Lab listrik

LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan

: Motor Induksi Rotor Sangkar I

No percobaan

:1

Nama Praktikan

: Erijon Sihotang

Nama Partner

: 1. Cyntia Panjaitan 2. David Ardyan Manurung

Kelas

: EL-5E

Kelompok

:3

Nama Instruktur

: Ir. Rafian N. Hasibuan, MT Miduk Purba, Ph.D

Tanggal Praktek

: 04 November 2014

Tanggal Penyerahan

: 12 Februari 2015

Nilai

:

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

i

DAFTAR ISI .................................................................................................................. i LEMBAR PENILAIAN ................................................................................................................... .................................................................................................................................. ii DAFTAR ISI ................................................................................................................................... ................................................................................... 1 MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR I ....................................................................................

6.1

........................................................................................................... .. 1 Tujuan Percobaan ..........................................................................................................

6.2

..................................................................................................................... 1 Dasar Teori ......................................................................................................................

6.3

................................................................................... ............. 2 Alat dan Bahan yang Dibutuhkan ......................................................................

6.4

Rangkaian Percobaan ...................................................................................................... 3

6.5

Prosedur Percobaan ......................................................................................................... 4

6.6

................................................................................................................ 5 Tabel Evaluasi .................................................................................................................

6.7

..................................................................................................... ....................................... 6 Tugas dan Pertanyaan ..............................................................

6.8

........................................................................................................ ...................................... 6 Jawaban Pertanyaan ..................................................................

6.9

.......................................................................................................................... ........................................................... 11 Analisa ...............................................................

6.10

................................................................................................................... ............................................... 15 Kesimpulan ....................................................................

............................................................................................................... 16 LEMBAR PENILAIAN ................................................................................................................ ................................................................................ ........... 17 MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR II .....................................................................

2.1.

Tujuan Percobaan ..........................................................................................................17

2.2.

................................................................................................................... 17 Dasar Teori ....................................................................................................................

2.3.

................................................................................. ........... 17 Alat dan Bahan yang Dibutuhkan ......................................................................

2.4.

Rangkaian Percobaan .................................................................................................... 18

2.5.

Prosedur Percobaan ....................................................................................................... 19

2.6.

Tabel Evaluasi ............................................................................................................... 19

2.7.

Pertanyaan ..................................................................................................................... 20

2.8.

...................................................................................................... .................................... 20 Jawaban Pertanyaan ..................................................................

2.9.

.......................................................................................................................... ........................................................... 21 Analisa ...............................................................

2.10.

............................................................................................................... ................................................ 22 Kesimpulan ...............................................................


ii

............................................................................................................... 23 LEMBAR PENILAIAN ................................................................................................................

MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR III ............................................................................... 23 3.1.


3.2.

................................................................................................................... 23 Dasar Teori ....................................................................................................................

3.3.


3.4.


3.5.


3.6.

Tabel Evaluasi ............................................................................................................... 25

3.7.

................................................................................................... ..................................... 27 Tugas dan Pertanyaan ..............................................................

3.8.


3.9.

.......................................................................................................................... ........................................................... 32 Analisa ...............................................................

3.10.

............................................................................................................... ................................................ 34 Kesimpulan ...............................................................


MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR IV ............................................................................... 36 4.1.


4.2.

................................................................................................................... 36 Dasar Teori ....................................................................................................................

4.3.


4.4.


4.5.


4.6.

Tabel Evaluasi ............................................................................................................... 38

4.7.


4.8.


4.9.

.......................................................................................................................... ........................................................... 42 Analisa ...............................................................

4.10.

............................................................................................................... ................................................ 44 Kesimpulan ...............................................................

............................................................................................................... 46 LEMBAR PENILAIAN ................................................................................................................ ................................................................................ ........... 47 MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR V .....................................................................

5.1.


5.2.

................................................................................................................... 47 Dasar Teori .................................................................................................................... POLITEKNIK NEGERI MEDAN

iii

5.3.


5.4.


5.5.


5.6.

Tabel Evaluasi ............................................................................................................... 49

5.7.


5.8.


5.9.

.......................................................................................................................... ........................................................... 51 Analisa ...............................................................

5.10.

............................................................................................................... ................................................ 52 Kesimpulan ...............................................................


GENERATOR SINKRON ............................................................................................................54 6.1


6.2

................................................................................................................... 54 Dasar Teori ....................................................................................................................

6.3


6.4


6.5


6.6

Tabel Evaluasi ............................................................................................................... 60

6.7

............................................................................................... .................................... 62 Grafik Hasil Percobaaan ...........................................................

6.8

.......................................................................................................................... ........................................................... 64 Analisa ...............................................................

6.9

................................................................................................................... ............................................... 66 Kesimpulan ....................................................................


iv

MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR I

6.1 Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat: 1.

Menentukan karakteristik torsi, M=f(s), yaitu torsi yang disalurkan sebagai fungsi dari slip.

2.

Menentukan efisiensi pada beban yang berbeda-beda.

6.2 Dasar Teori

Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak-balik (AC) yang paling luas penggunaannya. Penamaannya berasal dari suplai arus rotor motor ini bukan berasal dari sumber tertentu, melainkan dari arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan putaran medan magnet yang dihasilkan oleh stator yang disebut medan putar. Medan putar tersebut akan memotong konduktor rotor sehingga terinduksi GGL rotor yang pada gilirannya akan mengalirkan arus rotor yang sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut berputar mengikuti arah putaran stator. Perbedaan putaran relatif antara putaran rotor dengan medan putar stator disebut Slip. Bertambah beban akan memperbesar Torsi Motor, pada gilirannya akan menambah besar arus rotor, sehingga slip motor pun akan bertambah, konsekuensinya putaran akan menurun. Motor induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di industri maupun di rumah tangga. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi 3 fasa dan motor induksi 1 fasa. Motor induksi 3 fasa dioperasikan pada sistem tenaga 3 fasa dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri, sedangkan motor induksi 1 fasa dioperasikan pada sistem tenaga 1 fasa yang banyak digunakan terutama pada penggunaan untuk untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induski 1 fasa mempunyai daya keluaran yang rendah. Motor induksi pada dasarnya mempunyai 3 bagian penting sebagai berikut. 1.

Stator : merupakan bagian yang diam dan mempunyai kumparan yang dapat

menginduksikan medan elektromagnetik kepada kumparan rotornya. 2.

Celah : merupakan celah udara tempat berpindahnya energi dari stator ke rotor.


1

3.

Rotor : merupakan bagian yang bergerak akibat adanya induksi magnet dari

kumparan stator yang diinduksikan kepada kumparan rotor. Motor induksi terbagi 2 jenis yaitu: 1.

Motor induksi rotor sangkar

2.

Motor induksi rotor lilit





Effisiensi ( ) adalah perbandingan daya output (Pout) dan daya input (Pin).



Daya output (Pout) ditentukan oleh pengukuran pengukuran putaran rotor (N) dan torsi (M). ( M).

 =  ×100%

 = 260 × 

Yang mana: n = kecepatan motor dalam rpm M = torsi dalam Nm 

Daya input diukur dengan menggunakan wattmeter (W) dalam 1 fasa sehingga

 =3 ×

Yang mana P adalah hasil perbandingan trafo arus. 

Slip (S) dihitung dari kecepatan putar.

 =   

Yang mana n adalah kecepatan sinkron, yaitu untuk motor 4 kutub 1500 rpm pada frekuensi 50Hz.

6.3 Alat dan Bahan yang Dibutuhkan 

G = Torsi meter MV 100



M = motor induksi rotor sangkar, NV 123



R = resistor beban TB 40



U = volt meter 60 dan 240V, TI 105



I1 = ampere meter 12 A, TI 102



P = wattmeter 5 A, 120 V, TI 109



Y = Saklar star/delta TO 33



S = Saklar beban tiga fasa TO 30


2



F = power pack TF 123 A



Kabel penghubung.

6.4 Rangkaian Percobaan Percobaan


3

6.5 Prosedur Percobaan Persiapan

1. Hubungkan torsimeter pada generator dan motor induksi sesuai dengan diagram rangkaian. 2. Saklar S harus pada posisi OFF dan saklar star/delta pada ON. 3. Catat dan perhatikan rating motor seperti yang diperhatikan pada rating plate. 4. Periksakan rangkaian pada instruktur sebelum percobaan dimulai.

Pengukuran Karakteristik Karakteristik Efisiensi dan Karakteristik Torsi

1. Atur tegangan Ac variabel pada 220 V. Ubah saklar star/delta pada posisi Y. Hidupkan saklar tegangan AC, sehingga motor berputar. Ketika kecepatan motor telah mencukupi, pindahkan saklar star/delta pada posisi delta. 2. Atur tegangan U sampai 220 V dan pertahankan secara tetap selama pengukuran. Baca U, I1, P, M, dan n 2. Periksa resistor RB pada kedudukan arus minimum. Hidupkan saklar S dan tegangan DC. 3. Ubah beban dengan shunt rheostat pada torsimeter dan resistor beban R B secara bertahap dari satu 1 Nm sampai 10 Nm. Lakukan langkah yang sama pada pengukuran U, I1, P, M, dan n 2. 4. Atur resistor beban pada arus minimum. Matikan saklar S.

