lab listrik

8/18/2019 Lab listrik

http://slidepdf.com/reader/full/lab-listrik 1/71

POLITEKNIK NEGERI MEDAN i

LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan : Motor Induksi Rotor Sangkar I

No percobaan : 1

Nama Praktikan : Erijon Sihotang

Nama Partner : 1. Cyntia Panjaitan

2. David Ardyan Manurung

Kelas : EL-5E

Kelompok : 3

Nama Instruktur : Ir. Rafian N. Hasibuan, MT

Miduk Purba, Ph.D

Tanggal Praktek : 04 November 2014

Tanggal Penyerahan : 12 Februari 2015

Nilai :



POLITEKNIK NEGERI MEDAN ii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENILAIAN ................................................................................................................... i

DAFTAR ISI ................................................................................................................................... ii

MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR I .................................................................................... 1

6.1 Tujuan Percobaan ............................................................................................................ 1

6.2 Dasar Teori ...................................................................................................................... 1

6.3 Alat dan Bahan yang Dibutuhkan ................................................................................... 2

6.4 Rangkaian Percobaan ...................................................................................................... 3

6.5 Prosedur Percobaan ......................................................................................................... 4

6.6 Tabel Evaluasi ................................................................................................................. 5

6.7 Tugas dan Pertanyaan ..................................................................................................... 6

6.8 Jawaban Pertanyaan ........................................................................................................ 6

6.9 Analisa .......................................................................................................................... 11

6.10 Kesimpulan ................................................................................................................... 15

LEMBAR PENILAIAN ................................................................................................................ 16

MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR II ................................................................................ 17

2.1. Tujuan Percobaan .......................................................................................................... 17

2.2. Dasar Teori .................................................................................................................... 17

2.3. Alat dan Bahan yang Dibutuhkan ................................................................................. 17

2.4. Rangkaian Percobaan .................................................................................................... 18

2.5. Prosedur Percobaan ....................................................................................................... 19

2.6. Tabel Evaluasi ............................................................................................................... 19

2.7. Pertanyaan ..................................................................................................................... 20

2.8. Jawaban Pertanyaan ...................................................................................................... 20

2.9. Analisa .......................................................................................................................... 21

2.10. Kesimpulan ............................................................................................................... 22



POLITEKNIK NEGERI MEDAN iii


MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR III ............................................................................... 23


3.2. Dasar Teori .................................................................................................................... 23




3.6. Tabel Evaluasi ............................................................................................................... 25

3.7. Tugas dan Pertanyaan ................................................................................................... 27


3.9. Analisa .......................................................................................................................... 32

3.10. Kesimpulan ............................................................................................................... 34


MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR IV ............................................................................... 36


4.2. Dasar Teori .................................................................................................................... 36




4.6. Tabel Evaluasi ............................................................................................................... 38



4.9. Analisa .......................................................................................................................... 42

4.10. Kesimpulan ............................................................................................................... 44


MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR V ................................................................................ 47


5.2. Dasar Teori .................................................................................................................... 47



POLITEKNIK NEGERI MEDAN iv




5.6. Tabel Evaluasi ............................................................................................................... 49



5.9. Analisa .......................................................................................................................... 51

5.10. Kesimpulan ............................................................................................................... 52


GENERATOR SINKRON ............................................................................................................ 54

6.1 Tujuan Percobaan .......................................................................................................... 54

6.2 Dasar Teori .................................................................................................................... 54

6.3 Alat dan Bahan yang Dibutuhkan ................................................................................. 56

6.4 Rangkaian Percobaan .................................................................................................... 57

6.5 Prosedur Percobaan ....................................................................................................... 57

6.6 Tabel Evaluasi ............................................................................................................... 60

6.7 Grafik Hasil Percobaaan ............................................................................................... 62

6.8 Analisa .......................................................................................................................... 64

6.9 Kesimpulan ................................................................................................................... 66



POLITEKNIK NEGERI MEDAN 1

MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR I

6.1 Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat:

1. Menentukan karakteristik torsi, M=f(s), yaitu torsi yang disalurkan sebagai fungsi

dari slip.

2. Menentukan efisiensi pada beban yang berbeda-beda.

6.2 Dasar Teori

Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak-balik (AC) yang paling luas

penggunaannya. Penamaannya berasal dari suplai arus rotor motor ini bukan berasal dari

sumber tertentu, melainkan dari arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan

relatif antara putaran rotor dengan putaran medan magnet yang dihasilkan oleh stator

yang disebut medan putar. Medan putar tersebut akan memotong konduktor rotor

sehingga terinduksi GGL rotor yang pada gilirannya akan mengalirkan arus rotor yang

sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut berputar mengikuti arah putaran stator.

Perbedaan putaran relatif antara putaran rotor dengan medan putar stator disebut Slip.

Bertambah beban akan memperbesar Torsi Motor, pada gilirannya akan menambah besar

arus rotor, sehingga slip motor pun akan bertambah, konsekuensinya putaran akan

menurun.

Motor induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di

industri maupun di rumah tangga. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor

induksi 3 fasa dan motor induksi 1 fasa. Motor induksi 3 fasa dioperasikan pada sistem

tenaga 3 fasa dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri, sedangkan motor

induksi 1 fasa dioperasikan pada sistem tenaga 1 fasa yang banyak digunakan terutama

pada penggunaan untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air,

mesin cuci dan sebagainya karena motor induski 1 fasa mempunyai daya keluaran yang

rendah.

Motor induksi pada dasarnya mempunyai 3 bagian penting sebagai berikut.

1. Stator : merupakan bagian yang diam dan mempunyai kumparan yang dapat

menginduksikan medan elektromagnetik kepada kumparan rotornya.

2.

Celah : merupakan celah udara tempat berpindahnya energi dari stator ke rotor.




3. Rotor : merupakan bagian yang bergerak akibat adanya induksi magnet dari

kumparan stator yang diinduksikan kepada kumparan rotor.

Motor induksi terbagi 2 jenis yaitu:

1.

Motor induksi rotor sangkar

2.

Motor induksi rotor lilit

Effisiensi () adalah perbandingan daya output (Pout) dan daya input (Pin).

= ×100%

Daya output (Pout) ditentukan oleh pengukuran putaran rotor (N) dan torsi (M).

= 2 60 ×

Yang mana: n = kecepatan motor dalam rpm

M = torsi dalam Nm

Daya input diukur dengan menggunakan wattmeter (W) dalam 1 fasa sehingga

= 3 ×

Yang mana P adalah hasil perbandingan trafo arus.

Slip (S) dihitung dari kecepatan putar.

=

Yang mana n adalah kecepatan sinkron, yaitu untuk motor 4 kutub 1500 rpm pada

frekuensi 50Hz.

6.3

Alat dan Bahan yang Dibutuhkan

G = Torsi meter MV 100

M = motor induksi rotor sangkar, NV 123

R = resistor beban TB 40

U = volt meter 60 dan 240V, TI 105

I1 = ampere meter 12 A, TI 102

P = wattmeter 5 A, 120 V, TI 109

Y = Saklar star/delta TO 33

S = Saklar beban tiga fasa TO 30




F = power pack TF 123 A

Kabel penghubung.

6.4

Rangkaian Percobaan




6.5 Prosedur Percobaan

Persiapan

1.

Hubungkan torsimeter pada generator dan motor induksi sesuai dengan diagram

rangkaian.

2. Saklar S harus pada posisi OFF dan saklar star/delta pada ON.

3.

Catat dan perhatikan rating motor seperti yang diperhatikan pada rating plate.

4. Periksakan rangkaian pada instruktur sebelum percobaan dimulai.

Pengukuran Karakteristik Efisiensi dan Karakteristik Torsi

1. Atur tegangan Ac variabel pada 220 V. Ubah saklar star/delta pada posisi Y.

Hidupkan saklar tegangan AC, sehingga motor berputar. Ketika kecepatan motor

telah mencukupi, pindahkan saklar star/delta pada posisi delta.

2. Atur tegangan U sampai 220 V dan pertahankan secara tetap selama pengukuran.

Baca U, I1, P, M, dan n2. Periksa resistor RB pada kedudukan arus minimum.

