SISTEM PENGENDALI ARUS START MOTOR INDUKSI PHASA TIGA DENGAN VARIASI BEBAN

Transkripsi

1 Sitem Pengendali Aru Start Motor Induki Phaa Tiga dengan Variai Beban SISTEM PENGENDALI ARUS START MOTOR INDUKSI PHASA TIGA DENGAN VARIASI BEBAN Oleh : Yunita, ) Hendro Tjahjono ) ) Teknik Elektro UMSB - Bukittinggi ) Teknik Elektro ISTN Jakarta Intiari Penelitian ini dimakudkan untuk memberikan uata cara ederhana dalam mengendalikan aru tart motor induki 3-faa. Penelitian ini dibantu oleh program komputer Matlab untuk menganalia kinerja motor elama proe tart dan operai. Motor yang digunakan pada penelitian ini adalah motoro induki 3-faa, 500 W, 380 V, 4 kutup, 50 Hz and 400 rpm. Dari hail penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa untuk mengendalikan aru tart ebaiknya pada awal tart motor diberi tegangan 6.3% dari tegangan nominalnya, kemudian dinaikan ecara bertahap menjadi 69% and 00% dari tegangan nominalnya. Kata kunci : aru tart, tori mekanik, tegangan awal tart ABSTRACT Thi reearch i propoed to give a imple method in controlling inrut current of the three-phae induction motor. Thi reearch alo ue computer program of MATLAB to indicate the motor performance during tarting and operating. The motor ued in thi reearch i three-phae induction motor by rated 500 W, 380 V, 4 pole, 50 Hz and 400 rpm. The reult of thi reearch howed that a good trategy to control in rut current by applying 6.3% of the nominal voltage for the firt tep tarting, then increae to 69% and 00% for the econd and the third tep repectively. Keyword: inrut current, mechanic torque, tarting voltage. Pendahuluan Motor induki 3-faa bekerja berdaarkan medan elektromagnetik yang diindukikan dari kumparan tator ke rotornya. Motor ini biaanya mempunyai aru tart yang bear hingga mencapai beberapa kali lipat dari aru nominalnya. Oleh karena itu perlu dicari uatu cara untuk memperkecil aru tart motor agar tidak mengganggu item yang berada di ekitarnya. Salah atu cara untuk melihat karakteritik motor aat tart ini bia dilakukan dengan menganalia kondii motor dengan beban yang bervariai mulai dari kodii beban rendah hingga kondii beban makimum yang membuat motor berhenti. Pada kondii ini juga perlu dilakukan variai tegangan tart pada terminal motor agar diperoleh informai yang akurat tentang pengaruh tegangan terminal ini terhadap aru tart dan tori tart yang dihailkan motor. Agar motor dapat dianalia dengan tanpa meruak motor, maka motor dianalia dengan bantuan program kumputer Matlab... Rumuan maalah Dari penjabaran pendahuluan dapat dirumukan maalah ebagai berikut.. Bagaimana bentuk item pengendali aru tart motor induki 3-faa agar diperoleh aru tart yang kecil dalam mengoperaikan motor?. Berapakah bear tegangan tart yang tepat agar motor dapat ditart dengan baik dengan aru tart yang rendah?.. Bataan maalah Penelitian ini dibatai dalam hal:. Motor yang dianalia adalah motor induki 3-faa rotor angkat, 380V, hubungan bintang, 500 W, 45 rpm, 4 kutup tator, 50 Hz.. Agar penelitian ini tidak meruak motor yang edang diteliti, maka motor dianalia dengan menggunakan program Matlab Untuk menvalidai hail penelitian, maka hail program Matlab dicocokan dengan hail percobaan motor di labor Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume, No. ; Januari 0 9 Print to PDF without thi meage by purchaing novapdf (