Kontrol Kecepatan

1. Atur tegangan U pada 176 V (80% dari 220 V) 2. Ulangi pengukuran 2.a-2.d sampai 9.0 Nm seperti percobaan di atas 3. Matikan saklar 220 V DC dan 220/270 V AC


4

6.6 Tabel Evaluasi

Tabel 1. Vs = 208V No.

Hasil Pengukuran

Hasil Perhitungan

V (Volt)

T (Nm)

I (A)

PIN (Watt)

NR (rpm)

Pin 3Ø (Watt)

Pout (Watt)

η (%)

Slip (%)

1.

208

0

3,6

175

1502

525

0,00

0,00

-0,133

2.

208

1

3,8

425

1483

1275

155,22

12,17

1,13

3.

208

2

4

550

1470

1650

307,72

18,65

2

4.

208

3

4,5

725

1461

2175

458,75

21,09

2,6

5.

208

4

4,8

775

1457

2325

609,99

26,23

2,86

6.

208

5

5

950

1443

2850

755,17

26,49

3,8

7.

208

6

5,4

1000

1435

3000

901,18

30,03

4,33

8.

208

7

5,8

1075

1421

3225

1041,11

32,28

5,26

9.

208

8

6,4

1225

1415

3675

1184,82

32,24

5,66

10.

208

8,6

6,6

1275

1404

3825

1263,78

33,04

6,4

Tabel 2. Vs = 80%

×

208V

Vs= 166,4 V No.

Hasil Pengukuran

Hasil Perhitungan

V (Volt)

T (Nm)

I (A)

PIN (Watt)

NR (rpm)

Pin 3Ø (Watt)

Pout (Watt)

η (%)

Slip (%)

1.

166,4

0

2,4

100

1502

300

0,00

0,00

-0,133

2.

166,4

1

3

325

1472

975

154,06

15,80

1,86

3.

166,4

2

3,6

500

1448

1500

303,11

20,20

3,46

4.

166,4

3

4,4

675

1429

2025

448,7 448,7

22,15

4,73

5.

166,4

4

5

800

1410

2400

590,32

24,59

6

6.

166,4

5

5,7

925

1384

2775

724,29

26,10

7,73

7.

166,4

6

6,5

1050

1361

3150

854,08

27,11

9,26

8.

166,4

6,3 6,3

6,6

1075

1358

3225

895,46

27,76

9,46


5

6.7 Tugas dan Pertanyaan

1. Isikan nilai perhitungan ke dalam tabel. 2. Gambarkan kurva η = f (Pout) untuk hasil pengukuran yang pertama dan yang kedua. 3. Gambarkan kurva kurva

torsi T = f (S) untuk untuk pengukuran pengukuran yang pertama dan kedua. kedua.

Dengan memperhitungkan kurva hingga hingga T=0, apa yang terjadi pada saat T=0 ? 4. Hitung persentase rata-rata arus tanpa t anpa beban terhadap arus beban penuh. 5. Hitunglah faktor daya (Pf) pada beban penuh. Jelaskan. 6. Gambar diagram r angkaian angkaian untuk saklar Y/∆ dan jelaskan dan jelaskan cara kerjanya.

6.8 Jawaban Pertanyaan

1. Nilai perhitungan telah dimasukkan ke dalam tabel. 2. Gambar kurva η = f (Pout)

Grafik η = f (Pout) 35 30 25 ) 20 % (

15

Vs = 208 Volt

10

Vs = 166,4 Volt

η

5 0 0

500

1000

1500

Pout (W)


6

3. Gambar kurva T = f (S)

Grafik T = f (S) 10 9 8 7 ) m N ( T

6 5

Vs = 208 V

4 3 2 1 0

-2

0

2

4

6

8

10

Slip (%)

Saat T = 0, maka nilai Nr = Ns sehingga tidak akan timbul perbedaan kecepatan antara rotor dan medan stator. Dengan kata lain tidak ada fluksi yang timbul sehingga arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor dan momen kopel tidak akan dihasilkan. Contoh: Ns = 1500 1500 rpm Nr = 1500 rpm Maka:

 = −  ×100% S=0%

Saat torsi (T) = 0, maka nilai slip (S) akan sangat kecil mendekati 0 dan bahkan sampai 0. Pada tabel hasil pengukuran 1 dan 2, dapat dilihat bahwa semakin besar nilai torsi maka akan semakin besar pula nilai slip. Dengan kata lain nilai torsi berbanding lurus dengan nilai slip. 4. Persentase rata-rata arus ar us tanpa beban terhadap arus beban penuh VS = 208 V

  ×100% Persentase I=  ℎ Persentase I= 3,6,66  ×100% Persentase I = I = 54,54 %

VS = 80% x 220V = 166,4 V POLITEKNIK NEGERI MEDAN

7

  ×100% Persentase I=  ℎ Persentase I= 2,6,46  ×100% Persentase I = I = 36,36 %

5. Faktor daya (Pf) pada beban penuh VS = 208 V

cos= × 78  cos= 21263, 08 ×  × 6,6  cos= 0,92

VS = 80% x 220V = 166,4 V

cos= × 895,46  cos= 166, 166,4  × 6,6  cos= 0,81 6. Gambar Gambar diagram rangkaian untuk saklar Y/∆

U1

R V2 U1

V1

W1

M U2

V2

W2

V1

S W2

W1

T

U2

Diagram Rangkaian Saklar Saklar Bintang/ Segitiga Segitiga


8

Saklar digunakan untuk menghidupkan motor, dimana motor ini start dengan hubungan Y dan akan dekerja dengan hubungan ∆. Untuk kondisi normal, saklar berada pada posisi 0 sehingga s ehingga semua kontak pada saklar star delta berada pada posisi terbuka dan belitan motor induksi tidak tersambung dalam hubungan apapun. Dapat dikatakan motor tidak bekerja. Kemudian untuk menghidupkan motor, saklar kita ubah ke hubungan Y sebagai start awal. Semua kontak yang terhubung dengan terminal Y secara otomatis akan berubah posisi menjadi tertutup sehingga pada motor m otor terjadi hubungan terminal bintang (Star) dengan sambungan belitan sebagai berikut :

Gambar : Sambungan Bintang Pada Motor Induksi 3 Fasa Rotor Sangkar

Selanjutnya, setelah motor bekerja dalam putaran normal, maka saklar digeser ke symbol D (delta) untuk running. Semua kontak yang yang terhubung dengan terminal D secara otomatis akan berubah posisi menjadi tertutup sehingga pada motor terjadi hubungan terminal segitiga (Delta) dengan belitan sambungan sebagai berikut :

Gambar : Sambungan Segitiga Pada Motor Induksi 3 Fasa Rotor Sangkar


9


10

6.9 Analisa

Pada percobaan pertama dengan tegangan sumber 208 V, nilai arus yang mengalir semakin besar yaitu mulai dari 3,6 A pada beban nol hingga batas arus nominal motor pada beban penuh yaitu sebesar 6,6 A. Torsi yang dihasilkan juga semakin naik dan berbanding terbalik dengan putaran motor yang semakin turun, yaitu 1502 rpm pada beban nol menjadi hanya 1404 rpm pada beban penuh. Nilai arus yang semakin besar mengakibatkan daya yang dihasilkan juga semakin naik berbanding lurus dengan efisiensi dan slip. 

T=0 I = 3,6 A P = 175 W NR = 1502 rpm PIN = 3 x P PIN = 3 x 175 W PIN = 525 W

 =  ×100%  =  ×100% = %



POU =   ×  POU = .,.  × 0   = − ×100%  = − ×100%  =  , , =0

%


 =  ×100%  = , ×100% POLITEKNIK NEGERI MEDAN

POU =   ×  POU = .,.  × 4   = − ×100%  = − ×100% = 609,99 W

11

=, 

%

=,

%

T = 8,6 I = 6,6 A P = 1275 W NR = 1404 rpm PIN = 3 x P PIN = 3 x 1275 W PIN = 3825 W

 =  ×100%  ×100%  = ,  =, %

POU =   ×  POU = .,.  ×8,6   = − ×100%  = − ×100% =, = 1263,78 W

%

Pada percobaan kedua dengan tegangan sumber 80% x 208V = 166,4 V, nilai arus yang mengalir semakin besar yaitu mulai dari 2,4 A pada beban nol hingga batas arus nominal motor pada beban penuh yaitu sebesar 6,6 A. Torsi yang dihasilkan juga semakin naik dan berbanding terbalik dengan putaran motor yang semakin turun, yaitu 1502 rpm pada beban nol menjadi hanya 1358 rpm pada beban penuh. Nilai arus yang semakin besar mengakibatkan daya yang dihasilkan juga semakin naik berbanding lurus dengan efisiensi dan slip. 


