BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Pengukuran Setelah melakukan pengujian di PT. Emblem Asia dengan menggunakan peralatan penguji seperti dijelaskan pada bab 3 didapatkan sekumpulan data berupa kecepatan motor daya masukan dengan beban dan tanpa beban. Berikut ini spesifikasi motor yang digunakan dalam proses pengujian. Tabel 4.1 Spesifikasi Motor Induksi Motor IE1 TECO POLE 4 Hz 50 Hz KW 55KW V 380 VAC Rpm 1445rpm PF 0.85 Motor IE3 WEG POLE 4 Hz 50 Hz KW 55KW V 380 VAC Rpm 1465rpm PF 0.85 Pada pengujian kali ini dilakukan dengan beberapa kali proses pengujian. Proses pengujian ini terdiri dari 2 macam yaitu dengan beban dan tampa beban. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal sehingga tingkat akurasinya dapat dipercaya. Selain itu pada kenyataannya level tegangan juga dapat berubah sewaktu-waktu karena fluktuasi beban. Tiap level tegangan tersebut 56

57 terdiri dari beberapa level beban motor induksi yaitu antara 25 % sampai 100 % beban penuhnya. Berikut ini data yang diambil dari proses pengujian. Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Arus Motor IE1 Teco Dengan Beban Ampere U 72 A V 71 A W 70 A Dari table 4.2 dapat di ketahui arus total sebagai berikut : Arus total : = = = 71 A Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Arus Motor IE3 WEG Dengan Beban Ampere U 66 A V 68 A W 67 A Dari table 4.3 dapat di ketahui arus total sebagai berikut : Arus total : = = = 67 A Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran Arus Motor IE1 Teco Tanpa Beban Ampere U 61 A V 63 A W 62 A

58 Dari table 4.4 dapat di ketahui arus total sebagai berikut : Arus total : = = = 62 A Tabel 4.5 Data Hasil Pengukuran Motor IE3 WEG Tanpa Beban Ampere U 48 A V 50 A W 48 A Dari table 4.5 dapat di ketahui arus total sebagai berikut : Arus total : = = = 486 A Tabel 4.6 Data Hasil Pengukuran Tegangan Pada Motor Dengan Beban Voltage R-S 3789 V R-T 3780 V S-T 3771 V Dari table 4.6 dapat di ketahui tegangan total sebagai berikut : Tegangan total : = = = 378 V

59 Tabel 4.7 Data Hasil Pengukuran Tegangan Pada Motor Tanpa Beban Voltage R-S 3775 V R-T 3768 V S-T 3788 V Dari table 4.7 dapat di ketahui tegangan total sebagai berikut : Tegangan total : = = = 3775 V Tabel 4.8 Data Hasil Pengukuran Resistan Motor IE1 Teco Ohm U-V 16 Ω U-W 16 Ω V-W 17 Ω Dari table 4.8 dapat di ketahui resistan total sebagai berikut : Resistant total : = = = 163 Ω Tabel 4.9 Data Hasil Pengukuran Resistan Motor IE3 WEG Tanpa Beban Ohm U-V 16 Ω U-W 14 Ω V-W 14 Ω

60 Dari table 4.9 dapat di ketahui resistan total sebagai berikut : Resistant total : = = = 146 Ω Pengambilan data dilakukan secara langsung dengan frekuensi 50Hz. Data pertama yaitu dengan beban dan tanpa beban didapatkan nilai hasil pengukuran seperti arus masukan daya masukan dan kecepatan motor. Pencatatan nilai ini dilakukan secara berurutan dari level beban yang paling rendah hingga mencapai nilai level beban yang paling tinggi. Tabel di atas juga terdapat sebuah kolom yang berisi faktor daya. Faktor daya ini didapatkan bukan dari pengukuran namun dari perhitungan. Faktor daya dapat didapat dari nilai terukur tegangan masukan arus masukan dan daya masukan. Nilai rating kecepatan motor bernilai 1445-1465 rpm sedangkan rating faktor daya berkisar antara nilai 079-085.Jika dilihat dari data yang telah kita ambil semua nilai baik daya masukan kecepatan motor dan faktor daya nilainya berubah-ubah seiring dengan perubahan level beban motor induksi. Semua perubahan nilai seperti arus masukan daya masukan faktor daya dan kecepatan motor terhadap perubahan beban motor induksi akan dianalisa selanjutnya nanti pada bagian terakhir bab ini.

