Analisis Hemat Energi Pada Inverter Sebagai Pengatur Kecepatan Motor Induksi 3 Fasa

Transkripsi

1 ELEKTRIKA Volume 01, Nomor 01, September 017 ISSN: Analii Hemat Energi Pada Inverter Sebagai Pengatur Kecepatan Motor Induki 3 Faa Bambang Prio Hartono dan Eko Nurcahyo Program Teknik Litrik Diploma Tiga, Intitut Teknologi Naional Malang bambang_prio@fti.itn.ac.id Abtrak Salah atu penunjang dalam kehidupan manuia modern adalah litrik, dimana litrik udah menjadi kebutuhan primer untuk berkatifita dan berproe produki. Karena kebutuhan litrik yang emakin meningkat dan umber daya litrik kurang memadai, maka dibutuhkan cara untuk menghemat energi, menganalia aving energi pengendalian putaran motor induki 3 faa menggunakan inverter kontrol tegangan dan frekueni yang kemudian dibandingkan dengan pengendalian menggunakan autotrafo, Hailnya menunjukkan bahwa pada pengendalian kecepatan motor induki pengerak mein extruder menggunakan inverter energi yang dibutuhkan lebih kecil, aving energinya 65,61 kwh dalam pengoperaian 6jam/hari karena kebutuhan kecepatanya hanya rpm. Kata kunci Motor Induki, Inverter kontrol tegangan dan frekueni, pengendalian kecepatan, putaran rendah. I. PENDAHULUAN Saat tegangan kecil pengendalian menggunakan inverter motor maih bia berputar dan pengendalian menggunakan autotrafo motor tidak bia berputar aat berbeban. Dalam perkembangan teknologi yang emakin peat haru didukung dengan keterediaan energi yang cukup. Diii lain keterediaan energi yang ada emakin menipi. Salah atunya adalah energi litrik. Penghematan energi adalah alah atu untuk mengatai maalah terebut. Motor litrik memegang peranan yang angat penting baik dalam bidang indutri maupun dalam kehidupan ehari-hari. Penggunaan motor litrik dalam indutri pada umumnya untuk menyediakan kerja mekanik, edangkan dalam kehidupan ehari-hari motor litrik digunakan ebagai bagian dari peralatan rumah tangga mialnya pompa air, mein cuci, lemari e dan ebagainya. Karena motor AC memiliki keunggulan dalam hal keederhanaan dan murahnya biaya perawatan ehingga jeni motor ini banyak dipakai dilingkungan indutri maupun rumah tangga. Pengendalian kecepatan putaran motor AC dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya dengan kendali tegangan dan frekueni. Inverter adalah konverter DC ke AC dengan tegangan dan frekueni keluaran dapat diatur ehingga motor AC dapat dikendalikan dengan flekibel. Saat ini inverter mulai ering di gunakan ebagai pengendalian kecepatan dan tarting motor induki. Di PT.Suprama Sidoarjo ada beberapa inveter yang di gunakan untuk mengendalikan kecepatan motor yang berfungi ebagai penggerak mein Extruder. Karena kelebihan inverter yang dapat mengatur kecepatan motor euai dengan kebutuhan beban. Dengan perubahan tegangan dan frekueni pada keluaran inverter apakah berpengaruh pada inputan inverter yang bia menghemat daya yang digunakan (aving enegy). Dengan bantuan oftware MATLAB kita bia menganalia aving energy dari inverter dengan cara membuat blok imulai dan mengatur kecepatan motor dengan merubah frekueninya dan tegangannya. Permaalahan yang timbul adalah yang pertama bagaimana cara untuk mengetahui aving energy pada aat pengaturan kecepatan motor induki tiga faa menggunakan inverter, kedua bagaimana mengetahui tegangan mauk, aru dan co φ pada aat tanpa inverter, ketiga bagaimana mengetahui tegangan