6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Motor Induksi Tiga Fasa [1]

Motor induksi 3 fasa adalah mesin yang merubah energi listrik 3 fasa menjadi energi

mekanik. Motor induksi sering disebut motor asinkron atau motor tidak serempak.

Gambar 2. 1. Motor Induksi 3 Fasa

1. Kontruksi Motor Induksi Tiga Fasa [2]

Motor induksi dibagi dua komponen utama yaitu stator dan rotor yang dipisahkan oleh

celah udara dengan jarak sangat kecil. Pada bagian stator dihubung pada sumber 3 fasa

7

sedangkan pada rotor mendapat arus secara tidak langsung melalui arus induksi stator, hal

seperti ini sama pada transformator. Maka dari itu bagian stator dianggap kumparan

primer dan rotor dianggap kumparan sekunder.

Stator motor induksi 3 fasa adalah bagian yang diam mengalirkan arus 3 fasa. Stator terdiri

atas barisan laminasi inti yang memiliki alur yang menjadi tempat kumparan dililitkan

terpisah sebesar 120 derajat listrik yang berbentuk silindris.Sedangkan rotor terdiri dari 2

jenis diantaranya rotor sangkar tupai (squirrel cage rotor) dan rotor belitan (wound rotor).

- Rotor sangkar tupai (squirrel-cage rotor)

Rotor sangkar tupai terdiri dari lapisan-lapisan konduktor yang tersusun sejajar dengan

poros dan melingkari permukaan inti besi. Konduktor rotor jenis ini tidak terisolasi dari

inti, ini mengakibatkan arus rotor secara induksi akan mengalir melalui tahanan yang

paling kecil, yaitu konduktor rotor. Pada setiap ujung rotor, semua konduktor rotor

dihubung singkat dengan cincin ujung (shorting rings).

Gambar 2. 2. Motor Tipe Rotor Sangkar Tupai (squirrel-cage rotor)

- Rotor belitan (wound rotor)

Rotor belitan merupakan belilitan, dimana belitan tiga fasa tersusun secara seragam pada

slot-slot dan dihubungkan secara bintang (Y), ketiga terminal tersebut dihubungkan

8

dengan slip-ring yang berada pada poros rotor. kemudian dihubungkan dengan sikat yang

diam (stationary brushes), dengan demikian maka motor bisa diberi resistor dari luar

sehinga kecepatan motor dapat diatur dengan mengubah-ubah nilai tahanan resistor luar.

Gambar 2. 3. Motor Tipe Rotor Belitan (wound rotor)

2. Prinsip Kerja Motor Induksi [1]

Motor induksi pada bagian rotor mendapat arus tidak langsung dari sumber listrik akan

tetapi didapat dari arus induksi yang dihasilkan dari bagian stator. Kondisi seperti ini

sama dengan motor DC, dimana konduktor rotor yang mengalirkan arus medan magnetik

maka timbul adanya gaya menggerakkan ke arah medan yang tegak lurus. Pada saat

bagian stator dialiri arus, sehingga menghasilkan medan magnet putar dengan kecepatan

tertentu dapat dihitung menggunakan persamaan:

p

fNs

120 (2-1)

Dari hasil medan magnet putar tersebut memotong batang-batang konduktor pada rotor.

Akibatnya, pada bagian stator menghasilkan tegangan induksi (ggl) sebesar:

222 44,4 NfE s (untuk satu fasa) (2-2)

9

dimana 𝐸2𝑠 adalah tegangan induksi saat rotor berputar, karena pada saat bagian rotor

menghasilkan tegangan induksi dan rotor tersebut merupakan rangakaian tertutup,

sehingga pada bagian rotor timbul arus (I). Adanya arus (I) didalam medan magnet, akan

menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada

rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, maka rotor akan berputar searah dengan

medan putar stator. Agar tegangan terinduksi dibutuhkan adanya perbedaan antara

kecepatan medan putar stator (𝑛𝑠) dengan kecepatan berputarnya rotor (𝑛𝑟). Perbedaan

kecepatan antara 𝑛𝑟 dan 𝑛𝑠 disebut slip (s) dinyatakan dengan persamaan berikut:

%100

s

rs

n

nns (2-3)

Apabila sr nn , maka tidak adanya timbul tegangan yang terinduksi dan arus tidak

mengalir pada kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel

motor akan ditimbulkan apabila 𝑛𝑟 lebih kecil dari 𝑛𝑠. Setiap perubahan kecepatan motor

induksi (𝑛𝑟) mengakibatkan perubahanya harga slip dari 100% pada saat start sampai 0%

sedangkan pada saat diam ( sr nn ). Hubungan dari frekuensi dengan slip dapat dilihat

pada persamaan (2-1). Pada rotor berlaku hubungan:

1202

rs nnpf

(2-4)

dimana 𝑓2 adalah frekuensi arus rotor.

s

rss

n

nnnpf

1202 (2-5)

10

Sedangkan untuk frekuensi arus rotor adalah:

120

1snp

f

(2-6)

Maka:

sff 12 (2-7)

pada saat start slip bernilai 100% 12 ff . [4]

Gambar 2. 4. Prinsip Kerja Motor Induksi 3 fasa

- Saat sudut 0𝑜. Arus I1 bernilai positip dan arus I2 dan arus I3 bernilai negatif dalam

hal ini belitan V2 , U1 dan W2 bertanda silang (arus meninggalkan pembaca),

sedangkan belitan V1, U2 dan W1 bertanda titik (arus listrik menuju pembaca).

terbentuk fluk magnet pada garis horizontal sudut 0𝑜.

- Saat sudut 120𝑜. Arus I2 bernilai positip sedangkan arus I1 dan arus I3 bernilai

negatip, dalam hal ini belitan W2, V1 dan U2 bertanda silang (arus meninggalkan

11

pembaca), sedangkan kawat W1, V2 dan U1 bertanda titik (arus menuju pembaca).

Garis fluk magnit kutub S dan N bergeser 120𝑜 dari posisi awal.

- Saat sudut 240𝑜 Arus I3 bernilai positip dan I1 dan I2 bernilai negatip, belitan U2, W1

dan V2 bertanda silang (arus meninggalkan pembaca), dan kawat U1, W2dan V1

bertanda titik (arus menuju pembaca). Garis fluk magnit kutub S dan N bergeser

sebesar 120𝑜 dari posisi kedua.

- Saat sudut 360𝑜. posisi ini sama dengan saat sudut 0𝑜. dimana kutub S dan N kembali

keposisi awal.

-

3. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi [3]

Motor induksi dapat dianalogikan sebagai transformator dengan sisi sekunder

yang bergerak. Rangkaian ekivalen per fasa dari motor induksi ditunjukkan pada

gambar 2.5 di bawah ini.

Gambar 2. 5. Rangkaian ekivalen motor induksi

12

dimana:

1R dan 1X = resistansi stator dan reaktansi stator

sR '2 dan '2X = resistansi rotor dan reaktansi rotor ditinjau dari stator

1V = tegangan sumber

cR = rugi-rugi inti

mX = reaktansi magnetisasi

1I dan '2I = arus stator dan arus rotor ditinjau dari stator

cI dan mI = arus pada inti dan arus magnetisasi

dan

s

Ra

s

R 22'

2 (2-8)

2

2'

2 XaX (2-9)

2

2'

2a

II (2-10)

dimana a adalah perbandingan belitan stator, 1N dan rotor, 2N , atau:

r

s

N

Na (2-11)

13

Daya rata-rata per fasa yang melewati celah udara (air gap) adalah:

'1

''''

' 2

2

22

2

222

2 Rs

sIRI

s

RIPg

(2-12)

dimana bagian pertama dari persamaan 2-8 merupakan rugi-rugi tembaga (rugi-

rugi ohm), rcuP , dan bagian kedua merupakan torsi yang dibangkitkan untuk

memutar rotor, dP , dan masing dinyatakan dengan persamaan:

'' 2

2

2 RIPrcu (2-13)

'1

' 2

2

2 Rs

sIPd

(2-14)

Gambar 2.6 di bawah ini menunjukkan rugi-rugi gesekan dan angin per fasa,

3/FWP dan daya keluaran pada poros (shaft) per fasa, 3sP .

