Jurnal Marten

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.

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 :

Pf120n 1s .........................(1)

dimana :

f1 = Frekuensi sumber (Hz) P = 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.

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.

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 :

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 :

%100xn

nxnss

rs ....................(2a)

dimana : nr = Putaran rotor (rpm)

Sehingga frekuensi rotor dapat dituliskan dalam persamaan:

1202

rs nxnPf atau, Hzfsf 12 (2b)


5. Gaya Gerak Listrik dan Fluks Pada Stator Motor Induksi.

Fluks yang dibangkitkan dalam kumparan stator motor induksi ditentukan dengan persamaan :

LxxBav (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 :

voltxTkfE rWo8

1 10444 , .......(4a)

Karena Er = sEo maka,

voltxTkfsE rWr8

1 10444 , ........(4b)

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:

voltxTkfE sW 811 10444 , (5a) dan,

Es = s E1 volt ..(5b)

dimana : E1 = Tegangan induksi stator pada saat

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

rotor berputar (volt) Ts = 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 21 II -

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)

cosppin IVP 3 (6)

dimana : Vp = Tegangan per phasa stator (volt)

Ip = Arus per phasa pada stator (ampere)

b) Rugi-Rugi Daya Pada Stator Rugi-rugi daya yang dapat terjadi selama

pengoperasian motor induksi adalah sebagai berikut

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 :


fasaWattRIP pcu

2 .....(8a)

Dimana : R = Resistansi kawat penghantar (ohm) pI = 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 :

ooot ttRR 1 .....(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)

c) Daya output stator (Pout)

wattPPPP bcuinout .(9) d) Daya input rotor (P2)

wattPP in2 .(10)

e) Rugi tembaga rotor (Pcu) wattPxsPcu 2' (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 :

mNnPT

r

m .

602 ........(12a)

atau:

mNsnPTs

m .-12

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

g) Effesiensi motor induksi Jika motor induksi dioperasikan pada keadaan berbeban effesiensinya dihitung dengan persamaan :

%100xPP

in

L ...........(13)

Jika motor induksi dioperasikan tanpa beban effesiensinya dihitung dengan persamaan:

%100xPP

in

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

Dimana : Pm = Daya mekanis/daya output rotor

(watt). PL = Daya beban (watt)

F. Kumparan Stator Lapisan Tunggal (Single-Layer) 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 equal-span (terdistribusi). Pada penelitian ini digunakan kumparan lapisan tunggal tipe konsentrik.

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

kutub

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:

12

pzYz ................ (14)

Dimana: Yz = kisar kumparan (kisar kumparan) z = jumlah alur stator

sehingga dari gambar (4) kisar kumparan tersebut adalah:

1014361

2

pzYz

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

pmzq

2 .......... (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

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 :

322 kp atau k= 3p ...... (17)

dimana : p = jumlah pasang kutub kumparan

(kumparan)

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 .............(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:

zpAo 360 .........(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:

voltVVp 31 dan 1IIp

Gambar 7. Hubungan Bintang Dari Kumparan Tiga Phasa

Gambar 8. Hubungan Segitiga Dari Kumparan Tiga Phasa

Dimana : C1 = kawat awal belitan phasa 1 C2 = kawat awal belitan phasa 2 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

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

sehingga faktor distribusi kumparan dari kumparan tersebut adalah :

= 2 = 2302215 9660

15230 ,

sinsin

o

o

x

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

= = . ........ (20)

Gambar 9. Diagram fasor dari faktor distribusi kumparan

2. Faktor Kisar Kumparan

Faktor kisar (k p ) kumparan tiga phasa dapat dihitung dengan persamaan :

2c3c

1c

4c6c

5c

2c 3c1c

4c 6c5c

2c

3c

4c

6c5c

2c 3c1c

4c 6c

5c

u v w

x y z

1c


'cos

qEEk

o

M

Rp

1802

.....(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:

w

ps kf

VT

444, .......... (23)

2. Penghantar Pada Stator Arus per phasa pada kawat penghantar

stator dihitung dengan persamaan :

