ANALISA PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI TERHADAP ARUS JANGKAR DAN FAKTOR DAYA

Transkripsi

1 ANALISA PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI TERHADAP ARUS JANGKAR DAN FAKTOR DAYA PADA MOTOR SINKRON 3 FASA (Laboratorium Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya) LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : AHMAD HADA QOLBI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2017 i

2 ANALISA PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI TERHADAP ARUS JANGKAR DAN FAKTOR DAYA PADA MOTOR SINKRON 3 FASA (Laboratorium Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya) LAPORAN AKHIR Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh: AHMAD HADA QOLBI Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Ir. Ilyas, M.T. Indah Susanti, S.T.,M.T. NIP NIP Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Program Studi Teknik Listrik Yudi Wijanarko, S.T. M.T. NIP Mohammad Noer, S.T.,M.T. NIP ii

3 MOTTO : Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kadar kesanggupannya. (Q.S Al-Baqarah: 286) Sesungguhnya sesudah kesulitan tentu ada kemudahan. (Q.S Alam Nasyrah: 6) Kegagalan hanya terjadi jika kita menyerah. (Lessing) Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua. (Aristoteles) Melangkahlah dengan keyakinan diri, niscaya kesuksesan telah menantikan orang-orang yang yakin dengan dirinya sendiri. (Ahmad Hada Qolbi) Hiduplah seperti pohon kayu yang lebat buahnya; hidup di tepi jalan dan dilempari orang dengan batu, tetapi dibalas dengan buah. ( Abu Bakar Sibli) Tiada cara terbaik untuk menggapai kesuksesan selain meyakinkan diri terlebih dahulu bahwa saya harus sukses. (Ahmad Hada Qolbi) Ku Persembahkan Kepada: 1.Ibu dan Ayah tercinta yang selalu menjadi penyemangatku untuk segera sukses dan membahagiakannya. 2.Kakak-kakakku tersayang sebagai motivasiku. 3.Pembimbing pembimbing terbaikku. 4.Sahabat-sahabatku seperjuangan kelas 6LD. 5.Rekan-rekan satu prodi teknik listrik. 6.Kekasihku sebagai inspirasiku. 7.Almamater kebangganku Politeknik Negeri Sriwijaya. iii

4 ABSTRAK ANALISA PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI TERHADAP ARUS JANGKAR DAN FAKTOR DAYA PADA MOTOR SINKRON 3 FASA (2017 : xiv + 52 Halaman +Daftar Pustaka + Lampiran) AHMAD HADA QOLBI Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya ahmadhadaqolbi31@gmail.com Laporan akhir ini menganalisa pengaruh perubahan arus eksitasi terhadap arus jangkar dan faktor daya pada motor sinkron tiga fasa. Keuntungan terbesar motor sinkron itu sendiri yaitu faktor dayanya dapat diatur dengan pengaturan arus eksitasi pada medan rotornya. Ketika arus eksitasi dinaikkan melebihi eksitasi normalnya (over-excitation), faktor daya, seperti terukur pada terminal motor menjadi leading karena motor sinkron dengan eksitasi lebih menghasilkan daya reaktif. Dengan mengoperasikan motor sinkron pada faktor daya leading, faktor daya sistem dapat ditingkatkan dan dapat memperbaiki jatuh tegangannya. Jika eksitasi kurang dari eksitasi normalnya (under-excitation), faktor daya motor menjadi lagging dan akan menarik daya reaktif dari sistem. Semakin besar nilai arus eksitasi yang diberikan maka nilai arus jangkar akan semakin kecil sedangkan fakor daya semakin besar. Kata Kunci : Motor Sinkron, Arus Eksitasi, Arus Jangkar, Faktor Daya iv