Gambar 2. 6. Rangkaian ekivalen per fasa mengilustrasikan konversi daya

Gambar 2. 7. Diagram aliran daya rata-rata motor induksi tiga fasa

14

Torsi yang dibangkitkan dapat dirumuskan dengan persamaan:

s

RI

sPT

mm

dd

''

1 22

2

(2-15)

Karena,

s

rs

s

rs

n

nns

(2-16)

dimana mr adalah kecepatan sudut rotor, maka:

ms

s

11 (2-17)

Sehingga,

s

ds

RI

T

'' 22

2

(2-18)

Untuk mencari torsi yang lebih spesifik, rangkaian ekivalen Thevenin dari motor

induksi dibuat seperti gambar 2.8.

Gambar 2. 8. Rangkaian ekivalen Thevenin per fasa untuk motor induksi

15

Dengan pembagian tegangan, tegangan Thevenin dari rangkaian ekivalen adalah:

1

1111

1

11 ||

||V

XRXRXRjXXRR

XjRV

jXRjXR

jXRV

mccmmc

mc

mc

mcTH

(2-19)

dan impedansi Thevenin adalah:

211

2

11

111111

2

11

2

11

111111

11||||

XRXRXRXXRR

XXRRXRRXRXRXRXXRj

XRXRXRXXRR

XXRRXXRXRXRXRXRR

jXRjXRjXRZ

cmmcmc

mcmccmmcmc

cmmcmc

mcmccmmcmc

mcTHTHTH

(2-20)

Persamaan-persamaan menunjukkan hubungan yang tidak tergantung kecepatan

slip dan kecepatan. Arus rotor kemudian dapat ditentukan dengan persamaan:

22

2

22

2

''

'

XXs

RR

VI

THTH

TH

(2-21)

Sehingga torsi yang dibangkitkan menjadi:

2

2

2

2

2

''

XXs

RR

VT

THTHs

THd

(2-22)

dan torsi total yang dibangkitkan adalah:

2

2

2

2

2

''

33

XXs

RR

VT

THTHs

THd

(2-23)

Bila 1a dan resistansi inti cR diabaikan, maka s

R

s

R 22 ' , 22 ' XX dan 22 ' II ,

16

dan rangkaian ekivalen per fasa dari motor induksi ditunjukkan pada gambar 2.9.

Gambar 2. 9. Rangkaian ekivalen per fasa motor induksi

Arus yang mengalir pada rotor:

1

22

2 I

XXjs

R

jXI

m

m

(2-24)

Tegangan rangkaian ekivalen THV :

1

11

VXXjR

jXV

m

mTH

dan impedansi rangkaian ekivalen Thevenin:

THTH

m

mTH jXR

jXjXR

jXRjXZ

11

11 (2-25)

Slip maksimum (pull-out slip) terjadi bila:

22 XXjR

s

RTHTH (2-26)

212

2

2

2

2

2max

XXR

R

XXjR

Rs

THTHTHTH

(2-27)

17

dan torsi maksimum (pull-out torque) adalah:

s

THTH

TH

s

R

XXs

RR

VT

13 2

2

2

2

2

2

max

(2-28)

atau,

212

2

2

2

max

2

3

XXRR

VT

THTHTHs

TH

(2-29)

Torsi start dapat diperoleh pada saat 1s , yakni:

sTHTH

THstart

R

XXRR

VT

2

2

2

2

2

23

(2-30)

4. Klasifikasi Motor Induksi [5]

Motor induksi bisa kita klasifikasi menjadi dua diantaranya:

- Motor induksi satu fasa, motor yang sering kita jumpai pada kehidupan sehari-

hari seperti kipas angin, mesin cuci, dan pengering pakaian. Motor induksi satu

fasa terdiri dari satu belitan stator, bekerja dengan pasokan daya satu fasa dan

memiliki rotor sangkar tupai.