Hidupkan saklar S dan tegangan DC.

3.

Ubah beban dengan shunt rheostat pada torsimeter dan resistor beban R B secara bertahap dari satu 1 Nm sampai 10 Nm. Lakukan langkah yang sama pada

pengukuran U, I1, P, M, dan n2.

4. Atur resistor beban pada arus minimum. Matikan saklar S.

Kontrol Kecepatan

1. Atur tegangan U pada 176 V (80% dari 220 V)

2. Ulangi pengukuran 2.a-2.d sampai 9.0 Nm seperti percobaan di atas

3. Matikan saklar 220 V DC dan 220/270 V AC




6.6 Tabel Evaluasi

Tabel 1. Vs = 208V

No.Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan

V

(Volt)

T

(Nm)

I

(A)

PIN

(Watt)

NR

(rpm)

Pin

3Ø

(Watt)

Pout

(Watt)

η

(%)

Slip

(%)

1. 208 0 3,6 175 1502 525 0,00 0,00 -0,133

2. 208 1 3,8 425 1483 1275 155,22 12,17 1,13

3. 208 2 4 550 1470 1650 307,72 18,65 2

4. 208 3 4,5 725 1461 2175 458,75 21,09 2,6

5. 208 4 4,8 775 1457 2325 609,99 26,23 2,86

6. 208 5 5 950 1443 2850 755,17 26,49 3,8

7. 208 6 5,4 1000 1435 3000 901,18 30,03 4,33

8. 208 7 5,8 1075 1421 3225 1041,11 32,28 5,26

9. 208 8 6,4 1225 1415 3675 1184,82 32,24 5,66

10. 208 8,6 6,6 1275 1404 3825 1263,78 33,04 6,4

Tabel 2. Vs = 80% × 208V

Vs= 166,4 V

No.Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan

V

(Volt)

T

(Nm)

I

(A)

PIN

(Watt)

NR

(rpm)

Pin 3Ø

(Watt)

Pout

(Watt)

η

(%)

Slip

(%)

1. 166,4 0 2,4 100 1502 300 0,00 0,00 -0,133

2. 166,4 1 3 325 1472 975 154,06 15,80 1,86

3. 166,4 2 3,6 500 1448 1500 303,11 20,20 3,46

4. 166,4 3 4,4 675 1429 2025 448,7 22,15 4,73

5. 166,4 4 5 800 1410 2400 590,32 24,59 6

6. 166,4 5 5,7 925 1384 2775 724,29 26,10 7,73

7. 166,4 6 6,5 1050 1361 3150 854,08 27,11 9,26

8. 166,4 6,3 6,6 1075 1358 3225 895,46 27,76 9,46




6.7 Tugas dan Pertanyaan

1. Isikan nilai perhitungan ke dalam tabel.

2. Gambarkan kurva η = f (Pout) untuk hasil pengukuran yang pertama dan yang kedua.

3.

Gambarkan kurva torsi T = f (S) untuk pengukuran yang pertama dan kedua.

Dengan memperhitungkan kurva hingga T=0, apa yang terjadi pada saat T=0 ?

4.

Hitung persentase rata-rata arus tanpa beban terhadap arus beban penuh.

5. Hitunglah faktor daya (Pf) pada beban penuh. Jelaskan.

6. Gambar diagram r angkaian untuk saklar Y/∆ dan jelaskan cara kerjanya.

6.8 Jawaban Pertanyaan

1.

Nilai perhitungan telah dimasukkan ke dalam tabel.

2. Gambar kurva η = f (Pout)

0

5

10

15

20

25

30

35

0 500 1000 1500

η ( %

)

Pout (W)

Grafik η = f (Pout)

Vs = 208 Volt

Vs = 166,4 Volt




3. Gambar kurva T = f (S)

Saat T = 0, maka nilai Nr = Ns sehingga tidak akan timbul perbedaan kecepatan

antara rotor dan medan stator. Dengan kata lain tidak ada fluksi yang timbul sehingga

arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor dan momen kopel tidak akan

dihasilkan.

Contoh: Ns = 1500 rpm

Nr = 1500 rpm

Maka: = − ×100%

S = 0 %

Saat torsi (T) = 0, maka nilai slip (S) akan sangat kecil mendekati 0 dan bahkan

sampai 0. Pada tabel hasil pengukuran 1 dan 2, dapat dilihat bahwa semakin besar nilai

torsi maka akan semakin besar pula nilai slip. Dengan kata lain nilai torsi berbanding

lurus dengan nilai slip.

4.

Persentase rata-rata arus tanpa beban terhadap arus beban penuh

VS = 208 V

Persentase I= ℎ ×100%

Persentase I= 3,6 6,6 ×100%

Persentase I = 54,54 %

VS = 80% x 220V = 166,4 V

0

1

2

3

4

5

6

7

89

10

-2 0 2 4 6 8 10

T ( N m )

Slip (%)

Grafik T = f (S)

Vs = 208 V




Persentase I= ℎ ×100%

Persentase I= 2,4 6,6 ×100%

Persentase I = 36,36 %

5. Faktor daya (Pf) pada beban penuh

VS = 208 V

cos= ×

cos= 1263,78

208 × 6,6

cos= 0,92

VS = 80% x 220V = 166,4 V

cos= ×

cos= 895,46 166,4 × 6,6

cos= 0,81

6. Gambar diagram rangkaian untuk saklar Y/∆

U1 V1 W1

U2 V2 W2M

R

S

T

U1

V1

W1

V2

W2

U2

Diagram Rangkaian Saklar Bintang/ Segitiga




Saklar digunakan untuk menghidupkan motor, dimana motor ini start dengan

hubungan Y dan akan dekerja dengan hubungan ∆. Untuk kondisi normal, saklar berada

pada posisi 0 sehingga semua kontak pada saklar star delta berada pada posisi terbuka

dan belitan motor induksi tidak tersambung dalam hubungan apapun. Dapat dikatakan

motor tidak bekerja.

Kemudian untuk menghidupkan motor, saklar kita ubah ke hubungan Y sebagai

start awal. Semua kontak yang terhubung dengan terminal Y secara otomatis akan

berubah posisi menjadi tertutup sehingga pada motor terjadi hubungan terminal bintang

(Star) dengan sambungan belitan sebagai berikut :

Gambar : Sambungan Bintang Pada Motor Induksi 3 Fasa Rotor Sangkar

Selanjutnya, setelah motor bekerja dalam putaran normal, maka saklar digeser ke

symbol D (delta) untuk running. Semua kontak yang terhubung dengan terminal D

secara otomatis akan berubah posisi menjadi tertutup sehingga pada motor terjadi

hubungan terminal segitiga (Delta) dengan belitan sambungan sebagai berikut :

Gambar : Sambungan Segitiga Pada Motor Induksi 3 Fasa Rotor Sangkar




6.9 Analisa

Pada percobaan pertama dengan tegangan sumber 208 V, nilai arus yang mengalir

semakin besar yaitu mulai dari 3,6 A pada beban nol hingga batas arus nominal motor

pada beban penuh yaitu sebesar 6,6 A. Torsi yang dihasilkan juga semakin naik dan

berbanding terbalik dengan putaran motor yang semakin turun, yaitu 1502 rpm pada beban nol menjadi hanya 1404 rpm pada beban penuh. Nilai arus yang semakin besar

mengakibatkan daya yang dihasilkan juga semakin naik berbanding lurus dengan

efisiensi dan slip.

T = 0

I = 3,6 A

P = 175 W

NR = 1502 rpm

PIN = 3 x P POU = ×

PIN = 3 x 175 W POU = ., . × 0

PIN = 525 W = 0

= ×100% = −

×100%

= ×100% = − ×100%

= % = , %

T = 4

I = 4,8 A

P = 775 W

NR = 1457 rpm


PIN = 3 x 775 W POU = ., . × 4

PIN = 2325 W = 609,99 W

= ×100% = −

×100%

= , ×100% = − ×100%




= , % = , %

T = 8,6

I = 6,6 A

P = 1275 W

NR = 1404 rpm


PIN = 3 x 1275 W POU = ., . ×8,6

PIN = 3825 W = 1263,78 W

= ×100% = −

×100%

= , ×100% = −

×100%

= , % = , %

Pada percobaan kedua dengan tegangan sumber 80% x 208V = 166,4 V, nilai arus

yang mengalir semakin besar yaitu mulai dari 2,4 A pada beban nol hingga batas arus

nominal motor pada beban penuh yaitu sebesar 6,6 A. Torsi yang dihasilkan juga

semakin naik dan berbanding terbalik dengan putaran motor yang semakin turun, yaitu

1502 rpm pada beban nol menjadi hanya 1358 rpm pada beban penuh. Nilai arus yang

semakin besar mengakibatkan daya yang dihasilkan juga semakin naik berbanding lurus

dengan efisiensi dan slip.