 =  ×100% POLITEKNIK NEGERI MEDAN

POU =   ×  POU = .,.  × 0   = − ×100% =0

12

 =  ×100% = %



 = − ×100%  =  , , %


 =  ×100%  ×100%  = ,  =, %



POU =   ×  POU = .,.  × 3   = − ×100%  = − ×100% =, = 448,7 W

%

T = 6,3 I = 6,6 A P = 1075 W NR = 1358 rpm PIN = 3 x P PIN = 3 x 1075 W PIN = 3225 W

 =  ×100%  = , ×100% =, %

POU =   ×  POU = .,.  ×8,6   = − ×100%  = − ×100% =, = 895,46 W

%

Sebaiknya pengukuran dilakukan seefektif dan secepat mungkin karena saat motor sudah mendekati arus pada beban maksimum yaitu 6,6 A, motor akan semakin POLITEKNIK NEGERI MEDAN

13

panas. Pada percobaan ini, motor yang digunakan masih mampu bekerja pada beban maksimum (6,6 A) dengan tegangan sumber 166,4 V.


14

6.10. 6.10 . Kesimpulan

Menurut percobaan yang telah dilakukan, dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: 

Besar torsi yang dihasilkan motor berbanding lurus dengan efisiensi dan slip. Semakin besar torsi yang dihasilkan motor maka semakin besar pula nilai efisiensi dan slip.



Nilai beban dan besar torsi yang dihasilkan motor berbanding terbalik dengan kecepatan motor. Semakin besar nilai beban yang diberikan dan torsi yang dihasikan maka akan semakin kecil kecepatan motor yang dihasilkan.



Kecepatan motor berbanding terbalik dengan slip dan frekuensi. Semakin menurun kecepatan motor yang dihasikan maka semakin besar slip dan efisiensi motor tersebut.


15

LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan

: Motor Induksi Rotor Sangkar II

No percobaan

:2

Nama Praktikan

: Erijon sihotang

Nama Partner

: 1. Cyntia Panjaitan 2. David Ardyan manurung

Kelas

: EL-5E

Kelompok

:3

Nama Instruktur


Tanggal Praktek

: 04 November 2014

Tanggal Penyerahan

: 12 Februari 2015

Nilai

:


16

MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR II

2.1. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan dapat menentukan arus start motor dan melakukan pengereman motor dengan metode plugging.

2.2. Dasar Teori

Arus asut mesin tak serempak begitu besar sehingga tidak mungkin dapat diukur secara langsung. Dalam percobaan ini dipakai cara tidak langsung dengan memasang tegangan-tegangan yang lebih rendah. Dengan mengekstrapolasi lengkung hasil pengukuran arus asut pada tegangan kerja daoat diperoleh. Untuk menghindari ketidakseragaman pengukuran, posisi rotor pada saat pengukuran harus diubah pelan pelan. Dengan mengubah hubungan belitan akan diperoleh cara mengasut segitiga bintang. Dengan cara ini arus asut bisa lebih kecil. Dengan mengubah urutan fasa sumber yang dihubungkan dengan belitan, arah putaran akan berubah pula.

2.3. Alat dan Bahan yang Dibutuhkan 

G = Elektrodinamometer MV 100



M = Motor induksi rotor sangkar, MV 121 121



R B = Tahanan beban TB 40



U = Voltmeter 60 dan 240 V, TI 105



I1 = Amperemeter 10 A, A, TI 102



Y = Saklar Saklar star/delta TO 33



F = Saklar pembalik TO 32 A



S = Saklar TO 30



P = Wattmeter 5A, 120 V, TI 109



Kabel Secukupnya


17

2.4. Rangkaian Percobaan Percobaan V2 W2

U2 rpm A

A2

F2

M

G F1

TG

A1

S

U1

V2

V1

W2

W1

U2

D 0 Y R

RB

S

T

U

V

W

R

S

T

U

R

S

T

3 x 0-220V

+ 220 V

- + 0-220 V


18

2.5. Prosedur Percobaan Starting

1.

Atur saklar star/delta pada posisi A dan reversing starter starter pada pada posisi Forward posisi Forward (1). (1). Tahan rotor, sehingga motor tidak berputar.

2.

Putar saklar tegangan AC pada posisi ON dan dengan perlahan kurangi tegangan sehingga arus stator berkurang pada tingkat 1A sampai arus dasar (rating). Lakukan langkah yang sama pada pencatatan U dan H. Kemudian ubah tegangan AC sampai mencapai nol.

3.

Atur saklar star-delta posisi Y. Ulangi pengukuran 2.

Plugging

1.

Atur saklar star/delta pada posisi A dan reversing starter starter pada pada posisi 0. Hidupkan saklar tegangan AC dan atur sampai 220 V.

2.

Ubah reversing starter starter ke ke posisi Forward (1), (1), sehingga motor berputar. Pada saat motor mencapai kecepatan penuh, atur saklar star-delta pada posisi -

3.

Hubungkan ke hubungan star. Saklar ke reverse reverse (2) dan perkirakan waktu yang diperlukan sebelum motor berhenti.

4.

Matikan saklar tegangan AC.

2.6. Tabel Evaluasi

Tabel 1. Percobaan arus start motor terhubung bintang Tegangan (Volt)

23,5

36,2

49,2

61,6

73,8

86,4

Arus (A)

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Tabel 2. Percobaan arus start motor terhubung te rhubung delta Tegangan (Volt)

8,4

12,3

16,6

21,1

25

28,9

33,2

37,2

41,3

45,2

49,3

Arus (A)

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6


19

2.7. Pertanyaan

1.

Isikan nilai perhitungan ke dalam tabel.

2.

Gambar arus asut sebagai fungsi dari tegangan I 1=f(V) sumbu (axis) tegangan harus mencapai 220V, bacalah arus asut untuk tegangan kerja.

3.

Hitung perbandingan arus asut dalam hubungan Y terhadap arus asut dalam Δ. Berapa harga teroritis perbandingan ini. Buat kesimpulan dari percobaan anda.

2.8. Jawaban Pertanyaan

1. Nilai hasil perhitungan sudah dimasukkan ke ke dalam tabel. 2.

Gambar kurva I1=f(V)

Grafik I1 = f(V) 30

25

20 ) A15 ( I

hubungan bintang hubungan delta

10 5.5 4.5 56 3.5 2.5 3 4 3 3.5 1.5 2 2.5 1 1 1.5 2

5

0 0

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 200 220 240

V (Volt)

3.

Perbandingan arus asut dalam hubungan Y terhadap arus asut dalam Δ Dari grafik starting I1 = f (U) didapat perbandingan arus startingnya startin gnya Perbandingan =

arus starting bintang :

=

9

:

27

=

1

:

3

arus starting delta

Harga perbandingan secara teoritis adalah arus starting delta 3 kali lebih besar dari arus starting hubungan bintang.


∆ =   20

2.9. Analisa

Motor induksi membutuhkan arus asut atau starting yang begitu besar, bahkan bisa mencapai 7 kali arus nominal. Hal ini tidak memungkinkan pengukuran arus starting secara langsung. Arus starting tersebut harus diatasi dengan cara menurunkan tegangan sumber, dan pada percobaan ini dilakukan dengan pengasutan bintang segitiga. Untuk mendapatkan arus starting tersebut dilakukan dengan melakukan blok rotor di mana dalam hal ini putaran rotor ditahan dengan tangan. Pada percobaan pertama yang kami lakukan, diperoleh arus starting untuk rotor terhubung bintang nilai tegangannya berbanding lurus dengan nilai arus yang di berikan. Semakin besar nilai arus, semakin besar pula tegangannya. Ketika nilai arus yang mengalir sebesar 1 A, tegangannya sebesar 23,5 volt dan pada saat arus mengalir sebesar 3,5 A, tegangannya sebesar 86,4 volt. Pada percobaan kedua dengan arus starting untuk rotor terhubung segitiga nilai tegangannya juga berbanding lurus dengan nilai arus yang di berikan. Semakin besar nilai arus, semakin besar pula tegangannya. Ketika nilai arus yang mengalir sebesar 1 A, tegangannya sebesar 8,4 volt. Ketika nilai arus yang mengalir sebesar 3,5 A, tegangannya sebesar 28,9 volt dan pada saat arus mengalir sebesar 6 A, tegangannya sebesar 49,3 volt. Berdasarkan data hasil pengukuran ini, untuk rotor yang terhubung bintang maupun segitiga diperoleh grafik linier seperti yang telah digambarkan pada grafik di atas. Adapun perbandingannya terlihat pada arus startingnya, untuk arus starting hubungan bintang sebesar 9A dan arus starting hubungan segitiga sebesar 27A, sesuai dengan teori di mana arus starting hubungan segitiga 3 kali lebih besar dari arus starting hubungan bintang.


