BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN 4.1 Tempat dan Waktu Penelitian ini akan dilakukan dilaboratorium konversi energi listrik Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. Penelitian akan dilaksanakan setelah proposal diseminarkan dan disetujui. Lama penelitian direcanakan selama 2 (dua) bulan. 4.2 Bahan & Peralatan Bahan yang digunakan untuk melakukan penelitian ini adalah : 1. Motor induksi tiga phasa Tipe : rotor belitan Spesifikasi : - AEG Typ C AM 112MU 4RI - Δ / Υ 220/ 380 V ; 10,7/ 6,2 A - 2,2 Kw, cos ϕ 0,67 - Kelas Isolasi : B 2. Mesin DC 3. Amperemeter 4. Voltmeter 5. Tahanan Geser 6. Power Suplai ( AC dan DC ) 7. Tachometer 8. Thermometer Infrared

4.3 Variabel yang diamati Variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah: - Persentasi jatuh tegangan yang mencatu motor - Lamanya waktu operasi motor - Perubahan nilai resistansi motor yang diukur dengan percobaan DC test pada saat perubahan persentasi jatuh tegangan yang dipikul motor - Perubahan yang terukur oleh thermometer infrared untuk setiap perubahan persentasi jatuh tegangan yang dipikul motor 4.4 Prosedur Penelitian Adapun prosedur pengambilan data dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Merangkai rangkaian percobaan Sebelum melakukan percobaan terlebih dahulu merangkai rangkaian percobaan sesuai dengan percobaan yang dilakukan. Adapun rangkaian percobaan yang akan digunakan seperti gambar yang berikut: 1.1 Rangkain percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan menggunakan thermometer infrared

R S1 A A S S2 B M T T V C Gambar 3.1 Rangakaian percobaan pengereman motor induksi tiga phasa dengan rangkaian kontrol Gambar 3.2 Rangakaian kontrol kendali pengereman motor induksi tiga phasa

1.2 Rangkaian percobaan pengukuran suhu motor induksi tiga phasa dengan mengukur tahanan resistansi Gambar 3.3 Rangakaian kontrol kendali motor induksi tiga phasa 2. Pengambilan data Prosedur percobaan yang dilakukan yaitu sebagai berikut: - Pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared 1. Motor induksi tiga phasa dikopel dengan generator DC, kemudian rangkaian pengukuran disusun seperti gambar 3.1 2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan pengatur tegangan dalam posisi minimum. 3. Switch S1 (MCCB) ditutup, kemudian PT AC dinaikkan sampai tegangan nominal (untuk kondisi normal) dan jatuh tegangan (untuk kondisi tidak normal). 4. Switch S2 (MCB) ditutup, kemudian tekan tombol forward untuk menjalankan putaran searah motor induksi 3 phasa.

5. Catat nilai I, nr pada motor induksi kemudian jalankan motor induksi selama 30 menit. Setiap kenaikan 5 menit dilakukan pengereman dan dilakukan pencatatan suhu dengan thermometer infrared. 6. Pengereman dilakukan dengan menekan tombol reverse dan ketika putaran medekati nol tekan tombol stop. 7. Percobaan selesai - Pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi 1. Motor induksi tiga phasa dikopel dengan motor DC, kemudian rangkaian pengukuran disusun seperti gambar 3.3. 2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan pengatur tegangan dalam posisi minimum. 3. Kemudian tutup S3, masukkan arus DC pada stator 6,24 A untuk In hubungan Y. 5. Setelah itu catat nilai tegangan yang di dapat ketika nilai arus 6,24A. 6. Percobaan tes DC dilakukan setelah pengereman dalam waktu selang 5 menit selama 30 menit percobaan mesin beroperasi. 7. Lakukan perhitungan untuk mencari nilai Rdc untuk hubungan Y. 8. Setelah di dapat nilai R maka masukkan kedalam persamaan 2.29. 9. Percobaan selesai. Data yang diambil pada percobaan adalah sebagai berikut:

- Temperatur yang tercatat pada thermometer infrared saat pengereman dalam kondisi tegangan nominal maupun jatuh tegangan. - Resistansi motor setiap kenaikan waktu tertentu baik dalam keadaan normal maupun jatuh tegangan. 3.5 Pelaksanaan Penelitian 3.5.1 Proses Pengumpulan Data Adapun diagram alur dari proses pengambilan data terlihat pada gambar 3.5 MULAI MEMPERSIAPKAN PERALATAN PERCOBAAN MERAINGKAI RANGKAIAN PERCOBAAN MELAKUKAN PERCOBAAN PENGAMBILAN DATA TIDAK APAKAH SESUAI PERCOBAAN DENGAN PERHITUNGAN YA MENAMPAMPILKAN HASIL PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN BERHENTI Gambar 3.4 Diagram alur proses pengambilan data

3.5.2 Melakukan analisa data terhadap data yang telah diperoleh Data yang diperoleh dari hasil pengukuran lalu dianalisa untuk melihat keadaan temperatur motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan tegangan normal dan jatuh tegangan.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum Motor induksi adalah merupakan motor arus bolak balik yang paling sering digunakan dalam dunia industri maupun rumah tangga. Hal ini dikarenakan motor induksi sangat mudah dalam pengoperasiannya maupun dalam penghentiannya. Didalam penghentian motor induksi ada beberapa cara, salah satunya dengan pengereman menggunakan metode plugging. Permasalahan jatuh tegangan yang disuplai motor induksi tiga phasa merupakan salah satu masalah dalam penghentian/ pengereman motor induksi tiga phasa. Jatuh tegangan dapat disebabkan karena berbagai macam gangguan tahanan penghantar maupun pada sistem tenaga sehingga tegangan di sisi penerima lebih kecil (Vr) dari sisi pengirim (Vs). Dalam bab ini akan dibahas pengaruh jatuh tegangan terhadap temperatur motor induksi tiga phasa saat pengereman. Adapun metode pengukuran temperatur motor induksi tiga phasa tersebut menggunakan thermometer infrared dan menggunakan metode pengukuran resistansi. 4.2 Data Percobaan Dari hasil penelitian di Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU diperoleh data pengujian sebagai berikut:

4.2.1 Pengereman Motor induksi tiga phasa dengan suplai tegangan nominal Dari percobaan yang dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU untuk pengereman motor induksi 3 phasa dengan suplai tegangan nominal (normal) dengan pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared dan metode pengukuran resistansi didapatkan data sebagai berikut : Tabel 4.1 Data hasil pengukuran suhu dengan thermometer infrared = 220 volt, = 1410 rpm, =1,78 A, Stator = Y t (menit) suhu ( 0 C) 0 25,5 5 28,0 10 29,4 15 30,6 20 31,3 25 31,8 30 32,9 Tabel 4.2 Data hasil percobaan DC test pada motor induksi tiga phasa t (menit) Vdc (volt) Idc (amp) 0 18,01 6,24 5 18,13 6,24 10 18,39 6,24 15 18,57 6,24 20 18,67 6,24 25 18,77 6,24 30 18,83 6,24 4.2.1 Pengereman Motor induksi tiga phasa saat Jatuh Tegangan Dari percobaan yang dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU untuk pengereman motor induksi 3 phasa saat jatuh tegangan

pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared dan metode pengukuran resistansi didapatkan data sebagai berikut : Tabel 4.3 Data hasil pengukuran suhu saat pengereman dengan jatuh tegangan 4% menggunakan thermometer infrared = 220 volt, = 1410 rpm, =1,78 A, Stator = Y t (menit) suhu ( 0 C) 0 26,0 5 28,3 10 28,8 15 30,7 20 30,9 25 31,2 30 32,2 Tabel 4.4 Data hasil pengukuran suhu saat pengereman dengan jatuh tegangan 9% menggunakan thermometer infrared = 220 volt, = 1410 rpm, =1,78 A, Stator = Y t (menit) suhu ( 0 C) 0 26,0 5 30,2 10 31,5 15 31,8 20 32,3 25 33,4 30 33,6

