PERENCANAAN DAN PENGUJIAN KUMPARAN MOTOR INDUKSI TIGA PHASA. Marthen Paloboran Pendidikan Teknik Otomotif FT-Universitas Negeri Makassar

Marthen Paloboran, Perencanaan dan Pengujian Kumparan Motor Induksi Tiga Phasa

PERENCANAAN DAN PENGUJIAN KUMPARAN MOTOR INDUKSI TIGA PHASA Marthen Paloboran Pendidikan Teknik Otomotif FT-Universitas Negeri Makassar Jl. Dg Tata Raya-Kampus UNM Parangtambung Makassar Telp/HP: (0411)-864935/081316922016-085343630563, Fax: (0411)-861507 email: [email protected]

ABSTRAK Motor induksi adalah salah satu jenis motor listrik yang paling luas pemanfaatannya baik di industri-industri besar, sedang maupun yang berskala kecil bahkan banyak digunakan untuk menggerakkan alat-alat bantu peralatan rumah tangga. Sebagai penggerak mula (prime over) motor induksi pada pengoperasiannya sering melayani beban yang bervariasi sehingga tidak jarang mengalami kerusakan yang diakibatkan oleh ketidakstabilan beban, arus dan tegangan berlebih. Perputaran motor pada mesin arus bolak balik yang biasa juga disebut dengan motor asinkron ditimbulkan oleh adanya medan putar (fluks yang berputar) yang dihasilkan dalam kumparan statornya setelah kumparan stator dihubungkan dengan sumber tegangan satu ataupun tiga phasa. Konstruksi motor asinkron terdiri dari dua bagian utama yaitu, stator dan rotor yang keduanya membentuk rangkaian magnetik berbentuk selinder yang simetris dan diantara rotor dan stator terdapat celah udara. Jenis rotor yang digunakan pada perencanaan ini adalah rotor sangkar sehingga hanya pada stator saja akan diberi kumparan. Dimensi dari kawat penghantar yang akan digunakan sebagai belitan pada motor induksi direncanakan berdasarkan daya output dan putaran motor induksi yang dikehendaki. Pada penelitian ini digunakan motor induksi tiga phasa yang dirancang dapat beroperasi pada tegangan kerja 380/220 volt, daya mekanis 750 watt dan putaran 1500 rpm. Kata kunci: Motor induksi, Kumparan, Rotor sangkar, Motor asinkron

Pertumbuhan tenaga kelistrikan tidak terlepas dari perkembangan yang terjadi pada perangkat-perangkat bahannya yang menyebabkan dunia industri sebagai salah satu objek yang banyak merasakan dampaknya dapat meningkatkan effisiensi produksinya agar mampu melayani tuntutan masyarakat yang semakin meningkat. Perangkat kelistrikan yang dimaksud dan hampir dapat dijumpai disemua industri adalah mesin-mesin listrik jenis motor induksi yang merupakan salah satu komponen pokok kegiatan suatu industri. Kebutuhan akan pemanfaatan motor induksi tidak saja dirasakan dalam industri, akan tetapi di rumah-rumah tangga penggunaan motor induksi satu phasa sudah banyak dijumpai untuk menggerakkan beberapa peralatan rumah tangga, seperti mixer, pompa air, dan lain-lain. Mengingat fungsinya yang sangat vital sebagai penggerak mula yang konsekwensinya

harus mampu melayani beban yang bervariasi, sehingga tidak sedikit pula masalah yang ditimbulkan dari penggunaan motor induksi tersebut, seperti kerusakan elektrik dan mekanik yang umumnya ditimbulkan karena kesalahan dalam penggunaan dan pengoperasiannya. Kerusakan yang umum dijumpai pada motor induksi adalah kerusakan elektrik yang diakibatkan oleh beberapa faktor yaitu : arus lebih, tegangan lebih, dan beban lebih yang umumnya akan mengakibatkan kerusakan pada belitan motor induksi. Jika ini terjadi, sebaiknya dilakukan perbaikan dan penggantian belian motor tersebut sehingga biaya yang dikeluarkan untuk pengadaan motor induksi terjadi lebih berkurang. Memasang ulang belitan stator motor induksi yang telah mengalami kerusakan sekarang ini umum dikerjakan oleh para teknisi ataupun tukang reparasi hanya didasarkan pada

MEDIA ELEKTRIK, Volume 5, Nomor 2, Desember 2010

data-data yang ada pada belitan sebelumnya seperti panjang dan diameter kawat penghantar. Akan tetapi panjang dan diameter kawat penghantar, jumlah kawat penghantar per alur dan sebagainya dapat ditentukan disesuaikan dengan data-data keluaran berupa frekwensi kerja, daya mekanis, tegangan kerja, putaran motor, arus yang direncanakan dari sebuah motor induksi.