mauk, aru dan co φ dan mengatur kecepatan putaran motor tiga faa pada aat menggunakan inverter, keempat bagaimana mengetahui tegangan keluaran dari inverter. Tujuan penelitian untuk menganalia aving energy pada inverter ebagai pengatur kecepatan motor induki tiga faa, ruang lingkup kajian analii hanya dilakukan pada motor tiga faa rotor angkar, BRANCO KW, 380/660 ( /Y) Volt, 50 Hz, coφ 0,86, 1470 rpm, autotrafo hanya ebagai pembanding aja, menunjukkan hail imulai yaitu: bentuk gelombang tegangan, aru, tori, kecepatan, pada pengendalian tegangan dan frekueni. II. DASAR TEORI Motor aru bolak-balik (Motor AC ) adalah uatu mein yang berfungi untuk mengubah tenaga litrik menjadi tenaga mekanik atau tenaga gerak, dimana tenaga gerak ini berupa perputaran pada poro motor. Salah atu jeni motor AC ini adalah motor induki atau motor tak erempak. Dinamakan motor tak erempak (aynchrone) karena putaran poro motor tidak ama dengan putaran medan fluk magnet tator. Dengan kata lain, bahwa antara putaran rotor dan putaran fluk magnet terdapat eliih putaran yang diebut lip. Motor induki polyphae banyak dipakai dikalangan indutri. Ini berkaitan dengan beberapa keuntungannya, yaitu: 1. Sangat ederhana dan daya tahan kuat (kontruki hampir tak pernah mengalami keruakan, khuunya tipe rotor angkar bajing).. Harga relatif murah dan perawatan mudah. 3. Efiieni tinggi. Pada kondii berputar normal, tidak dibutuhkan ikat dan karenanya rugi daya yang 8

2 ELEKTRIKA Volume 01, Nomor 01, September 017 ISSN: ditimbulkan dapat dikurangi (khuunya motor induki rotor belitan). A. Prinip Kerja Motor Induki [1] Berputarnya rotor pada motor induki ditimbulkan oleh adanya medan putar yang dihailkan dalam kumparan tatornya. Medan putar ini akan terjadi apabila kumparan tator dihubungkan dengan uatu umber tegangan tiga faa. Prinip kerjanya diuraikan ebagai berikut: 1) Apabila umber tegangan 3 faa dipaang pada kumparan tator akan timbul medan putar dengan kecepatan: 10 f n rpm (1) p ) Medan putar tator terebut akan memotong batang konduktor pada rotor ehingga pada kumparan rotor timbul tegangan induki (GGL Induki). 3) Karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, maka akan mengalir aru (I). Kawat penghantar (kumparan rotor) yang dialiri aru yang berada dalam medan magnet akan menimbulkan gaya (F) pada rotor. 4) Bila kopel mula yang dihailkan oleh gaya (F) pada rotor cukup bear untuk memikul kopel beban, maka rotor akan berputar earah dengan medan putar tator. 5) Seperti halnya telah dijelakan bahwa tegangan induki akan timbul karena adanya terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar tator. Artinya agar tegangan terinduki diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar tator (n ) dan kecepatan medan putar rotor (n r). 6) Perbedaan kecepatan antara n r dan n diebut lip (S) dinyatakan dengan: n nr S x100% () n 7) Bila n r = n tegangan tidak akan terinduki dan aru tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak dihailkan kopel. Kopel motor ditimbulkan apabila n r lebih kecil dari n. 8) Dilihat dari cara kerjanya motor induki diebut juga motor tak erempak atau ainkron. B. Rangkaian Ekivalen Motor Induki[1] Kerja motor induki eperti juga kerja pada tranformator adalah berdaarkan prinip induki elektromagnetik. Oleh karena itu motor induki dipandang ebagai tranformator yang mempunyai ciri-ciri khuu, yaitu: 1) Stator ebagai ii primer. ) Rotor ebagai ii ekunder yang penghantarpenghantarnya dihubung-ingkat dan berputar. 