VDC Variabel. P in I = 12 R AC

Transkripsi

1 SUDI EBAIKAN OSI DAN EFISIENSI MOO INDUKSI IGA FASA DENGAN MEMEBAIKI FAKO DAYA MOO INDUKSI Muhammad Fahmi Syawali izki, A.achman Hasibuan Konsentasi eknik Enegi Listik, Depatemen eknik Elekto Fakultas eknik Univesitas Sumatea Utaa (USU) Jl. Almamate, Kampus USU Medan 0155 INDONESIA ABSAK Fakto daya moto induksi yang endah akan sangat meugikan konsumen teutama kalangan industi sebagai pengguna tebesa. Bagi industi kondisi fakto daya endah tak dapat dihindai kaena beban moto yang bevaiasi. Moto induksi dengan beban penuh dapat membeikan fakto daya tinggi, namun pada saat moto bebeban endah fakto dayanya akan tuun hingga dapat mencapai 0,3. Kondisi semacam ini dapat diatasi dengan penambahan kapasito. Kapasito yang dipasang secaa paalel dengan moto dapat digunakan untuk mempebaiki fakto daya. Besanya nilai kapasito tegantung pada daya eaktif yang ditaik oleh moto. Dengan mempebaiki fakto daya kita juga dapat mempebaiki efisiensi dan tosi dai moto induksi tiga fasa tesebut, sebab kapasito yang nilainya telalu tinggi dapat mengakibatkan tingginya tegangan keja. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan pemasangan kapasito 16μF dapat pebaikan fakto daya hingga mencapai 0,90 dan efisiensi pun semakin baik. ebaikan fakto daya hanya efektif pada beban kuang dai 50% dai beban nomal. Kata Kunci : Moto induksi, fakto daya, efisiensi, osi 1. endahuluan Moto induksi banyak digunakan sebagai penggeak utama pada sebagian besa industi. ada umumnya moto yang digunakan untuk kepeluan industi adalah moto-moto kecil yang efisiensinya tidak tinggi, sehingga banyak keugian pada angkaian magnetisasi saat bebeban ingan. Moto yang dibuat oleh pabik diancang untuk beopeasi mendekati beban penuh, sehingga jika beban tuun dibawah beban tetentu maka efisiensi tuun dengan cepat. Mengopeasikan moto dibawah laju beban endah memiliki dampak pada fakto dayanya. Fakto daya yang tinggi sangat diinginkan, aga opeasi mesin lebih efisien dan menjaga biaya endah untuk seluuh sistem kelistikan pabik. Untuk mengatasi endahnya fakto daya, yang biasa dilakukan adalah dengan memasang kapasito paallel dengan beban. emasangan kapasito yang telalu kecil tidak membeikan dampak yang beati, sedangkan kapasito yang telalu besa akan bedampak naiknya tegangan keja moto. Jika kenaikan tegangan keja moto belangsung lama, maka suhu moto akan menjadi tinggi yang dapat mengakibatkan moto tebaka. Dengan pemasangan kapasito yang sesuai dihaapkan dapat mempebaikan fakto daya dan tidak tejadi kenaikan tegangan yang membahayakan.. Moto Induksi iga Fasa Moto induksi tiga fasa oto belitan meupakan salah satu mesin ac yang befungsi untuk mengubah enegi listik menjadi enegi mekanis. Moto induksi tedii atas bagian stasione (diam) dan bagian begeak. Bagian stasione yang disebut juga stato, tedii dai inti-inti besi yang dipisah oleh celah udaa dan membentuk angkaian magnetik yang menghasilkan fluksi oleh adanya aus yang mengali melalui kumpaan-kumpaan, sedangkan bagian begeak yang disebut juga oto tedii dai pada kondukto yang dialii aus, sehingga pada kondukto ini beinteaksi dengan fluksi yang dihasilkan stato yang akan menyebabkan timbulnya gaya. Setiap bagian stato dan oto masing-masing memiliki teminal masukan. Masukan dai moto induksi beupa tegangan ac yang dihubungkan di teminal stato. oto belitan tedii atas bebeapa lilitan kumpaan tembaga. insip keja dai moto ini besifat induksi. enggunaan suatu moto induksi oleh konsumen ditentukan dai daya mekanis yang dihasilkan oleh moto induksi tesebut. Muhammad Fahmi Syawali izki 1 A.achman Hasibuan