2. Konstruksi Rotor Konstruksi rotor motor induksi rotor sangkar adalah konstruksi dari inti berlapis dengan konduktor yang dipasang paralel terhadap poros. Bahannya sama dengan bahan inti pada stator.

KONSEP DASAR MOTOR INDUKSI 1. Prinsip Kerja Motor Induksi Pada motor induksi, rotor tidak mempunyai hubungan langsung dengan sumber tegangan, arus rotor merupakan arus induksi. Jika kumparan stator dihubungkan dengan sumber tegangan tiga phasa, akan dibangkitkan medan magnet putar yang berputar dengan kecepatan sinkron yaitu :

ns 

120f 1 P

dimana : f1 = P =

.........................(1)

Gambar. 1 Konstruksi rotor sangkar motor induksi 3. Poros dan Bantalan Poros dan bantalan pada motor induksi harus dikonstruksi secara kuat dan kokoh untuk menghindari pergeseran yang sekecil apapun pada saat motor beroperasi. Jenis bantalan yang digunakan pada perencanaan ini adalah jenis bantalan bola tertutup, seperti pada gambar dibawah ini :

Frekuensi sumber (Hz) 2p = Jumlah kutup

Pada saat medan magnet melewati batang konduktor pada rotor, maka dalam konduktor tersebut akan diinduksikan gaya gerak listrik. Karena rangkaian rotor adalah rangkaian tertutup maka gaya gerak listrik tersebut akan mengalir melalui cincin yang mengikat batang konduktor tersebut, sehingga dalam batang konduktor akan timbul suatu gaya. Jika gaya yang dihasilkan menimbulkan kopel mula yang cukup besar untuk memikul kopel beban, maka rotor akan berputar searah jarum jam atau searah dengan perputaran medan magnet stator. 2. Konstruksi Motor Induksi a. Konstruksi Stator Stator pada motor induksi umumnya sama dengan stator pada mesin serempak yang mempunyai laminasi stator yang terbuat dari lempengan baja dicampur dengan silikon. Laminasi stator tersebut terdiri dari beberapa bagian yang bersegmen dan hampir sama dengan segmen-segmen pada transformator. Stator motor induksi terdiri dari; (a) Rumah stator (b) Inti stator, (c) Alur dan gigi stator.

Gambar. 2 Bantalan bola tertutup rotor induksi 4. Slip Pada Motor Induksi Dengan mengubah-ubah kecepatan motor induksi akan mengakibatkan berubahnya harga slip dari 0 sampai 100 persen. Slip berharga 100 % pada saat motor berputar dan berharga 0 pada saat motor diam, dituliskan dalam persamaan : n x nr s s x 100% ....................(2a) ns dimana : nr = Putaran rotor (rpm) Sehingga frekuensi rotor dapat dituliskan dalam persamaan: f2 



P n s x nr 120

 atau, f

2

 s f1

Hz 

(2b)


5. Gaya Gerak Listrik dan Fluks Pada Stator Motor Induksi. Fluks yang dibangkitkan dalam kumparan stator motor induksi ditentukan dengan persamaan :   B av x  x L (weber) .................(3) dimana : Bav = Kerapatan fluks kumparan (wb/m2). Untuk motor induksi tiga phasa dengan frekwensi 50 Hz, harga Bav = 0,3-0,6 wb/m2.  = kisar kutub L = Panjang inti stator (cm) Jika rotor diam, fluks yang mengalir pada rotor mempunyai kecepatan yang sama dengan fluks yang mengalir pada stator, sehingga frekwensi dari ggl rotor sama dengan frekuensi sumber (f1 ). Besarnya tegangan induksi rotor dapat dihitung dengan persamaan : E o  4,44 f1 k W Tr  x 10

8

volt

8

rotor berputar (volt) = Jumlah kumparan stator

Agar fluks magnetik yang dibangkitkan bersama (ggl imbas) tetap konstan setiap arus rotor harus diimbangi oleh arus yang sama besarnya dari sisi statornya akan tetapi dalam arah yang berlawanan atau I1  -I2 E. Kopel Dan Daya Motor Induksi Gambar (3) memperlihatkan diagram sankey perubahan energi listrik menjadi energi mekanik, maka dengan mudah kita dapat menghitung beberapa parameter daya dan kopel motor induksi dengan menggunakan persamaan: a) Daya input stator (Pin)

Pin  3 Vp Ip cos 

……… (6)

dimana : Vp = Tegangan per phasa stator (volt) Ip = Arus per phasa pada stator (ampere)