5 ABSTRACT (2017 : xiv + 52 Pages + References + Attachments) ANALYSIS OF THE EFFECTS OF EXCITATION CURRENT CHANGES ON THE ANCHOR CURRENT AND POWER FACTOR ON THE THREE PHASE SYNC MOTOR AHMAD HADA QOLBI Electrical Engineering Department Electrical Engineering Study Program State Polytechnic of Sriwijaya ahmadhadaqolbi31@gmail.com This final report analy sis of the effect of excitation current changes on the anchor current and power factor on the three phase sync motor. The biggest advantage of the synchronous motor itself is that its power factor can be adjusted by setting the excitation current on the rotor field. When excitation currents are raised beyond their normal excitation, the power factor, as measured at the motor terminal becomes leading because the sync motor with excitation produces more reactive power. By operating a synchronous motor in a leading power factor, the system power factor can be increased and can improve the voltage drop. If the excitation is less than its normal excitation, the motor power factor becomes lagging and will attract the reactive power of the system. The greater the value of excitation current given the value of the anchor current will be smaller while the greater the power factor. Keywords: Sync Motor, excitation current, anchor current, power factor. v

6 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan atas kehadiran Allah SWT atas segala limpahan berkat dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya dengan judul ANALISA PENGARUH PERUBAHAN ARUS EKSITASI TERHADAP ARUS JANGKAR DAN FAKTOR DAYA PADA MOTOR SINKRON TIGA FASA (LABORATORIUM TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA). Penulis menyadari tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak mungkin Laporan Akhir ini tidak akan terselesaikan dengan baik. Dengan rasa syukur penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan segala rahmat, nikmat, dan hidayah-nya kepada kami sehingga dapat melaksanakan Penelitian ini dengan lancar. 2. Kedua orang tua dan keluarga tercinta yang telah memberikan doa, dukungan dan semangat. 3. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Yudi Wijanarko S.T., MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 6. Bapak Mohammad Noer, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. 7. Bapak Ir. Ilyas, M.T. selaku pembimbing I. 8. Ibu Indah Susanti, S.T., M.T. selaku pembimbing II. vi

7 9. Pihak yang telah membantu pelaksanaan pengumpulan data dan penyusunan laporan ini. 10. Teman-teman seperjuangan Teknik Listrik 2014 khususnya kelas 6LD. Dalam menyusun Laporan Akhir ini penulis menyadari masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritikan dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih dan semoga Laporan Akhir ini dapat berguna dan bermanfaat, umumnya bagi kalangan yang membutuhkannya khususnya bagi penulis sendiri. Palembang, 28 Juli 2017 Ahmad Hada Qolbi vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i LEMBAR PENGESAHAN...ii LEMBAR PERSEMBAHAN...iii ABSTRAK...iv ABSTRACT...v KATA PENGANTAR...vi DAFTAR ISI...viii DAFTAR GAMBAR...xi DAFTAR TABEL...xiii DAFTAR LAMPIRAN...xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan dan Manfaat Pembatasan Masalah Metode dan Teknik Pengumpulan Data Sistematika Penulisan...3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Umum...5 viii

9 2.2 Konstruksi Motor Sinkron Tiga Fasa Stator Rotor Kumparan Peredam (Damper Winding) Reaksi Jangkar Rangkaian Ekivalen Prinsip Kerja Metode Menjalankan Motor Sinkron Starting Motor Sinkron dengan Penggerak Mula Eksternal Starting Motor Sinkron dengan Mereduksi Frekwensi Starting Motor Sinkron dengan Kumparan Peredam Sistem Eksitasi Karakteristik Motor Sinkron Karakteristik Torsi Putaran Pada Motor Sinkron Pengaruh Kenaikan Beban Dengan Eksitasi Konstan Kondensor Sinkron Keuntungan, Kerugian, dan Aplikasi Motor Sinkron Keuntungan Motor Sinkron Kerugian Motor Sinkron Aplikasi Motor Sinkron Pengaruh Perubahan Arus Eksitasi...25 ix