3) Kopling antara ii primer dan ii ekunder dipiahkan oleh celah udara (air gap). Rangkaian ekivalen memperlihatkan bahwa daya keeluruhan yang dialihkan pada celah udara dari tator (maukan daya ke rotor) adalah: r P 3I r Rr Dan rugi tembaga rotor, r Pr 3I Rr (4) Maka daya mekani yang dibangkitkan oleh motor induki, Rr (1 ) Pm Pr Pcu 3I r 3I r Rr 3I r Rr (5) P T T ( 1 ) (6) m r dimana: T = Tori Motor dalam N-m r = Kecepatan Rotor dalam rad/detik = Kecepatan Stator dalam rad/detik Sehingga diperoleh, 3 Rr T Ir (7) V Ir (8) Rr ( R ) ( X X r ) Dalam analia rangkaian ekivalen ering diederhanakan dengan menghilangkan reitani (R c ) (3) 3 V R I r (9) R ( R ) ( X X r ) P V I co (10) in 3 L L C. Pengaturan Putaran[3] Motor induki pada umumnya berputar dengan kecepatan kontan, mendekati putaran inkronya. Mekipun demikian pada penggunaan tertentu di kehendaki juga adanya pengaturan putaran. Pengaturan motor induki memerlukan biaya yang agak tinggi. Biaanya pengaturan ini dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu dengan mengubah jumlah kutub motor, mengubah frekueni jalajala, mengatur tegangan jala-jala, dan mengatur tahanan luar. D. Mengubah Jumlah Kutub Motor Karena n = 10f / p, maka perubahan kutub (p) atau frekueni (f) akan mempengaruhi putaran. Jumlah kutub dapat diubah dengan merencanakan kumparan tator edemikian rupa ehingga dapat menerima tegangan mauk pada poii kumparan yang berbeda-beda. Biaanya diperoleh dua perubahan kecepatan inkron dengan mengubah jumlah kutub dari menjadi 4, eperti terlihat pada Gambar. Gambar 1. Rangkaian Ekivalen Motor Induki[1]. Gambar. Perubahan Kutub[3]. 9

3 ELEKTRIKA Volume 01, Nomor 01, September 017 ISSN: E. Mengubah Frekueni Jala-Jala Pengaturan putaran motor induki dapat dilakukan dengan mengubah-ubah harga frekueni jala. Pengendalian model ini biaanya di barengi dengan pengaturan tegangan mauk yang ebanding dengan frekueni terebut, karena untuk mendapatkan fluk yang kontan, dimana: T I V f (11) (1) Berdaarkan rumu-rumu diata, dapat dikatakan untuk menjaga agar fluki motor tetap kontan dapat dilakukan dengan menjaga agar perbandingan V/f kontan, perbandinagnya terlihat pada Gambar 3. Dan dengan didapat Ǿ yang kontan, maka jela torque ekarang hanya merupakan fungi dari aru rotor aja (I ). Gambar 3. Perbandingan Frekueni dan Tegangan[10]. F. Mengatur Tegangan Jala-jala R 3 Sa T ( v1 ) (13) ( a R ) S ( a X ) Dari per. (13) kopel motor induki diata diketahui bahwa kopel ebanding dengan pangkat dua tegangan yang diberikan. Untuk karakteritik beban eperti terlihat pada Gambar 4, kecepatan motor akan berubah dari n 1 ke n untuk tegangan mauk etengah tegangan emula. Cara ini hanya menghailkan pengaturan putaran yang terbata (daerah pengaturan empit). Putaran akan berubah dari n 1 ke n dan n ke n 3 dengan bertambahnya tahanan luar yang dihubungkan ke rotor. H. Inverter[3] Yang dimakud dengan inverter diini adalah uatu rangkaian yang mampu mengubah tegangan dc menjadi ac. Ada dua jeni inverter yang umum digunakan pada item tenaga litrik yaitu: 1) Inverter dengan frekueni dan tegangan keluaran yang kontan (Contant Voltage Contant Frequency) ) Inverter dengan frekueni dantegangan keluaran yang berubah-ubah. Secara