.......(4a)

Karena Er = sEo maka, Er  4,44 s f1 k W Tr  x 10

Ts

volt

........(4b)

b) Rugi-Rugi Daya Pada Stator Rugi-rugi daya yang dapat terjadi selama pengoperasian motor induksi adalah sebagai berikut

Dimana : Eo = Tegangan induksi rotor pada saat rotor dalam keadaan diam (volt) Tr = Jumlah kumparan rotor Er = Tegangan induksi rotor pada saat rotor berputar (volt) KW = Konstanta kumparan = kd x kp Apabila sumber tegangan V1 dihubungkan dengan lilitan stator, maka pada stator akan timbul tegangan induksi E1 yang diinduksikan oleh fluks pada medan magnet stator yang juga menimbulkan tegangan induksi Eo pada sisi rotor, sehingga E1 = Eo , pada saat rotor diam dan sE1 = sEo , pada saat rotor berputar Dengan demikian tegangan induksi pada kumparan stator dapat dihitung dengan persamaan: E1  4,44 f1 k W Ts  x 10

8

volt 

…(5a)

dan, Es = s E1

volt

………..(5b)

dimana : E1 = Tegangan induksi stator pada saat rotor diam (volt) Es = Tegangan induksi stator pada saat

Gambar 3. Diagram Sankey perubahan energi listrik menjadi energi mekanik motor induksi  Rugi inti besi (Pb), Diakibatkan karena adanya fluks bocor pada stator dan dapat dihitung dengan persamaan : Pb = E1 x IL Watt

........ (7)

dimana : IL = Arus line pada sumber (ampere)  Rugi tembaga stator (Pcu) Rugi-rugi tembaga pada stator adalah merupakan kerugian daya berupa panas yang dihasilkan pada saat motor dioperasikan, dan dapat dihitung dengan persamaan :


Pcu  I p  R 2

Watt  fasa  

.....(8a)

Dimana : R = Resistansi kawat penghantar (ohm) Ip = Arus per phasa pada stator (ampere) Kenaikan temperatur selama motor beroperasi akan mengakibatkan kenaikan resistansi kawat penghantar pada kumparan stator. Resistansi kawat penghantar pada temperatur tertentu dapat dihitung dengan persamaan :

R t  Ro  1   o t  t o 

.....(8b)

Dimana : Rt = Resistansi kawat penghantar pada temperatur akhir(ohm) Ro = Resistansi kawat penghantar pada temperatur awal (ohm) to = Temperatur awal (oC) t1 = Temperatur akhir (oC)

Jika motor induksi dioperasikan tanpa beban effesiensinya dihitung dengan persamaan: 

Pm x 100% Pin

..........(13a)

Dimana : Pm = Daya mekanis/daya output rotor (watt). PL = Daya beban (watt) F. Kumparan Stator Lapisan Tunggal (SingleLayer) Motor Induksi Tiga Phasa. Kumparan stator lapisan tunggal motor induksi adalah kumparan yang ditempatkan dalam setiap alur stator yang terdiri dari satu lapis kumparan. Jenis kumparan lapisan tunggal dibagi menjadi dua, yaitu; kumparan lapisan tunggal tipe konsentrik (memusat) dan kumparan lapisan tunggal tipe equalspan (terdistribusi). Pada penelitian ini digunakan kumparan lapisan tunggal tipe konsentrik.

c) Daya output stator (Pout )

Pout  Pin Pcu  Pb  watt 

…….(9)

d) Daya input rotor (P2)

P2  Pin

watt

e) Rugi tembaga rotor (Pcu’) Pcu'  s x P2 watt

…….(10)

…… (11)

f) Torsi motor induksi (T) Daya output pada rotor tidak semuanya diubah menjadi daya mekanik, akan tetapi sebagian menghasilkan rugi gesek dan rugi angin serta torsi motor induksi. Torsi motor induksi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : Pm ........(12a) T N.m n 2 r 60

Gambar 4. Bentangan kumparan konsentrik motor induksi tiga phasa 36 alur 4 kutub

atau: T

Pm N.m 2 ns 1 - s 

..........(12b)

g) Effesiensi motor induksi Jika motor induksi dioperasikan pada keadaan berbeban effesiensinya dihitung dengan persamaan : P   L x 100% ...........(13) Pin