AmpereV

PIp

inp 3 ........... (24)

Luas Penampang Kawat Penghantar

s

ps

Ia

............... (25)

Dimana : s = Rapat arus penghantar (Ampere/mm

2) Untuk motor induksi 3 phasa = 3-5

Amp/mm2

Diameter Kawat Penghantar,

mmaxd ss 4

Panjang Kawat Penghantar,

)(, cmLLs 24322

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 :

PDatauL

1

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 (Pm) = 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:


8

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 (volt)

Nr (rpm)

IP (A)

P, 1 Phasa (Watt)

Temp (0C)

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

Tabel 3: Pengujian beban nol untuk belitan

hubungan bintang

No VL

(volt) VP

(volt) Nr

(rpm) IP

(A)

P, 1 Phasa (Watt)

Temp (0C)

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

Tabel 4: Pengujian hubung singkat untuk belitan hubungan bintang

No. VP

(volt) VL

(volt) IP

(A)

P, 1 Phasa (Watt)

Temp (0C)

1 15 27 0,32 3,57 25

2 18 32 0,43 5,5 26

3 21 37 0,5 7,75 27

4 25 45 0,61 11,5 27

5 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

No. Nr (rpm)

IP (A)

P, 1 (Watt)

V1 (volt)

I1 (A)

Temp (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


Tabel 6: Hasil analisa data pengujian hubung singkat pada E1 = 6,6 x 10-6 volt No. I1

(A) 106 Pb

(watt)

R (ohm)

Pcu (watt)

Pin (watt)

Pout (watt)

P2 rotor

Cos

(%)

1 0,55 3,63 10,19 3,13 11,25 8,12 8,12 0,78 72 2 0,74 4,88 10,23 5,67 16,50 10,83 10,83 0,71 66 3 0,87 5,74 10,27 7,70 23,25 15,55 15,55 0,72 67 4 1,06 7,00 10,27 11,46 34,50 23,04 23,04 0,75 67 5 1,18 7,79 10,34 14,35 42 27,65 27,65 0,74 66 6 1,49 9,83 10,42 23,12 56,25 33,13 33,13 0,70 59 7 1,55 10,23 10,53 25,59 67,5 41,91 41,91 0,71 62 8 1,73 11,42 10,68 32,05 84 51,95 51,95 0,74 62 9 2,00 13,73 10,84 46,81 112,5 65,69 65,69 0,71 58

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

% 106

ES, V I1, A

106 Pb,

watt

R, ohm

PCU, watt

Pin, Watt

Pout, Watt

P2, Watt

PCU watt

Pm, watt

Pe, watt

Tor si,

N.m

Cos

, %

1 1480 1,33 8,78 1,56 10,30 10,27 24,95 225 200,5 200,5 2,66 196,83 - 1,27 0,38 - 2 1473 1,80 11,88 1,59 10,49 10,38 26,36 285 258,64 258,64 4,66 254,52 45,9 1,65 0,47 16 3 1466 2,27 14,98 1,70 11,22 10,61 30,56 330 299,44 299,44 6,80 293,22 85,76 1,91 0,51 26 4 1460 2,67 17,62 1,75 11,53 10,80 33,05 369 335,95 335,95 8,97 327,19 116,2 2,14 0,53 31 5 1452 3,20 21,12 1,84 12,14 10,91 36,78 414 377,22 377,22 12,07 364,93 153,3 2,40 0,59 37 6 1445 3,67 24,22 1,94 12,80 11,14 41,92 465 423,08 423,08 15,53 407,05 191,3 2,69 0,63 41 7 1438 4,13 27,26 2,04 13,46 11,41 47,65 510 462,35 462,35 19,10 442,73 227,9 2,94 0,65 45 8 1428 4,80 31,68 2,18 14,39 11,67 55,59 570 514,41 514,41 24,69 489 262 3,27 0,69 46 9 1403 6,47 42,70 2,26 17,80 11,75 85,79 624 528,22 528,22 34,98 563,24 393 3,43 0,61 63

Tabel 8 : Hasil analisa data pengujian beban nol pada E1 = 6,6 x 10-6 volt pada belitan hubung segitiga