2 Gamba 1 Konstuksi Moto Induksi iga Fasa oto Belitan Belitan stato yang dihubungkan dengan suatu sumbe tegangan tiga fasa akan menghasilkan medan magnet yang beputa dengan kecepatan sinkon. Medan puta pada stato tesebut akan memotong kondukto kondukto pada oto, sehingga teinduksi aus dan sesuai dengan Hukum Lentz, oto pun akan ikut beputa mengikuti medan puta stato. ebedaan putaan elatif antaa stato dan oto disebut slip. Betambahnya beban, akan mempebesa kopel moto, yang oleh kaenanya akan mempebesa pula aus induksi pada oto, sehingga slip antaa medan puta stato dan putaan oto pun akan betambah besa. Jadi, apabila beban moto betambah, putaan oto cendeung menuun[1]. 3. ebaikan Fakto Daya Dalam sistem listik AC/Aus Bolak- Balik ada tiga jenis daya yang dikenal, khususnya untuk beban yang memiliki impedansi (Z), yaitu: 1. Daya semu (S), VA (Volt Ampe).. Daya aktif (), Watt. 3. Daya eaktif (Q), VA (Volt Ampe eaktif). Muhammad Fahmi Syawali izki Gamba Segitiga Daya maka dapat dilihat pada pesamaan dibawah ini : cos θ =...(1) S Besanya daya semu (S) moto induksi adalah : S = V.I (volt-ampe)...() Besanya daya moto induksi satu fase adalah : = V.I Cos (watt)... (3) Besanya daya moto induksi tiga fase adalah: = V.I. 3.Cos (watt)... (4) Dimana, = daya moto V = tegangan keja moto I = aus moto (ampe) Cos = fakto daya Untuk mempekecil sudut, maka dipelukan penambahan kapasito. Besanya sudut = 1 +, maka besanya daya eaktif Q = Q1 + Q, sehingga Q = Q Q1, yang tak lain adalah daya yang tesimpan dalam kapasito[1]. Besanya sudut dipengauhi oleh besanya impedansi beban, jika beban besifat induktif (+) maka impedansi mengaah ke sumbu positif dan jika beban besifat kapasitif (-) mengaah ke sumbu negative[1]. a. osi oto Moto Induksi s Adanya pebedaan kecepatan pada oto n dan stato n mengakibatkan slip s. Kecepatan oto mengakibatkan adanya kecepatan puta oto dan kecepatan puta oto mengakibatkan adanya tosi oto. Maka dapat kita lihat pada pesamaan s (5) dan pesamaan (6) sebagai beikut[]:.. n... (5) in s... (6) Jadi dai pesamaan di atas dapat disimpulkan bahwa untuk menghasilkan tosi yang besa dibutuhkan daya yang besa[]. ' in 3. Es. I.cos... (7) Bila pesamaan (6) disubsitusikan ke pesamaan (7), maka dipeoleh pesamaan (8) sebagai beikut[]: 3. E. I.cos s ' s s... (8) Bila pesamaan (7) disubsitusikan ke pesamaan (8), maka didapat besa tosi pada oto moto induksi tiga fasa dilihat pada pesamaan (9) adalah[] : s 3. E. a.. s... (9) ( a. ( a. X. s). s ) A.achman Hasibuan