Tabel 4.5 Data hasil pengukuran DC test dengan jatuh tegangan 4% t (menit) Vdc (volt) Idc (amp) 0 18,60 6,24 5 18,88 6,24 10 18,97 6,24 15 19,06 6,24 20 19,12 6,24 25 18,20 6,24 30 19,29 6,24 Tabel 4.6 Data hasil pengukuran DC test dengan jatuh tegangan 9% t (menit) Vdc (volt) Idc (amp) 0 18,61 6,24 5 18,98 6,24 10 19,03 6,24 15 19,18 6,24 20 19,25 6,24 25 19,31 6,24 30 19,42 6,24 4.3 Analisa Data Dari data hasil penelitian di Laboratorium Konversi Energi Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU dapat dilakukan analisa data sebagai berikut sebagai berikut:

4.3.1 Motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan tegangan nominal (normal) Dari table 4.1 dapat diketahui bahwa kenaikan rata-rata temperature motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan tegangan nominal (normal) dengan pengukuran menggunakan thermometer infrared sebagai berikut : 0 C/m Dari perhitungan diatas dapat ditentukan bahwa kenaikan temperature motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan tegangan nominal (normal) pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared yaitu setiap kenaikan waktu satu menit terjadi kenaikan suhu sebesar 0.23 0 C/m. Sedangkan dari table 4.2 dapat ditentukan besar resistansi tahanan stator motor induksi tiga phasa dengan suplai tegangan seimbang sebagai berikut :

Dari hasil perhitungan resistansi diatas dapat ditentukan temperature motor induksi tiga phasa dengan suplai tegangan seimbang sebagai berikut :

Dari perhitungan diatas dapat dibuat table sebagai berikut : Table 4.7 Data hasil perhitungan suhu motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan tegangan normal menggunakan metode pengukuran resistansi = 220 volt, = 1410 rpm, =1,78 A, Stator = Y t (menit) Vdc (volt) Idc (amp) Rdc (ohm) suhu ( 0 C) 0 18,01 6,24 1,4431 25,5 5 18,13 6,24 1,4527 27,234 10 18,39 6,24 1,4736 30,987 15 18,57 6,24 1,4880 33,586 20 18,67 6,24 1,4960 35,030 25 18,77 6,24 1,5040 36,473 30 18,83 6,24 1,5088 37,340 Dari table 4.3 dapat diketahui bahwa kenaikan rata-rata temperature motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan suplai tegangan normal dengan pengukuran menggunakan metode pengukuran resistansi sebagai berikut : 0 C/m Dari perhitungan diatas dapat ditentukan bahwa kenaikan temperature motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan suplai tegangan normal pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi yaitu setiap kenaikan waktu satu menit terjadi kenaikan suhu sebesar 0,395 0 C/m.

Adapun grafik dari analisa data diatas dapat dibuat sebagai berikut : Suhu ( C) 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 30; 32,9 20; 31,3 25; 31,8 15; 30,6 10; 29,4 5; 28 0; 26 0 5 10 15 20 25 30 t (menit) Gambar 4.1 Grafik Suhu vs menit untuk motor induksi saat pengereman dengan suplai tegangan nominal (normal) pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared Suhu ( 0 C) 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 0; 25,5 5; 27,234 10; 30,987 15; 33,586 20; 35,03 30; 37,34 25; 36,473 0 5 10 15 20 25 30 t (menit) Gambar 4.2 Grafik Suhu vs menit untuk motor induksi saat pengereman dengan suplai tegangan nominal (normal) pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi

4.3.2 Motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan jatuh tegangan Persentasi jatuh tegangan berdasarkan defenisi NEMA standart MGI. 1993 dan IEEE yaitu : 2. Dari table 4.3 dan 4.4 dapat diketahui bahwa kenaikan rata-rata temperature motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan jatuh tegangan 4% dan 9% dengan pengukuran menggunakan thermometer infrared sebagai berikut : - Jatuh tegangan 4% 0 C/m

- Jatuh tegangan 9% 0 C/m Dari perhitungan diatas dapat ditentukan bahwa kenaikan temperature motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan jatuh tegangan 4% dan 9% pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared yaitu setiap kenaikan waktu satu menit terjadi kenaikan suhu sebesar 0,207 dan 0,253 0 C/m. Sedangkan dari table 4.5 dapat ditentukan besar resistansi tahanan stator motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan jatuh tegangan 4% sebagai berikut :