- Motor induksi tiga fasa, merupakan motor yang digunakan pada mesin

produksi dengan daya yang besar. Motor induksi tiga fasa memiliki belitan

stator dengan jenis rotor sangkar tupai dan rotor belitan, walaupun 90% pada

umumnya yang digunakan pada mesin produksi adalah motor jenis rotor

sangkar tupai. Penguatan pada motor ini adalah penguatan sendiri sendiri,

18

sebagai contoh: pompa, kompresor, belt conveyor, dan gerinder dengan daya

1/3 sampai ratusan horse power.

-

B. Starting (Pengasutan) Hubungan Bintang (Y)-Segitiga (∆) Pada Motor

Induksi 3 Fasa

Motor induksi 3 fasa yang digunakan pada mesin produksi di pabrik memiliki

masalah utama dalam starting, karena jika dihidupkan secara langsung akan

mengalami drop tegangan sebesar lima sampai tujuh arus nominal. Kapasitas

motor yang kecil sampai 5 KW, pengaruh tidak besar pada drop tegangan. Motor

30KW sampai 100 KW berpengaruh pada drop tegangan yang besar dan membuat

sistem kelistrikan menurun bahkan merusak peralatan listrik yang lain. Untuk

memperkecil drop dilakukan pengasutan motor induksi. Pengasutan motor induksi

adalah cara menjalankan pertama kali motor, tujuannya agar arus starting kecil

dan drop tegangan masih dalam batas toleransi. Ada beberapa cara teknik

pengasutan, diantaranya : hubungan langsung (Direct On Line = DOL), tahanan

depan stator (Primary Resistor), Transformator, bintang-segitiga (Star-Delta),

Pengasutan Soft starting, dan tahanan rotor lilit. Akan tetapi disini penulis hanya

membahas pengasutan bintang (Y) - segitiga (∆). [1]

Jenis pengasutan yang sering digunakan bintang (Y) - segitiga (∆). Hubungan

bintang digunakan untuk menurunkan tegangan yang masuk ke kumparan stator,

sedangkan pada saat motor berjalan normal, kumparan stator dihubung segitiga. [6]

19

Hubungan bintang-segitiga dapat dibuat dengan gambar dibawah ini:

Gambar 2. 10. Diagram Starting Bintang-Segitiga Motor Induksi. [4]

Keterangan : 𝐼𝑠𝑐= Arus hubung singkat

𝐼𝑠𝑡= Arus starting

Z = kumparan stator motor (Impedansi)

20

Gambar a. Karakteristik Arus-Kecepatan Gambar b. Karakteristik Torsi-Kecepatan

Starting Y/∆ Starting Y/∆ a

Gambar 2. 11. Karakteristik Starting Motor Y/∆ [9]

C. Kontaktor Magnit [5]

Kontaktor magnit adalah saklar bersifat magnit, saklar ini bekerja adanya medan

magnet yang ditimbulkan oleh sumber pasokan yang terhubung mengaliri arus

dan inti menjadi magnit yang menarik kontak pada kontak normaly open (NO)

sedangkan kotak normaly close (NC) akan membuka, sehingga perlu dilakukan

perencanaan dalam menggunakan kontaktor magnit untuk mengkonfigurasi input

yang masing-masing dapat kita lihat pada gambar berikut ini:

Gambar 2. 12. Simbol Kontaktor Magnit

21

Dapat kita lihat prinsip dari kerja dari kontaktor magnit pada gambar 2.6

menunjukan kontak utama 1, 3, 5, sebagai terminal tiga fasa dan 2, 4, 6, kontak

yang mengaliri sumber daya ketika kontak normaly open bekerja. kumparan inti

sebagai manet yang menarik kontak-kontak mangnit , saat arus menglir A1 dan A2

dan kontak normaly open akan mengliri arus listrik ke beban saat itu juga normaly

close membuka.

