ANALISIS KARAKTERISTIK BERBEBAN MOTOR INDUKSI SATU PHASA KAPASITOR START

Transkripsi

1 ANALISIS KARAKTERISTIK BERBEBAN MOTOR INDUKSI SATU PHASA KAPASITOR START ( Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU ) oleh : RIDWAN SINAGA Tugas ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk Memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 ANALISIS KARAKTERISTIK BERBEBAN MOTOR INDUKSI SATU PHASA KAPASITOR START (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT - USU) Oleh : RIDWAN SINAGA Tugas ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro Disetujui Oleh : Dosen Pembimbing Ir.Satria Ginting NIP: Diketahui Oleh : Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU, Ir.Surya Tarmizi Kasim,M.Si NIP: DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

3 KATA PENGANTAR Pujian dan ucapan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasihnya yang menyertai penulis setiap saat selama perkuliahan., dalam pelaksanaan penelitian tugas akhir ini, dan saat penyusunan laporan tugas akhir. Tugas akhir ini merupakan bagian kurikulum yang harus di selesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik,, penulis berjudul : ANALISIS KARAKTERISTIK BERBEBAN MOTOR INDUKSI SATU PHASA KAPASITOR START ( Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU ) Penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada orang tua saya, Farel Fetrus Sinaga dan Ibunda Tercinta Mardiana Sitohang yang telah membesarkan, mendidik dan terus membimbing serta mendoakan saya. Juga rasa sayang kepada adek saya Rahmawaty Sinaga, Roberto Sinaga, Riany Sianga, Riana Sinaga dan juga kepada Keluarga Besar Sinaga. Dalam kesempatan ini, penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ir.Satria Ginting, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir.Riswan Dinzi,MT, selaku dosen Wali penulis, atas bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan.

4 3. Bapak Ir.Surya Tarmizi Kasim,Msi selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT-USU dan Bapak Rahmat Fauzi, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro FT-USU. 4. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh Karyawan di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro USU. 5. Teman-teman angkatan 05 Teknik Elektro USU, Colin, Richard Purba, Jonson, Darwin Bolon, Wosvi, Erikson, Indra, Lisman, Dahlan Amd, Kardiman Malau.ST, John Poerba, Anne Amd, Aje dan lain-lain yang tak dapat penulis sebutkan satu persatu. 6. Dan pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Akhir kata, tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, masih banyak kesalahan dan kekurangan, namun penulis tetap berharap semoga tugas akhir ini bisa bermanfaat dan memberikan inspirasi bagi pengembangan selanjutnya. Medan, Mei 2011 Penulis

5 ABSTRAK Motor kapasitor start adalah salah satu jenis dari motor induksi satu fasa, dimana motor ini beroperasi pada satu sumber tegangan bolak-balik satu phasa. Motor ini menggunakan kapasitor yang dihubungkan seri dengan belitan bantu dan paralel dengan belitan utama ditambah lagi dengan adanya saklar sentrifugal. Kapasitor pada motor ini hanya digunakan untuk tujuan pengasutan, dimana dengan adanya kapasitor dapat diperoleh torsi awal (start) yang tinggi. Bila motor telah berputar, maka saklar sentrifugal secara otomatis akan terbuka untuk memutuskan arus kumparan bantu dan kapasitor. Motor ini biasanya digunakan pada peralatan yang membutuhkan torsi start yang besar, misalnya : kompresor, konveyor, pompa dll. Pada tugas akhir ini akan dibahas tentang karakteristik berbeban dari suatu motor yang merupakan salah satu hal yang sangat penting dan harus diketahui, yang nantinya akan berhubungan dengan performansi (unjuk kerja) dari sebuah motor. Dan kemudian dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan dalam pemilihan suatu motor listrik yang baik dalam arti memenuhi syarat teknis, ekonomis serta efisien.

6 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... viii BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang... 1 I.2. Tujuan Penulisan... 2 I.2. Manfaat Penulisan... 2 I.3. Batasan Masalah... 3 I.4. Metode Penulisan... 3 I.5. Sistematika Penulisan... 4 BAB II MOTOR INDUKSI SATU FASA II.1. Umum... 6 II.2. Konstruksi Umum... 6 II.3. Prinsip Kerja Motor Induksi Satu Fasa... 8 II.3.1. Teori Medan Putar Silang... 8 II.3.2. Teori Medan Putar Ganda II.4. Jenis-jenis Motor Induksi Satu Fasa II.4.1. Motor Fasa Terpisah II.4.2. Motor Kapasitor Start... 18