Gambar 5. Diagram lingkaran kumparan motor induksi tiga phasa 36 alur 4 kutub


Ada dua cara menggambar kumparan konsentrik yaitu, bentangan kumparan konsentrik (gambar 4) dan diagram lingkaran kumparan konsentrik (gambar 5). Sesuai dengan standarisasi USSR, ujung awal dan akhir dari kawat kumparan konsentrik tiga phasa (gambar 4) diberikan penandaan sebagai berikut : C1 – kawat awal kumparan phasa pertama dan C4 – kawat akhir kumparan phasa pertama C2 – kawat awal kumparan phasa kedua dan C5 – kawat akhir kumparan phasa kedua C3 – kawat awal kumparan phasa ketiga dan C6- kawat akhir kumparan phasa ketiga Penandaan lain yang biasa digunakan pada kumparan stator motor induksi adalah ; U,V,W sebagai ujung awal kawat kumparan dari setiap phasa, dan X,Y,Z sebagai ujung akhir dari kawat kumparan setiap phasa. Kisar kumparan adalah perbandingan antara jumlah alur stator dengan jumlah kutup yang dibentuk pada kumparan tersebut, dituliskan dengan persamaan: z Yz  1 ................ (14) 2p Dimana: Yz = kisar kumparan (kisar kumparan) z = jumlah alur stator sehingga dari gambar (4) kisar kumparan tersebut adalah: Yz 

z 36 1  1  10 2p 4

z 2pm

Untuk menentukan alur-alur yang akan ditempati kumparan phasa berikutnya, kita perlu memahami tentang konsep derajat kelistrikan, dalam hal ini stator yang berbentuk lingkaran secara geometrik mempunyai derajat kelistrikan sebesar 3600 sehingga jika dalam stator tersebut dibentuk sebuah kumparan tiga phasa maka perbedaan phasanya adalah 1200 listrik. Jika kumparan stator terdiri dari dua kutub, maka besarnya derajat listrik pada lingkaran stator sama dengan 3600 , akan tetapi jika kumparan stator terdiri dari 4 kutub derajat kelistrikan dalam lingkaran stator tidak lagi sama dengan 3600 melainkan 7200, dengan anggapan bahwa putaran fluks yang melintasi setiap pasang kutub akan membentuk 7200 listrik, sehingga secara umum dapat dituliskan persamaan derajat kelistrikan (Ls°) dalam lingkaran stator, yaitu: Ls° = 360 x p

Harga-harga lain yang perlu diketahui dalam melilit kumparan motor induksi adalah jumlah alur per kutub per phasa (q), dihitung dengan persamaan :

q

konsentrik pada stator. Kutub-kutub yang dibentuk dari kumparan tersebut adalah kutub utara dan kutub selatan. Sehingga dari sini kita dapat menentukan hubungan antara kelompok kumparan (k) dan jumlah kutub dalam kumparan stator, secara matematis dituliskan dalam persamaan : 2k 2p  atau k= 3p ...... (17) 3 dimana : p = jumlah pasang kutub kumparan (kumparan)

.......... (16)

dimana : m = jumlah phasa Untuk kumparan yang diberikan dalam gambar (4) harga q = 3. Nilai q bisa pula diartikan sebagai jumlah penghantar yang dihubungkan seri dalam satu kelompok kumparan. Stator dari mesin asinkron tiga phasa tidak mempunyai kutup salient seperti pada mesin dc, akan tetapi terdiri dari beberapa buah kutub yang terbentuk dari kelompok- kelompok kumparan

.............(18)

Pada penelitian ini didesain dengan jumlah kutup (2p) = 4, sehingga derajat kelistrikannya adalah 720o. Dengan mengetahui harga Ls ° memudahkan kita untuk menentukan besarnya derajat kelistrikan pada dua alur yang berdekatan dalam stator, yaitu: Ao 

360p z

.........(19)

sehingga harga Ao untuk gambar (5) adalah: 20o listrik. Dengan demikian ujung kawat awal untuk phasa yang kedua kelompok kumparan yang pertama berjarak 1200 listrik dari kelompok kumparan pertama phasa yang pertama, sehingga selisi antara alur phasa pertama dan phasa kedua adalah: 1200/200 = 6 alur, demikian halnya untuk phasa yang ketiga akan berjarak 6 alur dari kawat awal kelompok belitan pertama untuk phasa yang kedua.


G. Hubungan Phasa Untuk Kumparan Tiga Phasa Ada dua cara yang umum digunakan untuk menghubungkan kumparan tiga phasa, yaitu; hubungan bintang (wye) seperti pada gambar (7), dan hubungan segitiga (delta) pada gambar (8). Tegangan per phasa pada hubungan bintang dituliskan dengan persamaan: V Vp  1 volt dan Ip  I1 3 c1



c

1

c2



c3



c 4 c5  c6 c 3

H. Konstanta Dan Faktor kumparan Untuk menentukan besarnya harga konstanta kumparan dari sebuah kumparan yang direncanakan diperlukan dua faktor kumparan yaitu; faktor distribusi kumparan (kd) dan faktor kisar kumparan (kp). 1.