Gambar 2. 13. Belahan Kontaktor Magnit

Gambar 2.14. Fisik Kontaktor Magnit

22

D. ADC (Analog to Digital Converter) [13]

Analog to Digital Converter (ADC) merupakan sebuah piranti elektronik yang

dapat mengubah besaran dari bentuk analog menjadi bentuk digital. ADC sangat

diperlukan dalam proses pembacaan sensor, sebagai contoh sensor cahaya, sensor

suhu dan lain-lain. Pada umumnya sensor, hasil pengukuran masih berupa besaran

analog, sehingga agar dapat dibaca komputer besaran tersebut harus diubah

menjadi bentuk digital dengan bantuan sebuah ADC. Banyak jenis ADC yang

digunakan, salah satunya adalah ADC MCP3008. ADC jenis ini memiliki resolusi

10bit, resolusi ini mempengaruhi hasil pengukuran, semakin besar nilai resolusi

sebuah ADC maka tingkat akurasinya semakin tinggi. Sedangkan untuk sistem

komunikasi data, MCP3008 menggunakan SPI serial interface yang dapat

dihubungkan secara langsung GPIO Rasspberry Pi.

Gambar 2. 15. ADC MCP3008

23

Untuk menentukan nilai tegangan input digunakan persamaan berikut :

Vin = ( Data digital x 3,3 ) / 1023 (2-37)

Dimana :

Vin = Nilai tegangan yang diukur (Volt)

Data digital = Nilai digital hasil konversi ADC

3,3 = Tegangan referensi MCP3008 (3,3 V)

1023 = Nilai resolusi 10 bit MCP3008

E. Single Board Computer BCM2835 (Raspberry Pi) [8]

Single Board Computer BCM2835 atau biasa diberi nama Raspberry Pi adalah

komputer berukuran kartu kredit yang dikembangkan oleh Raspberry Pi

Foundation, yang mempunyai fungsi yang hampir sama dengan PC kebanyakan.

Jenis PC ini dibagi menjadi dua tipe, yaitu tipe A dan tipe B. Perbedaan dari

keduanya hanya terletak pada memory, jumlah port USB, dan network adaptor.

Dalam Penggunaan Raspberry Pi, kita membutuhkan beberapa peralatan seperti

dibawah ini :

Keyboard

Mouse

Monitor

24

Kabel power untuk Raspberry Pi

Kabel HDMI untuk monitor atau RCA

SDHC card untuk penyimpanan sistem operasi Raspberry Pi (minimal 4 GB)

Kabel UTP untuk menghubungkan LAN

Gambar 2. 16. GPIO Raspberry Pi

Raspberry Pi dilengkapi dengan General Purpose Input/Output (GPIO), setiap pin

dari GPIO ini dapat diatur sebagai masukan atau keluaran. Melalui GPIO,

Raspberry Pi dapat sebagai penerima berbagai macam masukan untuk dilakukan

pemrograman, masukan dapat berupa berbagai macam sensor seperti sensor suhu,

sensor cahaya, sensor tegangan dan banyak lagi lainnya .

F.Transformator Satu Fasa

Transformator adalah suatu alat listrik yang sifatnya statis dan memiliki fungsi

mengubah dan memindahkan pasokan daya bolak-balik baik arus dan tegangan

25

dari satu rangkaian ke rangkain lainnya yang lebih besar atau kecil pada frekuensi

yang sama, saat dimana gandengan magnet berdasarkan induksi elektromagnetik.