No nr, rpm

S, % 106 ES, V

I1, A 106 Pb,

watt

R, ohm

PCU, watt

Pin, Watt Pout, Watt

P2, Watt PCU watt

Pm, watt

Tor si,

N.m

Cos , %

1 575 61,67 4,07 0,42 2,77 15,0 2,59 9,75 7,16 7,16 4,42 2,74 0,05 0,90 28,10 2 1388 7,47 0,49 0,51 3,37 15,0 4,05 15,75 11,70 11,70 0,87 10,83 0,07 0,88 68,76 3 1483 1,13 0,075 0,60 3,96 15,06 5,22 30,0 24,78 24,78 0,28 2,50 0,16 0,74 81,67 4 1493 0,47 0,031 0,75 4,95 15,17 8,81 52,5 43,69 43,69 0,21 43,48 0,28 0,66 82,82 5 1494 0,33 0,022 0,90 5,94 15,23 12,35 81,0 68,65 68,65 0,23 68,42 0,44 0,65 84,47 6 1498 0,13 0,009 1,11 7,33 15,29 18,79 120 101,2 101,2 0,13 101,1 0,64 0,63 84,24 7 1498 0,13 0,009 1,32 8,71 15,34 26,58 162 135,4 135,4 0,18 135,2 0,86 0,59 83,48 8 1498 0,13 0,009 1,49 9,84 15,51 34,41 210 175,6 175,6 0,23 175,4 1,12 0,58 83.50 9 1498 0,13 0,009 1,70 11,22 15,51 44,69 292,5 247,8 247,8 0,32 247,5 1,58 0,62 84,61

10 1498 0,13 0,009 1,73 11,42 15,68 47,04 367,5 320,5 320,5 0,42 320,0 2,04 0,68 87,08 11 1498 0,13 0,009 2,15 14,18 15,80 72,88 442,5 369,6 369,6 0,48 369,2 2,35 0,59 83,42 12 1498 0,13 0,009 2,39 15,78 15,97 91,24 555 463,8 463,8 0,60 463,2 2,95 0,61 83,45

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

rpm S, % 106 ES,

V I1, A 106

Pb, watt

R, ohm PCU, watt

Pin, Watt

Pout, Watt

P2, Watt

PCU watt

Pm, watt Tor si,

N.m

Cos , %

1 404 73,03 4,82 0,26 1,72 10,08 0,68 4,5 3,82 3,82 2,79 1,03 0,02 0,71 23 2 958 36,13 2,38 0,33 2,18 10,08 1,09 9 7,91 7,91 2,86 5,05 0,05 0,66 56 3 1489 0,73 0,05 0,42 2,77 10,15 1,75 15 13,25 13,25 0,1 13,15 0,08 0,43 88 4 1496 0,27 0,02 0,68 4,49 10,19 4,65 30 25,35 25,35 0,07 25,28 0,18 0,25 84 5 1498 0,13 0,01 0,88 5,81 10,27 8,01 45 36,99 36,99 0,05 36,94 0,24 0,22 82 6 1498 0,13 0,01 0,99 6,53 10,27 10,01 52,5 42,49 42,49 0,06 42,43 0,27 0,20 81 7 1498 0,13 0,01 1,09 7,19 10,34 21,31 60 47,69 47,69 0,06 47,63 0,30 0,19 79 8 1498 0,13 0,01 1,20 7,92 10,38 14,83 67,5 52,67 52,67 0,07 52,60 0,34 0,18 78 9 1498 0,13 0,01 1,33 8,78 10,50 18,66 72 56,34 56,34 0,07 56,27 0,36 0,16 75

10 1498 0,13 0,01 1,37 9,04 10,57 19,74 82,5 62,76 62,76 0,08 62,68 0,40 0,16 75 11 1498 0,13 0,01 2,40 9,24 10,68 21,03 85,5 64,47 64,47 0,08 64,39 0,41 0,16 75


10

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.

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

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 ke-2, Penerbit ITB, Bandung

Documents

Jurnal Marten