21

2.10. Kesimpulan

Menurut percobaan yang telah dilakukan, dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: 1. Arus asut motor tak serempak sangat besar sehingga untuk mengukurnya dibutuhkan pemasangan tegangan-tegangan

yang lebih rendah dengan

mengekstrapolasi lengkung hasil pengukur arus asut pada tegangan kerja dapat diperoleh untuk menghindari ketidakseragaman pengukuran pada posisi rotor.

2. Arus asut pada hubungan delta lebih besar dibandingkan arus asut pada

terhubung Y. Namun tidak demikian dengan nilai tegangannya. Tegangan saat motor terhubung bintang lebih besar dibandingkan motor terhubung delta.


22

LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan

: Motor Induksi Rotor Sangkar III

No percobaan

:3

Nama Praktikan

: Erijon Sihotang

Nama Partner

: 1. Dini Hidayati 2. Eka Pradevega Sianturi 3. Fina Endang Sari 4. Minar Grace Ayu 5. Roberto Ruben 6. Widya Simarmata

Kelas

: EL-5E

Kelompok

:2

Nama Instruktur


Tanggal Praktek

: 04 November 2014

Tanggal Penyerahan

: 12 Februari 2015

Nilai

:


23

MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR III


Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat menentukan efisiensi motor sesuai ratingnya dengan metode langsung lan gsung dan metode tak langsung. 3.2. Dasar Teori

Sesuai dengan standart efisiensi motor tiga fasa yang lebih besar 400 watt diperoleh dengan metode perhitungan rugi-rugi,dimana masing-masing rugi ini dihitung secara terpisah. Rugi-rugi pada suatu motor induksi adalah: a. Rugi-rugi yang tidak tergantung arus beban:  Rugi-rugi besi 

Rugi-rugi gesekan dan bantalan



Rugi-rugi ventilasi



Rugi rugi gesekan pada sikat (khusus untuk tipe slip ring).

b. Rugi-rugi yang tergantung pada arus beban: 

Rugi-rugi tahanan pada belitan primer



Rugi-rugi tahanan pada belitan sekunder



Rugi – Rugi – rugi rugi tahan sikat (khusus untuk tipe slip ring).



Rugi-rugi stray pada inti besi



Rugi-rugi stray pada konduktor

Dapat diukur dengan metode dua buah Wattmeter dan tahanan dengan metode Ohmmeter.

3.3. Alat dan Bahan yang Dibutuhkan 

G

= Torsi meter MV 100



M

= motor induksi rotor sangkar MV 123



R B

= tahanan beban TB 40



U

= volt meter 240V, TI 105



I1

= ampere meter 10 A, TI 102



IR, PT = wattmeter 1 A, 240 V, TI 103


23



T1, T2 = trafo arus 10/1 A



K

= papan terminal dengna tombol short circuit TM 125



S

= switch TO 30



F

= power pack TF 123 A



Kabel penghubung

3.4. Rangkaian Percobaan Percobaan


24

3.5. Prosedur Percobaan Hubungan

1.

Torsi meter dihubungkan sebagai generator dan motor induksi dalam hubungan delta sesuai dengan diagram.

2.

Catat rating dari motor

3.

Pengawas memeriksa rangkaian

Percobaan Percobaan Beban Nol

1.

Rugi – Rugi – rugi rugi beban a, diperoleh pada percobaan beban nol.

2.

Untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti motor induksi, harus dilepaskan dari torsi motor.

3.

Masukkan saklar tegangan AC dan atur sampai 220 V

4.

Catat penunjukan dari masing – masing – masing masing instrumen.

5.

Matikan saklar tegangan

Pengukuran Tahanan

1.

Untuk mengukur rugi – rugi pada b, maka tahanan dan belitan stator diukur terlebih dahulu.

2. 3.

Lepaskan seluruh kabel dari stator hubungan tetap dalam delta. Ukur tahanan ketiga belitan diantara , , dengan menggunakan

  

ohmmeter. Pengukuran Langsung

1. Sebagai perbandingan efisiensi akan diukur secara langsung. Hubungkan motor induksi pada torsimeter dan cek apakah hubungan telah sesuai dengan diagram. 2. Masukkan saklar tegangan AC dan tegangan diatur sampai 220 V. 3. Periksa apakah posisi saklar dalam posisi OFF. Atur rheostat dari torsimeter sehingga arus eksitasi minimum dan kemudian masukkan sklar tegangan DC. 4. Atur tegangan U sampai 220 V dan jaga tetap konstan selama percobaan. Bebani motor induksi dengan mengatur skurt reostat dari torsimeter dan tahanan beban



sampai 9,5 Nm.


24

Beban Lebih

Sesuai dengan standart motor induksi dapat mencapai torsi sebesar 1,6 × torsi nominalnya selama 15 detik tanpa menghentikan motor ataupun mengubah kecepatannya. 1. Hitung dan buat catatan torsi yang akan diinginkan pada motor induksi, sesuai dengan rumus. M = 1,6

. 

= 1,6

 

2. Bebani motor dengan torsi yang telah dihitung diatas selama 15 detik. Buat catatan apakah motor tahan ditest apa tidak.

3.6. Tabel Evaluasi Percobaan Beban Nol

Hasil Pengukuran U

I

Hasil Perhitungan

PR

PT

POM

(V)

(A)

(W)

(W)

(W)

213

3,8

-350

500

150

PO

Tan 

Cos 

-9.81

0.101

(W) 717.44

Keterangan:

 =    tan= √ 3 . −+  =   

  

Percobaan Pengukuran Tahanan

Hasil Pengukuran

Hasil Perhitungan

R 1

R 2

R 3

R MEAN MEAN

R 75 75

PCuO

P1CuN

P2CuN

(Ω)

(Ω)

(Ω)

(Ω)

(Ω)

(W)

(W)

(W)

3,6

3,6

3,6

5,3

6,382

90,324

159,61

88,98

Keterangan: 



 .   = +    =3. √ 


25

 

 =3.. √   = − . 

Pengukuran Langsung

Hasil Pengukuran

Hasil Perhitungan

U

I1

PR

PT

M

N

PIN

POUT

(V)

(A)

(W)

(W)

(Nm)

(rpm)

(W)

(W)

213

6,6

650

1375

9

1400

2208,57

1318,8

ɳ 35,08

Tan

Cos

-0,62

0,84

Keterangan:  





 = √ 3 .. . .Cos ɳ % =  ×100% 

Efisiensi pengukuran langsung:

Efisiensi untuk rugi-rugi:

 ɳ % =          ×100% tan φ = √ 3 . −+


26

3.7. Tugas dan Pertanyaan

1. Hitung daya total beban nol



dan power faktor pada pengukuran pengukuran 2

     = √ 3  −+  =

tan

2.Hitung harga rata-rata tahanan ketiga fasa pada pengukuran 3 3. Hitung masing-masing tahanan pada stator untuk percobaan beban nol dengan menggunakan rumus:

   = 3.  × √  , dimana R diperoleh dari b dan I adalah arus stator pada pengukuran 2 4. Hitung rugi – rugi – rugi rugi beban nol yang sebenarnya.



=

  

5. Hitung kembali tahanan pada b untuk temperatur 75 o C dengan rumus:

310   = 23520

dimana t pada pengukuran 3 dimisalkan 20 o C.

6. Hitung rugi-rugi tahanan pada stator pada arus ratednya dengan menggunakan rumus:

     = 3 ×  × √  7. Hitung rugi-rugi tahanan motor dengan menggunakan rumus:



=

 .  , dimana  adalah harga slip pada daya nominal  −

8. Hitung harga rugi-rugi stray pada inti besi dan conductor dengan menggunakan rumus:

  0,01 .   ɳ =           =

9. Hitung effisiensi motor pada beban penuh:

10. Pada pengukuran 4, hitung effisiensi dan power factor dari motor. 11. Apakah keuntungan dan kerugian metode langsung. 12. Mengapa power factor dari motor induksi rendah pada keadaan beban penuh?


27


1. Daya input total beban nol dan power factor :

= √ 3    = √ 3 350500 350500 = √ 3 850 150 243 = 1472, 150 =9,814  =    9,814 =84,18 =0,101 2. Harga rata – rata – rata rata tahanan ketiga fasa :

1 =  ×2  2 1 = 2  3 1=2  3  = 32  = 3 ×3,5 2  = 5,2525 Ω Berdasarkan hasil percobaan, Req yang diperoleh adalah 5,3 Ω.


28

3.

    Pu = 3RU √ 

   3, 8 6 6 Pu =3 ×3,5× √ 3 Pu = 156,√ 3445 Pu = 90, 90,324 W 4.

Rugi – Rugi – rugi rugi nol yang sebenarnya :

 =     = 150 150  90,3 90,3224  = 59,676 676  5.

 ∙5,25  = +  = 6,382 382 Ω

6. Rugi – Rugi – rugi rugi tahanan pada arus stator pada arus ratednya

 = 3 √   3, 8   = 3 . 6,382 382 . √ 3  = 159, 159,6161  .