Kontruksi transformator ada dua diantaranya inti besi yang terbuat dari besi

berlapis dan dua kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.

Untuk perubahan tegangan dan arus ditentukan dari jumlah belitan pada kedua

kumparan tersebut. [7]

Transformasi berasal dari kata transformation yang diartikan perubahan dan

sering disebut trafo. Trafo satu fasa tidak berbeda dengan trafo tiga fasa hanya

berbeda aplikasinya pada kapasitas kecil seperti contohnya rangkaian elektronik.

Berikut persamaan untuk trafo satu fasa. [5]

𝑉1

𝑁1=

𝑉2

𝑁2=

𝐼2

𝐼1 (2-38)

Dimana:

𝑉1= Tegangan pada sisi primer (V)

𝑉2= Tegangan pada sisi sekunder (V)

𝑁1= Jumlah kumparan pada sisi Primer (Lilit)

𝑁2= Jumlah lilitan sisi sekunder (Lilit)

𝐼1= Arus pada sisi primer (A)

𝐼2= Arus pada sisi sekunder (A)

26

Prinsip Kerja Trafo Satu Fasa

Saat kumparan primer diberi sumber energi, maka akan mengalir arus 𝐼1 pada

kumparan tersebut. Dengan adanya inti dan arus 𝐼1 akan menghasilkan fluks

magnit yang juga berubah-ubah terhadap waktu. Hal ini akan menyebabkan fluks

yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan menghasilkan GGL induksi 𝑒𝑝. [5]

Untuk mencari nilai GGL yang dibangkitkan digunakan persamaan sebagai

berikut ini:

𝐸1 = 𝐸𝑝 = 4,44.f. 𝑁𝑝.∅∅𝑚𝑚. 10−8𝑉𝑜𝑙𝑡 (2-39)

𝐸2 = 𝐸𝑠 = 4,44.f. 𝑁𝑠.∅∅𝑚𝑚. 10−8𝑉𝑜𝑙𝑡 (2-40)

G. Relay [5]

Relay merupakan saklar otomatis yang bekerja berdasarkan magnet permanen

yang berada disisi kontak relay, sehingga apabila kumparan pada relay

dihubungkan dengan sumber tegangan maka relay akan bekerja. Pada relay

terdapat dua kondisi yaitu kondisi normaly open (NO) dan normaly close (NC).

Saat relay bekerja akan berlaku kondisi yang sebaliknya. Relay terdisi dari 3

bagian utama diantaranya:

1. Koil: Lilitan

2. Commom: bagian yang terhubung dengan NC (dalam keadaan normal)

27

3. Kontak: Terdiri dari NO dan NC.

Jenis-jenis dari relay yaitu:

1. SPST: single pole single throw

2. SPDT: single pole double throw, ada 5 buah pin yaitu: koil (2), common(1), NC

(1), NO (1).

3. DPST: double pole single throw, sebanding dengan 2 buah saklar atau relay

SPST.

4. DPDT: double pole double throw, sebanding dengan 2 buah saklar atau relay

DPDT.

5. QPDT: quadruple pole double throw, atau 4 PDT, sebanding dengan relay

SPDT atau 2 buah relay DPDT. Terdiri dari 14 pin, termasuk 2 buah koil

Gambar 2. 17. Jenis Relay DC

28

Gambar 2. 18. Jenis Relay Menurut Jumlah Terminal Kontak

H. Pengukuran Arus AC [10]

Untuk mendapatkan pengukuran arus di butuhkan beban resistor shunt merupakan

resistor yang dirangkai seri pada beban dan megubah arus menjadi tegangan.

