UNIT I MOTOR ARUS SEARAH MEDAN TERPISAH I-1. JUDUL PERCOBAAN : Pengujian Berbeban Motor Searah Medan Terpisah a. N = N (Ia) Pada U = k If = k I-2. MAKSUD PERCOBAAN : Menentukan besar kecepatan putar motor arus searah medan terpisah. Sebagai fungsi arus jangkar (Ia), pada tegangan ( U ) konstan, arus medan konstan If = k dalam kedaaan berbeban. 1-3. CIRI CIRI MESIN : Dipakai sepasang mesin dc dc, satu sebagai motor terpacu terpisah yang diselidiki dan mesin lain sebagai pembangkit yang berfungsi untuk mengatur beban motor. a). Motor dc yang diselidiki : Kw : 1,5 Volt : 125 RPM : 1750 Amp-Max : 12 Field-Amp : 1,01 Field-OHM : 57,5 b) Generator dc sebagai beban : Kw : 1,5 Volt : 115 RPM : 1750 AMP-MAX : 13 Field-Amp : 3 Field-OHM : 70 I-4. TEORI DAN SKEMA UNTAI : If Ia Rfv Rf M Ra G Rf V RL Rsh
+ 3 Keterangan gambar : Rfv : tahanan variabel medan Ef : tegangan dc pemacu Ra : Tahanan dalam jangkar Rf : tahanan medan (dalam mesin) Rfsh : tahanan shunt generator Rl : tahanan beban U : tegangan terminal Generator DC Shunt Motor DC Exitasi Terpisah 1 F2 A2 A2 If F2 3 1 + RL V Rfv Rfsh Ra F1 10 A1 12.1 Ia Ra A1 A F1 10 Rf Rfv + Power Suply DC - 110 VDC Ef V = 110 Volt - 2 F1.1 A1.1 12.1 2 - Pada motor dc terpacu terpisah berlaku : T = k a I a E a = K a N = U I a R a Dari kedua persamaan tersebut : N = U IaRa Ka Dari persamaan diatas terlihat apabila nilai U dan I f tetap (seolah-olah magnet tetap), kecepatan akan tergantung pada nilai Ia, sehingga apabila Ia semakin besar maka kecepatan semakin turun. I-5. ALAT YANG DIPERLUKAN : 1. Amper meter dc 2. Volt meter dc 3. Tachometer 2
I-6. PROSES PERCOBAAN : 1. Panel diuntai sesuai dengan maksud percobaan 2. Sumber pemacu diambil dari terminal dc power supply 3. Semua alat ukur yang dipasang, batas ukurnya disesuaikan. 4. Percobaan dimulai dengan Ia yang kecil, kemudian diatur dengan mengubah tahanan RL, setiap mengatur Ia catat putarannya, tegangan terminal generator dipertahankan harganya selalu terletak pada 90 110 V. 5. Harga maksimum arus, tegangan, dan kecepatan untuk masing masing mesin jangan sampai terlampaui. 6. Catat data hasil percobaan pada tabel seperti dilampiran 7. Buatlah grafik putaran sebagai fungsi arus untuk V dan If tetap berdasarkan data dari percobaan. 3
UNIT II MOTOR INDUKSI TIGA FASE II-1. JUDUL PERCOBAAN : Asutan dengan saklar Y - Pengujian berbeban. II-2. MAKSUD PERCOBAAN : a. Menentukan besar tegangan per fase dan arus motor induksi sangkar tupai pada waktu motor tanpa beban dan lilitan stator terhubung Y dan. b. Menentukan besar tegangan perfase dan arus motor induksi sangkar tupai berbeban, sewaktu saklar terhubung Y -. c. Menentukan besar slip motor induksi sangkar tupai pada berbagai beban. II- 3. CIRI CIRI MESIN Dipakai sepasang mesin ac dc, yang ac sebagai motor ac induksi 3 fase sangkar tupai yang diselidiki dan mesin yang dc sebagai pembangkit yang berfungsi sebagai beban motor. a. Motor ac induksi sangkar tupai 3 fase yang diselidiki Kw : 1,5 Volt /Y : 220/380 Rpm : 1415 Amper /Y : 6,3/3,5 Hz : 50 Cos : 0,82 b. Generator dc seri sebagai beban Kw : 1,0 Volt : 220 Rpm : 1250 Amper : 6,75 II-4. TEORI DAN SKEMA UNTAI Catu daya 220 V Fasefase Volt meter Amper meter Watt meter off Y Motor ac 3 fase 4