T = 0

I = 2,4 A

P = 100 W

NR = 1502 rpm


PIN = 3 x 1 W POU = ., . × 0

PIN = 300 W = 0

= ×100% = −

×100%




= ×100% = −

×100%

= % = , %

T = 3

I = 4,4 A

P = 675 W

NR = 1429 rpm


PIN = 3 x 675 W POU = ., . × 3

PIN = 2025 W = 448,7 W

= ×100% = −

×100%

= , ×100% = −

×100%

= , % = , %

T = 6,3

I = 6,6 A

P = 1075 W

NR = 1358 rpm


PIN = 3 x 1075 W POU = ., . ×8,6

PIN = 3225 W

= 895,46 W

= ×100% = −

×100%

= , ×100% = −

×100%

= , % = , %

Sebaiknya pengukuran dilakukan seefektif dan secepat mungkin karena saat

motor sudah mendekati arus pada beban maksimum yaitu 6,6 A, motor akan semakin




panas. Pada percobaan ini, motor yang digunakan masih mampu bekerja pada beban

maksimum (6,6 A) dengan tegangan sumber 166,4 V.




6.10 . Kesimpulan

Menurut percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

Besar torsi yang dihasilkan motor berbanding lurus dengan efisiensi dan slip.

Semakin besar torsi yang dihasilkan motor maka semakin besar pula nilai

efisiensi dan slip.

Nilai beban dan besar torsi yang dihasilkan motor berbanding terbalik dengan

kecepatan motor. Semakin besar nilai beban yang diberikan dan torsi yang

dihasikan maka akan semakin kecil kecepatan motor yang dihasilkan.

Kecepatan motor berbanding terbalik dengan slip dan frekuensi. Semakin

menurun kecepatan motor yang dihasikan maka semakin besar slip dan efisiensi

motor tersebut.




LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan : Motor Induksi Rotor Sangkar II

No percobaan : 2

Nama Praktikan : Erijon sihotang

Nama Partner : 1. Cyntia Panjaitan

2. David Ardyan manurung

Kelas : EL-5E

Kelompok : 3


Miduk Purba, Ph.D



Nilai :




MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR II

2.1. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan dapat menentukan arus start

motor dan melakukan pengereman motor dengan metode plugging.

2.2. Dasar Teori

Arus asut mesin tak serempak begitu besar sehingga tidak mungkin dapat diukur

secara langsung. Dalam percobaan ini dipakai cara tidak langsung dengan memasang

tegangan-tegangan yang lebih rendah. Dengan mengekstrapolasi lengkung hasil

pengukuran arus asut pada tegangan kerja daoat diperoleh. Untuk menghindari

ketidakseragaman pengukuran, posisi rotor pada saat pengukuran harus diubah pelan-

pelan. Dengan mengubah hubungan belitan akan diperoleh cara mengasut segitiga

bintang. Dengan cara ini arus asut bisa lebih kecil. Dengan mengubah urutan fasa

sumber yang dihubungkan dengan belitan, arah putaran akan berubah pula.

2.3. Alat dan Bahan yang Dibutuhkan

G = Elektrodinamometer MV 100

M = Motor induksi rotor sangkar, MV 121

R B = Tahanan beban TB 40

U = Voltmeter 60 dan 240 V, TI 105

I1 = Amperemeter 10 A, TI 102

Y = Saklar star/delta TO 33

F = Saklar pembalik TO 32 A

S = Saklar TO 30

P = Wattmeter 5A, 120 V, TI 109

Kabel Secukupnya




2.4. Rangkaian Percobaan

rpm

F2

F1 A1

A2

TG M G

U2

V2 W2

D 0

Y

A

S

RB

S

R T

+ -

U1 V2 V1 W1 W2 U2

R

S

T

220 V

U V W

R S T

U

- +0-220 V

3 x 0-220V




2.5. Prosedur Percobaan

Starting

1. Atur saklar star/delta pada posisi A dan reversing starter pada posisi Forward (1).

Tahan rotor, sehingga motor tidak berputar.

2. Putar saklar tegangan AC pada posisi ON dan dengan perlahan kurangi tegangan

sehingga arus stator berkurang pada tingkat 1A sampai arus dasar (rating).

Lakukan langkah yang sama pada pencatatan U dan H. Kemudian ubah tegangan

AC sampai mencapai nol.

3.

Atur saklar star-delta posisi Y. Ulangi pengukuran 2.

Plugging

1. Atur saklar star/delta pada posisi A dan reversing starter pada posisi 0. Hidupkan

saklar tegangan AC dan atur sampai 220 V.

2. Ubah reversing starter ke posisi Forward (1), sehingga motor berputar. Pada saat

motor mencapai kecepatan penuh, atur saklar star-delta pada posisi -

3. Hubungkan ke hubungan star. Saklar ke reverse (2) dan perkirakan waktu yang

diperlukan sebelum motor berhenti.

4.

Matikan saklar tegangan AC.

2.6. Tabel Evaluasi

Tabel 1. Percobaan arus start motor terhubung bintang

Tegangan

(Volt)23,5 36,2 49,2 61,6 73,8 86,4

Arus

( A )1 1,5 2 2,5 3 3,5

Tabel 2. Percobaan arus start motor terhubung delta

Tegangan

(Volt)8,4 12,3 16,6 21,1 25 28,9 33,2 37,2 41,3 45,2 49,3

Arus

( A )1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6




2.7. Pertanyaan

1. Isikan nilai perhitungan ke dalam tabel.

2. Gambar arus asut sebagai fungsi dari tegangan I1=f(V) sumbu (axis) tegangan

harus mencapai 220V, bacalah arus asut untuk tegangan kerja.

3. Hitung perbandingan arus asut dalam hubungan Y terhadap arus asut dalam Δ.

Berapa harga teroritis perbandingan ini. Buat kesimpulan dari percobaan anda.

2.8. Jawaban Pertanyaan

1.

Nilai hasil perhitungan sudah dimasukkan ke dalam tabel.

2. Gambar kurva I1=f(V)

3. Perbandingan arus asut dalam hubungan Y terhadap arus asut dalam Δ

Dari grafik starting I1 = f (U) didapat perbandingan arus startingnya

Perbandingan = arus starting bintang : arus starting delta

= 9 : 27

= 1 : 3

Harga perbandingan secara teoritis adalah arus starting delta 3 kali lebih besar

dari arus starting hubungan bintang.

∆ =

1 1.5 2 2.533.5

11.5 2

2.533.54

4.5 55.5

6

0

5

10

15

20

25

30

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

I ( A )

V (Volt)

Grafik I1 = f(V)

hubungan bintang

hubungan delta




2.9. Analisa

Motor induksi membutuhkan arus asut atau starting yang begitu besar, bahkan bisa

mencapai 7 kali arus nominal. Hal ini tidak memungkinkan pengukuran arus starting

secara langsung. Arus starting tersebut harus diatasi dengan cara menurunkan tegangan

sumber, dan pada percobaan ini dilakukan dengan pengasutan bintang segitiga. Untuk

mendapatkan arus starting tersebut dilakukan dengan melakukan blok rotor di mana

dalam hal ini putaran rotor ditahan dengan tangan.

Pada percobaan pertama yang kami lakukan, diperoleh arus starting untuk rotor

terhubung bintang nilai tegangannya berbanding lurus dengan nilai arus yang di

berikan. Semakin besar nilai arus, semakin besar pula tegangannya. Ketika nilai arus

yang mengalir sebesar 1 A, tegangannya sebesar 23,5 volt dan pada saat arus mengalir

sebesar 3,5 A, tegangannya sebesar 86,4 volt.