3 Di mana s = osi oto moto induksi N. m = Kecepatan puta oto ad / s E s = egangan teminal stato volt = ahanan oto X = eaktansi oto b. Efisiensi ehitungan efisiensi moto induksi melibatkan ugi-ugi yang tejadi pada stato dan oto. ugi-ugi stato tedii atas ugi-ugi hysteesis, ugi-ugi eddy cuent, ugi-ugi inti dan ugi-ugi tembaga pada kumpaan stato. Dengan mempehitungkan ugi-ugi ini maka besa daya netto yang melewati celah udaa dapat dilihat pada pesamaan (10) adalah[3]: Cu = masuk inti tembaga...(10) Efisiensi moto adalah pebandingan antaa daya keluaan yang beguna dengan daya masukan total, yaitu dilihat pada pesamaan (11) sebagai beikut[3]: η % = out x100% 100%...(11) in loss = in + i + t + a & g + b...(1) in = 3. V1. I1. Cos...(13) Dai pesamaan di atas dapat dilihat bahwa efisiensi moto tegantung pada besanya ugi ugi. ada dasanya metode yang digunakan untuk menentukan efisiensi moto induksi begantung pada dua hal apakah moto itu dapat dibebani secaa penuh atau pembebanan simulasi yang haus digunakan[3]. 4. ebaikan osi dan Efisiensi Moto Induksi iga Fasa dengan Mempebaiki Fakto Daya Moto Induksi elaksanaan penelitian ini dilakukan dalam dua tahap yaitu tahap petama kumpaan stato moto dihubungkan bintang, dan tahap kedua kumpaan stato moto dihubungkan delta. Moto dikopel dengan sebuah geneato aus seaah dan beban elektik (L), selanjutnya dilakukan pengukuan untuk bebagai paamete moto bedasakan pengatuan beban L yaitu tegangan masukan, aus untuk ketiga fasanya, daya masukan moto, tegangan dan aus geneato, kecepatan puta moto. engukuan ini dilakukan untuk kondisi moto tanpa kapasito, dan dengan kapasito 5 μf 400 WV dan kapasito 16 μf 400 WV pada masing-masing fasanya. 5. Hasil dan embahasan Hasil simulasi moto induksi tiga fasa oto belitan adalah beupa analisa dan gafik dai pebandingan antaa efisiensi moto induksi tiga fasa tanpa kapasito dan dengan kapasito, kecepatan moto, tosi elektomagnetik seta fakto daya moto. 1. ecobaan engukuan ahanan DC Hasil ecobaan engukuan ahanan DC dapat dilihat pada Gamba VDC Vaiabel A V U W Gamba 3 angkaian pecobaan suplai DC Data Hasil ecobaan ahanan Stato DC dapat dilihat pada abel 1. abel 1 Data Hasil ecobaan ahanan Stato DC w u hasa V (volt) I (A) U-V 1,89 4, DC = V I = 1 1,89 4, = 3,07 Ω Kaena hubungan pada stato adalah hubungan Y, maka dc adalah DC = 3,07 = 1,535 Ω AC = 1, x 1,535 = 1,84 Ω Data Hasil ecobaan ahanan oto DC dapat dilihat pada abel. abel Data Hasil ecobaan ahanan oto DC v V Muhammad Fahmi Syawali izki 3 A.achman Hasibuan

4 hasa V (volt) I (A) K-M,38 3,4 DC = V =,38 I 3,4 = 0,7 Ω Kaena hubungan pada stato adalah hubungan Y, maka dc adalah DC = 0,7 = 0,35 Ω = 1, x 0,35 = 0,4 Ω AC. ecobaan embebanan anpa Kapasito Hasil ecobaan embebanan anpa menggunakan Kapasito dengan tahanan lua dapat dilihat pada Gamba 4 abel 3 Data ecobaan embebanan anpa Kapasito. S A C 3F S1 V1 A1 W 3 phasa + - 5A 5A 1 3 M K LM S n J GA HB G AC A3 A4 K + - D C 1 Gamba 4 angkaian ecobaan embebanan anpa menggunakan kapasito dengan tahanan lua Data Hasil ecobaan embebanan anpa menggunakan kapasito dengan tahanan lua dapat dilihat pada abel 3. V(volt) IL(A) cos φ 1(W) N(pm) (W) Slip Beban I Eff(%) osi(nm) 380 4,54 0,6 358, ,066 0 % 4,96 6,59, ,66 0,8 346, ,1 40 % 6,85 1,36 3, ,4 0,9 346, ,1 60 % 8,3 15,45 5, ,41 0,33 333, , % 11,15 13,88 7,56 V If S 3 L out = 0, η = out in d = 3. Sω s x 100% = 358,97 70 I = 358,97 watt = 6,59 % d = 3.0,4 4,96 =,97 Nm 157 0, Data Hasil Analisa ebandingan osi dan Efisiensi Moto Induksi anpa Kapasito dapat dilihat pada abel 4. abel 4 Hasil Analisa Data ebandingan osi Dan Efisiensi Moto Induksi anpa Kapasito No (%) Cosφ Efisiensi (%) 1 0 0,6 6, ,8 1, ,9 15, ,33 13,88 Gamba (3) dan Gamba (4) ini menunjukkan kuva kaakteistik pebandingan Efisiensi Moto Induksi anpa Kapasito dan kuva kaakteistik pebandingan osi Moto Induksi anpa Kapasito. No (%) Cosφ osi 1 0 0,6, ,8 3, ,9 5, ,33 7,56 Muhammad Fahmi Syawali izki 4 A.achman Hasibuan