7 II.4.3.Motor Kapasitor Permanen II.4.4. Motor Kapasitor Start Kapasitor Run II.4.5 Motor Kutub Terarsir (Shaded Pole) II.5. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Satu Fasa II.5.1 Pada Keadaan Diam II.5.2. Pada Saat Beroperasi II.6. Kapasitor II.6.1 Umum II.6.2. Kapasitor Elektrolit II.6. Saklar Sentrifugal BAB III PARAMETER DAN KARAKTERISTIK BERBEBAN MOTOR KAPASITOR START III.1. Pengertian III.2. Jenis-Jenis Karakteristik Motor Kapasitor Start III.2.1. Karakteristik Torsi Putaran III.2.2. Karakteristik Torsi Arus III.2.3. Karakteristik Arus Putaran III.3. Perhitungan Parameter Rangkaian Ekivalen III.3.1. Pengujian Rotor Tertahan III.3.2. Pengujian Beban Nol... 39

8 BAB IV PENGUKURAN KARAKTERISTIK BERBEBAN DAN PENENTUAN PARAMETER PARAMETER MOTOR KAPASITOR START IV.1. Umum IV.2. Peralatan Yang Digunakan IV.3. Penentuan Parameter Parameter Motor Kapasitor Start IV.3.1. Pengujian Tahanan Belitan (a) Pada Belitan Utama (r 1m ) a. Rangkaian Pengujian b. Prosedur Pengujian c. Hasil Pengujian d. Analisa Hasil Pengujian (b) Pada Belitan Bantu (r 1a ) a. Rangkaian Pengujian b. Prosedur Pengujian c. Hasil Pengujian d. Analisa Hasil Pengujian IV.3.2. Pengujian Rotor Tertahan (Blocked Rotor) a. Rangkaian Pengujian b. Prosedur Pengujian c. Hasil Pengujian d. Analisa Hasil Pengujian IV.3.3. Pengujian Beban Nol a. Rangkaian Pengujian b. Prosedur Pengujian... 48

9 c. Hasil Pengujian d. Analisa Hasil Pengujian IV.4. Pengujian Berbeban a. Rangkaian Pengujian b. Prosedur Pengujian c. Hasil Pengujian d. Analisa Hasil Pengujian BAB V PENUTUP V.1. Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Kontruksi Umum Motor Induksi Satu Fasa... 7 Gambar 2.2. Medan Magnet Stator Berpulsa Sepanjang Garis AC... 8 Gambar 2.3. Motor Dalam Keadaan Berputar... 9 Gambar 2.4. Fluks Rotor Tertinggal Terhadap Fluks Stator Sebesar Gambar 2.5. Medan Silang Yang Dibangkitkan Arus Stator Gambar 2.6. Phasor Medan Putar Yang Dihasilkan Belitan Stator Dan Rotor Gambar 2.7. Konsep Medan Putar Ganda Gambar 2.8. Kurva Fluks Resultan Terhadap θ Gambar 2.9. Karakteristik Torsi Kecepatan Motor Induksi Satu Fasa Gambar Motor Fasa Terpisah Gambar Motor Kapasitor Start Gambar Motor Kapasitor Permanen Gambar Motor Kapasitor Start Kapasitor Run Gambar Motor Kutub Terarsir Gambar Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Satu Fasa Gambar Motor Induksi Satu Fasa Dalam Keadaan Diam Gambar Motor Induksi Satu Fasa Dalam Keadaan Beroperasi Gambar Kapasitor elektrolit yang dipakai pada motor kapasitor start Gambar Konstruksi dari kapasitor elektrolit dan kertas Gambar Saklar sentrifugal Gambar Posisi Saklar Sentrifugal Pada Motor Gambar 3.1. Gambar Pendekatan Rangkaian Ekivalen Rotor Tertahan... 38

11 Gambar 3.2. Gambar Pendekatan Rangkaian Ekivalen Beban Nol Dengan s Gambar 4.1. Rangkaian Pengujian Tahanan Belitan Utama Gambar 4.2. Rangkaian Pengujian Tahanan Belitan Bantu Gambar 4.3. Pengujian Rotor Tertahan Gambar 4.4. Rangkaian Pengujian Beban Nol Gambar 4.5. Rangkaian Pengujian Berbeban Gambar 4.6. Grafik Karakteristik Torsi Putaran Dari Hasil Pengujian Gambar 4.7. Grafik Karakteristik Torsi - Putaran Dari Hasil Perhitungan Gambar 4.8. Grafik Karakteristik Torsi Arus Dari Hasil Pengujian Gambar 4.9. Grafik Karakteristik Torsi Arus Dari Hasil Perhitungan Gambar Grafik Karakteristik Arus - Putaran Dari Hasil Pengujian Gambar Grafik Karakteristik Arus - Putaran Dari Hasil Perhitungan... 58