Faktor Distribusi Kumparan Untuk mendapatkan nilai faktor distribusi kumparan untuk kumparan tiga phasa yang didistribusikan dalam dua alur per kutub per phasa adalah dengan menggambarkan diagram fasor EM dan EN seperti pada gambar (9). Resultan gaya gerak listrik ER digambarkan dengan sebuah garis hubung AC pada lingkaran. Dari gambar (9) dapat diketahui : ER = 2 AO sin 300 dan EM = EN = 2 AO sin 150

 c

c 2

4



c5



c6

sehingga faktor distribusi kumparan tersebut adalah : =

Gambar 7. Hubungan Bintang Dari Kumparan Tiga Phasa

c1



c4 c 2

cc5

6 c

c2 

u

v

x 

y  c5

c4

c3  w

z c6



2

=

2 2 2

kumparan

dari

30 15

sin 30o  0,966 2 x sin 15o

Secara umum dapat dinyatakan bahwa, jika : q = Jumlah alur per kutub per phasa a = Perbedaan phasa antara ggl yang diinduksikan dalam konduktor AO = Jari-jari lingkaran sebagai batas dari garis-garis fasor

3

Gambar 8. Hubungan Segitiga Dari Kumparan Tiga Phasa

=

=

.

........ (20)

Dimana : C1 = kawat awal belitan phasa 1 C2 = kawat awal belitan phasa 2 c1 C3 = kawat awal belitan phasa 3 C4 = kawat akhir belitan phasa 1 C5 = kawat akhir belitan phasa 2 C6 = kawat akhir belitan phasa 3 Untuk kumparan yang menggunakan hubungan kumparan segitiga seperti pada gambar (8) tegangan dan arus per phasanya adalah: =

dan

=

√

Dari hubungan persamaan di atas terlihat bahwa perbandingan antara arus per phasa hubungan segitiga dan hubungan bintang adalah 3 : 1

Gambar 9. Diagram fasor dari faktor distribusi kumparan 2. Faktor Kisar Kumparan Faktor kisar (k p ) kumparan tiga phasa dapat dihitung dengan persamaan :


kp 

ER cos 180o  2 EM q'

.....(21)

dimana : q' = Jumlah alur per kutub Dengan demikian konstanta kumparan adalah kw = k p x kd

.........(22)

J. Perencanaan Dimensi Kumparan Stator Motor Induksi Tiga Phasa Variabel-variabel yang perlu dihitung dalam perencanaan kumparan motor induksi tiga phasa adalah : 1. Jumlah kumparan stator per phasa pada motor induksi dapat dihitung dengan persamaan:

Ts 

Vp 4,44 f  k w

.......... (23)

2. Penghantar Pada Stator  Arus per phasa pada kawat penghantar stator dihitung dengan persamaan :

Ip 

Pin Ampere 3 Vp

........... (24)

 Luas Penampang Kawat Penghantar Ip as  ............... (25) s Dimana :  s = Rapat arus penghantar (Ampere/mm2) Untuk motor induksi 3 phasa = 3-5 Amp/mm2  Diameter Kawat Penghantar, 4 x as ds  mm   Panjang Kawat Penghantar, L s  2L  2,3  24 ( cm )

Ukuran-ukuran utama stator yang diperlukan dalam perencanaan motor induksi tiga phasa meliputi; 1. Diameter dalam inti stator (D) 2. Panjang inti stator (L) 3. Kisar kutub Untuk merencanakan motor induksi dengan faktor kerja dan daya guna yang lebih baik diambil perbandingan panjang inti stator dan kisar kutub = 1, atau :

L 1 

atau



D P

DATA AWAL PERENCANAAN Data awal perencanaan yang dibutuhkan dalam merencanakan dimensi kawat penghantar pada stator merupakan data statis dan data keluaran yang dikehendaki pada perencanaan, meliputi: 1. Tegangan Kerja Motor (V1) = 380/220 Volt 2. Frekwensi sumber (f1) = 50 Hz 3. Daya Mekanis (P m) = 750 watt 4. Jenis hubungan belitan = Y/ 5. Jumlah alur stator = 36 alur 6. Jumlah kutub belitan = 4 kutub 7. Diameter dalam inti stator (D)= 84mm 8. Panjang inti stator (L) = 74mm 9. Kisar kutub () = D/P