Pada percobaan kedua dengan arus starting untuk rotor terhubung segitiga nilai

tegangannya juga berbanding lurus dengan nilai arus yang di berikan. Semakin besar

nilai arus, semakin besar pula tegangannya. Ketika nilai arus yang mengalir sebesar 1

A, tegangannya sebesar 8,4 volt. Ketika nilai arus yang mengalir sebesar 3,5 A,

tegangannya sebesar 28,9 volt dan pada saat arus mengalir sebesar 6 A, tegangannya

sebesar 49,3 volt.

Berdasarkan data hasil pengukuran ini, untuk rotor yang terhubung bintang

maupun segitiga diperoleh grafik linier seperti yang telah digambarkan pada grafik di

atas. Adapun perbandingannya terlihat pada arus startingnya, untuk arus starting

hubungan bintang sebesar 9A dan arus starting hubungan segitiga sebesar 27A, sesuai

dengan teori di mana arus starting hubungan segitiga 3 kali lebih besar dari arus starting

hubungan bintang.




2.10. Kesimpulan


1. Arus asut motor tak serempak sangat besar sehingga untuk mengukurnya

dibutuhkan pemasangan tegangan-tegangan yang lebih rendah dengan

mengekstrapolasi lengkung hasil pengukur arus asut pada tegangan kerja dapat

diperoleh untuk menghindari ketidakseragaman pengukuran pada posisi rotor.

2. Arus asut pada hubungan delta lebih besar dibandingkan arus asut pada

terhubung Y. Namun tidak demikian dengan nilai tegangannya. Tegangan saat

motor terhubung bintang lebih besar dibandingkan motor terhubung delta.




LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan : Motor Induksi Rotor Sangkar III

No percobaan : 3


Nama Partner : 1. Dini Hidayati

2. Eka Pradevega Sianturi

3. Fina Endang Sari

4. Minar Grace Ayu

5. Roberto Ruben

6. Widya Simarmata

Kelas : EL-5E

Kelompok : 2


Miduk Purba, Ph.D



Nilai :




MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR III


Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat menentukan efisiensi

motor sesuai ratingnya dengan metode langsung dan metode tak langsung.

3.2. Dasar Teori

Sesuai dengan standart efisiensi motor tiga fasa yang lebih besar 400 watt diperoleh

dengan metode perhitungan rugi-rugi,dimana masing-masing rugi ini dihitung secara

terpisah.

Rugi-rugi pada suatu motor induksi adalah:

a. Rugi-rugi yang tidak tergantung arus beban:

Rugi-rugi besi

Rugi-rugi gesekan dan bantalan

Rugi-rugi ventilasi

Rugi rugi gesekan pada sikat (khusus untuk tipe slip ring).

b.

Rugi-rugi yang tergantung pada arus beban:

Rugi-rugi tahanan pada belitan primer Rugi-rugi tahanan pada belitan sekunder

Rugi – rugi tahan sikat (khusus untuk tipe slip ring).

Rugi-rugi stray pada inti besi

Rugi-rugi stray pada konduktor

Dapat diukur dengan metode dua buah Wattmeter dan tahanan dengan metode

Ohmmeter.


G = Torsi meter MV 100

M = motor induksi rotor sangkar MV 123

R B = tahanan beban TB 40

U = volt meter 240V, TI 105

I1 = ampere meter 10 A, TI 102

IR, PT = wattmeter 1 A, 240 V, TI 103




T1, T2 = trafo arus 10/1 A

K = papan terminal dengna tombol short circuit TM 125

S = switch TO 30

F = power pack TF 123 A

Kabel penghubung


M

G

rpm

G

A

F2

F1

A2

A1

220 v

S

U2 V2

W11

V

1

W2

R T

U

I1

PR

PR

T1

U

I

I

U

T2

3 x 0 220v~F

Rb





Hubungan

1.

Torsi meter dihubungkan sebagai generator dan motor induksi dalam hubungan

delta sesuai dengan diagram.

2. Catat rating dari motor

3.

Pengawas memeriksa rangkaian

Percobaan Beban Nol

1.

Rugi – rugi beban a, diperoleh pada percobaan beban nol.

2. Untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti motor induksi, harus dilepaskan dari

torsi motor.

3.

Masukkan saklar tegangan AC dan atur sampai 220 V

4. Catat penunjukan dari masing – masing instrumen.

5.

Matikan saklar tegangan

Pengukuran Tahanan

1.

Untuk mengukur rugi – rugi pada b, maka tahanan dan belitan stator diukur

terlebih dahulu.

2. Lepaskan seluruh kabel dari stator hubungan tetap dalam delta.

3.

Ukur tahanan ketiga belitan diantara , , dengan menggunakan

ohmmeter.

Pengukuran Langsung

1.

Sebagai perbandingan efisiensi akan diukur secara langsung. Hubungkan motor

induksi pada torsimeter dan cek apakah hubungan telah sesuai dengan diagram.

2. Masukkan saklar tegangan AC dan tegangan diatur sampai 220 V.

3.

Periksa apakah posisi saklar dalam posisi OFF. Atur rheostat dari torsimetersehingga arus eksitasi minimum dan kemudian masukkan sklar tegangan DC.

4. Atur tegangan U sampai 220 V dan jaga tetap konstan selama percobaan. Bebani

motor induksi dengan mengatur skurt reostat dari torsimeter dan tahanan beban

sampai 9,5 Nm.




Beban Lebih

Sesuai dengan standart motor induksi dapat mencapai torsi sebesar 1,6 × torsi

nominalnya selama 15 detik tanpa menghentikan motor ataupun mengubah

kecepatannya.

1.

Hitung dan buat catatan torsi yang akan diinginkan pada motor induksi, sesuaidengan rumus.

M = 1,6. = 1,6

2. Bebani motor dengan torsi yang telah dihitung diatas selama 15 detik.

Buat catatan apakah motor tahan ditest apa tidak.

3.6. Tabel Evaluasi

Percobaan Beban Nol

Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan

U

(V)

I

(A)

PR

(W)

PT

(W)

POM

(W)Tan Cos

PO

(W)

213 3,8 -350 500 150 -9.81 0.101 717.44

Keterangan:

=

t a n = √ 3 . −+

=

Percobaan Pengukuran Tahanan


R 1

(Ω)

R 2

(Ω)

R 3

(Ω)

R MEAN

(Ω)

R 75

(Ω)

PCuO

(W)

P1CuN

(W)

P2CuN

(W)

3,6 3,6 3,6 5,3 6,382 90,324 159,61 88,98

Keterangan:

= + .

= 3 .

√




= 3 . . √

= − .

Pengukuran Langsung


U

(V)

I1

(A)

PR

(W)

PT

(W)

M

(Nm)

N

(rpm)

PIN

(W)

POUT

(W)ɳ Tan Cos

213 6,6 650 1375 9 1400 2208,57 1318,8 35,08 -0,62 0,84

Keterangan: = √ 3 . . .Cos

Efisiensi pengukuran langsung:

ɳ % = ×100%

Efisiensi untuk rugi-rugi:

ɳ % =

×100%

tan φ = √ 3 . −+




3.7. Tugas dan Pertanyaan

1. Hitung daya total beban nol dan power faktor pada pengukuran 2

=

tan = √ 3 − +

2.Hitung harga rata-rata tahanan ketiga fasa pada pengukuran 3

3. Hitung masing-masing tahanan pada stator untuk percobaan beban nol dengan

menggunakan rumus:

= 3. × √ , dimana R diperoleh dari b dan I adalah arus stator pada

pengukuran 2

4. Hitung rugi – rugi beban nol yang sebenarnya.

=

5. Hitung kembali tahanan pada b untuk temperatur 75o C dengan rumus:

= 31023520

dimana t pada pengukuran 3 dimisalkan 20o C.

6. Hitung rugi-rugi tahanan pada stator pada arus ratednya dengan menggunakan

rumus:

= 3 × × √

7. Hitung rugi-rugi tahanan motor dengan menggunakan rumus:

=

− . , dimana adalah harga slip pada daya nominal

8.