Tegangan tersebut biasanya di umpankan ke current transformer terlebih dahulu

sebelum masuk kerangkaian pengkondisi sinyal. Teknologi hall effect yang

diterapkan oleh perusahaan Allegro menggantikan resistor shunt dan current

transformer menjadi sebuah sensor yang ukuran yang relatif jauh lebih kecil yaitu

ACS712 yang ditunjukkan pada gambar 2.15.

Gambar 2. 19. Sensor Arus ACS712

29

Istilah dari Hall Effect dikenal setelah Edwin H. Hall (1855-1938) menemukan

bahwa jika arus listrik mengalir melalui penghantar yang ditempatkan pada

tranverse medan magnet yang kuat, akan menghasilkan beda potensial yang

melewati penghantar pada kedua sudut penghantar itu. Hall Effect Sensor adalah

suatu transduser yang dapat mengubah besaran medan magnet menjadi besaran

listrik yaitu berupa tegangan. Sensor Hall effect digunakan untuk mendeteksi

kedekatan, keberadaan atau ketiadaan medan magnet dari suatu objek dengan

kritis. Sensor Hall effect digunakan untuk sensor perpindahan, sensor letak atau

jarak, sensor kecepatan dan sensor arus.

Konduktor atau Hall Effect elemen berbentuk lempengan pipih. Mengalirkan arus

di dalamnya didorong ke tepi atas oleh gaya magnet yang bekerja padanya. Gaya

ini merupakan gaya nonelektrostatik, besar medan nonelektrostatik sama dengan

gaya satuan muatan. Jika pembawa muatan itu elektron, akan ada muatan lebih

menumpuk di pinggir atas lempengan dan meninggalkan muatan lebih menumpuk

di pinggir bawah, sampai medan elektrostatik tranverse dalam konduktor sama

dan berlawanan dengan nonelektrostatik.

Arus tranversal akhir sama dengan nol, maka konduktor itu berada pada

“rangkaian terbuka” dalam arah tranversal, dan beda potensial antara tepi-tepi

lempeng, yang dapat diukur dengan meter, sama dengan GGL Hall dalam

lempeng. Ketika konduktor yang dialiri arus diletakkan di dalam suatu medan

magnet, akan dihasilkan tegangan yang tegak lurus dengan arus dan medan

magnet.

30

Material semikonduktor (Hall Element) dilewati arus. Tegangan keluaran tegak

lurus dengan arah arus. Ketika tidak ada medan magnet, penyaluran arus sama

besar dan tidak ada tegangan seperti pada gambar 2.16(a) Pada saat terdapat

medan magnet tegak lurus terhadap bidang seperti gambar 2.16(b) gaya Lorentz

mendesak arus. Gaya ini mengganggu penyebaran arus, menghasilkan tegangan

pada output. Tegangan ini adalah tegangan Hall( VH).

(a)

(b)

Gambar 2. 20. Prinsip dari Hall Effect

31

I. Kesalahan Dalam Pengukuran (Error) ) [11]

Pengukuran yang sangat sulit yaitu untuk melihat hasil pengukuran yang benar,

sebagai contoh yang sering dilakukan dalam pengukuran hanya berdasar nilai

perkiraan. Maka dari itu untuk merancang sebuah alat ukur diperlukan nilai

pembanding antara nilai pengukuran pada alat ukur yang ada dengan nilai

perhitungan berdasarkan persamaan-persamaan yang berlaku. Nilai pengukurang

yang didapat tersebut dibandingkan untuk megetahui besar kesalahan dalam

pengukurang (Error), sehingga dapat diketahui tingkat ketelitian alat ukur yang

dibuat yang selanjutnya akan menentukan kualitas dari alat ukur tersebut.