MOTOR INDUKSI 3 FASE ROTOR SANGKAR Untuk percobaan asutan Y, V input motor harus sama dengan V ( ) pada motor Didalam panel Kontaktor Kontaktor W R S T W2 V2 U2 0 U1 rotor Ra V1 W1 Rs V A on on off a. Motor induksi sangkar tupai mempunyai 3 lilitan stator yang dapat dihubungkan secara Y -, pemilihan sambungan Y atau ditentukan terutama oleh kemampuan tegangan dari masing masing lilitan. Pada waktu tegangan jala jala V volt, maka kalau lilitan stator terhubung, tegangan tiap fase V volt juga. Besar arus jala jala I Amp, maka besar arus fase : I p = I 3 Amper Kalau lilitan stator terhubung Y, maka tegangan tiap fase : V p = dan besar arus = I amper V 3 Volt b. Kecepatan motor induksi rotor sangkar tupai tergantung pada beban, kalau beban motor induksi rotor sangkar tupai bertambah, maka kecepatan motor induksi sangkar tupai berkurang. Kecepatan motor ini lebih kecil dari kecepatan sinkron, timbul slip (S) : 5
S = ns n ns ns 120 p f ns = kecepatan medan putar stator / kecepatan sinkron p = jumlah kutub motor yang diuji (4kutub) f = frekuensi sumber/pln (50 Hz) n = kecepatan putaran rotor (terukur) Adanya slip menyebabkan pemotongan garis gaya fluks medan putar oleh penghantar rotor, timbul GGL induksi karena penghantar rotor adalah dalam kondisi close-loop maka pada penghantar rotor. Arus ini menyebabkan gaya lorentz pada rotor yang menimbulkan torsi sehingga rotor berputar. II-5. PERTANYAAN 1. Mengapa kecepatan motor induksi pada waktu tanpa beban lebih kecil dibanding kecepatan sinkron. 2. Slip S merupakan angka, berapakah batas batas angka tersebut. 3. Apa sebab motor induksi rotor sangkar tupai banyak dipakai dalam industri. II-6. ALAT YANG DIPERLUKAN 1. Motor induksi sangkar tupai 2. Mesin arus searah 3. Amper meter 4. Volt meter dc 5. Kw meter 6. Saklar Y - 7. Power Pack 8. Sliding Resistor 9. Load resistor 10. Tachometer 6
II-7. PROSES PERCOBAAN 1. Buat skema rangkaian motor induksi yang akan di uji. Tempatkan meter yang diperlukan. Kemudian sambungkan ke sumber listrik. 2. Hubungka saklar Y - dimana lilitan stator terhubung Y. Ukur tegangan terminal dan arus motor tanpa beban. Ukur putaran motor dan catat data data tersebut. 3. Hubungkan saklar Y - dimana lilitan stator terhubung delta dan ukur tegangan terminal, arus motor dan putarannya kemudian catat data data tersebut. 4. Motor diberi beban. Saklar terhubung delta. Untuk berbagai beban amati besaran besaran berikut. Pada motor : tegangan terminal, arus dan putaran motor. Catat data data tesebut untuk laporan. 7
UNIT III MOTOR SINKRON III-1. JUDUL PERCOBAAN : Pengujian Berbeban. I a = I a (I f ) T = k U = k III-2. MAKSUD PERCOBAAN Menentukan besar arus jangkar (Ia) sebagai fungsi arus pemacu (If) untuk motor sinkron, pada Torsi dan tegangan terminal yang tetap. III-3. CIRI CIRI MESIN Untuk percobaan ini digunakan sepasang mesin ac dc. Mesin ac dikerjakan sebagai motor sinkron yang diselidiki, sedang motor dc dikerjakan sebagai pembangkit Shunt untuk beban. a. Motor sinkron yang diselidiki Rpm : 1500 Kw : 0,3 Hz : 50 Cos : 1 Field- Amp : 1,5 Volt Y/ : 380/220 Field- Volt : 200 Amp Y/ : 0,8/1,4 b. Menbangkit dc Shunt sebagai beban Kw : 0,3 Rpm : 2000 Volt : 220 Field Volt : 220 Amper : 2,2 Field-Amp : 8