Hitung harga rugi-rugi stray pada inti besi dan conductor dengan menggunakan

rumus:

= 0,01 .

9. Hitung effisiensi motor pada beban penuh:

ɳ = 10. Pada pengukuran 4, hitung effisiensi dan power factor dari motor.

11. Apakah keuntungan dan kerugian metode langsung.

12.

Mengapa power factor dari motor induksi rendah pada keadaan beban penuh?





1. Daya input total beban nol dan power factor :

= √ 3

= √ 3 350500350500

= √ 3 850150

= 1472,243

150

=9,814

= 9,814

=84,18

=0,101

2.

Harga rata – rata tahanan ketiga fasa :

1 = ×2

2

1 = 2

3

1 =

23

= 32

= 3 ×3,52

= 5,25 Ω

Berdasarkan hasil percobaan, Req yang diperoleh adalah 5,3 Ω.




3. Pu = 3RU √

Pu = 3 × 3 , 5 × 3,86

√ 3

Pu = 156,445√ 3

Pu = 90,324 W

4. Rugi – rugi nol yang sebenarnya :

=

= 150 90,324

= 59,676

5. = + ∙5,25

= 6,382 Ω

6. Rugi – rugi tahanan pada arus stator pada arus ratednya

= 3.√

= 3 . 6,382 . 3,8√ 3

= 159,61

7.

Rugi – rugi tahanan motor

= 150014151500

= 0,056

= 1 .

= 0,0561 0,056 .1500




= 0,0560,944 .1500

= 0,059 . 1500

= 88,98

8. Rugi – rugi stray pada inti besi dan konduktor adalah

=0,01 ×

= 0,01 × 1500

= 15

9.

Effisiensi motor pada beban penuh

= ∙100%

=

+,+, + + , ∙100%

=

,∙100%

= 0,8226∙100%

= 82,26 %

10. Effisiensi dan power factor dari motor pada beban penuh

= ×100%

= 1318,82208,57 ×100%

= 59,712 %

t a n = √ 3 ×

t a n = √ 3 × 65013756501375

t a n = √ 3 × 7252025




tan = 0,62

= − 0,62

= 31,80

cos = 0,84

11. Keuntungan dan kerugian metode langsung adalah

Keuntungan :

Memiliki effisiensi yang tinggi

Power factor cukup baik

Kerugian :

Pengukuran kecepatannya tidak dapat dilakukan tanpa mengurangi

effisiensinya

Kecepatannya turun dengan meningkatnya beban yang diberikan

Arus asut yang dihasilkan sangat besardan memberikan pengaruh terhadap

torsi starting yang kecil.

12.

Saat dalam keadaan berbeban, arus yang mengalir pada motor mencapai arusnominal. Sementara arus yang mengalir pada saat beban nol tidak mencapai arus

nominal. Sehingga pada saat dalam keadaan berbeban, nilai PR dan PT akan

semakin besar. Berbeda dengan saat tanpa beban, PR dan PT lebih kecil. Sehingga

jika dibuat perbandingan nilai cos , maka cos saat tanpa beban akan lebih

besar dibandingkan saat berbeban.




3.9. Analisa

Pada praktikum kali ini ada tiga percobaan yang dilakukan. Percobaan pertama adalah

percobaan beban nol percobaan kedua adalah percobaan pengukuran tahanan, dan

percobaan ketiga merupakan percobaan pengukuran langsung.

Percobaan beban nol dilakukan untuk mendapat hasil yang lebih teliti sehingga motor

induksi harus dilepaskan dari torsi motor terlebih dahulu.

Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh data:

V = 213 V

I = 3,8 A

PR = 350 W

PT = 500 W

Data-data diatas kemudian dapat kita gunakan untuk menghitung nilai POM, tan , cos

dan nilai P0. Maka melalui perhitungan dengan menggunakan rumus yang ada pada

teori diperoleh data:

POM = 850 W

tan = − 0,305

cos = 0,956

P0 = 771,13 W

Selanjutnya percobaan pengukuran tahanan. Kabel yang menempel pada stator harus

dilepaskan terlebih dahulu, namun hubungan tetap dalam delta.

Dari percobaan kedua ini diperoleh data:

R 1 = R 2 = R 3 = 3,6 Ω

R MEAN = 5,4 Ω

Nilai R MEAN lebih besar bila dibandingkan dengan nilai R 1, R 2 dan R 3, hal ini

dikarenakan R MEAN merupakan tahanan gabungan peda belitan yang terhubung delta.




Data-data diatas kemudian dapat kita gunakan untuk menghitung nilai R 75, P1Cu0,

P1CuN dan nilai P2CuN. Maka melalui perhitungan dengan menggunakan rumus yang ada

pada teori diperoleh data:

R 75 = 6,564 Ω

P1Cu0 = 80,810 W

P1CuN = 495,24 W

P2CuN = 89,07 W

Selanjutnya percobaan pengukuran langsung, dimana percobaan ini dilakukan sebagai

perbandingan efisiensi.

Dari percobaan yang ketiga ini diperoleh data:

V = 213 V

I = 6,6 A

PR = 650 W

PT = 1375 W

M = 9 Nm

N = 1400 rpm

Data-data diatas kemudian dapat kita gunakan untuk menghitung nilai P IN, POUT, ɳ ,

tan dan nilai cos . Maka melalui perhitungan dengan menggunakan rumus yang ada

pada teori diperoleh data:

PIN = 2067,24 W

POUT = 1332,93 W

ɳ = 26,75 %

tan = − 0,62

cos = 0,849




3.10. Kesimpulan


Percobaan pengukuran langsung dilakukan untuk memperoleh hasil yang lebih

detail dari efisiensi motor.

Dalam pengukuran beban lebih, motor mampu dibebani hingga 1,6 kali torsi

nominalnya selama 15 detik tanpa menghentikan motor atau mengubah

kecepatannya.

Percobaan beban nol dilakukan untuk mengetahui besarnya rugi-rugi daya pada

inti besi, gesekan dan ventilasi.

Percobaan pengukuran tahanan dilakukan untuk mengetahui besarnya rugi-rugi

daya pada tembaga kumparan.




LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan : Motor Induksi Rotor Sangkar IV

No percobaan : 4


Nama Partner : 1. Dini Hidayati br Marpaung


3. Fina Endang Sari

4. Minar Grace Ayu

5. Roberto Ruben

6. Widya F Simarmata

Kelas : EL-5E

Kelompok : 2


Miduk Purba, Ph.D

Tanggal Praktek : 03 Februari 2015


Nilai :




MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR IV


Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat mengamati dan memahami

karakteristik torsi start dari motor induksi rotor sangkar.

4.2. Dasar Teori

Besar torsi yang diperoleh pada saat rotor akan berputar disebut torsi start. Nilai torsi

pada saat start memiliki nilai torsi yang lebih besar dari nilai torsi pada kedaan putaran

normal.

Momen asut tidak dapat begitu saja diukur. Untuk itu dibutuhkan rem dynamo dengan perlengkapan khusus. Dalam percobaan ini tidak digunakan rem dynamo, momen asut

diukur secara tidak langsung. Pada motor tak serempak akan timbul pengiriman daya

dari stator ke rotor melalui celah udara ( P12 ).

P12 = ω2 . T

Dengan:

ω2 = kecepatan sinkron

T = torsi celah udara

Waktu diasut ω2 = 0. P2 = 0, sehingga momen asut adalah :

T = Pω

Daya celah udara P12diperoleh dari gabungan :

P = P PU PFE

Dimana :

P1 = daya masuk saat diasut

P1Cu = rugi rugi tembaga stator = 3R 1I12

P1Fe = rugi – rugi besi stator

Pengukuran harus dilakukan pada tegangan yang rendah dan untuk mendapatkan arus

asut pada tegangan nominal, hasil pengukuran dilakukan dengan perbandingan tegangan

ukur terhadap tegangan nominal.





M = motor induksi rotor sangkar, MV 1009

Y = saklar star/delta, MV 1503

U = voltmeter 250 V MV 1926

P = wattmeter 5 A 250 V MV 1928

I1 = amperemeter 12 A MV 1923

F = power pack, TF 123 A

Ohmmeter 1-10 Ohm

Untuk melindungi wattmeter dari gangguan, gunakan trasformator arus. Arus pada

test 3 adalah 6,6 A. Anda dapat memindahkan penghubung tegangan pada tertminal120 volt di wattmeter.