7. Rugi – Rugi – rugi rugi tahanan motor

 = 15001415 1500  = 0,056 056  = 1  .   = 1 0,0056,056 .1500 


29

 = 0,0,095644 .1500   = 0,059 059 .15 . 150000   = 88, 88,98  8. Rugi – Rugi – rugi rugi stray pada inti besi dan konduktor adalah

  =0,01 ×    = 0,0101 × 1500 1500    = 15  9. Effisiensi motor pada beban penuh

  =          ∙100%

   +,+,  +  + , ∙100%  , ∙100%  0,8226∙100%  82,26 % = = = =

10. Effisiensi dan power factor dari motor pada beban penuh

 =  ×100% 1318,8 ×100%  = 2208, 57  = 59,712 % tan= √ 3 ×    tan= √ 3 × 6501375 6501375 tan= √ 3 × 725 2025


30

tan =  0,62 ,62 = − 0,62  =  31,80 cos  = 0,84 11. Keuntungan dan kerugian metode langsung adalah Keuntungan : 

Memiliki effisiensi yang tinggi



Power factor cukup baik

Kerugian : 

Pengukuran

kecepatannya

tidak

dapat

dilakukan

tanpa

mengurangi

effisiensinya 

Kecepatannya turun dengan meningkatnya beban yang diberikan



Arus asut yang dihasilkan sangat besardan memberikan pengaruh terhadap torsi starting yang kecil.

12. Saat dalam keadaan berbeban, arus yang mengalir pada motor mencapai arus nominal. Sementara arus yang mengalir pada saat beban nol tidak mencapai arus nominal. Sehingga pada saat dalam keadaan berbeban, nilai P R dan P T akan semakin besar. Berbeda dengan saat tanpa beban, P R dan PT lebih kecil. Sehingga jika dibuat perbandingan nilai cos

,

maka cos

 saat

tanpa beban akan lebih

besar dibandingkan saat berbeban.


31

3.9. Analisa

Pada praktikum kali ini ada tiga percobaan yang dilakukan. Percobaan pertama adalah percobaan beban nol percobaan kedua adalah percobaan pengukuran tahanan, dan percobaan ketiga merupakan percobaan pengukuran pengukuran langsung. Percobaan beban nol dilakukan untuk mendapat hasil yang lebih teliti sehingga motor induksi harus dilepaskan dari torsi motor terlebih dahulu. Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh data: V

= 213 V

I

= 3,8 A

PR = 350 W PT = 500 W



Data-data diatas kemudian dapat kita gunakan untuk menghitung nilai P OM, tan



, cos

dan nilai P 0. Maka melalui perhitungan dengan menggunakan rumus yang ada pada

teori diperoleh data: POM = 850 W tan cos

 

= − 0,305 = 0,956

P0 = 771,13 W

Selanjutnya percobaan pengukuran tahanan. Kabel yang menempel pada stator harus dilepaskan terlebih dahulu, namun hubungan tetap dalam delta. Dari percobaan kedua ini diperoleh data: R 1 = R 2 = R 3 = 3,6 Ω R MEAN MEAN = 5,4 Ω Nilai R MEAN MEAN lebih besar bila dibandingkan dengan nilai R 1, R 2 dan R 3, hal ini dikarenakan R MEAN MEAN merupakan tahanan gabungan peda belitan yang terhubung delta.


32

Data-data diatas kemudian dapat kita gunakan untuk menghitung nilai R 75, P1Cu0, P1CuN dan nilai P2CuN. Maka melalui perhitungan dengan menggunakan rumus yang ada pada teori diperoleh data: R 75 75

= 6,564 Ω

P1Cu0

= 80,810 W

P1CuN

= 495,24 W

P2CuN

= 89,07 W

Selanjutnya percobaan pengukuran langsung, dimana percobaan ini dilakukan sebagai perbandingan efisiensi. Dari percobaan yang ketiga ini diperoleh data: V

= 213 V

I

= 6,6 A

PR = 650 W PT = 1375 W M

= 9 Nm

N

= 1400 rpm

Data-data diatas kemudian dapat kita gunakan untuk menghitung nilai P IN, POUT, ɳ , tan



dan nilai cos



. Maka melalui perhitungan dengan menggunakan rumus yang ada

pada teori diperoleh data: PIN

= 2067,24 W

POUT

= 1332,93 W

ɳ

= 26,75 %

tan cos

 

= − 0,62 = 0,849


33

3.10.

Kesimpulan


Percobaan pengukuran langsung dilakukan untuk memperoleh hasil yang lebih detail dari efisiensi motor.



Dalam pengukuran beban lebih, motor mampu dibebani hingga 1,6 kali torsi nominalnya selama 15 detik tanpa menghentikan motor atau mengubah kecepatannya.



Percobaan beban nol dilakukan untuk mengetahui mengetahui besarnya rugi-rugi daya pada inti besi, gesekan dan ventilasi.



Percobaan pengukuran tahanan dilakukan untuk mengetahui besarnya rugi-rugi daya pada tembaga kumparan.


34

LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan

: Motor Induksi Rotor Sangkar IV

No percobaan

:4

Nama Praktikan

: Erijon Sihotang

Nama Partner

: 1. Dini Hidayati br Marpaung 2. Eka Pradevega Sianturi 3. Fina Endang Sari 4. Minar Grace Ayu 5. Roberto Ruben 6. Widya F Simarmata

Kelas

: EL-5E

Kelompok

:2

Nama Instruktur


Tanggal Praktek

: 03 Februari 2015

Tanggal Penyerahan

: 12 Februari 2015

Nilai

:


35

MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR IV


Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat mengamati dan memahami karakteristik torsi start dari motor induksi rotor sangkar. 4.2. Dasar Teori

Besar torsi yang diperoleh pada saat rotor akan berputar disebut torsi start. Nilai torsi pada saat start memiliki nilai torsi yang lebih besar dari nilai torsi pada kedaan k edaan putaran normal. Momen asut tidak dapat begitu saja diukur. Untuk itu dibutuhkan rem dynamo dengan perlengkapan khusus. Dalam percobaan ini tidak digunakan rem dynamo, momen asut diukur secara tidak langsung. Pada motor tak serempak akan timbul pengiriman daya dari stator ke rotor melalui celah udara ( P 12 ). P12 = ω2 . T Dengan:

ω2

= kecepatan sinkron

T

= torsi celah udara

Waktu diasut ω2 = 0. P2 = 0, sehingga momen asut adalah :

T = Pω Daya celah udara P12diperoleh dari gabungan :

P = P  PU  PFE Dimana : P1 = daya masuk saat diasut P1Cu = rugi rugi tembaga stator = 3R 1I12 P1Fe = rugi – rugi – rugi rugi besi stator Pengukuran harus dilakukan pada tegangan yang rendah dan untuk mendapatkan arus asut pada tegangan nominal, hasil pengukuran dilakukan dengan perbandingan tegangan ukur terhadap tegangan nominal. POLITEKNIK NEGERI MEDAN

36

4.3. Alat dan Bahan yang Dibutuhkan 

M

=

motor induksi rotor sangkar, MV 1009



Y

=

saklar star/delta, MV 1503



U

=

voltmeter 250 V MV 1926



P

=

wattmeter 5 A 250 V MV 1928



I1

=

amperemeter 12 A MV 1923



F

=

power pack, TF 123 A

Ohmmeter 1-10 Ohm Untuk melindungi wattmeter dari gangguan, gunakan trasformator arus. Arus pada test 3 adalah 6,6 A. Anda dapat memindahkan penghubung tegangan pada tertminal 120 volt di wattmeter.

4.4. Rangkaian Percobaan Percobaan

RPM

A

A

U2

G

V2

W2

MV 123

TG

U1 V1 W1 OYD

+ -

220 V

S

P RB

V A

R


S

T

N

37

4.5. Prosedur Percobaan

1. Motor induksi dihubungkan sesuai dengan diagram rangkaian. Torsi meter tidak dihubungkan dengan rangkaian tetapi dapat dihubungkan dengan motor selama pengujian. Saklar star/delta harus pada posisi Y. 2. Hidupkan saklar tegangan variable. Tahan rotor dengan tangan sehingga motor tidak dapat bergerak. Perlu diingat bahwa motor semakin lemah pada tegangan rendah yang digunakan untuk pengujian ini. Naikkan tegangan variable secara perlahan sampai arus sama dengan besarnya besar nya arus pada motor dengan penghubung star (3,8 A). Baca dan catat dari pembacaan I, U dan P. Kembalikan tegangan AC sampai nol. 3. Pasang saklar star/delta pada posisi sesuai rangkaian. Naikkan tegangan AC secara perlahan sampai sama seperti pengukuran 2, sehingga arus sama dengan besarnya besarn ya arus pada motor dengan penghubung delta (6,6 A). Baca dan catat dari pembacaan I, U, dan P. 4. Tentukan nilai tahanan dari salah satu lilitan motor dengan sebuah ohmmeter.