III-4. TEORI DAN SKEMA UNTAI Ia If R A AC A DC + S Rf T - UNIT MOTOR SINKRON Cos Q Ia If L1 L2 L3 380 V AC 1 2 3 kap 1 Cos Q ind A AC U I 0 A DC U I 0 on off Power Supply PS 189 Keterangan : sebelum mengoperasikan motor sinkron, kumparan medan (F1,F2) dihubung singkat setelah berputar hubung singkat (F1,F2) dibuka. (jangan lupa membuka hubung singkatnya sekring dc bisa putus) U = k Frekuensi = 50 Hz 0-125 V dc - + U1 V1 W1 U V W 1B1 1B2 1B2 1B1 U2 V2 W2 A2 A1 A1 U2 V2 W2 2B1 2B2 F1 F2 E1 E2 A2 2B2 E1 E2 1B2 F1 F2 Motor sinkron hanya bekerja pada satu kecepatan saja, yaitu kecepatan sinkronnya, dan kecepatan ini tergantung pada frekuensi jala-jala ns = 120 f p p = jumlah kutub Maka dengan perubahan beban, kecepatan motor sinkron tidak berubah Pengaruh perubahan beban pada motor sinkron : hanyalah perubahan sesaat kecepatan putar dan fase, tetapi kemudian akan kembali ke kecepatan dan fase sinkron. 9
Power faktor (Pf) motor sinkron dipengaruhi oleh pemacunya dan beban motor. Pada beban tertentu Pf dapat diubah-ubah melalui pemacu. Suatu motor bisa over exited atau under exited tergantung pemacunya, untuk pemacu yang melebihi normal terjadi pemacu lebih, sehingga motor akan mengambil arus leading. Untuk pemacuan yang kurang dari normal motor akan mengambil arus lagging. Pemacuan dapat pula dibuat sedemikian rupa sehingga motor sinkron bekerja pada Pf = 1. Dalam keadaan tanpa beban dengan pemacu nol, tetapi bekerja pada kecepatan sinkron, maka arus jala jala dapat 150 % dari arus rated atau lebih. Bila arus dc dinaikkan dari nol maka arus input di motor akan berkurang sampai dicapai keadaan minimum, pada Pf = 1. Di atas titik ini motor akan bekerja pada Pf leading. Pertambahan selanjutnya pada arus medan akan mengurangi Pf, dan arus jala yang ditarik motor akan besar untuk mempertahankan daya input yang sama. Bila motor dibebani lebih kecil dari pada beban penuh, maka untuk suatu harga If, arus input yang diperlukan lebih kecil dari arus input pada beban. Dengan pengertian pengertian diatas dapat dibuat bentuk umum watak berbeban motor sinkron yang disebut pula V curve. Yaitu sebagai berikut : Ia Compounding Curve berbeban tanpa beban 0 Pf = 1 Gambar Liku - V If III-5. PERTANYAAN PERTANYAAN 1. Sebutkan hal hal yang menguntungkan dan yang merugikan pada motor sinkron dibandingan dengan motor asinkron. 2. Berikan tinjauan mengenai bentuk liku liku tersebut. 10
III-6. ALAT ALAT YANG DIPERLUKAN 1. Amper meter ac 2. Amper meter dc 3. Volt meter ac 4. Cos meter III-7. PROSES PERCOBAAN 1. Untailah panel sesuai dengan maksud percobaan ( mesin ac bekerja sebagai motor sinkron, sedang mesin dc sebagai pembangkit shunt untuk beban). 2. Motor sinkron dimulai seperti halnya motor asinkron. Waktu mulai, untai medan harus dihubungsingkat, dan pemacu masuk setelah motor berputar. 3. Semua alat ukur yang dipasang disesuaikan batas ukurnya. Untuk amper meter waktu mulai lebih baik dihubungsingkat dulu, juga pada waktu pemindahan batas ukurnya. 4. Percobaan dilakukan untuk keadaan : a. beban nol (tanpa beban) b. berbeban Arus medan (pemacu) diubah dari 0 sampai harga maximum catat harga harga If dan Ia. 5. Pengaturan beban dengan RL (beban). 6. Catatlah data hasil percobaan pada tabel seperti di lampiran 11