A

+ -

G

A

TG

RPM

V

R S T

P

U1 V1 W1

U2 V2 W2

MV 123

RB

S220 V

A

N

O Y D





1. Motor induksi dihubungkan sesuai dengan diagram rangkaian. Torsi meter tidak

dihubungkan dengan rangkaian tetapi dapat dihubungkan dengan motor selama

pengujian. Saklar star/delta harus pada posisi Y.

2. Hidupkan saklar tegangan variable. Tahan rotor dengan tangan sehingga motor

tidak dapat bergerak. Perlu diingat bahwa motor semakin lemah pada tegangan

rendah yang digunakan untuk pengujian ini. Naikkan tegangan variable secara

perlahan sampai arus sama dengan besarnya arus pada motor dengan penghubung

star (3,8 A). Baca dan catat dari pembacaan I, U dan P. Kembalikan tegangan AC

sampai nol.

3. Pasang saklar star/delta pada posisi sesuai rangkaian. Naikkan tegangan AC secara

perlahan sampai sama seperti pengukuran 2, sehingga arus sama dengan besarnya

arus pada motor dengan penghubung delta (6,6 A). Baca dan catat dari pembacaan

I, U, dan P.

4.

Tentukan nilai tahanan dari salah satu lilitan motor dengan sebuah ohmmeter.

4.6. Tabel Evaluasi

Hubungan Bintang


I

(A)

U

(V)

P

(W)

R 1

(Ω)

P1Cu

(W)

P12

(W)

MSt

(Nm)

3,8 49,65 125 5,1 220,932 154,068 0,98

Hubungan Delta


I

(A)

U

(V)

P

(W)

R 1

(Ω)

P1Cu

(W)

P12

(W)

MSt

(Nm)

6,6 28,29 150 5,1 666,468 154,068 0,98





1. Hitung = 3 × 1 × 12 untuk pengukuran 12.4.1-2.

2. Hitung = 3 × untuk pengukuran 12.4.1-2. dapat diabaikan

pada test ini karena nilainya sangat rendah. 3.

Hitung torsi start

= dimana = . .

4. Hitung torsi start pada tegangan penuh

= . 133

2

5. Hitung = 3. 1. 1√32 untuk pengukuran 12.4.1-5. Dalam hal ini perlu

menggunakan √3 karena pada percobaan ini motor tehubung delta.

6.

Hitung nilai torsi start untuk hubungan delta, tujuannya diuraikan pada latihan

12.4.1-2 – 12.4.1-4

7. Hitung perbandingan antara torsi start untuk hubungan delta dan untuk hubungan

bintang. Bagaimana penjelasan teoritisnya?


1. P1CU untuk pengukuran pada langkah 2 adalah

= 3 × ×

=3 × 5,1 × 3,8

= 220,932

2. P12 untuk pengukuran langkah 2 adalah

= 3 ×

= 3 × 125 220,932

=154,068

3.

Torsi starting untuk motor 4 kutub adalah

Saat terhubung Y




=

= 154,068

2 1500/60

= 0,98

Saat terhubung ∆

=

= 216,468 2 1500/60

= 1,37

4. Torsi starting saat tegangan penuh adalah

= × (133 )

= 0,98 × ( 13349,65)

= 7,032

5. P1cu untuk pengukuran langkah 5 adalah

= 3 × × ( √ 3)

= 3 × 5 , 1 × (6,6√ 3)

=222,156

6. Torsi start pada hubungan delta adalah

=3

= 3150 666,468

= 216,468 W




=

=

2 ∙ 60⁄

= 216,4682∙1500 60⁄

=1,37

7.

Ratio torsi start pada hubungan bintang dan delta adalah

∆ = 0,981,37

∆ = 1 ∶ 1 , 4




4.9. Analisa

Pada praktikum kali ini dilakukan dua kali percobaan, percobaan pertama yaitu

pengukuran terhadap rangkaian percobaan yang terhubung bintang dan percobaan

kedua yaitu pengukuran terhadap rangkaian percobaan yang terhubung delta.

Percobaan motor induksi rotor sangkar kali ini bertujuan untuk menentukan torsi start

saat tegangan dihubungkan ke stator.

Hubungan Bintang

Pada percobaan pertama dengan rangkaian percobaan yang terhubung bintang,

melalui praktikum diperoleh data sebagai berikut:

I = 3,8 AV = 49,65 V

P = 125 W

R 1 = 5,1 Ω

Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan rumus diperoleh hasil berikut ini:

Rugi tembaga pada lilitan primer (P1Cu)

Pu = 3 ∙ R ∙ I

Pu = 3∙5 , 1 ∙ 3 , 8

Pu =220,932 W

Daya dari stator ke rotor (P12)

P =3P Pu

P =3125220,932

P = 154,068 W

Besar torsi start (MST)

MS = Pω

MS = P

2 π ∙ N 60⁄




MS = 154,0682π∙1500 60⁄

MST = 0,98 Nm

Hubungan Delta

Pada percobaan kedua dengan rangkaian percobaan yang terhubung delta, melalui

praktikum diperoleh data sebagai berikut:

I = 6,6 A

V = 28,29 V

P = 150 W

R 1 = 5,1 Ω

Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan rumus diperoleh hasil berikut ini:

Rugi tembaga pada lilitan primer (P1Cu)

P1Cu = 666,468 W

Daya dari stator ke rotor (P12)

P12 = 154,068 W

Besar torsi start (MST)

MST = 0,98 Nm




4.10. Kesimpulan


Nilai rugi tembaga pada lilitan primer (P1Cu) pada rangkaian yang terhubung delta

( ∆ ) memiliki nilai yang lebih besar daripada nilai rugi tembaga pada lilitan

primer (P1Cu) pada rangkaian yang terhubung bintang ( Y ).

Perbandingan torsi start pada hubungan bintang dan pada hubungan delta M st-Y :

Mst-∆ yaitu sebesar 1 ∶ 1 , 4




LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan : Motor Induksi Rotor Sangkar V

No percobaan : 5


Nama Partner : 1. Dini Hidayati br Marpaung


3. Fina Endang Sari

4. Minar Grace Ayu

5. Ruberto Ruben

6. Widya Frisilia Simarmata

Kelas : EL-5E

Kelompok : 2


Miduk Purba, Ph.D



Nilai :




MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR V


Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat menentukan harga

momen maksimum.

5.2. Dasar Teori

Jika kita mencoba mengukur torsi maksimum secara langsung, maka arus motor akan

bergerak tinggi. Jika motor tersebut dibebani dengan lebih banyak torsi maksimum ia

akan berhenti secara mendadak. Arus tidak seharusnya dihubungkan langsung dengan

peralatan. Hal ini bertujuan untuk mencegah motor menjadi panas lebih (overheated).


G = torsimeter MV 1036

M = motor induksi rotor sangkar, MV 1009

U = voltmeter 250 V, MV 1926

R B = tahanan beban MV 1100 S = saklar MV 1500

F = powerpack MV 1300





3 x 0-220 V

A

G

A

G

rpm

F2

F1

A2

A1

S

RB

TG

D

Y

0

M

U2 V2 W2

U1 V2 V1 W2 W1 U2

R S T

TSR

+ -0-220 V

Voltmeter

300 V





1. Hitung saklar tegangan AC variable dan naikkan tegangan secara perlahan sampai

100 V dan usahakan tetap konstan selama percobaan berlangsung.

Motor akan mulai berputar hingga mencapai kecepatan sekitar 1400 rpm.

2. Atur tahanan beban R B pada kedudukan arus minimum. Hidupkan saklar tegangan

DC dan saklar S.

3. Ubah nilai beban dengan resistor shunt pada torsi meter dan tahanan beban RB

secara bertahap dari 1 Nm sampai dengan torsi maksimum motor.

Catat torsi dan kecepatan untuk setiap tahap.

