TUGAS AKHIR ANALISA PENGARUH TEGANGAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP TEMPERATUR MOTOR INDUKSI LIMA PHASA. Diajukan untuk memenuhi persyaratan

Transkripsi

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

2

3 ABSTRAK Motor induksi memiliki konstruksi yang sederhana dan kuat serta efisiensi yang baik. Permasalahan kelistrikan yang sering terjadi pada motor induksi ialah tidak seimbangnya tegangan phasa yang menyebabkan kinerja motor induksi yang semakin berkurang. Ini ditandai dengan adanya kenaikan temperature yang menyebabkan umur motor induksi tersebut berkurang. Oleh karena itu penulis mengangkat topik ini sebagai tugas akhir untuk mengetahui pengaruh tegangan tidak seimbang terhadap temperature motor induksi lima phasa, analisis ini diharapkan dapat digunakan sebagai acuan untuk isolasi dan proteksi pada motor induksi itu sendiri. Motor induksi lima phasa pada keadaan tegangan tidak seimbang terjadi kenaikan temperatur yang lebih tinggi dari keadaan motor induksi lima phasa di beri tegangan seimbang, yaitu C/m untuk tegangan seimbang, C/m untuk tegangan tidak seimbang 1% dan C/m untuk tegangan tidak seimbang 3% berdasarkan pengukuran thermometer infrared. Sedangkan pengukuran menggunakan pengukuran resistansi yaitu C/m untuk tegangan seimbang, C/m untuk tegangan tidak seimbang 1% dan C/m untuk tegangan tidak seimbang 3% Kata Kunci : Motor Induksi Lima Phasa, Tegangan Tidak Seimbang, Temperatur i

4 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-nya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Tugas akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro,. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah : ANALISA PENGARUH TEGANGAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP TEMPERATUR MOTOR INDUKSI LIMA PHASA Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu Ayahanda (Aman) beserta Ibunda (Laura) yang selalu memberikan semangat dan mendoakan penulis selama masa studi hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini. Selama masa kuliah hingga penyelesaian tugas akhir ini, penulis juga banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada : 1. 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. 2. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S, selaku dosen Penguji Tugas Akhir serta selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi Listrik yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini dan telah banyak motivasi selama masa perkuliahan. 3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Dosen Penguji Tugas Akhir dan telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini serta senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan. 4. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada penulis. ii

5 5. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi saat perkuliahan serta selama penyusunan tugas akhir. 6. Sahabat setia Sanni Tung yang selalu mendoakan kesuksesan penulis dalam setiap kesempatan. 7. Rekan- rekan satu angkatan 2011 Teknik Elektro, Aspar, Zein, Biondi, Mangatur, Suranta, Boni, Henri C P, dll yang selalu saling memberi semangat, bantuan, cerita, dan warna selama perkuliahan. 8. Abang Asrianto 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. Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu. 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 Fernando E P NIM iii

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR ii DAFTAR ISI.. iv DAFTAR GAMBAR...vi DAFTAR TABEL... x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 4 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 Penentuan Parameter Motor Induksi Pengujian Tanpa Beban ( No Load Test ) Pengujian Tahanan Stator ( DC Test ) Pengujian Rotor Tertahan ( Block Rotor Test ) Tegangan Tidak Seimbang Metode Pengukuran Temperatur BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Bahan dan Peralatan Variable yang Diamati iv

7 3.4 Prosedur Penelitian Pelaksanaan Penelitian Proses Pengumpulan Data Melakukan Analisa Data BAB IV METODE PENELITIAN 4.1 Umum Data Percobaan Motor Induksi Lima Phasa dengan Suplai Tegangan Seimbang Motor Induksi Lima Phasa dengan Suplai Tegangan Tidak Seimbang Analisa Data Motor Induksi Lima Phasa dengan Suplai Tegangan Seimbang Motor Induksi Lima Phasa dengan Suplai Tegangan Tidak Seimbang Perbandingan Hasil Pengukuran Temperatur Motor Induksi Lima Phasa Suplai Tegangan Seimbang dengan Suplai Tegangan Tidak Seimbang Perbandingan Hasil Pengukuran Temperatur Motor Induksi Lima Phasa Menggunakan Thermometer Infrared dan Hasil Perhitungan Temperatur Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi Waktu yang Diperbolehkan Untuk Terjadi Ketidakseimbangan Tegangan Pada Motor Induksi Lima Phasa. 56 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran. 59 DAFTAR PUSTAKA v