Dari hasil perhitungan resistansi diatas dapat ditentukan temperature motor induksi tiga phasa dengan suplai tegangan seimbang sebagai berikut : Dari table 4.6 dapat ditentukan besar resistansi tahanan stator motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan jatuh tegangan 9% sebagai berikut :

Dari hasil perhitungan resistansi diatas dapat ditentukan temperature motor induksi tiga phasa dengan suplai tegangan seimbang sebagai berikut :

Dari perhitungan diatas dapat dibuat table sebagai berikut : Table 4.8 Data hasil perhitungan suhu motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan jatuh tegangan 4% menggunakan metode pengukuran resistansi t (menit) Vdc (volt) Idc (amp) Rdc (ohm) suhu ( 0 C) 0 18,60 6,24 1,4904 26 5 18,88 6,24 1,5128 29,919 10 18,97 6,24 1,5200 31,179 15 19,06 6,24 1,5272 32,440 20 19,12 6,24 1,5321 33,280 25 19,20 6,24 1,5385 34,4 30 19,29 6,24 1,5457 35,661 Table 4.9 Data hasil perhitungan suhu motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan jatuh tegangan 9% menggunakan metode pengukuran resistansi t (menit) Vdc (volt) Idc (amp) Rdc (ohm) suhu ( 0 C) 0 18,9 6,24 1,5144 26 5 19,354 6,24 1,5508 31,177 10 19,679 6,24 1,5768 32,716 15 19,982 6,24 1,6011 33,976 20 20,258 6,24 1,6232 34,956 25 20,497 6,24 1,6424 35,796 30 20,696 6,24 1,6583 37,336 Dari table 4.5.1 dan 4.6.1 dapat diketahui bahwa kenaikan rata-rata temperature motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan jatuh tegangan 4% dan 9% dengan pengukuran menggunakan sebagai berikut :

- Jatuh tegangan 4% 0 C/m - Jatuh tegangan 9% 0 C/m Dari perhitungan diatas dapat ditentukan bahwa kenaikan temperature motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan jatuh tegangan 4% dan 9% pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi yaitu setiap kenaikan waktu satu menit terjadi kenaikan suhu sebesar 0,322 dan 0,378 0 C/m. Adapun grafik dari analisa data diatas dapat dibuat sebagai berikut :

Suhu ( C) 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 0; 26 5; 28,3 10; 28,8 15; 30,7 20; 30,9 30; 32,2 25; 31,2 0 5 10 15 20 25 30 t (menit) Gambar 4.3 Grafik Suhu vs menit untuk motor induksi suplai tegangan saat pengereman denga jatuh tegangan 4% pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared Suhu ( 0 C) 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 25; 33,4 30; 33,6 10; 31,5 15; 31,8 20; 32,3 5; 30,2 0; 25,500 0 5 10 15 20 25 30 t (menit) Gambar 4.4 Grafik Suhu vs menit untuk motor induksi saat pengereman dengan jatuh tegangan 9% pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared

Suhu ( 0 C) 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 0; 26 5; 29,919 10; 31,179 15; 32,44 20; 33,28 30; 35,661 25; 34,4 0 5 10 15 20 25 30 t (menit) Gambar 4.5 Grafik Suhu vs menit untuk motor induksi saat pengereman dengan jatuh tegangan 4% pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi Suhu ( 0 C) 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 30; 37,336 25; 35,796 20; 34,956 15; 33,976 10; 32,716 5; 31,177 0; 26 0 5 10 15 20 25 30 t (menit) Gambar 4.6 Grafik Suhu vs menit untuk motor induksi saat pengereman dengan jatuh tegangan 9% pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi

4.3.3 Perbandingan hasil pengukuran suhu motor induksi tiga phasa saat pengereman dengan tegangan normal dan jatuh tegangan Dari table data 4.1, 4.3, dan 4.4 dapat diketahui perbandingan suhu motor induksi tiga saat pengereman dengan tegangan normal dan dengan jatuh tegangan 4% dan 9% pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared yaitu sebagai berikut : Table 4.10 Perbandingan kenaikan suhu saat pengereman tegangan normal dan jatuh tegangan 4% dan 9% menggunakan thermometer infared Suhu ( 0 C) t (menit) Jatuh tegangan normal 4% 9% 0 25,5 26,0 26,0 5 28,0 28,3 30,2 10 29,4 28,8 31,5 15 30,6 30,7 31,8 20 31,3 30,9 32,3 25 31,8 31,2 33,4 30 32,9 32,2 33,6 Dari table 4.10 diatas dapat dilihat bahwa terjadi kenaikan suhu motor saat pengereman ketika dengan kondisi jatuh tegangan 4% maupun 9%. Untuk lebih jelas dapat dibuat grafik sebagai berikut:

Suhu ( 0 C) 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 25; 33,4 30; 33,6 30; 32,9 10; 31,5 15; 31,8 20; 32,3 25; 31,8 20; 31,3 15; 30,7 30; 32,2 5; 30,2 10; 29,4 20; 30,9 25; 31,2 Normal 15; 30,6 5; 28,3 JT 4% 5; 28 10; 28,8 JT 9% 0; 26 0 5 10 15 20 25 30 t (menit) Gambar 4.7 Grafik Suhu vs menit untuk motor induksi saat pengereman dengan tegangan normal dan jatuh tegangan 4% dan 9% pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared Sedangkan dari table 4.7, 4.8, dan 4.9 dapat diketahui perbandingan suhu motor induksi tiga saat pengereman dengan tegangan normal dan jatuh tegangan 4% dan 9% pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi yaitu sebagai berikut : Table 4.11 Perbandingan kenaikan suhu saat pengereman dengan tegangan normal dan jatuh tegangan 4% dan 9% menggunakan metode pengukuran resistansi Suhu ( 0 C) t (menit) Jatuh tegangan normal 4% 9% 0 25,5 26 26 5 27,234 29,919 31,177 10 30,987 31,179 32,716 15 33,586 32,440 33,976

20 35,030 33,280 34,956 25 36,473 34,4 35,796 30 37,340 35,661 37,336 Dari table 4.8 diatas dapat dilihat bahwa terjadi kenaikan suhu motor saat pengereman ketika dengan jatuh tegangan 4% maupun 9%. Untuk lebih jelas dapat dibuat grafik sebagai berikut: suhu ( 0 C) 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 0; 26 30; 37,34 25; 36,473 30; 37,336 20; 34,956 30; 35,661 15; 33,976 25; 35,796 20; 35,03 25; 34,4 10; 32,716 15; 33,586 20; 33,28 Normal 5; 31,177 10; 31,179 15; 32,44 JT 4% 10; 30,987 5; 29,919 JT 9% 5; 27,234 0 5 10 15 20 25 30 t (menit) Gambar 4.8 Grafik Suhu vs menit untuk motor induksi saat pengereman dengan tegangan normal dan jatuh tegangan 4% dan 9% pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Motor induksi tiga phasa saat pengereman terjadi kenaikan temperatur dengan tegangan nominal (normal) yaitu 0.23 0 C/menit untuk tegangan normal, 0.207 0 C/menit untuk jatuh tegangan 4%% dan 0,253 0 C/menit untuk jatuh tegangan 9% pengukuran menggunakan thermometer infrared. Sedangkan pengukuran menggunakan pengukuran resistansi yaitu 0,395 0 C/menit untuk tegangan nominal (normal), 0,322 0 C/menit untuk jatuh tegangan 4% dan 0,378 0 C/menit untuk jatuh tegangan 9%. 2. Pengukuran suhu menggunakan thermometer infrared dan dengan menggunakan metode pengukuran resistansi terdapat perbedaan hasil pengukuran temperatur hal ini desebabkan posisi pengukuran menggunakan thermometer infrared tidak tepat pada kumparan stator motor induksi tiga phasa karena terhalang oleh badan motor.

5.2 Saran Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Melakukan penelitian pengaruh temperatur terhadap pengereman regeneratif, dinamis maupun mekanis. 2. Melakukan penelitian untuk pengaruh jatuh tegangan pada saat pengereman terhadap temperatur dengan memberikan tahanan pada rotor.