TUGAS AKHIR PENGARUH TEGANGAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP TORSI DAN EFISIENSI MOTOR INDUKSI LIMA PHASA. Diajukan untuk memenuhi persyaratan

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PENGARUH TEGANGAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP TORSI DAN EFISIENSI MOTOR INDUKSI LIMA PHASA Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik Oleh Mangatur Sihombing NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2

3 ABSTRAK Motor induksi (Asinkron)merupakan motor listrik yang paling sering dijumpai didunia kelistrikan dan perindustrian. Motor induksi memiliki banyak kelebihan, namun tidak terhindar dari beberapa kekurangan. Oleh karena itu perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk mengembangkan potensi motor induksi agar dapat digunakan secara maksimal, sehingga akhir-akhir ini para peneliti mengembangkan motor induksi lima phasa. Tegangan yang menyupplai motor induksi lima phasa dapat ditemukan keadaan yang tidak seimbang. Penyebab dari ketidakseimbangan tegangan lima phasa ini dapat disebabkan oleh gangguan-gangguan pada sistem tenaga, distribusi beban satu phasa yang tidak merata pada sistem tenaga yang sama, dimana Tegangan tidak seimbang pada motor induksi lima phasa akan menyebabbkan penurunan pada putaran motor sehingga berdampak terhadap torsi dan efisiensi baik berbeban ringan maupun efisiensi maksimumnya dapat dilihat bahwa efisiensi maksimum motor induksi berkurang dari 11,84% menjadi 9.767%. Kata kunci: Motor induksi lima phasa, Tegangan tidak seimbang, Torsi, Efisiensi. i

4 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan perlindungan yang diberikannya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul PENGARUH TEGANGAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP TORSI DAN EFISIENSI MOTOR INDUKSI LIMA PHASA. Penulisan Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Elektro, Fakultas Teknik,. Selama masa perkuliahan sampai menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua Orang tua saya (T. Sihombing dan A. Silaen), kakakku dan adik adikku (Wanti, Karnol, Ervina, Petra R, Hibbon M ), yang menjadi inspirasi saya dan yang selalu memperhatikanku dan memberiku motivasi, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. 2. Bapak Ir. Raja Harahap, M.T., selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmat Fauzi ST, MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU. 4. Bapak Ir. Syamsul Amien M.S. selaku dosen Penguji Tugas Akhir serta selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi Listrik yang telah banyak ii

5 memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini dan telah banyak motivasi selama masa perkuliahan. 5. Drs. Hasdari Helmi, M.T selaku Dosen Penguji Tugas Akhir dan telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan. 6. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada penulis. 7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi saat perkuliahan serta selama penyusunan Tugas Akhir. 8. Abang Asrianto, bang Fajar dan bang Citra yang memberikan dukungan dan bantuan. 9. Pak Eprin, Pak Simatupang, Pak Aritonang dan seluruh staf Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Bangunan dan Listrik yang membantu pengujian motor dan memberi arahan. 10. Seluruh teman saya stambuk 2011 yang tak dapat disebutkan satu persatu yang tergabung dalam balak 1 yang telah banyak memberi dorongan semangat kepada penulis selama pengerjaan tugas akhir ini. 11. Teman-teman saya yang tergabung dalam group 5 phasa Fernando, biondi, suranta,boni yang telah berpikir keras dalam penyelesaian tugas akhir ini. iii

6 Penulis menyadari bahwa dalam penulis Tugas Akhir ini masih belum sempurna karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun susunan bahasanya. Saran dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat berguna bagi kita semua. Medan, 29 Agustus 2016 Penulis, Mangatur Sihombing NIM iv

7 DAFTAR ISI ABSTRAK...i KATA PENGANTAR ii DAFTAR ISI v DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR TABEL......x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian...3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Motor Induksi Konstruksi Motor Induksi Prinsip Kerja Motor Induksi Motor Induksi Lima Phasa Aliran Daya pada Motor Induksi Lima Phasa Torsi Motor Induksi Effisiensi Motor Induksi Lima Phasa Tegangan tidak seimbang Penentuan Parameter Motor Induksi Pengujian Tanpa Beban...22 v

8 2.9.2 Pengujian Tahanan Stator Pengujian Rotor Tertahan...25 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Bahan dan Peralatan Pelaksanaa Penelitian Variable yang Diamati Prosedur Penelitian...29 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum Percobaan Beban Nol (No Load Test) Rangkaian percobaan Prosedur Percobaan Data Hasil Percobaan Analisa Data Hasil Percobaan Percobaan Berbeban Tegangan Seimbang Rangkaian Percobaan Prosedur Percobaan Data Hasil Percobaan Analisa Data Hasil Percobaan Analisis Pengaruh Tegangan Tidak Seimbang Terhadap Torsi dan Efisiensi Motor Induksi Lima Phasa Rangkaian Percobaan Prosedur Percobaan Data Hasil Percobaan Analisa Data Hasil Percobaan...41 vi

9 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran...45 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar2.1Stator dan Rotor Sangkar dan Rotor Belitan....5 Gambar2.2Gambaran Sederhana Bentuk Alur/ Slot Motor Induksi...7 Gambar2.3 Motor Induksi dengan 1 Kumparan Stator Gambar 2.4 Penampang inti stator Gambar 2.5 One line diagram suplai motor induksi lima phasa Gambar 2.6 Susunan belitan wye wye transformasi 5 phasa...12 Gambar2.7 Diagram fasor motor lima phasa Gambar 2.8 Analisis tegangan line motor induksi lima phasa...16 Gambar 2.9Diagram belitan motor induksi lima phasa...14 Gambar2.10Diagram aliran daya pada motor induksi lima phasa...16 Gambar 2.11 Karateristik torsi slip pada motor induksi Gambar 2.12Kurva penurunan rating motor induksi...21 Gambar 2.13Rangkaian ekivalen motor induksi pada percobaan beban nol...24 Gambar 2.14Rangkaian Pengukuran DC Test Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Gambar 4.1Rangkaian Percobaan Beban Nol Motor Induksi Lima Phasa...31 Gambar 4.2 Rangkaian Percobaan berbeban tegangan seimbang...34 Gambar 4.3 Kurva karakteristik kecepatan putaran rotor torsi motor induksi Gambar 4.4 Kurva karakteristik daya ouput effisiensi...38 Gambar 4.5 Rangkaian Percobaan Motor Induksi Tegangan tidak seimbang...39 viii

11 Gambar 4.6 Kurva karakteristik kecepatan putaran rotor torsi motor induksi Gambar 4.7 Kurva karakteristik daya ouput effisiensi keadaan tegangan tidak seimbang ix

12 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Uji Beban Nol...32 Tabel 4.2 Hasil Analisa Data Percobaan Uji Beban Nol...34 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Data Hasil PercobaanBerbeban Tegangan Seimban.35 Hasil Analisa Data Percobaan Berbeban Tegangan Seimbang.37 Data Hasil Percobaan Uji Beban Nol tegangan tidak seimbang...40 Tabel 4.6 Data Hasil Percobaan berbeban tegangan tidak seimbang Tabel 4.7 Hasil Analisa Data Percobaan Berbeban tegangan tidak seimbang...43 x