2 Sitem Pengendali Aru Start Motor Induki Phaa Tiga dengan Variai Beban dengan mengoperaikan motor hanya r = Reitani kumparan tator ampai bata beban nominalnya x = Reaktani Induktif kumparan tator r = Reitani kumparan rotor dilihat dari ii.3. Tujuan penelitian tator Penelitian ini bertujuan untuk memberikan x = Reaktani Induktir rotor dilihat dari ii olui dalam mengendalikan aru tart motor tator induki 3-faa dengan cara memilih tegangan x m = Reaktani magnet pada Motor tart yang tepat pada motor. r m = Reitani magnet pada motor r '. Landaan Teori = Reitani yang mewakili beban Motor induki 3-faa merupakan motor motor litrik yang bekerja berdaarkan perputaran medan elektromagnetik yang diindukikan dari I = Aru kumparan tator kumparan tator ke rotornya. Kecepatan putaran I ' = Aru pada kumparan rotor dilihat dari medan magnet ini dipengaruhi oleh frekueni ii tator umber yang mauk ke motor dengan mengacu I 0 = Aru Magnetiai ke peramaan (.) berikut. Dari rangkaian ekivalen motor gambar. dan N = 0. f / p (.) dengan mengabaikan nilai r m (pendekatan untuk memudahkan analia), kemudian dapat yang mana : dibuatkan ebagai berikut. f = frekueni umber AC (Hz) p = jumlah kutup yang terbentuk pada motor r' Z ' j. x' (.3) N = kecepatan putaran medan magnet tator (putaran/menit, rpm) Putaran medan magnet ini diikuti oleh putaran Z r j.x (.4) rotor motor induki. Makin berat beban motor, Z' maka kecepatan rotor juga akan turun ehingga x. j. xm Zp terjadi lip (), yang bearnya: Z' j. xm (.5) N Nr Zt Z (.) Zp (.6) N Sehingga diperoleh yang mauk ke motor aru yang mana : ebear: = lip V Nr = kecepatan putaran rotor pada motor i L I (.7) Zt Motor induki 3-faa dapat dianalia Dari peramaan (.7) terlihat bahwa aru angat berdaarkan rangkaian ekivalen motor ini. dipengaruhi oleh bearnya tegangan termninal Bentuk rangkaian ekivaelen ini perfaa motor induki. Untuk elanjutnya dapat diperlihatkan eperti pada gambar berikut ini: dihitung: V AB V i. x. Z (.8) VAB i ' Z' (.9) r ' P g ( 3 faa ) 3x( i ') x (.0) Gambar. Rangkaian ekivalen motor induki 3-faa perfaa Pin ( 3 faa) 3. xv. LL. x. I L. x.co (.) P g(3. faa) Tm (.) yang mana:.. N V = Tegangan umber perfaa pada kumparan tator 60 yang mana: (.3) Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume, No. ; Januari 0 0 Print to PDF without thi meage by purchaing novapdf (

3 Sitem Pengendali Aru Start Motor Induki Phaa Tiga dengan Variai Beban T m = tori mekanik yang dibangkitkan motor (Nm) = kecepatan inkron (rad/det) P g(3 faa) = daya melewati celah udara (W) P in(3 faa) = daya maukan motor induki (W) I L = aru mauk ke terminal motor (A) = tegangan antar faa (V) V LL Perubahan tegangan umber pada motor induki 3-faa akan mempengaruhi kinerja motor karena perubahan tegangan umber ini akan mempengaruhi aru dan tori pada motor ehingga akan merubah kecepatan motor. Perubahan kecepatan ini otomati akan merubah lip pada motor. Hubugan perubahan lip terhadap perubahan tegangan ini diperlihat pada peramaan berikut. V (.4) (.43) V Yang mana: = lip aat terjadi perubahan tegangan = lip aat kondii beban penuh V = amplitudo tegangan aat terjadi perubahan tegangan (Volt) V = amplitudo tegangan nominal motor (Volt) 5,74,70,46 6 3,09,90 6,5 7 3,3 3,0 0,96 8 3,9 3,0-0,3 9 3,3 3,40 -,7 0 3,44 3,50 -,74 3,68 3,70-0,54 Dari hail percobaan dan pengukuran terlihat bahwa faktor kealahan maih berada di bawah 0%, ehingga data parameter motor dapat digunakan untuk menganalia kinerja motor. Dengan menggunakan program Matlab, maka diperoleh hail eperti gambar 4. ampai dengan gambar Metode Penelitian Motor induki yang yang menjadi objek penelitian adalah motor induki 3-faa, 500 W, 380 V, hubungan Y, 3,6 A, 4 kutup, 50 Hz and 400 rpm. Motor ini mempunyai data: R = 4,7850 ohm, R = 4,334 ohm, X = X = 6,436 ohm, Xm = 09,456 ohm. Untuk memudahkan analia, motor ini kemudian dianalia dengan menggunakan program Matlab. Gambar 4. Pengaruh perubahan beban terhadap aru kumparan tator Dari gambar 4. terlihat bahwa dengan emakin bearnya beban motor akan membuat aru motor emakin bear pula. Oleh karena itu terlihat di ini bahwa beban angat mempengaruhi aru motor. 4. Hail Penelitian dan Pembahaan Sebelum motor dianalia dengan menggunakan program Matlab, maka dilakukan validai hail pengukuran eperti tabel 4.. Tabel 4. Data perbandingan hail pengukuran aru motor induki dengan hail percobaan. No. i L (A) i L (A) % hitung ukur alah,94,90,06,0,00 0,50 3,3,0 5,7 4,5,40 4,76 Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume, No. ; Januari 0 Print to PDF without thi meage by purchaing novapdf (