umum inverter dibagi menjadi dua bagian yaitu: inverter atu faa dan inverter tiga faa. Peralatan elektronika daya yang dipakai untuk inverter, antara lain: bipolar junction tranitor (BJT ), metal oxide emiconductor field-effect tranitor (MOSFET), inulatedgate bipolar tranitor (IGBT), metal oxide emiconductorcontrolled thyritor (MCT ), tatic induction tranitor (SIT ), gate-turn-off thyritor (GTO ). Pemakaian peralatan terebut dipilih didaarkan pada jeni penerapannya. Inverter biaanya memakai inyal kontrol PWM untuk menghailkan tegangan output ac. Inverter dikatakan umber tegangan (Voltage fed Inverter) jika tegangan inputnya dibuat kontan.dan dikatakan umber aru (Current Fed Inverter) jika aru inputnya dijaga kontan. Jika tegangan inputnya merupakan tegangan terkendali atau tegangan inputnya merupakan tegangan yang bia diatur, maka inverter ini bia diebut variable dc linked inverter. I. Single Phae Full Bridge Inverter Single Phae full Bridge Inverter ditunjukkan pada Gambar 6a. Inverter ini terdiri ata empat chopper. Ketika tranitor Q 1 dan Q dihidupkan ecara berama, tegangan output V melalui beban. Jika tranitor Q dan Q 3 dihidupkan ecara beramaan, maka tegangan beban menjadi -V. Bentuk tegangan output ditunjukan dalam Gambar 6b. Gambar 4. Grafik Karateritik Perubahan Kecepatan[3]. G. Pengaturan Tahanan Luar Tahanan luar motor induki rotor belitan dapat diatur, dengan demikian dihailkan karakteritik kopel kecepatan yang berbeda-beda eperti pada Gambar 5. Gambar 6. Single Faa Full Bridge Inverter [6]. Gambar 5. Grafik Karakteritik Kopel Kecepatan[3]. J. Three Phae Inverter Inverter umber tegangan 3 faa adalah peralatan elektronik yang berfungi untuk mengubah tegangan earah(dc) menjadi tegangan bolak-balik (AC) 3 faa. Pada umumnya inverter 3 faa bekerja dengan prinip witched mode yang rangkaian daarnya eperti terlihat pada Gambar 10

4 ELEKTRIKA Volume 01, Nomor 01, September 017 ISSN: Saklar-aklar pada gambar terebut bekerja edemikian rupa, ehingga bentuk tegangan keluaran (A, B, &C) membentuk tegangan 3 fae. udut α. Bearnya udut ulut akan mempengaruhi bearnya aru yang mengalir dari anoda ke katoda DC A B C 4 6 Gambar 11. Pengaruh Penyalaan Pada SCR[3]. Gambar 7. Rangkaian inverter tiga faa dengan IGBT[6]. Kedudukan aklar-aklar yang berpaangan (1 dan, 3 dan 3, 5 dan 6) diatur edemikian hingga etiap paang tidak pernah berama-ama ON ataupun ama-ama OFF. Artinya jika aklar 1 dalam keadaan ON, maka aklar berada dalam keadaan OFF atau ebaliknya. Demikian pula untuk paangan 3-4 dan 5-6. Pengaturan kombinai penaklaran ini dilakukan oleh inyal PWM (Pule Width Modulation), model pentriggeran terlihat pada Gambar 8. Untuk tegangan I g1 tegangan penyalaanya adalah V 1, ehingga bentuk tegangan output yang terjadi adalah hanya pada bagian yang diarir pada Gambar 11a. Harga rata-rata dari tegangan ini adalah tegangan earah V dc1. Untuk I g tegangan penyalaannya adalah V, dan tegangan output yanga teerjadi dapat dilihat pada Gambar 11b, dengan tegangan earah V dc. Harga tegangan earah ini dapat dihitung dengan rumu matematika ebagai berikut: 1 T V dc Vt dt (14) T T 1 III. PEMODELAN Gambar 8. Bentuk Pula Trigger PWM[6]. K. Silicon Controlled Rectifier (SCR) [3] Simbol dan karakteritik SCR dapat dilihat Gambar 9. SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah komponen elektronika daya yang