HASIL PERHITUNGAN PERENCANAAN Dari data awal perencanaan selanjutnya dengan menggunakan persamaan yang ada dilakukan perhitungan untuk variabel-variabel lain dalam perencanaan, yaitu: 1. Lebar kisar belitan, YZ = 10 alur 2. Julah alur/kutup.phasa, q = 3 alur 3. Jumlah kelompok belitan, k= 3 4. Sudut 2 alur berdekatan, A0 = 200 5. Faktor distribusi belitan, kd =0,96 6. Faktor kisar belitan, kP = 0,94 7. Konstanta belitan, kW = 0,90 8. Putaran stator, nS = 1500 rpm 9. Daya input stator, Pin = 1,316 kVA 10. Lebar kisar kutub,  = 6,4 cm 11. Fluks pada stator,  = 0,0021Weber 12. Jumlah belitan stator/phasa, TS = 524 13. Jml belitan stator total, TS = 1572 14. Jml kawat penghantar/alur, Sr = 44 bar 15. Luas penampang kawat, AS = 0,5mm2 16. Diameter kawat, dS = 0,8mm 17. Panjang rata-rata kawat, LS = 53cm 18. Panjang kawat total = 41976cm

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA DATA Dari hasil pengujian motor induksi tiga phasa diperoleh data-data sebagai berikut:


Tabel 1. Pengujian Arus Start dan Pengukuran Resistensi kawat penghantar No

Hub. Belitan

I (A)

R (ohm), pada 200C

1

Segitiga

-

15

2

Bintang

1,04

10

Tabel 2: Pengujian beban nol untuk belitan hubungan segitiga

No.

VP = VL

Nr

P, 1

IP

Phasa

Temp 0

(volt)

(rpm)

(A)

1

15

575

0,24

3,25

20

2

20

1388

0,30

5,25

20

3

40

1483

0,34

10,00

21

4

60

1493

0.44

17,5

23

5

80

1495

0.52

27

24

6

100

1498

0,64

40

25

7

120

1498

0,76

54

26

8

140

1498

0,86

70

29

9

160

1498

0,98

97,5

29

10

180

1498

1,00

122,5

32

11

200

1498

1,24

147,5

34

12

220

1498

1,38

185

37

(Watt)

( C)

Tabel 3: Pengujian beban nol untuk belitan hubungan bintang P, 1

VL

VP

Nr

IP

(volt)

(volt)

(rpm)

(A)

1

27

14

404

0,15

1,5

22

2

45

24

958

0,19

3

22

3

90

49

1489

0,24

5

24

4

180

103

1496

0,39

10

25

5

240

136

1498

0,51

15

27

6

270

154

1498

0,57

17,5

27

7

300

168

1498

0,63

20

29

8

330

185

1498

0,69

22,5

30

9

360

204

1498

0,77

25

33

10

360

213

1498

0,79

27,5

35

11

380

217

1498

0,81

28,5

38

No

Phasa (Watt)

Temp (0C)

Tabel 4: Pengujian hubung singkat untuk belitan hubungan bintang P, 1

VP

VL

IP

(volt)

(volt)

(A)

1

15

27

0,32

2

18

32

3

21

37

4

25

5

No.

Phasa (Watt)

Temp (0C)

3,57

25

0,43

5,5

26

0,5

7,75

27

45

0,61

11,5

27

28

48

0,68

14

29

6

31

54

0,86

18,75

31

7

35

60

0,90

22,5

34

8

38

60

1,00

28

38

9

44

76

1,20

37,5

42

Tabel 5: Pengujian berbeban pada VL = 380 Volt Nr

IP

P, 1 

V1

I1

Temp

(rpm)

(A)

(Watt)

(volt)

(A)

(0C)

1

1480

0,9

75

135

-

27

2

1473

0,93

95

135

0,34

30

3

1466

0,98

110

134

0,64

36

4

1460

1,01

123

132

0,88

41

5

1452

1,06

138

131

1,17

44

6

1445

1,12

155

131

1,46

50

7

1438

1,18

170

131

1,74

57

8

1428

1,26

190

131

2,00

64

9

1403

1,56

208

131

3,00

66

No.

8


Tabel 6: Hasil analisa data pengujian hubung singkat pada E1 = 6,6 x 10-6 volt No.