Klasifikasi alat ukur listrik menurut Standar IEC No. 13B-23 menspesifikasikan

bahwa ketelitian alat ukur dibagi menjadi 8 kelas yaitu : 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0;

1,5; 2,5; dan 5. Kelas-kelas tersebut artinya bahwa besarnya kesalahan alat ukur

masing-masing adalah ±0,05%, ±0,1%, ±0,2%, ±0,5, ±1,0%, ±1,5%, ±2,5%, dan

±5%. Dari 8 kelas alat ukur tersebut digolongkan menjadi 4 golongan sesuai

dengan daerah pemakaiannya, yaitu :

1) Golongan dari kelas 0,05, 0,1 dan 0,2 termasuk alat ukur presisi yang

tertinggi, biasa digunakan pada laboratorium yang standar.

2) Golongan dari kelas 0,5 memiliki ketelitian dan tingkat presisi berikutnya

dari 0,2. Alat ukur ini biasa digunakan pada pengukuran-pengukuran

presisi. Alat ukur ini biasanya portabel.

3) Golongan dari kelas 1,0 memiliki ketelitian dan tingkat presisi yang lebih

rendah dari alat ukur kelas 0,5. Alat ini biasa digunakan pada alat-alat ukur

portabel yang kecil atau alat ukur yang digunakan pada panel.

32

4) Golongan dari kelas 1,5, 2,5 dan 5. Alat ukur ini biasa digunakan pada

panel-panel yang tidak begitu memperhatikan presisi dan ketelitian.

Ada beberapa cara dalam menentukan kesalahan, namun yang umum digunakan

adalah dengan menentukan persentasi kesalahan (percent of error menggunakan

persamaan berikut :

persen error =|nilai pengukuran − nilai pembanding|

nilai pembanding x 100% (2 − 41)

J. Proteksi Motor Induksi 3 Fasa [5]

Proteksi atau pengaman merupakan suatu alat pendukung dalam sebuah sistem

kelistrikan untuk menghindari perubahan yang dapat merugikan peralatan yang

ada. Sebagai contoh generator, motor listrik, transformator, jaringan terlindungi

adanya peralatan ini terhindar kondisi abnormal berupa hubung singkat, tegangan

lebih, beban lebih, frekuensi rendah dan kesalahan dalam pengkopelan rangkaian

tiga fasa yang mengakibatkan ketidak seimbangan sistem 3 fasa yang biasa

disebut unbalance. Dapat kita simpulkan bahwa pengamanan suatu sistem

kelistrikan sangat pengting untuk mengatasi permasalahan sebagai berikut:

1. Mencegah gangguan yang terjadi secara tiba-tiba ataupun bersifat lambat.

2. Pengaman diharapkan dapat melokalisir gangguan, maka ganguan tidak

mengenai sistem dan peralatan lainnya.

33

Persyaratan Sistem Proteksi [5]

Persyaratan suatu sistem proteksi berlaku syarat-syarat dengan perencanaan yang

bersifat efektit sebagai berikut:

a. Selektivitas

Selektivitas merupakan sistem proteksi dapat dilihat dari kinerja sisitem dan

melokalisir bagian yang mengalami gangguan.

b. Stabilitas

Sifat yang tetap bila terjadi gangguan terjadi diluar lokasi yang dilindungi dan

memiliki kemampuan yang konstan seiring dengan waktu.

c. Kecepatan operasi

Pengamanan harus memiliki tingkat kecepatan yang tinggi dalam menangani

gangguan yang terjadi pada peralalatan yang dilindungi.

d. Sensitivitas

Pepngaman harus memiliki tingkat kepekaan terhadap ganguan yang terjadi

sehingga dapat dengan cepat melokalisir gangguan.

e. Ekonomis

Pengaman harus dilihat dari segi ekonomis sesuai dengan pengguan alat proteksi

pada sistem perlu dipertimbangkan untuk meminimalisir pengadaan biaya

34

peralatan. Pegaman yang digunakan harus bernilai kecil dari peralatan yang

diamankan.

f. Handal

Handal yang dimaksudkan pada alat proteksi ialah mampu bekerja dalam kondisi

konstan sekalipun terjadi ganguan yang terjadi.