digunakan ebagai penyearah yang dapat di kontrol. Prinip kerja dari SCR ama dengan dioda, tetapi bedanya pada SCR ketika SCR dibia maju aru tidak dapat mengalir jika gerbang (gate) tidak dipicu atau di trigger. A. Motor Induki 3 Faa Dan Inverter 3 Faa Simulink[8] MATLAB merupakan uatu oftware yang angat baik digunakan untuk menganalia berbagai kebutuhan dalam bidang teknik. Didalam matlab terdapat dua bagian penting yaitu M-file yang berfungi untuk menulikan liting programnya dan Simulink yang digunakan untuk melakukan imulai. Dengan menggunakan Simulink yang merupakan keatuan dalam program terebut kita dapat melakukan uatu pemodelan item kontrol atau uatu plant yang akan diatur. Hal itu dapat dideain dengan mengunakan blok-blok yang telah teredia erta etting parameter-parameter akan menjadi lebih mudah. Blok-blok imulink dapat juga dibentuk dari peramaan matematika dengan mengunakan blok tranfer function ehingga kita dapat menulikan peramaan dan blok terebut euai dengan parameter yang akan kita cari. (a) Gambar 1. Simulink Library pada MATLAB[8]. Gambar 9. Simbol dan karakteritik SCR[3]. Pengaturan bearnya aru yang mauk pada gate dengan mengatur udut penyalaan (firing) SCR berupa bearnya (b) B. Pemodelan Motor Induki 3 Faa Di dalam library Matlab udah teredia blok motor induki 3 faa (aynchronou machine), kita tinggal menginputkan parameter-parameter yang dibutuhkan oleh blok terebut. Blok motor induki ini dapat beroperai ebagai motor atau generator, T m pada gambar diata adalah ebagai inputan untuk beban berupa nilai tori mekanik. 11

5 ELEKTRIKA Volume 01, Nomor 01, September 017 ISSN: Huruf A, B, C, merupakan inputan umber tegangan 3 faa, edangkan untuk m di gunakan ebagai penghubung terhadap alat ukur untuk mengukur putaran, tori motor, aru motor, aru rotor dll. Pada bridge univeral yang warna biru ebagai penyearah tegangan 3 faa menjadi tegangan DC terkontrol (controled rectifier), yang nantinya pada gate 1 (gerbang 1) akan di ulut dengan pula ebagai pemicuan udut faa. Gambar 16. Rangkaian Blok Inverter 3 Faa. Gambar 13.Blok Motor Induki 3 Faa[7]. Sedangkan pada bridge univeral yang berwarna orange ebagai inverter, yang nantinya pada gate (gerbang ) akan di ulut dengan pula PWM (Pule Width Modulated) ebagai kontrol kombinai 3 faa yang beda udut udut 10 o dan kontrol frekueni. Dalam blok bridge univeral terdapat pemodelan peramaan ebagai berikut. Gambar 14. Tampilan Model Fiik yang Ada didalam Blok Motor Induki 3 Faa[7] Pada Gambar 14 merupakan tampilan blok motor induki 3 faa yang telah di maukkan kedalam fiik model komponen. C. Pemodelan Pengendalian Motor Induki 3 Faa dengan Inverter Secara umum pengendalian motor induki 3 faa menggunakan pengendalian inverter dapat dilihat pada Gambar 15. Gambar 17. Rangkaian Blok Bridge Univeral[7] Dimana A, B, C, atau 1,, 3 biaa ebagai inputan atau output tegangan 3 faa bolak balik. Sedangkan pada 4 dan 5 juga bia ebagai inputan atau outputan tegangan earah dimana 4 ebagai polarota poitif dan 5 ebagai polarita negatif, penggunaanya tergantung pada kebutuhan. Gate ebagai inputan pula. Gambar 15.Rangkaian Inverter Kontrol Tegangan dan Frekueni[6] Pada pemodelan menggunakan Matlab Simulink, thyritor telah diediakan dalam bentuk univeral bridge yang kita tinggal memindahkan ke halaman yang kita pakai buat menyuun rangkaian pengendalian motor