I1 (A)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0,55 0,74 0,87 1,06 1,18 1,49 1,55 1,73 2,00

106 Pb (watt) 3,63 4,88 5,74 7,00 7,79 9,83 10,23 11,42 13,73

R (ohm)

Pcu (watt)

Pin (watt)

Pout (watt)

P2 rotor

Cos 

 (%)

10,19 10,23 10,27 10,27 10,34 10,42 10,53 10,68 10,84

3,13 5,67 7,70 11,46 14,35 23,12 25,59 32,05 46,81

11,25 16,50 23,25 34,50 42 56,25 67,5 84 112,5

8,12 10,83 15,55 23,04 27,65 33,13 41,91 51,95 65,69

8,12 10,83 15,55 23,04 27,65 33,13 41,91 51,95 65,69

0,78 0,71 0,72 0,75 0,74 0,70 0,71 0,74 0,71

72 66 67 67 66 59 62 62 58

Tabel 7: Hasil analisa data pengujian berbeban pada E1 = 6,6 x 10-6 volt No

n r, rpm

S, %

106 ES , V

I1, A

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1480 1473 1466 1460 1452 1445 1438 1428 1403

1,33 1,80 2,27 2,67 3,20 3,67 4,13 4,80 6,47

8,78 11,88 14,98 17,62 21,12 24,22 27,26 31,68 42,70

1,56 1,59 1,70 1,75 1,84 1,94 2,04 2,18 2,26

106 Pb , watt 10,30 10,49 11,22 11,53 12,14 12,80 13,46 14,39 17,80

R, ohm

PCU, watt

Pin, Watt

Pout, Watt

P2, Watt

PCU’ watt

Pm, watt

Pe , watt

10,27 10,38 10,61 10,80 10,91 11,14 11,41 11,67 11,75

24,95 26,36 30,56 33,05 36,78 41,92 47,65 55,59 85,79

225 285 330 369 414 465 510 570 624

200,5 258,64 299,44 335,95 377,22 423,08 462,35 514,41 528,22

200,5 258,64 299,44 335,95 377,22 423,08 462,35 514,41 528,22

2,66 4,66 6,80 8,97 12,07 15,53 19,10 24,69 34,98

196,83 254,52 293,22 327,19 364,93 407,05 442,73 489 563,24

45,9 85,76 116,2 153,3 191,3 227,9 262 393

Tor si, N.m 1,27 1,65 1,91 2,14 2,40 2,69 2,94 3,27 3,43

Cos 

, %

0,38 0,47 0,51 0,53 0,59 0,63 0,65 0,69 0,61

16 26 31 37 41 45 46 63

: Hasil analisa data pengujian beban nol pada E1 = 6,6 x 10-6 volt pada belitan hubung segitiga

Tabel 8 No

n r, rpm

S, %

106 ES, V

I1 , A

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

575 1388 1483 1493 1494 1498 1498 1498 1498 1498 1498 1498

61,67 7,47 1,13 0,47 0,33 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13

4,07 0,49 0,075 0,031 0,022 0,009 0,009 0,009 0,009 0,009 0,009 0,009

0,42 0,51 0,60 0,75 0,90 1,11 1,32 1,49 1,70 1,73 2,15 2,39

106 Pb, watt 2,77 3,37 3,96 4,95 5,94 7,33 8,71 9,84 11,22 11,42 14,18 15,78

R, ohm

PCU, watt

Pin , Watt

Pout, Watt

P2 , Watt

PCU’ watt

Pm, watt

15,0 15,0 15,06 15,17 15,23 15,29 15,34 15,51 15,51 15,68 15,80 15,97

2,59 4,05 5,22 8,81 12,35 18,79 26,58 34,41 44,69 47,04 72,88 91,24

9,75 15,75 30,0 52,5 81,0 120 162 210 292,5 367,5 442,5 555

7,16 11,70 24,78 43,69 68,65 101,2 135,4 175,6 247,8 320,5 369,6 463,8

7,16 11,70 24,78 43,69 68,65 101,2 135,4 175,6 247,8 320,5 369,6 463,8

4,42 0,87 0,28 0,21 0,23 0,13 0,18 0,23 0,32 0,42 0,48 0,60

2,74 10,83 2,50 43,48 68,42 101,1 135,2 175,4 247,5 320,0 369,2 463,2

Tor si, N.m 0,05 0,07 0,16 0,28 0,44 0,64 0,86 1,12 1,58 2,04 2,35 2,95

Cos 

, %

0,90 0,88 0,74 0,66 0,65 0,63 0,59 0,58 0,62 0,68 0,59 0,61

28,10 68,76 81,67 82,82 84,47 84,24 83,48 83.50 84,61 87,08 83,42 83,45

Tabel 9. Hasil analisa data pengujian beban nol pada E1 = 6,6 x 10-6 volt pada belitan hubung bintang No