4 Sitem Pengendali Aru Start Motor Induki Phaa Tiga dengan Variai Beban Gambar 4. Pengaruh perubahan beban terhadap tori mekanik motor induki Dari gambar 4. juga terlihat bahwa tori mekanik makimum pada motor adalah ekitar, kali dari tori mekanik aat beban penuh dan tori tart motor ekitar 36% dari tori mekanik beban penuh. Dengan memperhatikan kondii ini terlihat bahwa tori tart yang dihailkan motor pada kondii normal (tegangan umber ebear tengangan nominal) adalah ebear,36 kali tori mekanik motor aat beroperai normal. Jika dilihat perbandingan tegangan terhadap tori yang dihailkan, maka diperoleh hail: V ( ) xvn 0, 69xVn (4.), Jika divariaikan tegangan terminal motor induki, maka diperoleh hail karakteritik motor eperti gambar 4.3 dan gambar 4.4. Dari gambar 4.3 terlhat bahwa kecepatan motor di ata nol pada aat umber tegangan 00 V yang bergerak pada kecepatan 56 rpm. Pada kondii ini motor bergerak angat lambat ekali. Bila ditinjau pengaruh perubahan umber tegangan ini terhadap aru motor induki, maka hailnya diperlihatkan pada gambar 4.4. Dari gambar 4.4 ini terlihat bahwa aru pada tegangan 00 V ebear 3,76 A. Kondii ini memperlihatkan bahwa aru etelah motor bergerak dengan kecepatan 56 rpm maih melebihi aru nominalnya. Jika kembali ke peramaan (4.) terlihat bahwa tegangan awal tart yang paling bagu untuk motor yang edang diteliti adalah ebear 0,69 x Vn = 0,69 x 380 V = 6,6 V. Jika diinginkan motor bekerja lebih baik, maka ebaiknya motor ditart dengan cara pemberian tegangan tart ecara bertahap yaitu pada tahap pertama motor diberi tegangan 00 V, kemudian tegangan motor dinaikkan menjadi 6,6 V dan elanjutnya baru diberi tegangan umber euai dengan nominalnya ebear 380 V. Kondii ini dipilih karena bila tegangan tart diperkecil lagi, motor tidak akan bia bergerak. Gambar 4.3 Pengaruh perubahan tegangan terhadap kecepatan rotor motor induki 5. Keimpulan dan Saran Dari hail penelitian yang telah dilakukan terhadap motor yang diteliti, maka diperolah keimpulan ebagai berikut.. Sebaiknya diberikan tegangan tart ecara bertahap dalam bentuk 3 tahap, mulai dari 6,3% dari Vn, kemudian dinaikan menjadi 69% dari Vn (tahap ke dua) dan kemudian dinaikkan lagi menjadi 00% dari Vn.. Bila motor ditart dengan kondii beban yang berlebih, maka akan terjadi aru tart yang lebih bear dengan repon kecepatan yang lambat dari rotor. Kondii ini akan dapat memperpendek umur motor. Sedangkan bila motor ditart pada beban yang lebih rendah dari beban nominalnya, maka aru tart motor akan emakin kecil dengan repon kecepatan rotor yang cepat ehingga dapat memperpanjang umur motor. Gambar 4.4 Pengaruh perubahan tegangan terhadap aru maukan motor induki Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume, No. ; Januari 0 Print to PDF without thi meage by purchaing novapdf (

5 Sitem Pengendali Aru Start Motor Induki Phaa Tiga dengan Variai Beban Daftar Putaka. Cowern, Ed, 000, Keep Up to Speed with Motor Term, EC&M, January, pp Ghai, N. K., 999 IEC and NEMA Standard for Large Squarrel-cage Induction Motor-A comparion, IEEE Tran. on Energy Converion, 4 (3), pp Kumar R. Srecrama, R Ramanujam and Jenkin L. HP Khincha, 998, Induction motor modelling and interfacing technique for fat tranient tability imulation, IEEE Tran. on Energy Converion, ( /98), pp Richardon, D. V. and Caie, A. J. Jr., 997, Rotating Electric Machinery and Tranfomer Technology, Prentice-Hall, Inc., New Jerey. Jurnal Teknik Elektro ITP, Volume, No. ; Januari 0 3 Print to PDF without thi meage by purchaing novapdf (