10 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Peralatan Yang Digunakan Menentukan Reaktansi Mesin Sinkron Tiga Fasa Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron Pengukuran Tahanan Jangkar Pengujian Motor Sinkron Tiga Fasa Peralatan Bantu Perhitungan Flowchart Prosedure Penelitian...39 BAB IV PEMBAHASAN Analisa Hasil Pengukuran Perhitungan Reaktansi Sinkron Analisa Hasil Pengujian Berbeban Motor Sinkron Untuk Daya Beban Nol Untuk Daya Setengah Beban Penuh Untuk Daya Beban Penuh...48 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran...52 DAFTAR PUSTAKA...53 LAMPIRAN...54 x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konstruksi Motor Sinkron... 6 Gambar 2.2 Penampang Stator... 7 Gambar 2.3 Penampang Rotor Kutub Silinder... 8 Gambar 2.4 Penampang Rotor Kutub Menonjol... 8 Gambar 2.5 Kumparan Peredam Pada Rotor Jenis Kutub Menonjol... 9 Gambar 2.6 Pengaruh Demagnetisasi Gambar 2.7 Pengaruh Ditorsi Magnet Gambar 2.8 Pengaruh Magnetisasi Gambar 2.9 Rangkaian Ekivalen Motor Sinkron Perfasa Gambar 2.10 Penyederhanaan Rangkaian Ekivalen Gambar 2.11 Rangkaian Ekivalen Motor Sinkron Tiga Fasa Gambar 2.12 Diagram Fasor Motor Sinkron Gambar 2.13 Masalah Arah Putaran Motor Sinkron Gambar 2.14 Skema Motor Sinkron Dengan Sistem Eksitasi Tipe Sikat Gambar 2.15 Skema Motor Sinkron Dengan Sistem Eksitasi Tanpa Sikat Gambar 2.16 Karakteristik Torsi Putaran Motor Sinkron Gambar 2.17 Pengaruh Bertambahnya Beban Pada Operasi Motor Sinkron Gambar 2.18 Ilustrasi Besarnya Beban Yang Dipikul Motor Sinkron Gambar 2.19 Diagram Vektor Daya Reaktif Motor Sinkron xi

12 Gambar 2.20 A Operasi Motor Sinkron Pada Cosθ Lagging Gambar 2.20 B Pengaruh Bertambahnya Arus Eksitasi Pada Motor Sinkron Gambar 2.21 Diagram Fasor Motor Sinkron Gambar 3.1 Motor Sinkron Tiga Fasa Gambar 3.2 Servo Mechine Test System Gambar 3.3 Rangkaian Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron Gambar 3.4 Grafik Data Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron Gambar 3.5 Rangkaian Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron Gambar 3.6 Grafik Data Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron Gambar 3.7 Rangkaian Pengujian Tahanan Jangkar Gambar 3.8 Rangkaian Pengujian Berbeban Motor Sinkron Gambar 3.9 Flowchart Prosedure Penelitian Gambar 4.1 Diagram Fasor Pengaruh Perubahan Arus Eksitasi Motor Sinkron Pada Beban Nol Gambar 4.2 Diagram Fasor Pengaruh Perubahan Arus Eksitasi Motor Sinkron Pada Setengah Beban Penuh Gambar 4.3 Diagram Fasor Pengaruh Perubahan Arus Eksitasi Motor Sinkron Pada Beban Penuh xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Data Hasil Pengujian Beban Nol Mesin Sinkron Tabel 3.2 Data Hasil Pengujian Hubung Singkat Mesin Sinkron Tabel 3.3 Data Hasil Pengukuran Tahanan Jangkar Tabel 3.4 Data Hasil Pengujian Berbeban Motor Sinkron Tabel 4.1 Data Hasil Perhitungan Reaktansi Sinkron Tabel 4.2 Data Hasil Perhitungan Beban Nol Tabel 4.3 Data Hasil Perhitungan Setengah Beban Penuh Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan Beban Penuh xiii

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Lembar pengambilan data Lampiran 2. Lembar peminjaman alat Lampiran 3. Lembar kesepakatan bimbingan LA pembimbing 1 Lampiran 4. Lembar kesepakatan bimbingan LA pembimbing 2 Lampiran 5. Lembar bimbingan LA pembimbing 1 Lampiran 6. Lembar bimbingan LA pembimbing 2 Lampiran 7. Lembar rekomendasi ujian LA Lampiran 8. Lembar revisi ujian LA Lampiran 9. Lembar pelaksanaan revisi ujian LA xiv