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Stator, rotor sangkar dan rotor belitan... 6 Gambar 2.2 Gambar sederhana bentuk alur/slot motor induksi... 8 Gambar 2.3 Gambar sederhana motor induksi dengan satu kumparan stator dan satu kumparan rotor... 9 Gambar 2.4 One line diagram suplai motor induksi lima phasa Gambar 2.5 Susunan belitan wye wye transformasi 5 phasa Gambar 2.6 Diagram belitan motor induksi lima phasa Gambar 2.7 Fasor diagram tegangan phasa ke phasa system lima phasa Gambar 2.8 Analisa tegangan line pada system lima phasa Gambar 2.9 Rangkaian pengukuran untuk DC test Gambar 2.10 Kurva penurunan rating motor induksi (NEMA) Gambar 3.1 Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi lima phasa dengan menggunakan thermometer infrared Gambar 3.2 Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi lima phasa dengan menggunakan metode pengukuran resistansi Gambar 3.3 Rangkaian kontrol pengukuran resistansi dengan DC test Gambar 3.4 Diagram alur penelitian vi

9 Gambar 4.1 Grafik suhu vs menit untuk motor induksi lima phasa suplai tegangan seimbang pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared Gambar 4.2 Grafik suhu vs menit untuk motor induksi lima phasa suplai tegangan seimbang pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi Gambar 4.3 Grafik suhu vs menit untuk motor induksi lima phasa suplai tegangan tidak seimbang 1% pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared Gambar 4.4 Grafik suhu vs menit untuk motor induksi lima phasa suplai tegangan tidak seimbang 3% pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared Gambar 4.5 Grafik suhu vs menit untuk motor induksi lima phasa suplai tegangan tidak seimbang 1% pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi Gambar 4.6 Grafik suhu vs menit untuk motor induksi lima phasa suplai tegangan tidak seimbang 3% pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi Gambar 4.7 Grafik suhu vs menit untuk motor induksi lima phasa suplai vii

10 tegangan seimbang dan suplai tegangan tidak seimbang 1% dan 3% pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared Gambar 4.8 Grafik suhu vs menit untuk motor induksi lima phasa suplai tegangan seimbang dan suplai tegangan tidak seimbang 1% dan 3% pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi 53 Gambar 4.9 Grafik perbandingan hasil pengukuran temperatur menggunakan thermometer infrared dan perhitungan menggunakan metode pengukuran resistansi untuk suplai tegangan seimbang Gambar 4.10 Grafik perbandingan hasil pengukuran temperatur menggunakan thermometer infrared dan perhitungan menggunakan metode pengukuran resistansi untuk suplai tegangan tidak seimbang 1% 55 Gambar 4.11 Grafik perbandingan hasil pengukuran temperatur menggunakan thermometer infrared dan perhitungan menggunakan metode pengukuran resistansi untuk suplai tegangan tidak seimbang 3% viii

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perbandingan motor induksi lima phasa dan tiga phasa menurut besar daya Tabel 2.2 Kenaikan suhu untuk motor besar dengan factor servis Tabel 4.1 Data hasil pengukuran suhu dengan thermometer infrared Tabel 4.2 Data hasil percobaan DC test pada motor induksi lima phasa Tabel 4.3 Data hasil pengukuran suhu dengan suplai tegangan tidak seimbang 1% menggunakan thermometer infrared Tabel 4.4 Data hasil pengukuran suhu dengan suplai tegangan tidak seimbang 3% menggunakan thermometer infrared Tabel 4.5 Data hasil pengukuran DC test dengan suplai tegangan tidak seimbang 1% Tabel 4.6 Data hasil pengukuran DC test dengan suplai tegangan tidak seimbang 3% Tabel 4.7 Data hasil perhitungan suhu motor induksi lima phasa tegangan seimbang menggunakan metode pengukuran resistansi Tabel 4.8 Data hasil perhitungan suhu motor induksi lima phasa tegangan tidak seimbang 1% menggunakan metode pengukuran resistansi. 47 ix

12 Tabel 4.9 Data hasil perhitungan suhu motor induksi lima phasa tegangan tidak seimbang 3% menggunakan metode pengukuran resistansi 48 Tabel 4.10 Perbandingan kenaikan suhu suplai tegangan seimbang dan tidak seimbang 1% dan 3% menggunakan thermometer infrared Tabel 4.11 Perbandingan kenaikan suhu suplai tegangan seimbang dan tidak seimbang 1% dan 3% menggunakan metode pengukuran resistansi 53 Tabel 4.12 Perbandingan Hasil Pengukuran Thermometer Infrared dan Hasil Perhitungan dengan Metode Pengukuran Resistansi. 54 x