4.6. Tabel Evaluasi Hubungan Bintang Hasil Pengukuran Pengukuran

Hasil Perhitungan Perhitungan

I

U

P

R 1

P1Cu

P12

MSt

(A)

(V)

(W)

(Ω)

(W)

(W)

(Nm)

3,8

49,65

125

5,1

220,932 220,932

154,068

0,98

Hubungan Delta Hasil Pengukuran Pengukuran

Hasil Perhitungan Perhitungan

I

U

P

R 1

P1Cu

P12

MSt

(A)

(V)

(W)

(Ω)

(W)

(W)

(Nm)

6,6

28,29

150

5,1

666,468 666,468

154,068

0,98


38

4.7. Tugas dan Pertanyaan Pertanyaan

1. Hitung 2. Hitung

 = 3 × 1 × 12  = 3 ×   

untuk pengukuran 12.4.1-2.

untuk pengukuran 12.4.1-2.



dapat diabaikan

pada test ini karena nilainya sangat rendah. 3. Hitung torsi start

 = 

dimana

 =  . . 

4. Hitung torsi start pada tegangan penuh

2 133   =  .     = 3. 1. √31 2 √3

5. Hitung

menggunakan

untuk pengukuran 12.4.1-5. Dalam hal ini perlu

karena pada percobaan ini motor tehubung delta.

6. Hitung nilai torsi start untuk hubungan delta, tujuannya diuraikan pada latihan 12.4.1-2 – 12.4.1-2 – 12.4.1-4 12.4.1-4 7. Hitung perbandingan antara torsi start untuk hubungan delta dan untuk hubungan bintang. Bagaimana penjelasan teoritisnya?


1. P1CU untuk pengukuran pada langkah 2 adalah

 = 3 ×  ×   =3 × 5,1 × 3,8  = 220, 220,932 932  2. P12 untuk pengukuran langkah 2 adalah

 =3 ×    = 3 × 125  220,932  =154,068  3. Torsi starting untuk motor 4 kutub adalah 

Saat terhubung Y POLITEKNIK NEGERI MEDAN

39

 =  068   = 154, 2  1500/60  = 0,9898  

Saat terhubung ∆

 =  468   = 216, 2  1500/60  = 1,3737 

4. Torsi starting saat tegangan penuh adalah

 133   =  × (  )  133   = 0,98 × (49,65)   = 7,032 032   5. P1cu untuk pengukuran langkah 5 adalah

    =3 × × (√ 3)  6, 6  =3 ×5,1×( √ 3)  =222,156  6. Torsi start pada hubungan delta adalah

 =3    = 3150 150 666,468  = 216,468 W


40

 =   = 2∙⁄ 60 216,468  = 2∙1500 ⁄60  =1,37 7. Ratio torsi start pada hubungan bintang dan delta adalah

 = 0,98 ∆ 1,37  =1∶1,4 ∆


41

4.9. Analisa

Pada praktikum kali ini dilakukan dua kali percobaan, percobaan pertama yaitu pengukuran terhadap rangkaian percobaan yang terhubung bintang dan percobaan kedua yaitu pengukuran terhadap rangkaian percobaan yang terhubung delta. Percobaan motor induksi rotor sangkar kali ini bertujuan untuk menentukan torsi start saat tegangan dihubungkan ke stator.

Hubungan Bintang

Pada percobaan pertama dengan rangkaian percobaan yang terhubung bintang, melalui praktikum diperoleh data sebagai berikut: I = 3,8 A V = 49,65 V P = 125 W R 1 = 5,1 Ω

Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan rumus diperoleh hasil berikut ini: Rugi tembaga pada lilitan primer (P 1Cu)

Pu =3∙R ∙ I Pu =3∙5,1∙3,8 Pu =220,932 W Daya dari stator ke rotor (P 12)

P =3P  Pu P =3125220,932 P = 154, 154,068 068 W Besar torsi start (MST)

MS = Pω MS = 2π∙NP⁄ 60


42

154,068 MS = 2π∙1500 ⁄60 MST = 0,98 Nm

Hubungan Delta

Pada percobaan kedua dengan rangkaian percobaan yang terhubung delta, melalui praktikum diperoleh data sebagai berikut: I = 6,6 A V = 28,29 V P = 150 W R 1 = 5,1 Ω Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan rumus diperoleh hasil berikut ini: Rugi tembaga pada lilitan primer (P 1Cu) P1Cu = 666,468 W Daya dari stator ke rotor (P 12) P12 = 154,068 W Besar torsi start (MST) MST = 0,98 Nm


43

4.10. Kesimpulan


Nilai rugi tembaga pada lilitan primer (P ( P1Cu) pada rangkaian yang terhubung delta ( ∆ ) memiliki nilai yang lebih besar daripada nilai rugi tembaga pada lilitan primer (P1Cu) pada rangkaian yang yang terhubung bintang ( Y ).



Perbandingan torsi start pada hubungan bintang dan pada hubungan delta M st-Y : Mst-∆ st-∆ yaitu sebesar

1∶1,4


44

LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan

: Motor Induksi Rotor Sangkar V

No percobaan

:5

Nama Praktikan

: Erijon Sihotang

Nama Partner

: 1. Dini Hidayati br Marpaung 2. Eka Pradevega Sianturi 3. Fina Endang Sari 4. Minar Grace Ayu 5. Ruberto Ruben 6. Widya Frisilia Simarmata

Kelas

: EL-5E

Kelompok

:2

Nama Instruktur


Tanggal Praktek

: 03 Februari 2015

Tanggal Penyerahan

: 12 Februari 2015

Nilai

:


46

MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR V


Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat menentukan harga momen maksimum.

5.2. Dasar Teori

Jika kita mencoba mengukur torsi maksimum secara langsung, maka arus motor akan bergerak tinggi. Jika motor tersebut dibebani dengan lebih banyak torsi maksimum ia akan berhenti secara mendadak. Arus tidak seharusnya dihubungkan langsung dengan peralatan. Hal ini bertujuan untuk mencegah motor menjadi panas lebih (overheated).

5.3. Alat dan Bahan yang Dibutuhkan 

G

=

torsimeter MV 1036



M

=

motor induksi rotor sangkar, MV 1009



U

=

voltmeter 250 V, MV 1926



R B =

tahanan beban MV 1100



S

=

saklar MV 1500



F

=

powerpack MV 1300


47

5.4. Rangkaian Percobaan Percobaan rpm A

A

F2

V2

U2

W2

A2 G

M

TG

G

A1

F1

S

U1

V2

V1

W2 W1

S

T

U2

D 0 RB

Y R

Voltmeter

+

-

0-220 V V

300

3 x 0-220 V

R


S

T

48

5.5. Prosedur Percobaan

1. Hitung saklar tegangan AC variable dan naikkan tegangan secara perlahan sampai 100 V dan usahakan tetap konstan selama percobaan berlangsung. Motor akan mulai berputar hingga mencapai kecepatan sekitar 1400 rpm. 2. Atur tahanan beban R B pada kedudukan arus minimum. Hidupkan saklar tegangan DC dan saklar S. 3. Ubah nilai beban dengan resistor shunt pada torsi meter dan tahanan beban RB secara bertahap dari 1 Nm sampai dengan torsi maksimum motor. Catat torsi dan kecepatan untuk setiap tahap. 4. Matikan saklar tegangan AC dan DC.

5.6. Tabel Evaluasi

V = 100 volt No.

T (Nm)

N (rpm)

1.

0,5

1200

2.

1

1180

3.

1,5

1180

4.

2

1150

5.

2,5

1150

6.

3

1100

7.

3,5

1080

8.

4

1050

T100 = 4 Nm T230 = 21.16 Nm

5.7. Tugas dan Pertanyaan Pertanyaan

1. Gambar grafik M = f(N) 2. Dari grafik tersebut, perkiraan torsi maksimum pada pa da 100 Volt. 3. Hitung torsi maksimum dari motor pada 230 Volt. Torsi motor tersebut sebanding dengan kuadrat tegangan.


49

 230   =  × |100|


1. Grafik T = f(N)

T = f(n) 4.5 4 3.5

) m 3 N ( 2.5 T i 2 s r o1.5 T

1 0.5 0 1000

1050

1100

1150

1200

1250

Putaran n (rpm)

Dari grafik dapat dilihat bahwa besarnya nilai torsi (T) berbanding terbalik dengan besarnya kecepatan putaran (N). Sehingga apabila nilai torsi (T) semakin tinggi, maka besarnya nilai kecepatan putaran (N) justru akan semakin r endah.

2. Berdasarkan grafik M = f(n), torsi maksimum saat s aat V = 100V adalah 4 Nm. M100 = 4 Nm

3. Nilai torsi maksimum dari motor pada saat V=230 volt adalah

 230 Tx  = Tx × |100|  230 Tx  =4×|100| Tx  =4×2,3 Tx  =4×5,29 Tx  = 21, 21,16 Nm Nm


21,16 Nm

.

