tinggi karena penggunaan tegangan rating yang lebih rendah serta mengurangi dimensi baterai yang digunakan karena sel baterai yang digunakan juga lebih sedikit. Saran untuk pengembangan motor induksi ini bisa dilakukan dengan melihat nilai dari resistansi dan induktansi belitan sebaiknya dipertimbangkan ulang untuk mendapatkan efisiensi yang lebih baik dan performansi yang optimal. Kemudian penentuan jenis motor induksi 3 fasa konvensional untuk rewinding nantinya sebaiknya dipertimbangkan untuk menggunakan tipe motor induksi yang lebih sesuai karakteristiknya dengan motor induksi untuk kendaraan listrik. Dan pengembangan sistem kontroler berupa konverter dan inverter sebaiknya segera diteliti agar motor indukssi 3 fasa sesudah rewinding ini bisa segera diaplikasikan pada sistem penggerak kendaraan listrik. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terimakasih kepada bapak Dedet Candra Riawan dan bapak Dimas Anton Asfani selaku dosen pembimbing tugas akhir ini, serta teman-teman satu perjuangan lab Konversi Energi yang setia bahu-membahu untuk saling bekerja sama dalam pengerjaan tugas akhir. Tidak lupa juga penulis ucapkan terimakasih kepada orangtua yang selalu memberikan kepercayaannya dan juga ‘hippo’ yang selalu menemani serta pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu. DAFTAR PUSTAKA [1]
Motor Induksi 3 Fasa Tegangan Rendah A
Manufacturer
Alliance-Motori
Rated battery voltage
72 VDC
B Electro Vehicle Europe 48 VDC
Rated power (1h)
0,75 kW
4 kW
Peak Power (60 s)
1 kW
6 kW
Peak torque (60 s)
8,2 N.m
30 N.m
Rated current (1 h)
8,25 A
120 A
Rated frequency
50 Hz
100 Hz
Rated speed
1270 rpm
2900 rpm
Weight
5 kg
21 kg
IP protection class
IP 55
Estimated Total Cost
Rp 1.300.000,-
IP 66 € 500.00 / Rp 6.300.000,-
[2] [3] [4] [5]
Aglan, Tarek Samir dan Ashour, Hamdy Ahmed, “Reduced Voltage Combined AC Motor and Drive System for Safe Electric Vehicle”, First International Conference on Renewable Energies and Vehicular Technology, pp. 199 - 206, 2012. VTU Learning, “Design of Induction Motor”, Unit 6. VTU Learning, “Computer Aided Electrical Drawing (CAED)”, Unit 1. Chapman, Stephen J., “Electric Machinery Fundamentals, Fourth Edition”, Ch. 7 dan Appendix B. M. G. Say, “Performance and design of AC machines”, Pitman, London, 1970.