induki tiga faa menggunakan inverter dan tinggal menginputkan parameter yang dibutuhkan. Gambar 16 memperlihatkan inverter 3 faa dalam pemodelan matlab. Pada gambar terebut inverter 3 faa menggunakan univeral bridge ebagai kontrol motor induki 3 faa dengan variablel kontrol tegangan dan frekueni. Gambar 18. Skematik Inverter Kontrol Tegangan dan Frekueni[10] Pada Gambar 18 merupakan kematik inverter dengan kontrol tegangan dan frekueni yang akan dibuat dengan blok-blok di dalam imulink. Secara lengkap blok imulink dapat dilihat pada Gambar 19. 1

6 ELEKTRIKA Volume 01, Nomor 01, September 017 ISSN: Gambar 19. Blok Inverter Kontrol Tegangan dan Frekueni Secara Keeluruhan Flowchart Analia Pengendalian Motor Induki 3 Faa Dengan Inverter menggunakan Simulai MATLAB Simulink Gambar 0. Gelombang I a Stator, Kecepatan, Tori, V ab Stator Inverter Tanpa Beban Terhadap Waktu () Gambar 1. Gelombang V ab dan I a pada inputan Inverter tanpa beban terhadap waktu () Pada Gambar 1 menunjukkan tegangan pada inputan inverter = 530 Volt dan arunya = 4,91 A, aru pada inputan lebih kecil dari pada aru pada ii tator karena pengaruh perubahan tegangan pada ii tator motor. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Dengan bantuan Software MATLAB Simulik maka imulai pengendalian motor induki tiga faa dengan menggunakan inverter bia dilakukan dengan membuat blok-blok rangkaian inverter. Dengan memaukkan parameter motor yang akan di uji. Kemudian mengeet kecepatan motor dengan merubah bear kecilnya tegangan dan frekueni dengan inverter untuk mengetahui perubahan aru ketika motor dirubah kecepatanya. Kemudian program dijalankan (running). Untuk mengetahui penghematan pengendalian ini dibandingkan dengan pengendalian menggunakan autotrafo dan bear daya motor akan dihitung yang kemudian untuk mengetahui energi yang dibutuhkan motor yang beroperai elama 6 jam. A. Hail Simulai Menggunakan Pengendalian Inverter Tanpa Beban Gambar 0 menunjukkan bear aru tator = 11,3 A, kecepatan rotor = 54 dan tori dalam kondii tidak berbeban pada motor induki tiga faa dengan bear tegangan = 00 Volt. Gambar diata juga menunjukkan kecilnya frekueni karena terlihat jarak gelombang atau lebar gelombang cukup lebar. B. Hail Simulai Menggunakan Pengendalian Autotrafo Tanpa Beban Stator Autotrafo Tanpa Beban Terhadap Waktu () Gambar diata menunjukkan bear aru tator = 11, 96 A, kecepatan rotor = 1490 dan tori dalam kondii tidak berbeban pada motor induki tiga faa dengan bear tegangan = 00 Volt. Gambar. Gelombang I a Stator, Kecepatan, Tori, V ab Gambar diata juga menunjukkan butuh waktu lebih lama untuk mencapai kondii teady tate, kurang lebih waktu yang di butuhkan ekitar 8 detik. Kecepatan motor juga tidak berubah banyak. Pada Gambar 3. diata menunjukkan tegangan pada inputan autotrafo = 530 Volt dan arunya = 4,47 A, bear arunya pada inputan lebih kecil dari pada aru pada ii tator, ini kurang lebih ama dengan pada pengendalian menggunakan inverter. 13