61 4.2 Data Hasil Pengolahan Perbandingan arus dengan beban antara Motor IE1 dengan Motor IE3 adalah sebagai berikut: - Arus Motor IE1 sebesar 71 A ( dari data pada tabel 4.2 ) - Arus Motor IE3 sebesar 67 A ( dari data pada tabel 4.3 ) - Penurunan konsumsi arus sebesar 71 A ke 6.7 A adalah sebesar 04 A Perbandingan arus tanpa beban antara Motor IE1 dengan Motor IE3 adalah sebagai berikut: - Arus Motor IE1 sebesar 62 A ( dari data pada tabel 4.4 ) - Arus Motor IE3 sebesar 486 A ( dari data pada tabel 4.5 ) - Penurunan konsumsi arus sebesar 62 A ke 4.86 A adalah sebesar 134 A Pada pengujian dengan menggunakan Tang Ampere didapat hasil pengukuran yang telah dicatatat pada tabel dengan pengukuran Motor IE1 Teco hasil pengukuran didapat kan sebesar 72 A dan Motor IE3 WEG didapatkan hasil sebesar 67 A. Akan tetapi dalam perhitungan untuk mencari arus beban pada Motor Listrik 3 Phase adalah sebagai berikut. I = I = I =. I = 98 A Jadi arus beban Motor Induksi 55 KW adalah 98 A.

62 Perhitungan dan persamaan pada bab 2 yakni pada 2.1 dan 2.4 pada Motor IE3 WEG sebagai berikut: ns = ns = = 1500 rpm S = 100% S = 100% = 002 100% = 2 % Perhitungan dan persamaan pada bab2 yakni pada 2.1 dan 2.4 pada Motor IE1 Teco sebagai berikut: ns = ns = = 1500 rpm S = 100% S = 100% = 003 100% = 3 % Dari tabel 4.2 dan 4.3 hasil pengukuran dan persamaan pada bab 2 yakni pada 2.7 Motor IE1 dan IE3 di atas didapatkan arus beban sebagai berikut: P = 3 cos = 380 72 173 085 = 4.0233 Watt. P = 3 cos = 380 67 173 085 = 3.7439 Watt

63 Dari dua motor yang telah diuji pengukurannya didaptkan hasil penurunan efisiensi energy listrik sebesar 2794 Watt ( 0279 Kwh ) Bila dalam rentang waktu 1 jam efisiensi efisiensi daya bisa dihemat sebesar 0279 Kwh bila dikalian dalam waktu 24 jam bahkan 1 bulan maka akan didapatkan hasil sebagai berikut. Penghematan dalam waktu 24 jam : 24 jam 0279 = 6696 Kwh / Hari. Penghematan dalam waktu 1 bulan : 30 hari 6696 = 20088 Kwh / Bulan. Dari hasil pengukuran Motor IE3 yang berstandar premium efisiensi dapat menghemat konsumsi energi listrik dalam 1 bulan sebesar 20088 Kwh bila dirupiahkan sesuai harga per 1 Kwh di kawasan industri Cikarang sesuai harga dari Listrindo sebesar Rp 1.700 maka didapatkan hasil : 1.700 20088 = Rp 341.496. Dengan memakai motor yang lebih hemat energi dan efisien maka dapat dihemat dalam waktu 1 bulan yaitu sebesar Rp 341.496. Akan tetapi dalam penghematan energi tersebut ada infestasi di awal yang cukup besar dimana harga jual motor yang berstandar premium efisiensi yakni Motor IE3 agak sedikit lebih mahal dibandingkan dengan Motor IE1. Perbandingan harga jual antara motor IE1-IE2 sebesar kurang lebih 25%-30% dan IE2-IE3 sebesar 25%-30%. Maka dari itu setelah dilakukan percobaan melalui motor yang efisien dan sudah berinfestasi pastinya akan muncul berapa lama uang infestasi dapat kembali. Pabrikan Motor yakni WEG mempunyai solusi yakni semacam perhitungan aplikasi yaitu Payback Analisis berikut hasil perhitungan melalui aplikasi tersebut.