50

5.9. Analisa

Percobaan kali ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan torsi maksimum. Torsi maksimum disini maksudnya adalah saat dimana nilai torsi tidak akan bertambah lagi, walaupun nilai beban ditambah terus. Nilai torsi maksimum lebih besar daripada nilai torsi beban lebih. Percobaan dilakukan dengan melakukan pengukuran terhadap rangkaian percobaan dengan hubungan delta dengan tegangan sumber sebesar 100 V. Pada percobaan ini, saat motor pertama kali dihidupkan, akan ada penginduksian pada stator yang memutar rotor yang menyebabkan timbulnya torsi walaupun dengan nilai yang kecil. Untuk itu, saat motor dengan keadaan belum berbeban, torsi awal sudah diperoleh yaitu sebesar 0,5 Nm dengan kecepatan putaran rotor 1200 rpm. Selanjutnya pada percobaan dengan menggunakan beban (nilai tegangan sumber tetap konstan 100 V), torsi motor naik menjadi 1 Nm dengan kecepatan putaran rotor sebesar 1180 rpm. Torsi motor dinaikkan lagi menjadi 1,5 Nm, maka kecepatan putaran rotor adalah 1180 rpm. Selanjutnya motor bekerja dengan nilai torsi sebesar 2 Nm, dan besarnya nilai kecepatan putaran adalah 1150 rpm. Motor akan terus bekerja hingga mencapai nilai torsi maksimum yaitu sebesar 4 Nm dengan kecepatan putaran rotor sebesar 1050 rpm. Dari sini dapat kita ketahui bahwa semakin besar nilai torsi maka kecepatan putaran rotor akan semakin kecil. Sesuai dengan perhitungan, apabila motor bekerja dengan diberikan tegangan sumber sebesar 230 V, maka besarnya torsi adalah sebesar 21,16 Nm. Sesuai dengan perhitungan dibawah ini: M100 = 4 Nm

 230 Tx  = Tx × |100|  230 Tx  = 4 × |100|

Tx  =4×2,3 Tx  =4×5,29 Tx  = 21, 21,16 Nm Nm


51

5.10. Kesimpulan


Besarnya nilai torsi (T) berbanding terbalik dengan besarnya kecepatan putaran (N). Apabila nilai torsi semakin tinggi, maka besarnya nilai kecepatan putaran justru akan semakin rendah.



Untuk mendapatkan nilai torsi yang lebih baik, maka harga If dinaikkan dan mengatur beban. Semakin besar If dan tahanan maka torsi akan semakin besar.


52

LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan

: Generator Sinkron

No percobaan

:6

Nama Praktikan

: Erijon Sihotang

Nama Partner

: 1. Dini Hidayati br marpaung 2. Eka Pradevega Sianturi 3. Fina Endang Sari 4. Minar Grace Ayu 5. Ruberto Ruben 6. Widya Frisilia Simarmata

Kelas

: EL-5E

Kelompok

:2

Nama Instruktur


Tanggal Praktek

: 03 Februari 2015

Tanggal Penyerahan

: 12 Februari 2015

Nilai

:


53

GENERATOR SINKRON 6.1

Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat: 

Mencatat rating generator sinkron 3 fasa sesuai ses uai dengan name platenya.



Menghubungkan dan mengoperasikan generator sinkron sesuai dengan diagram rangkaian.



Mengukur dan menggambarkan karakteristik beban nol.



Mengukur dan menggambarkan karakteristik hubung singkat.



Mengukur dan menggambarkan karakteristik generator berbeban berbeban.

6.2

Dasar Teori

Pengukuran karakteristik pada percobaan generator kali ini adalah karakteristik tanpa beban, karakteristik

hubung singkat, dan karakteristik berbeban ( R, L, C). Pada

percobaan ini sebagai penggerak adalah motor. Untuk mengoperasikan motor hal yang dilakukan adalah memberikan arus medan maka jangkar pada belitan motor akan timbul arus maka rotor pada motor akan berputar dimana sebagi penggerak mula pada rotor generator. Generator ini belum dapat menghasilkan ggl sebelum diberi arus medan, dimana arus medan diperoleh dari tegangan DC yang tetap. Arus medan yang dihasilkan akan mengalirkan aus pada belitan dikutub, sehingga akan menimbulkan fluxi, dan fluxi – fluxi ini akan dipotong konduktor jangkar sehingga timbul ggl (EMF). Pada praktikum juga melakukan percobaan dengan beberapa kondisi yang mempengaruhi tegangan keluaran, mulai dari tanpa beban sampai dengan memberi beban R, L dan C. Pada analisa ini akan dibahas nilai tegangan keluaran k eluaran pada berbagai be rbagai kondisi yang diujikan. a.

Kondisi tidak berbeban

Setelah melakukan praktikum diperoleh data yang dimasukan dalam tabel 1. Dari data yang diperoleh terdapat perubahan parameter dari motor hingga arus eksitasi. Ketika arus eksitasi di motor dc dinaikan akan mempengaruhi kecepatan dari motor tersebut. Semakin besar arus eksitasi di motor semakin meningkat kecepatan pada motor penggerak. Dan semakin tinggi kecepatan akan meningkatkan tegangan keluaran pada terminal generator sinkron. Karena tidak ada beban terpasang dalam rangkaian tersebut


54

tidak mengalir arus. Selain eksitasi di sisi motor DC, peningkatan arus eksitasi dalam generator pun mempengaruhi tegangan keluaran. Ketika arus penguatan dibesarkan maka tegangan terminal juga akan meningkat. Hal ini disebabkan semakin tinggi arus penguatan maka akan semakin besar fluks magnet dihasilakan, semakin banyak fluksmagnet yang memotong kumuparan berputar dalam generator semakin besar gaya putar yang membangkitkan membangkitkan tegangan generator. Karena tidak ada beban yang terpasang maka tidak ada factor dari luar yang mempengaruhi tegangan keluaran generator. Sehingga dapat diketahui bahwa pada kondisi tak berbeban yang mempengaruhi tegangan keluaran dari generator sinkron yaitu eksitasi motor penggerak, kecepatan motor serta eksitasi dalam generator sinkron yang dapat diatur sesuai dengan tegangan keluaran yang diinginkan dan sesuai dengan besarnya eksitasi yang dapat dibangkitkan.

b.

Kondisi berbeban

Beban yang diujikan dalam praktikum ini terdapat 3 macam yaitu beban resistif , induktif serta beban kapasitif. Analisa data akan mencangkup masing masing beban seperti dibawah ini: 

Beban resistif

Pada saat dilakukan pengukuran pada terminal keluaran generator diperoleh besar tegangan yang sama dengan tegangan pada beban. Hal ini disebabkan sifat beban yang resistif saja. Karena sifat dari beban resistif murni menghasilkan nilai factor daya mendekati 1. Sehingga jika ingin menjaga tegangan keluaran pada generator yang mensuplai beban resistif, cukup dengan menjaga besarnya arus eksitasi (fluks magnet konstan) dan juga menjaga putaran dari penggerak utama agar tetap. Ketika beban resistif diperkecil maka akan mengalir kan arus yang semakin besar sesuai dengan I = V/ R. pada kondisi ini akan menurunkan kecepatan dari penggerak utama (

motor

dc)

sehingga

menurunkan

tegangan

keluaran

generator.

Untuk

mengembalikan tegangan keluaran generator dapat dengan meningkatkan arus eksitasi motor DC maupun arus medan penguatan generator sinkron sendiri hingga tegangan keluaran akan lebih besar sesuai dengan yang diinginkan.



Beban induktif


55

Beban induktif yaitu beban yang terdiri dai kumparan kawat yang dililitkan pada inti seperti pada coil. Beban ini menyebabkan pergeseran fasa pada arus yang menyebabkan arus bersifat lagging. Hal ini memyebabkan energy tersimpan berupa medang magnetis yang mengakibatkan arus fasa bergeser menjadi tertinggal terhadap tegangan. Karena penyimpanan energy ini menyebabkan tegangan pada beban akan lebih kecil jika dibandingkan dengan beban resistif. Supaya nilai tegangan yang diinginkan dapat memvariasi arus pengauatan yang mempengaruhi fluks magnet yang dihasilkan, maka tegangan keluaran dari generator akan meningkat sehingga saat tegangan sampai pada beban induktif dengan tegangan yang diinginkan. 

Beban kapasitif

Beban kapasitif yaitu beban yang memiliki kemampuan kapasitansi atau kemampuan menyimpan energy yang berasal dari pengisian elektrik pada suatu sirkuit. Komponen ini dapat menyebabkan arus leading terhadap tegangan. Apabila ingin mendapatkan nilai tegangan pada beban kapasitif yang besarnya sama dengan beban induktif dapat dilakukan dengan mengurangi arus penguatan dari generator serta menurunkan kecepatan dari penggerak utama (motor DC).