7 ELEKTRIKA Volume 01, Nomor 01, September 017 ISSN: tator karena pengaruh perubahan tegangan pada ii tator motor. Gambar 3. Gelombang V ab dan I a Pada Inputan Autotrafo Tanpa Beban Terhadap Waktu () TABEL I PERBANDINGAN ANTARA PENGENDALIAN INVERTER DAN AUTOTRAFO TANPA BEBAN Gambar 5. Gelombang V ab dan I a pada Inputan Inverter Berbeban 50 n.m Terhadap Waktu () Arunya naik ebanding dengan peningkatan aru pada ii tator yang di akibatkan oleh beban motor. D. Hail Simulai Menggunakan Pengendalian Autotrafo Berbeban 50 n.m Pada Gambar 6 menunjukkan bear aru tator = 95,5 A, rotor tidak berputar dan tori dalam kondii berbeban, pada motor induki tiga faa dengan bear tegangan = 00 Volt. Terlihat dari Tabel I perbandingan diata bahwa pengendalian motor induki tiga faa menggunakan inverter dan autotrafo tanpa beban ama-ama lebih lebih kecil arunya pada aat tegangan motor lebih kecil dari umber, apabila tegangan dinaikkan ampai pada nilai yang ama dengan umber maka pengunaan aru litrik lebih bear karena perangkat pengendali juga ebagai beban. Pada autotrafo daerah pengaturan kecepatan lebih empit dibandingkan dengan pengendalian dengan inverter. C. Hail Simulai Menggunakan Pengendalian Inverter Berbeban 50 n.m Pada Gambar 4 menunjukkan bear aru tator = 8,1 A, kecepatan rotor = 436 dan tori dalam kondii berbeban pada motor induki tiga faa dengan bear tegangan = 00 Volt. Gambar 6. Gelombang I a Stator, Kecepatan, Tori, V ab Stator Autotrafo Berbeban 50 n.m Terhadap Waktu () Gambar 6 juga menunjukkan lonjakan aru yang cukup tinggi karena rotor tidak dapat bergerak karena beban, kalau pada kondii eperti ini dibiarkan cukup lama bia menjadikan motor terbakar. Kondii eperti ini dikarenakan pengaturan tegangan tidak di barengi dengan pengaturan frekueni eperti pada pengendalian inverter jadi fluki motornya tidak kontan. Dimana Φ=V/f mekipun dengan daya kecil motor tetap bia berputar. Gambar 7 menunjukkan tegangan pada inputan autotrafo = 530 Volt dan arunya = 48,9 A, arunya juga naik cukup bear karena pada ii tator juga naik karena motor tidak berputar. Gambar 4.Gelombang I a Stator, Kecepatan, Tori, V ab Stator Inverter Berbeban 50 n.m Terhadap Waktu () Gambar 4 juga menunjukkan kecilnya frekueni karena terlihat jarak gelombang atau lebar gelombang cukup lebar. Untuk pencapaian teady tate kurang lebih ama dengan kondii tanpa beban tapi arunya emakin bear dan putaran rotor menurun akibat dari adanya beban. Pada Gambar 5. diata menunjukkan tegangan pada inputan inverter = 530 Volt dan arunya = 1,6 A, bear arunya pada inputan lebih kecil dari pada aru pada ii Gambar 7. Gelombang V ab dan I a pada inputan Autotrafo Berbeban 50 n.m Terhadap Waktu () 14

8 ELEKTRIKA Volume 01, Nomor 01, September 017 ISSN: Gambar 7 menunjukkan tegangan pada inputan autotrafo = 530 Volt dan arunya = 48,9 A, arunya juga naik cukup bear karena pada ii tator juga naik karena motor tidak berputar. Terlihat dari Tabel II perbandingan bahwa pengendalian motor induki tiga faa menggunakan inverter dan autotrafo cukup beda jauh aat berbeban. Kalau pada pengendalian menggunakan inverter aru naik aat pengaturan tegangan di naikkan. TABEL II PERBANDINGAN ANTARA PENGENDALIAN INVERTER DAN AUTOTRAFO BERBEBAN 50 N.M beroperai elama 6 jam. Jadi energi litrik yang dibutuhkan elama beroperai dapat dihitung ebagai berikut: W P t (15) dimana W adalah energi litrik (kwh); P adalah daya litrik (kw), dan t adalah waktu penggunaan (jam) TABEL IV PERHITUNGAN DAYA DAN ENERGI MOTOR DENGAN PENGENDALIAN INVERTER BERBEBAN 50 N.M Pada pengendalian menggunakan autotrafo aat tegangan 00 Volt motor tidak berputar dan aru angat tinggi, ketika tegangan di naikkan maka motor berputar dan aru akan berangur-angur turun ampai pada aat