64 Gambar 4.1 Antarmuka Aplikasi WEG Payback Analisis Gambar 4.2 Hasil Perhitungan dengan Aplikasi WEG Payback Analisis Dari hasil perhitungan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam waktu kurang lebih 4 bulan infestasi harga dapat kembali dibandingkan dengan Motor IE1 dan pada bulan berikutnya sudah dapat menghasilkan penghematan.

65 4.3 Data Hasil yang Mempengaruhi Efisiensi Motor Dari data pengukuran dan perhitungan dari persamaan yang ada pada bab 2 yakni persamaan pada 2.6 dan 2.7 dapat dikembangkan lagi yang mengacu kepada rumus perhitungan efisiensi Motor Induksi dimanna data-data motor yang tertera pada template motor yang ada pada table sebelumnya. Data template Motor IE3 P = 3 cos = 380 109 173 085 = 61 KW Data template Motor IE1 P = 3 cos = 380 119 173 085 = 66 KW Rugi-rugi pada Motor IE3 = 61-55 = 06 KW Rugi-rugi pada Motor IE1 = 66-55 = 11 KW = 100% = 100% = 100% = = 90% = 10% = 100% = = 83% = 20% 100% 100%

66 4.3.1 Rugi Rugi ( Losses ) Dalam Motor Induksi Pada pengoperasiannya rugi-rugi sangat tidak diharapkan karena dapat meningkatkan temperature serta dapat mengurangi efisiensi generator apabila nilai dan rugi rugi ini terlalu besar. Rugi rugi yang terjadi pada generator arus searah dapat dikategorikan secara umum menjadi 5 kategori antara lain : 1. Rugi-Rugi Tembaga (Rugi I 2 R) 2. Rugi-Rugi Sikat 3. Rugi-Rugi Inti 4. Rugi-Rugi Mekanis 5. Rugi-Rugi Beban Stray 1) Rugi-Rugi Tembaga Rugi-rugi tembaga adalah rugi-rugi daya yang terjadi di dalam kumparan medan dan kumparan jangkar generator pada saat dibebani. Karena kawat tembaga kedua kumparan tersebut memiliki nilai resistansi Rf dan Ra maka jika mengalir arus DC sebesar If dan Ia akan menyebabkan kerugian berupa panas yang dapat dihitung dengan persamaan : P a = I 2 a R a (4.3) = (4.4) Di mana : Pa = rugi tembaga kumparan jangkar Pf = rugi tembaga kumparan medan Ia = arus jangkar If = arus medan Ra = resistansi jangkar Rf = resistansi medan 2) Rugi Rugi Sikat Jika kumparan jangkar generator arus searah dibebani maka akan mengalirlah arus pada kumparan jangkar tersebut maka sikat-sikatnya juga akan dialiri arus yang sama. Karena sikat memiliki nilai resistansi dan juga tahanan kontak antara permukaan sikat dengan komutator maka terdapat rugi jatuh tegangan pada sikat

