TUGAS AKHIR ANALISA ALIRAN DAYA PADA MOTOR INDUKSI LIMA PHASA ROTOR SANGKAR Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik Oleh Biondi Y Laurens NIM :110402070 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
ABSTRAK Motor induksi merupakan salah satu penggerak yang paling sering dipakai didalam aplikasi industri. Penggunaan motor induksi rotor sangkar memberikan kelebihan tersendiri bila dibandingkan motor induksi rotor belitan. Salah satu kelebihannya adalah effisiensi dan faktor kerjanya lebih tinggi. Selain itu dari segi aliran daya, motor induksi dengan rotor sangkar lebih sedikit menghasilkan rugi-rugi daya pada sisi rotor dibandingkan dengan motor induksi rotor belitan. Pada suatu motor induksi perlu diketahui aliran daya dari motor tersebut agar didapat informasi seperti effisiensi dan torsi dari motor tersebut. Motor induksi umumnya terbagi dua, yaitu motor induksi satu phasa dan motor induksi tiga phasa. Namun kali ini yang akan dibahas adalah mengenai motor induksi lima phasa. Oleh karena itu dalam Tugas Akhir ini akan di bahas tentang seberapa besar nilai aliran daya, effisiensi dan torsi pada motor induksi lima phasa dengan beban yang berubah-ubah. Pada pengujian berbeban motor induksi lima phasa diperoleh nilai daya masukan yang cukup besar. Namun daya keluaran yang dihasilkan sangat kecil. Ini dikarenakan besarnya nilai rugi-rugi dayanya. Salah satunya adalah nilai dari rugi daya belitan stator. Dimana jumlah tahanan total belitan stator cukup besar, yaitu 66,61Ω. Kata Kunci: Motor Induksi 5 Phasa, Daya, Effisiensi, Torsi i
KATA PENGANTAR Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang karena berkatnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul: ANALISA ALIRAN DAYA PADA MOTOR INDUKSI LIMA PHASA ROTOR SANGKAR Selama masa perkuliahan sampai menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih 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. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi saat perkuliahan serta selama penyusunan Tugas Akhir. 6. Rekan- rekan satu angkatan 2011 Teknik Elektro, Aspar, Zein, Fernando, Mangatur, Suranta, Boni, Henri, dll yang selalu saling memberi semangat dan bantuan selama perkuliahan. 7. Abang Asrianto dan bang Citra yang memberikan dukungan dan bantuan. 8. 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. 9. 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, Biondi Y Laurens NIM. 110402070 iii
DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR...ii DAFTAR ISI....iv DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR TABEL...ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...1 1.2 Perumusan Masalah...2 1.3 Tujuan Penelitian...2 1.4 Batasan Masalah...3 1.5 Manfaat Penelitian...3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Motor Induksi...4 2.2 Konstruksi Motor Induksi...4 2.3 Prinsip Kerja Motor Induksi...6 2.4 Motor Induksi Lima Phasa...9 iv
2.5 Aliran Daya pada Motor Induksi Lima Phasa...13 2.6 Torsi Motor Induksi...15 2.7 Effisiensi Motor Induksi Lima Phasa...18 2.8 Penentuan Parameter Motor Induksi...19 2.8.1 Pengujian Tanpa Beban...19 2.8.2 Pengujian Tahanan Stator...21 2.8.3 Pengujian Rotor Tertahan...22 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu...25 3.2 Bahan dan Peralatan...25 3.3 Pelaksanaa Penelitian...26 3.4 Variable yang Diamati...26 3.5 Prosedur Penelitian...26 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum...29 4.2 Percobaan Menentukan Parameter Motor Induksi Lima Phasa...29 4.2.1 Percobaan Beban Nol (No Load Test)...29 4.2.1.1 Rangkaian Percobaan...29 4.2.1.2 Prosedur Percobaan...30 v
4.2.1.3 Data Hasil Percobaan...30 4.2.1.4 Analisa Data Hasil Percobaan...30 4.2.2 Percobaan Tahanan Stator (DC Test)...31 4.2.2.1 Rangkaian Percobaan...31 4.2.2.2 Prosedur Percobaan...32 4.2.2.3 Data Hasil Percobaan...32 4.2.2.4 Analisa Data Hasil Percobaan...33 4.2.3 Percobaan Rotor Ditahan (Blocked Rotor)...36 4.2.3.1 Rangkaian Percobaan...36 4.2.3.2 Prosedur Percobaan...36 4.2.3.3 Data Hasil Percobaan...37 4.2.3.4 Analisa Data Hasil Percobaan...37 4.3 Percobaan Berbeban (Load Test)...38 4.3.1 Rangkaian Percobaan...38 4.3.2 Prosedur Percobaan...38 4.3.3 Data Hasil Percobaan...,.39 4.3.4 Analisa Data Hasil Percobaan...40 vi
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan...44 5.2 Saran...44 DAFTAR PUSTAKA...45 vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konstruksi Motor Induksi Lima Phasa.5 Gambar 2.2 One Line Diagram Suplai Motor Induksi Lima Phasa.9 Gambar 2.3 Fasor Diagram Tegangan Phasa ke Phasa Sistem Lima Phasa...10 Gambar 2.4 Analiasa Tegangan Line pada Sistem Lima Phasa...10 Gambar 2.5 Diagram Belitan Stator Motor Induksi Lima Phasa..12 Gambar 2.6 Aliran Daya Motor Induksi Lima Phasa...15 Gambar 2.7 Karateristik Torsi Slip pada Motor Induksi...16 Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi pada Percobaan Beban Nol...21 Gambar 2.9 Rangkaian Pengukuran untuk DC Test...22 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian...27 Gambar 4.1 Rangkaian Percobaan Beban Nol Motor Induksi Lima Phasa...29 Gambar 4.2 Rangkaian Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa...31 Gambar 4.3 Rangkaian Percobaan Rotor Ditahan Motor Induksi Lima Phasa...36 Gambar 4.4 Rangkaian Percobaan Berbeban Motor Induksi Lima Phasa...38 Gambar 4.5 Kurva Karakteristik Kecepatan Putaran Rotor Torsi Motor Induksi...43 Gambar 4.6 Kurva Karakteristik Daya Ouput Effisiensi...43 viii
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Uji Beban Nol...30 Tabel 4.2 Hasil Analisa Data Percobaan Uji Beban Nol...31 Tabel 4.3 Data Hasil Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa..32 Tabel 4.4 Hasil Analisa Data Percobaan Tahanan Stator Motor Induksi Lima Phasa...34 Tabel 4.5 Data Hasil Percobaan Uji Blocked Rotor...37 Tabel 4.6 Hasil Analisa Data Percobaan Rotor Ditahan...38 Tabel 4.7 Data Hasil Percobaan Berbeban...39 Tabel 4.8 Hasil Analisa Data Percobaan Berbeban...40 ix