4. Matikan saklar tegangan AC dan DC.

5.6. Tabel Evaluasi

V = 100 volt

No. T (Nm) N (rpm)

1. 0,5 1200

2. 1 1180

3. 1,5 1180

4. 2 1150

5. 2,5 1150

6. 3 1100

7. 3,5 1080

8. 4 1050

T100 = 4 Nm

T230 = 21.16 Nm


1. Gambar grafik M = f(N)

2.

Dari grafik tersebut, perkiraan torsi maksimum pada 100 Volt.

3. Hitung torsi maksimum dari motor pada 230 Volt. Torsi motor tersebut

sebanding dengan kuadrat tegangan.




= × |230100|


1. Grafik T = f(N)

Dari grafik dapat dilihat bahwa besarnya nilai torsi (T) berbanding terbalik dengan

besarnya kecepatan putaran (N). Sehingga apabila nilai torsi (T) semakin tinggi,

maka besarnya nilai kecepatan putaran (N) justru akan semakin rendah.

2. Berdasarkan grafik M = f(n), torsi maksimum saat V = 100V adalah 4 Nm.

M100 = 4 Nm

3. Nilai torsi maksimum dari motor pada saat V=230 volt adalah 21,16 Nm.

Tx = Tx × |230100|

Tx = 4 × |230100|

Tx =4×2,3

Tx = 4 × 5 , 2 9

Tx = 21,16 Nm

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

1000 1050 1100 1150 1200 1250

T o r s i T ( N m )

Putaran n (rpm)

T = f(n)




5.10. Kesimpulan


Besarnya nilai torsi (T) berbanding terbalik dengan besarnya kecepatan putaran

(N). Apabila nilai torsi semakin tinggi, maka besarnya nilai kecepatan putaran

justru akan semakin rendah.

Untuk mendapatkan nilai torsi yang lebih baik, maka harga If dinaikkan dan

mengatur beban. Semakin besar If dan tahanan maka torsi akan semakin besar.




LEMBAR PENILAIAN

Judul Laporan : Generator Sinkron

No percobaan : 6


Nama Partner : 1. Dini Hidayati br marpaung


3. Fina Endang Sari

4. Minar Grace Ayu

5. Ruberto Ruben

6. Widya Frisilia Simarmata

Kelas : EL-5E

Kelompok : 2


Miduk Purba, Ph.D



Nilai :




GENERATOR SINKRON

6.1 Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat:

Mencatat rating generator sinkron 3 fasa sesuai dengan name platenya.

Menghubungkan dan mengoperasikan generator sinkron sesuai dengan diagram

rangkaian.

Mengukur dan menggambarkan karakteristik beban nol.

Mengukur dan menggambarkan karakteristik hubung singkat.

Mengukur dan menggambarkan karakteristik generator berbeban berbeban.

6.2 Dasar Teori

Pengukuran karakteristik pada percobaan generator kali ini adalah karakteristik tanpa

beban, karakteristik hubung singkat, dan karakteristik berbeban ( R, L, C). Pada

percobaan ini sebagai penggerak adalah motor. Untuk mengoperasikan motor hal yang

dilakukan adalah memberikan arus medan maka jangkar pada belitan motor akan timbul

arus maka rotor pada motor akan berputar dimana sebagi penggerak mula pada rotor

generator.

Generator ini belum dapat menghasilkan ggl sebelum diberi arus medan, dimana arus

medan diperoleh dari tegangan DC yang tetap. Arus medan yang dihasilkan akan

mengalirkan aus pada belitan dikutub, sehingga akan menimbulkan fluxi, dan fluxi –

fluxi ini akan dipotong konduktor jangkar sehingga timbul ggl (EMF).

Pada praktikum juga melakukan percobaan dengan beberapa kondisi yang

mempengaruhi tegangan keluaran, mulai dari tanpa beban sampai dengan memberi

beban R, L dan C. Pada analisa ini akan dibahas nilai tegangan keluaran pada berbagai

kondisi yang diujikan.

a. Kondisi tidak berbeban

Setelah melakukan praktikum diperoleh data yang dimasukan dalam tabel 1. Dari

data yang diperoleh terdapat perubahan parameter dari motor hingga arus eksitasi. Ketika

arus eksitasi di motor dc dinaikan akan mempengaruhi kecepatan dari motor tersebut.

Semakin besar arus eksitasi di motor semakin meningkat kecepatan pada motor

penggerak. Dan semakin tinggi kecepatan akan meningkatkan tegangan keluaran pada

terminal generator sinkron. Karena tidak ada beban terpasang dalam rangkaian tersebut




tidak mengalir arus. Selain eksitasi di sisi motor DC, peningkatan arus eksitasi dalam

generator pun mempengaruhi tegangan keluaran. Ketika arus penguatan dibesarkan maka

tegangan terminal juga akan meningkat. Hal ini disebabkan semakin tinggi arus

penguatan maka akan semakin besar fluks magnet dihasilakan, semakin banyak

fluksmagnet yang memotong kumuparan berputar dalam generator semakin besar gaya

putar yang membangkitkan tegangan generator.

Karena tidak ada beban yang terpasang maka tidak ada factor dari luar yang

mempengaruhi tegangan keluaran generator. Sehingga dapat diketahui bahwa pada

kondisi tak berbeban yang mempengaruhi tegangan keluaran dari generator sinkron yaitu

eksitasi motor penggerak, kecepatan motor serta eksitasi dalam generator sinkron yang

dapat diatur sesuai dengan tegangan keluaran yang diinginkan dan sesuai dengan

besarnya eksitasi yang dapat dibangkitkan.

b. Kondisi berbeban

Beban yang diujikan dalam praktikum ini terdapat 3 macam yaitu beban resistif ,

induktif serta beban kapasitif. Analisa data akan mencangkup masing masing beban

seperti dibawah ini:

Beban resistif

Pada saat dilakukan pengukuran pada terminal keluaran generator diperoleh besar

tegangan yang sama dengan tegangan pada beban. Hal ini disebabkan sifat beban

yang resistif saja. Karena sifat dari beban resistif murni menghasilkan nilai factor

daya mendekati 1. Sehingga jika ingin menjaga tegangan keluaran pada generator

yang mensuplai beban resistif, cukup dengan menjaga besarnya arus eksitasi (fluks

magnet konstan) dan juga menjaga putaran dari penggerak utama agar tetap. Ketika

beban resistif diperkecil maka akan mengalir kan arus yang semakin besar sesuai

dengan I = V/ R. pada kondisi ini akan menurunkan kecepatan dari penggerak utama

( motor dc) sehingga menurunkan tegangan keluaran generator. Untuk

mengembalikan tegangan keluaran generator dapat dengan meningkatkan arus

eksitasi motor DC maupun arus medan penguatan generator sinkron sendiri hingga

tegangan keluaran akan lebih besar sesuai dengan yang diinginkan.

Beban induktif




Beban induktif yaitu beban yang terdiri dai kumparan kawat yang dililitkan pada inti

seperti pada coil. Beban ini menyebabkan pergeseran fasa pada arus yang

menyebabkan arus bersifat lagging. Hal ini memyebabkan energy tersimpan berupa

medang magnetis yang mengakibatkan arus fasa bergeser menjadi tertinggal

terhadap tegangan. Karena penyimpanan energy ini menyebabkan tegangan pada

beban akan lebih kecil jika dibandingkan dengan beban resistif. Supaya nilai

tegangan yang diinginkan dapat memvariasi arus pengauatan yang mempengaruhi

fluks magnet yang dihasilkan, maka tegangan keluaran dari generator akan

meningkat sehingga saat tegangan sampai pada beban induktif dengan tegangan

yang diinginkan.

Beban kapasitif

Beban kapasitif yaitu beban yang memiliki kemampuan kapasitansi atau

kemampuan menyimpan energy yang berasal dari pengisian elektrik pada suatu

sirkuit. Komponen ini dapat menyebabkan arus leading terhadap tegangan. Apabila

ingin mendapatkan nilai tegangan pada beban kapasitif yang besarnya sama dengan

beban induktif dapat dilakukan dengan mengurangi arus penguatan dari generator

serta menurunkan kecepatan dari penggerak utama (motor DC).