67 yang dinyatakan dengan Vbd. Jatuh tegangan sikat ini menyebabkan timbulmya rugirugi daya sebesar : (4.5) Dimana : Pbd = rugi daya akibat jatuh tegangan sikat Vbd = jatuh tegangan sikat Ia = arus jangkar 3) Rugi rugi Inti Rugi-rugi inti terjadi di dalam jangkar generator arus searah yang disebabkan oleh perputaran jangkar di dalam medan magnet kutub-kutub dari kumparan medan. Rugi rugi ini terbagi menjadi dua bagian antara lain : a. Rugi Hysteresis Rugi hysteresis terjadi di dalam jangkar generator arus searah karena setiap bagian jangkar dipengaruhi oleh pembalikan medan magnetik sebagaimana bagian tersebut lewat di bawah kutub-kutub yang berurut. Gambar 4.3 Perputaran jangkar di dalam medan magnet stator Dari gambar 4.3 dengan menganggap ab sebagai potongan kecil dari jangkar. Ketika potongan ab berada di bawah kutub N garis-garis magnetik lewat dari a ke b. Setengah perputaran selanjutnya dari potongan besi yang sama berada di bawah kutub S dan garis-garis magnetik lewat dari b ke a sehingga sifat magnet di dalam besi dibalik. Untuk dapat membalik molekul-molekul magnet secara terus menerus di dalam inti jangkar sejumlah daya diserap sehingga menyebabkan pemanasan pada inti jangkar. Daya yang diserap dan berubah menjadi panas tersebut

68 dianggap sebagai rugi-rugi di dalam inti jangkar serta menyebabkan terjadinya fluksi sisa pada kumparan jangkar dan hal ini disebut sebagai rugi hysteresis. Untuk menentukan besarnya rugi hysteresis di dalam inti jangkar digunakan persamaan Steinmentz yaitu :. = watt (4.6) Dimana : f = rugi hysteresis = rapat fluks maksimum di dalam jangkar = frekuensi pembalikan magnetic = dimana n dalam rpm dan P = Jumlah kutub V η = volume jangkar (m3) = koefisien hysteresis Steinmentz b. Rugi Arus Pusar (Eddy current) Rugi arus rugi merupakan rugi yang disebabkan oleh arus yang mengalir pada inti yang menyebabkan terjadinya panas yang dapat menaikkan temperatur generator dan menurunkan efisiensinya. Jika suatu inti besi padat digunakan sebagai inti jangkar resistansi terhadap arus pusar ini akan menjadi kecil karena lebarnya luas penampang inti. Akibatnya nilai arus pusar dan juga rugi arus pusarnya akan menjadi besar. Besarnya nilai arus pusar dapat dikurangi dengan membuat resistansi inti sebesar mungkin dengan merancang suatu inti yang tipis berupa lembaran-lembaran besi bulat yang disebut laminasi-laminasi. Besarnya rugi arus pusar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : = watt (4.7)

69 Dimana : Pe = Rugi arus pusar t = ketebalan laminasi (m) Ke = konstanta arus pusar V = volume inti (m 3 ) Bmax = rapat fluks maksimum (Wb/m 2 ) F = frekuensi pembalikan magnetik (Hz) 4) Rugi rugi Mekanis Rugi-rugi mekanis di dalam generator arus searah merupakan rugi-rugi yang berhubungan dengan efek-efek mekanis. Ada dua bentuk dasar rugi-rugi mekanis di dalam generator arus searah yaitu gesekan dan angin. Rugi-rugi gesekan adalah rugi-rugi yang disebabkan oleh pergesekan antara permukaan bagian-bagian yang berputar dengan bagian-bagian yang diam dari motor diantaranya gesekan bearing atau bantalan peluru dengan rumah bearing atau dengan as rotor. Sedangkan rugi-rugi angin adalah rugi-rugi yang disebabkan oleh pergesekan antara bagian-bagian generator yang berputar dengan udara di dalam rumah (casing) generator. Rugi-rugi angin ini bervariasi tergantung pada kecepatan rotor generator tersebut. 5) Rugi rugi Beban Stray (Stray Load ) Rugi-rugi beban stray merupakan rugi-rugi yang disebabkan oleh arus pusar di dalam tembaga dan rugi-rugi inti tambahan di dalam besi yang timbul karena pendistorsian fluks magnetik oleh arus beban (tidak termasuk yang disebabkan oleh jatuh tegangan IR) dan rugi-rugi hubung singkat komutasi. Besarnya rugi rugi ini dinyatakan sebesar + 1 % dari beban penuhnya.