5 Gamba 3. Kuva ebandingan Efesiensi Moto Induksi anpa Kapasito Kapasito S A S1 V1 A K LM GA n M G A3 S3 V L C 3F A1 HB J K W 3 phasa + - 5A 5A A4 I f 1 3 S + - D C AC Gamba 4. Kuva ebandingan osi Moto Induksi anpa Kapasito 3. ecobaan ebaikan osi dan Efisiensi Moto Induksi iga Fasa dengan Kapasito Hasil ecobaan ebaikan osi dan Efisiensi Moto Induksi iga Fasa dengan Kapasito dapat dilihat pada Gamba 4 Gamba5 angkaian ecobaan ebaikan osi dan Efisiensi Moto Induksi iga Fasa dengan Kapasito Data Hasil ecobaan ebaikan osi dan Efisiensi Moto Induksi iga Fasa dengan Kapasito dihubungkan Y 5 F dapat dilihat pada abel 5. abel 5 Data Hasil ecobaan embebanan Dengan Kapasito Dihubungkan Y 5 F V(volt) Ic (A) IL(A) F(Hz) Ns (pm) N(pm) (W) Slip Beban I cos φ 380 3,18, ,066 0 % 5,4 0, ,18, ,1 40 % 6,47 0, ,18 3, , % 10,00 0, ,18 4, , % 1,44 0,96 Data Hasil ecobaan ebaikan osi dan Efisiensi Moto Induksi iga Fasa dengan Kapasito dihubungkan 16 F dapat dilihat pada abel 6. V(volt) Ic (A) IL(A) F(Hz) Ns (pm) N(pm) (W) Slip Beban I cos φ 380,93, ,066 0 % 5,6 0,96 380,93, ,1 40 % 6,4 0,95 380,90 3, , % 9,75 0,9 380,90 4, , % 11,14 0,90 abel 6 Data Hasil ecobaan embebanan Dengan Kapasito Dihubungkan 16 F Dai analisa pehitungan pada data hasil pecobaan di atas dimana mencai osi ada saat bekembang dan Efisiensi dapat dilihat pada pesamaan dibawah : a. osi umus untuk osi pada saat bekembang adalah : d = 3. Sω s I Muhammad Fahmi Syawali izki... (14) ω s =.π.f.(15) 5 a. Efisiensi umus untuk Efisiensi adalah : I 1 = I L + I C... (16) s = 3. I 1 stato... (17) out η = x 100% (18) in Data Hasil Analisa ebandingan osi Dan Efisiensi Moto Induksi Dengan Kapasito Hubungan Delta Dan Bintang dapat dilihat pada abel 7 A.achman Hasibuan

6 abel 7 Hasil Analisa Data ebandingan osi Dan Efisiensi Moto Induksi Dengan Kapasito Hubungan Delta Dan Bintang V 0 C eks C eks = 380 Volt = 16 μf dihubungkan = 5 μf dihubungkan Y No Cosφ osi (%) C C Y C C Y 1 0 0,90 0,96 3,31 3, ,9 0,95 3,348 3, ,95 0,9 6,000 5, ,96 0,90 7,450 6,04 No Cosφ Efisiensi(%) (%) C C Y C C Y 1 0 0,90 0,96 89,51 93, ,9 0,95 89,60 93, ,95 0,9 89,78 9, ,96 0,90 89,93 91,1 Gamba (5) dan Gamba (6) ini menunjukkan kuva kaakteistik ebandingan osi Moto Induksi Dengan Kapasito Hubungan Delta Dan Bintang dan kuva kaakteistik ebandingan Efisiensi Moto Induksi Dengan Kapasito Hubungan Delta Dan Bintang Gamba 6. Kuva ebandingan Efisiensi Moto Induksi Dengan Kapasito Hubungan Delta Dan Bintang 6. Kesimpulan Bedasakan pembahasan hasil penelitian, maka dapat disimpulkan bahwa : 1. emasangan kapasito pada moto induksi tiga fasa hubungan delta dapat meningkatkan fakto daya ata-ata sebesa 35%, dan efisiensi moto juga meningkat sekita 40%.. Dengan pemasangan kapasito pada moto induksi tiga fasa, pada hubungan bintang mengalami penuunan fakto daya 30 % dan efisiensi moto juga mengalami penuunan sekita 36%. 3. osi pada hubungan delta 16 µf lebih besa daipada hubungan wye 5µF setelah di pasang kapasito. 7. Dafta ustaka Gamba 5. Kuva ebandingan osi Moto Induksi Dengan Kapasito Hubungan Delta Dan Bintang [1]. catalog/40_heehaseinductionmot o []. ashid, Muhammad H., owe Electonics cicuit devices and applications, entice Hall Intenational, Inc, New Jesey, 1998 [3]. Chapman Stephen J, Electic Machiney Fundamentals,hid Edition Mc Gaw Hill Companies, New Yok, 1999 [4]. Gonen uan, Electic owe System Engineeing, McGaw-Hill Book Company, Inc., New Yok, 19 Muhammad Fahmi Syawali izki 6 A.achman Hasibuan

7 Muhammad Fahmi Syawali izki 7 A.achman Hasibuan