n r, rpm

S, %

106 ES, V

I1, A

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

404 958 1489 1496 1498 1498 1498 1498 1498 1498 1498

73,03 36,13 0,73 0,27 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13

4,82 2,38 0,05 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

0,26 0,33 0,42 0,68 0,88 0,99 1,09 1,20 1,33 1,37 2,40

106 P b, watt 1,72 2,18 2,77 4,49 5,81 6,53 7,19 7,92 8,78 9,04 9,24

R, ohm

PCU, watt

Pin, Watt

Pout, Watt

P2, Watt

PCU’ watt

P m, watt

10,08 10,08 10,15 10,19 10,27 10,27 10,34 10,38 10,50 10,57 10,68

0,68 1,09 1,75 4,65 8,01 10,01 21,31 14,83 18,66 19,74 21,03

4,5 9 15 30 45 52,5 60 67,5 72 82,5 85,5

3,82 7,91 13,25 25,35 36,99 42,49 47,69 52,67 56,34 62,76 64,47

3,82 7,91 13,25 25,35 36,99 42,49 47,69 52,67 56,34 62,76 64,47

2,79 2,86 0,1 0,07 0,05 0,06 0,06 0,07 0,07 0,08 0,08

1,03 5,05 13,15 25,28 36,94 42,43 47,63 52,60 56,27 62,68 64,39

Tor si, N.m 0,02 0,05 0,08 0,18 0,24 0,27 0,30 0,34 0,36 0,40 0,41

Cos 

, %

0,71 0,66 0,43 0,25 0,22 0,20 0,19 0,18 0,16 0,16 0,16

23 56 88 84 82 81 79 78 75 75 75


SIMPULAN Hasil pengujian beban nol untuk hubungan belitan bintang dan segitiga menunjukkan hasil yang berbeda, dimana pada putaran rotor yang relatif sama torsi pada hubungan segitiga lebih besar dari hubungan bintang. Demikian halnya arus per phasa pada hubungan segita lebih besar daripada hubungan bintang yang menyebabkan daya input ke stator juga akan besar sehingga effisiensi mekanik pada hubungan segita akan jauh lebih baik daripada hubungan bintang. Hasil pengujian berbeban motor induksi tiga phasa pada tegangan input konstan = 380 volt diketahui bahwa arus dan daya per phasa serta putaran rotor semakin menurun seiring dengan semakin diperbesarnya arus sumber, sementara arus line (VL) cenderung konstan. Perbandingan parameter keluaran yang dihasilkan dari pengujian dan perencanaan motor induksi ini menunjukkan penyimpangan hasil rata-rata sebesar 25%, yaitu: arus per phasa hasil pengujian = 1,56A ; arus per phasa pada perencanaan = 1,99A, daya mekanis hasil pengujian = 527,45 watt; daya mekanis perencanaan = 750 watt, dan faktor kerja hasil pengujian (cos ) = 0,61 sedangkan yang direncanakan = 0,76. Penyimpangan ini lebih banyak disebabkan diluar faktor teknis, seperti cara pemasangan belitan, material isolasi yang digunakan serta yang tak kalah pentingnya bahwa konstruksi motor induksi yang digunakan adalah barang bekas, sehingga akan ikut mempengaruhi pengukuran parameter-parameter lainnya.

Listrik I, Edisi I, Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan, Jakarta Soelaiman, Kuliah Konversi Energi Listrik, Laboratorium Konversi Energi Listrik, Teknik Elektro, Institut Teknologi Bandung, Bandung Soemanto, 1989, Motor Arus Bolak-Balik, Edisi I, Andi Offset, Yogyakarta Vinogradov M, Electrical Machine Winder, Rusia Willkinson Karl, 1986, Menggulung Ulang Motor Kecil, cetakan ke-4, PT. Elex Media Komputindo, Jakarta Wildi Theodore, Electrical Power Technology, John Wiley and Son, New York Young Hugh D, 2003, Fisika Universitas, Jilid 2, Edisi ke-10, Erlangga, Jakarta Zuhal, 1984, Dasar Tenaga Listrik, Cetakan ke2, Penerbit ITB, Bandung

DAFTAR PUSTAKA Abdul Kadir, Mesin Tak Serempak, Djambatan, Jakarta Djenang Djoni, Bahri Gunawan, 1985, Studi Perencanaan Motor Induksi Tiga Fasa, Jurusan Elektronik, Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. Douglas C. Giancoli, 2009, Fisika, Jilid I, Edisi ke-5, PT. Gelora Aksara Pratama, Jakarta Douglas C. Giancoli, 2001, Fisika, Jilid 2, Edisi ke-3, PT. Gelora Aksara Pratama, Jakarta Lister, 1988, Mesin dan Rangkaian Listrik, Edisi ke-enam, Erlangga, Jakarta Soepatah Bambang, Soeparno, 1980, Reparasi 10

PERENCANAAN DAN PENGUJIAN KUMPARAN MOTOR INDUKSI TIGA PHASA. Marthen Paloboran Pendidikan Teknik Otomotif FT-Universitas Negeri Makassar

Recommend Documents