6.3

Alat dan Bahan yang Dibutuhkan

M

=

Torsi Meter 100 MV

G

=

Mesin Synkron 122 MV

Rmy

=

Tahanan Shunt TS 500/440

U

=

Volt Meter 300 V

Im

=

Ampere Meter 1,6 A

Ia

=

Ampere Meter 6A

S

=

Saklar

R B

=

Tahanan Beban

F

=

Power Factor

XL

=

Induktor Beban

XC

=

Kapasitor Beban


56

6.4

Rangkaian Percobaan Percobaan

rp m F 2

V 2

U 2

A

A

Im

F 2 F 3

A 2

M F 1

W 2

A 1

G

T G

U1 U

V 1

W 1 IG

Rmy S

220 0-220 V V

0-220 V

Rb

6.5

Prosedur Percobaan

Hubungan dan starting

1. Gunakan torsi meter sebagai motor dan mesin synkron sebagai generator. 2. Catatlah rating mesin synkron yang terdapat pada Name plate. Rating ini tidak boleh dilampaui selama percobaan. 3. Periksa rangkaian pada instruktar sebelum diberi te gangan. 4. Masukkan tegangan dc tetap dengan memutar switchnya. Atur Shunt Rheostat pada torsimeter, sehingga arus medan mencapai harga maximum (switch S harus tetap off). 5. Masukkan tegangan dc variable dengan perlahan-lahan sehingga mencapai 220 V dan cek arus rotor pada amper meter. Motor harus berputar sesuai dengan arah panah. POLITEKNIK NEGERI MEDAN

57

6. Aturlah shunt rheostat pada torsi meter sehingga kecepatan tetap > 1500 rpm. Kecepatan itu harus dipertahankan selama percobaan.

Pengukuran Karakteristik Karakteristik Tanpa Beban U = f (I m)

Yaitu fungsi dari arus pembangkit. 1. Saklar S harus pada posisi OFF. 2. Ubahlah arus pembangkit Im dalam langkah 0,2 A, dari 0 sampai nilai maksimum (lihat rating maksimum). 3. Buatlah catatan dari setiap langkah dari nilai Im dan nilai pembacaan tegangan pada volt meter U. 4. Periksa kecepatannya. 5. Gambarkan grafik untuk pengukuran ini.

Pengukuran Karakteristik Karakteristik hubung singkat Ia = f (Im)

Yaitu arus magnet sebagai fungsi dari arus pembangkit bila stator dihubung singkat. 1. Atur tahanan shunt Rmy dari mesin sinkron untuk memperoleh arus pembangkit pada posisi nol. 2. Hubung singkatkan semua tiga fasa saklar pada saklar S, yang mana tahanan beban terhubung. 3. Hidupkan saklar S. 4. Ubahlah arus jangkar dalam 0,5 A dari nol ke nilai maksimum (lihat rating arusnya) dengan tahanan shunt Rmy. 5. Catat nilai Ia dan Im untuk masing-masing langkah. 6. Periksalah kecepatannya. 7. Atur tahanan shunt dari mesin sinkron untuk memperoleh arus pembangkit pada posisi nol. 8. Off kan saklar S dan pindahkan hubung singkatnya. 9. Gambarkan grafik untuk pengukuran ini. Pengukuran Kararteristik Berbeban

1. Motor Dc dihidupkan untuk memutar generator 3 fasa. 2. Arus medan generator diatur sampai tegangan terminal generator 220 V.


58

3. Masukkan saklar beban, beban diatur secara bertahap sampai dijangkau arus nominal. 4. Untuk setiap tahap catat nilai Ia dan V. 5. Ulangi langkah pada beban L dan C. 6. Gambarkan grafik untuk pengukuran ini.


59

6.6

Tabel Evaluasi

Percobaan Beban Nol IF (A)

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

45

87

135

175

210

238

V (Volt)

Percobaan Hubung Singkat IA (A) IF (A)

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,42

0,8

1,2

1,6

2

2,5

2,64

213

204

190

168

138

70

14

Percobaan Berbeban 

Beban R IA (A) V (Volt)



Beban L

1

I (A) 0.14

V ( volt ) 208

2

0.28

198

3

0.42

189

4

0.53

181

5

0.65

172

6

0.74

165

7

0.84

157

L


60



8

0.92

150

9

1

144

10

1.06

139

11

1.13

133

Beban C C

I ( mA )

V ( volt )

1

0

242

2

0.001

270

3

0.002

300

4

0.003

312

5

0.004

338

6

0.005

361

7

0.006

380


61

6.7

Grafik Hasil Percobaaan

Grafik 1. Percobaan Beban Nol

V = f (If) 250 200

) V ( n 150 a g n a 100 g e T

50

0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

IF (A)

Grafik 2. Percobaan Hubung Singkat

Ia = f (IF) 4 3.5 3 ) 2.5 A ( 2 a I

1.5 1 0.5 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

If ( A )


62

Grafik 3. Percobaan Beban R-L-C

V = f (Ia) 400 350 300 ) V250 ( n a g 200 n a g e 150 T

Beban R Beban L Beban C

100 50 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Ia ( A )


63

6.8

Analisa

Pada percobaan generator sinkron ini dilakukan tiga jenis percobaan, yaitu percobaan beban nol (tanpa beban), percobaan hubung singkat dan percobaan dengan pembebanan. Dimana percobaan pembebanan menggunakan tiga jenis beban yang berbeda, yaitu beban resistif (R), beban induktif (L) dan beban kapasitif (C). Percobaan Beban Nol

Pada percobaan beban nol, saat generator berputar → arus medan generator diubah ubah untuk setiap tahapan. Imedan = Ifield = IF Pada data hasil percobaan dapat dilihat bahwa saat arus medan IF yang mengalir sebesar 0,1 A, besarnya tegangan sebesar 45 V. Hingga Hingga pada saat arus medan IF yang mengalir sebesar 0,6 A, besarnya tegangan mencapai 238 V. Dari data ini tampak bahwa nilai arus medan IF sebanding dengan nilai tegangannya. Percobaan Hubung Singkat

Percobaan hubung singkat ini dilakukan untuk menentukan konstanta generator. Pada data hasil percobaan dapat dilihat bahwa saat arus IA yang mengalir sebesar 0,5 A, nilai arus medan IF sebesar 0,1 A. Hingga pada saat arus IA yang mengalir sebesar 3,5 A, nilai arus medan I F mencapai 0,7 A. A. Dari data ini ini tampak bahwa nilai arus IA sebanding dengan nilai arus medan I F. Percobaan Pembebanan

Pada percobaan pembebanan ini, generator siap dibebani saat sudah diberikan tegangan (medan). Tegangan langsung diberikan senilai 220 V, bukan bertahap-tahap. 

Percobaan Pembebanan R Pada data hasil percobaan dapat dilihat bahwa saat arus I A yang mengalir sebesar 0,42 A, nilai nilai tegangan sebesar 213 213 V. Hingga pada saat nilai arus IA yang mengalir sebesar 2,64 A, nilai tegangannya turun hingga 14 V. Dari data ini tampak bahwa nilai arus IA berbanding terbalik dengan nilai tegangannya.


64

E o

I L x Z

I L x X L

 I L



V L I L x Ra

Percobaan Pembebanan L Pada data hasil percobaan dapat dilihat bahwa saat arus I A yang mengalir sebesar 0,14 A, nilai nilai tegangan sebesar 208 V. Hingga pada pada saat nilai arus IA yang mengalir sebesar 1,13 A, nilai tegangannya turun hingga 133 V. Dari data ini tampak bahwa nilai arus IA berbanding terbalik dengan nilai tegangannya.



Percobaan Pembebanan C Pada data hasil percobaan dapat dilihat bahwa saat arus IA yang mengalir sebesar 0 mA, nilai tegangan tegangan sebesar 242 V. Hingga Hingga pada saat nilai arus IA yang mengalir sebesar 0,006 mA, nilai tegangannya mencapai 380 V. Dari data ini tampak bahwa nilai arus IA sebanding dengan nilai tegangannya. te gangannya. Pada percobaan beban C ini, nilai tegangannya semakin bertambah karena fluksinya saling menguatkan. Penambahan beban justru akan membuat tegangan generator semakin meningkat.


65

6.9

Kesimpulan

Menurut percobaan yang telah dilakukan, dilakukan, dapat disimpulkan disimpulkan bahwa: bahwa: 

Pada beban R dan L, semakin besar nilai arus I A yang mengalir, nilai tegangan pada generator justru akan semakin kecil.



Pada beban C, semakin besar nilai arus I A yang mengalir maka nilai tegangan pada generator juga akan semakin besar.



Pada beban R dan L, fluksi utama dan fluksi jangkar saling bertabrakan sehingga nilai tegangannya turun.



Pada beban C, fluksi utama dan fluksi jangkar saling menguatkan sehingga nilai tegangannya naik.



Pada kondisi beban nol, semakin besar nilai arus medan I F yang mengalir maka nilai tegangan pada generator juga akan semakin besar.



Pada saat hubung singkat, semakin besar nilai arus I A yang mengalir maka akan semakin besar pula nilai arus medan I F.

Medan, 12 Februari 2015

Erijon Sihotang NIM. 1205032122 1205032122


66

Lab listrik

Recommend Documents