UNIT IV MOTOR INDUKSI SATU FASE IV-1. JUDUL PERCOBAAN : Watak kecepatan putar tanpa beban Motor induksi satu fase run kapasitor N = N ( U ). IV-2. MAKSUD PERCOBAAN : a. Menentukan besar kecepatan putar (n) sebagai fungsi tegangan Sumber (U) untuk motor Run Capacitor. IV-3. CIRI CIRI MESIN LEYBOLD DIDACTIC GMBH Type : 732 04 Nr : 200 26 982 Motor : Induksi run Capacitor 1 Rpm : 2850 Kw : 0,3 Volt : 220 Amper : 2,0 Cos : 0,97 Hz : 50 Capacitor A : 20 F 320 V Capacitor B : 10 F 400 V IV-4. TEORI DAN SKEMA UNTAI Motor ini mempunyai kumparan utama dihubungkan dengan jala jala. Dan kumparan bantu dihubungkan seri dengan sebuah kapasitor. Selama motor bekerja, kapasitor atau pun kumparan bantunya tetap dipakai. Ada beberapa Run Capacitor perbedaannya terutama pada jumlah dan cara merangkai kapasitor yang digunakan. Karakteristik putaran motor ini sangat baik, momen yang diperoleh tergantung pada jumlah kapasitor yang dirangkai pada kumparan bantu. Motor yang memakai kapasitor lebih dari satu ada yang merangkai salah satu kapasitornya untuk starting saja, kemudian dilepas sesudah mencapai putaran tertentu. Kapasitor yang lain tetap dipakai selama 12
bekerja. Motor ini memberi momen besar, untuk mengatur putaran dapat digunakan transformator yang dipasang seri terhadap kumparan bantu, paralel terhadap kapasitor. Agar dapat mengatur kecepatan motor, transformator dibuat agar dapat di tap untuk memperoleh kecepatan. SKEMA RANGKAIAN PERCOBAAN MOTOR INDUKSI 1 FASA RUN KAPASITOR Variabel Tegangan (Variac) Amperemeter AC Wattmeter U V u v -COM 10A 10A IN A V Load 0 300 L1 AC PLN V Voltmeter AC 1 2 U1 U2 Z1 Z2 N U1 CA CB CA CA U2 M Z2 Z1 CA CB CB CB Motor 1Fasa Run Kapasitor U1 - U2 = kumparan medan utama Z1 - Z2 = kumparan medan bantu CA - CA = kapasitor 10 μf. CB CB = kapasitor 20 μf IV-5. PERTANYAAN : 1. Digunakan untuk tugas apa saja Run Capacitor motor? 2. Apa guna lilitan bantu pada run capacitor motor? 3. Sebutkan motor ac satu fase lainnya 13
IV-6. ALAT ALAT YANG DIPERGUNAKAN : 1. Power Pack 2. Volt meter ac 3. Amper meter ac 4. Wattmeter 5. Tachometer 6. Motor satu fase IV-7. PROSES PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian sesuai dengan maksud percobaan. 2. Semua alat ukur yang dipasang sesuaikan batas ukurnya. 3. Setiap perubahan tegangan, catatlah putaran dan arus sekaligus. 4. Batas batas maximum tidak boleh dilampaui. 5. Terminal motor masuk motor dibalik, amatilah arah putaran motor, berikan kesimpulan saudara pada motor. 6. Hasil percobaan dicatat pada tabel dilampiran 7. Buatlah grafik n = n (U) dan n = n (I) berdasarkan data hasil percobaan, dan cantumkan dalam paloran. IV-8. KESIMPULAN : Berikan kesimpulan saudara atas hasil percobaan ini. 14
PRAKTIKUM 1. MOTOR DC EXITASI TERPISAH N = f (I A ) If = k Vs = 110 Volt No I A (A) N 1 1 1500 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 Tanggal : Hari/Jam : Nama Praktikan NIM 1.... 2... 3.... Asisten (..) 15
PRAKTIKUM II. MESIN ASINKRON SANGKAR TUPAI 1. Stator Hubung Y 2. Stator Hubung Arus Start (I s ) :.. Amp Arus Start (I s ) :.. Amp Tegangan Sumber (V S ) :.. Volt Tegangan Sumber (V S ) :.. Volt No I A (A) P(Watt) N(rpm) 1 1 2 1.3 3 1.5 4 1.8 5 2 6 2.3 7 2.5 8 2.8 No I A (A) P(Watt) N(rpm) 1 4.5 2 4.7 3 4.9 4 5.1 5 5.3 6 5.5 7 5.7 8 6.0 9 3 Tanggal : Hari/Jam : Asisten Nama Praktikan NIM 1.... 2... (..) NIM : 3.... 16