tegangan hampir ama dengan umber, arunya hampir ama dengan pengendalian inverter aat kondii tegangan ama dengan umber juga. Hal ini dikarenakan pengendalian menggunakan autotrafo tidak di ikuti dengan perubahan frekueni yang mengakibatkan fluki motor turun, per. (11-1). Dari per. (11-1) diata hail perhitungannya dapat dilihat pada Tabel III TABEL III PERHITUNGAN FLUKSI DAN I PADA INVERTER DAN AUTOTRAFO DENGAN BEBAN 50 N.M Kebutuhan kecepatan motor untuk mengerakkan mein Extruder adalah kiaran rpm. Jadi energi litrik yang dibutuhkan dalam ehari untuk mengoperaikan mein Extruder adalah 75,31 KWH. B. Perhitungan Daya dan Energi Litrik Motor Dengan Pengendalian Autotrafo Berbeban 50 n.m Kebutuhan kecepatan motor untuk mengerakkan mein Extruder adalah kiaran rpm. Dalam pengaturan menggunakan autotrafo kecepatan yang diinginkan tidak tercapai, jadi diaumikan pengaturan kecepatan motor tidak digunakan dan pengaturan kecepatanya menggunakan gear box dan kecepatan motor dalam kondii normal. TABEL V PERHITUNGAN DAYA DAN ENERGI LISTRIK MOTOR DENGAN PENGENDALIAN AUTOTRAFO BERBEBAN 50 N.M Terlihat dari hail perhitungan fluki dan I pada inverter dan autotrafo yang mempengaruhi aru pada pengendalian menggunakan autotrafo aat tegangan kecil yang menjadikan arunya bear ini di ebabkan oleh fluki magnet yang emakin kecil, dan ini juga berpengaruh pada I yang emakin bear. Ketika tegangan dinaikkan fluki emakin naik yang ini mengakibatkan aru pada I turun dan aru tatornya juga ikut turun. Pada pengendalian menggunakan inverter karena fluki di pertahankan kontan dengan merubah atau mengatur frekueni dan tegangan ini yang menyebabkan kondii aru tidak berubah banyak. V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Analii Penghematan Energi Perhitungan daya dan energi motor dengan pengendalian Inverter berbeban 50 n.m. mein Extruder dalam ehari Dengan demikian, energi litrik yang dibutuhkan dalam ehari untuk mengoperaikan mein Extruder adalah 140,9 KWH. Pengehematan energi pengoperaian mein Extruder dalam ehari ebear 140,9-75,31 = 65,61 kwh. V. KESIMPULAN Dari imulai pengendalian kecepatan motor dengan inverter dengan tujuan penghematan energi, dapat dibuat beberapa keimpulan, yaitu: 1) Motor induki bia melakukan penghematan energi ketika kecepatan motor dibawah kecepatan nominal. ) Penghematan energi dalam pengoperaian mein Extruder dalam ehari mencapai 65,61 kwh. 3) Pada kondii berbeban, motor maih bia berputar mekipun tegangan dan frekueninya diturunkan. 4) Wilayah pengaturan kecepatan lebih lebar. 15

9 ELEKTRIKA Volume 01, Nomor 01, September 017 ISSN: ) Pada pengendalian autotrafo berbeban aat tegangan diatur terlalu kecil motor tidak bia berputar. VI. DAFTAR PUSTAKA [1] Arthur E. Fitzgerald, Charle Kingley, Jr., and Stephen D. Uman, Mein-Mein Litrik edii keempat Penerbit Erlangga 199 [] Zuhal. Daar Teknik Tenaga Litrik dan Elektronika Daya Penerbit Gramedia Putaka Utama [3] Mohan, N., T.M. Undeland, and S.D. Sudhoff, Power Electronic: Converter, Application, and Deign, Jhon Wiley & Son, Inc., New York, 1995, Section [4] Pillai S.K, A Firt Coure on Electrical Drive Wiley Eatern Limited 1983 [5] The Math Work Inc, SimPowerSytem Modeling Simulation Implementation Uer GuideVerion 3 TranEnergie Technologie Inc 003. [6] The Math Work Inc, SimPowerSytem Reference 5 Hydro- Québec and TheMathWork, Inc