6.3 Alat dan Bahan yang Dibutuhkan

M = Torsi Meter 100 MV

G = Mesin Synkron 122 MV

Rmy = Tahanan Shunt TS 500/440

U = Volt Meter 300 V

Im = Ampere Meter 1,6 A

Ia = Ampere Meter 6A

S = Saklar

R B = Tahanan Beban

F = Power Factor

XL = Induktor Beban

XC = Kapasitor Beban




6.4 Rangkaian Percobaan

T

G

rp

m

M

A A

F

2

F

1

A

2

A

1

G

220

V

W

1

V

1

U

2

V

2

W

2

U1

Rb

U I G

S

0-220 V 0-220 V

Im

Rmy

F

3

F

2

6.5 Prosedur Percobaan

Hubungan dan starting

1. Gunakan torsi meter sebagai motor dan mesin synkron sebagai generator.

2. Catatlah rating mesin synkron yang terdapat pada Name plate. Rating ini tidak

boleh dilampaui selama percobaan.

3. Periksa rangkaian pada instruktar sebelum diberi tegangan.

4.

Masukkan tegangan dc tetap dengan memutar switchnya. Atur Shunt Rheostat

pada torsimeter, sehingga arus medan mencapai harga maximum (switch S harus

tetap off).

5. Masukkan tegangan dc variable dengan perlahan-lahan sehingga mencapai 220 V

dan cek arus rotor pada amper meter. Motor harus berputar sesuai dengan arah

panah.




6. Aturlah shunt rheostat pada torsi meter sehingga kecepatan tetap > 1500 rpm.

Kecepatan itu harus dipertahankan selama percobaan.

Pengukuran Karakteristik Tanpa Beban U = f (Im)

Yaitu fungsi dari arus pembangkit.

1. Saklar S harus pada posisi OFF.

2. Ubahlah arus pembangkit Im dalam langkah 0,2 A, dari 0 sampai nilai maksimum

(lihat rating maksimum).

3. Buatlah catatan dari setiap langkah dari nilai Im dan nilai pembacaan tegangan

pada volt meter U.

4.

Periksa kecepatannya.5. Gambarkan grafik untuk pengukuran ini.

Pengukuran Karakteristik hubung singkat Ia = f (Im)

Yaitu arus magnet sebagai fungsi dari arus pembangkit bila stator dihubung singkat.

1. Atur tahanan shunt Rmy dari mesin sinkron untuk memperoleh arus pembangkit

pada posisi nol.

2.

Hubung singkatkan semua tiga fasa saklar pada saklar S, yang mana tahanan bebanterhubung.

3. Hidupkan saklar S.

4.

Ubahlah arus jangkar dalam 0,5 A dari nol ke nilai maksimum (lihat rating

arusnya) dengan tahanan shunt Rmy.

5. Catat nilai Ia dan Im untuk masing-masing langkah.

6.

Periksalah kecepatannya.

7. Atur tahanan shunt dari mesin sinkron untuk memperoleh arus pembangkit pada

posisi nol.

8. Off kan saklar S dan pindahkan hubung singkatnya.

9. Gambarkan grafik untuk pengukuran ini.

Pengukuran Kararteristik Berbeban

1. Motor Dc dihidupkan untuk memutar generator 3 fasa.

2. Arus medan generator diatur sampai tegangan terminal generator 220 V.




6.6 Tabel Evaluasi

Percobaan Beban Nol

IF

(A)

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

V

(Volt)45 87 135 175 210 238

Percobaan Hubung Singkat

IA

(A)

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

IF

(A)0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

Percobaan Berbeban

Beban R

IA

(A)0,42 0,8 1,2 1,6 2 2,5 2,64

V

(Volt)213 204 190 168 138 70 14

Beban L

LI

( A )

V

( volt )1 0.14 208

2 0.28 198

3 0.42 189

4 0.53 181

5 0.65 172

6 0.74 165

7 0.84 157




8 0.92 150

9 1 144

10 1.06 139

11 1.13 133

Beban C

CI

( mA )

V

( volt )

1 0 242

2 0.001 270

3 0.002 300

4 0.003 312

5 0.004 338

6 0.005 361

7 0.006 380




Grafik 3. Percobaan Beban R-L-C

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

T e g a n g a n ( V )

Ia ( A )

V = f (Ia)

Beban R

Beban L

Beban C




6.8 Analisa

Pada percobaan generator sinkron ini dilakukan tiga jenis percobaan, yaitu percobaan

beban nol (tanpa beban), percobaan hubung singkat dan percobaan dengan

pembebanan. Dimana percobaan pembebanan menggunakan tiga jenis beban yang

berbeda, yaitu beban resistif (R), beban induktif (L) dan beban kapasitif (C).

Percobaan Beban Nol

Pada percobaan beban nol, saat generator berputar → arus medan generator diubah-

ubah untuk setiap tahapan.

Imedan = Ifield = IF

Pada data hasil percobaan dapat dilihat bahwa saat arus medan IF yang mengalir

sebesar 0,1 A, besarnya tegangan sebesar 45 V. Hingga pada saat arus medan IF yang

mengalir sebesar 0,6 A, besarnya tegangan mencapai 238 V. Dari data ini tampak

bahwa nilai arus medan IF sebanding dengan nilai tegangannya.

Percobaan Hubung Singkat

Percobaan hubung singkat ini dilakukan untuk menentukan konstanta generator.

Pada data hasil percobaan dapat dilihat bahwa saat arus IA yang mengalir sebesar 0,5

A, nilai arus medan IF sebesar 0,1 A. Hingga pada saat arus IA yang mengalir sebesar

3,5 A, nilai arus medan IF mencapai 0,7 A. Dari data ini tampak bahwa nilai arus IA

sebanding dengan nilai arus medan IF.

Percobaan Pembebanan

Pada percobaan pembebanan ini, generator siap dibebani saat sudah diberikan

tegangan (medan). Tegangan langsung diberikan senilai 220 V, bukan bertahap-tahap.

Percobaan Pembebanan R

Pada data hasil percobaan dapat dilihat bahwa saat arus IA yang mengalir sebesar

0,42 A, nilai tegangan sebesar 213 V. Hingga pada saat nilai arus IA yang mengalir

sebesar 2,64 A, nilai tegangannya turun hingga 14 V. Dari data ini tampak bahwa

nilai arus IA berbanding terbalik dengan nilai tegangannya.




E o

LV

L I Ra x I

L

L L X x I Z x I

L

Percobaan Pembebanan L

Pada data hasil percobaan dapat dilihat bahwa saat arus IA yang mengalir sebesar

0,14 A, nilai tegangan sebesar 208 V. Hingga pada saat nilai arus IA yang mengalir

sebesar 1,13 A, nilai tegangannya turun hingga 133 V. Dari data ini tampak bahwa

nilai arus IA berbanding terbalik dengan nilai tegangannya.

Percobaan Pembebanan C

Pada data hasil percobaan dapat dilihat bahwa saat arus IA yang mengalir sebesar 0

mA, nilai tegangan sebesar 242 V. Hingga pada saat nilai arus IA yang mengalir

sebesar 0,006 mA, nilai tegangannya mencapai 380 V. Dari data ini tampak bahwa

nilai arus IA sebanding dengan nilai tegangannya.

Pada percobaan beban C ini, nilai tegangannya semakin bertambah karena

fluksinya saling menguatkan. Penambahan beban justru akan membuat tegangan

generator semakin meningkat.



6.9 Kesimpulan


Pada beban R dan L, semakin besar nilai arus IA yang mengalir, nilai tegangan

pada generator justru akan semakin kecil.

Pada beban C, semakin besar nilai arus IA yang mengalir maka nilai tegangan

pada generator juga akan semakin besar.

Pada beban R dan L, fluksi utama dan fluksi jangkar saling bertabrakan

sehingga nilai tegangannya turun.

Pada beban C, fluksi utama dan fluksi jangkar saling menguatkan sehingga nilai

tegangannya naik.

Pada kondisi beban nol, semakin besar nilai arus medan IF yang mengalir maka

nilai tegangan pada generator juga akan semakin besar.

Pada saat hubung singkat, semakin besar nilai arus IA yang mengalir maka akan

semakin besar pula nilai arus medan IF.

Medan, 12 Februari 2015

Erijon Sihotang

lab listrik

Documents