PRAKTIKUM III. MOTOR SINKRON 1. TANPA BEBAN No I F (A) I A (A) PF (Cos φ) 1 0 2 0.01 3 0.02 4 0.03 5 0.04 6 0.05 7 0.06 8 0.07 9 0.08 10 0.09 11 0.10 12 0.11 13 0.12 14 0.13 15 0.14 16 0.15 2. BERBEBAN No I F (A) I A (A) PF (Cos φ) 1 0 2 0.01 3 0.02 4 0.03 5 0.04 6 0.05 7 0.06 8 0.07 9 0.08 10 0.09 11 0.10 12 0.11 13 0.12 14 0.13 15 0.14 16 0.15 Tanggal : Hari/jam : Nama Praktikan NIM Asisten 1.... 2... (..) NIM : 3.... 17
PRAKTIKUM IV MOTOR INDUKSI SATU FASE No. Tegangan masuk Putaran n Arus Daya (Volt) (RPM) (Amp) (Watt) 1 220 2 210 3 200 4 180 5 160 6 140 7 120 8 100 9 80 10 60 11 40 12 35 13 30 14 25 15 20 16 0 Tanggal : Hari/jam : Nama Praktikan NIM ASISTEN 1.... 2... (.) 3.... NIM : 18
PANDUAN PRAKTIKUM MOTOR LISTRIK MAHASISWA S1 JURUSAN TEKNIK MESIN & TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UGM YOGYAKARTA 19
DAFTAR ISI Halaman 1. UNIT 1. Motor Arus Searah Medan Terpisah 1 2 Pengujian Berbeban 2. UNIT 2. Motor Induksi Tiga Fase 3 5 Asutan dengan saklar Y - 3. UNIT 3. Motor Sinkron Tiga Fase 6 8 Pengujian Berbeban 4. UNIT 4. Motor Induksi Satu Fase 9 10 Watak Kecepatan Putar Tanpa Beban LEMBAR PENGAMATAN 1. UNIT 1. Motor Arus Searah Medan Terpisah 1 1 Pengujian Berbeban 2. UNIT 2. Motor Induksi Tiga Fase 12 Asutan dengan saklar Y - 3. UNIT 3. Motor Sinkron Tiga Fase 13 Pengujian Berbeban 4. UNIT 4. Motor Induksi Satu Fase 14 Watak Kecepatan Putar Beban 20
KETENTUAN P R A K T I K U M KETENTUAN DAN TATA TERTIB : Praktikan dibagi ke dalam kelompok-kelompok masing-masing 3 mahasiswa. Pembagian dilaksanakan pada praktikum yang pertama. Tiap kelompok akan menjalani 1 bab praktikum tiap pekannya & khusus untuk pekan pertama, pre-tes mengenai mesin listrik secara umum dan alat ukur listrik (amperemeter, voltmeter, wattmeter). Praktikum akan dibagi 3 tahapan : 1. Pre-Tes (sesuai bab praktikumnya) : 15 menit 2. Pelaksanaan Praktikum (Pengambilan Data) : 100 menit Praktikan harus sudah hadir ditempat 15 menit sebelum praktikum di mulai, dan bila terlambat lebih dari 15 menit dari jadwalnya, maka tidak diperbolehkan mengikuti praktikum pada hari itu. Bila terlambat kurang dari 15 menit, masih diperbolehkan mengikuti praktikum dengan tidak diberikan tambahan waktu untuk mengerjakan Pre-tes. Keterlambatan akan diberi pengurangan pada nilai ketrampilan praktek Dalam, pelaksanaan praktikum, praktikan harus benar-benar aktif, serius, dan memperhatikan petunjuk-petunjuk asisten demi keamanan dan keselamatan bersama. Laporan Praktikum harus diselesaikan dan dikumpulkan paling lambat 1 (satu) hari setelah pelaksanaan praktikum. Keterlambatan pengumpulan laporan akan dikenai pengurangan nilai laporan. Inhal hanya diizinkan untuk praktikan yang berhalangan hadir dengan alasan yang jelas dan dengan Surat Izin yang ditunjukkan ke Kepala Lab. TTL. Inhal dilaksanakan pada hari selanjutnya sesuai kesepakatan dengan asisten dan dengan seijin laboran PENILAIAN Pre-Test : 20 % Ketrampilan Praktek : 30 % Laporan : 50 % 21
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FT UGM YOGYAKARTA DAFTAR UNIT PRAKTIKUM MOTOR LISTRIK JURUSAN TEKNIK MESIN FT UGM PRAKTIKUM 1 Motor dc Medan terpisah(medan tetap) PRAKTIKUM 2 Motor ac Induksi 3 fase Rotor Sangkar Asutan Y, Perkelompok 3 orang PRAKTIKUM 3 Motor ac Sinkron 3 fase PRAKTIKUM 4 Motor ac Induksi 1 fase (run capacitor) Kelompok Minggu 1 Minggu 2 Minggu 3 Minggu 4 Kel 1 P 1 P 2 P 3 P 4 Kel 2 P 2 P 3 P 4 P 1 Kel 3 P 3 P 4 P 1 P 2 Kel 4 P 4 P 1 P 2 P 3 22
23