olehme.elektro.ub.ac.id/wp-content/uploads/2020/04/buku... · web viewpada gambar (3.1.), misalnya...

LAPORAN PRAKTIKUMMESIN ELEKTRIK

Oleh

Nama : ..........................................NIM : ..........................................Periode : ………………………………

Tanggal : ..........................................

LABORATORIUM MESIN ELEKTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG

DAFTAR ISI

1. PERCOBAAN 1 1TRANSFORMATOR

2. PERCOBAAN 2PARAMETER MESIN SINKRON TIGA FASA

9

3. PERCOBAAN 3KERJA PARALEL GENERATOR SINKRON

17

4. PERCOBAAN 4MOTOR SINKRON TIGA FASA

20

5. PERCOBAAN 5MOTOR INDUKSI TIGA FASA

27

6. PERCOBAAN 6STARTING MOTOR INDUKSI TIGA FASA

37

7. PERCOBAAN 7GENERATOR DC PENGUAT SHUNT DAN KOMPON

43

8. PERCOBAAN 8 49MOTOR DC PENGUAT TERPISAH DAN SHUNT

PERATURAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM LABORATORIUM MESIN ELEKTRIK

1. Praktikan wajib memiliki dan membawa modul praktikum pada saat praktikum.

2. Modul praktikum wajib dilengkapi dengan pasfoto (3x4cm).3. Sebelum praktikum dimulai, pratikan harus sudah hadir di Laboratorium

Mesin Elektrik, apabila melanggar praktikan akan dikenakan :a. Terlambat 5 menit poin 1 (satu)b. Terlambat 10 menit poin 2 (dua)c. Terlambat 15 menit poin 3 (tiga)4. Apabila memang ada urusan yang mendesak izin terlambat dapat diajukan

pada masing-masing asisten maksimal 3 jam sebelum praktikum dimulai.5. Pratikan harus berpakaian rapi serta sopan dan bersepatu pada waktu

praktikum apabila ditemukan pelanggaran akan diberikan poin 2 (dua).6. Praktikan diwajibkan memakai jas laboratorium (biru muda), apabila

melanggar praktikan akan dikenakan poin 2 (dua).7. Selama praktikum atau dalam ruangan praktikum, praktikan dilarang

merokok, makan atau minum dan harus menjaga ketertiban selama praktikum apabila ditemukan hal semacam ini praktikan akan dikenai poin 2 (dua).

8. Sebelum mengerjakan praktikum, praktikan diwajibkan menguasai teori yang berhubungan dengan praktikum yang dilaksanakan, apabila terjadi hal-hal yang tidak diinginkan yang tidak sesuai dengan prosedur asisten segala kerugian materil sepenuhnya akan ditanggung oleh praktikan yang bersangkutan.

9. Setelah menyusun suatu rangkaian sesuai petunjuk praktikum, praktikan harus segera melapor kepada asisten praktikum, dilarang menghubungkan rangkaian dengan sumber tegangan sebelum mendapatkan izin dari asisten praktikum yang bersangkutan.

10.Waktu asistensi praktikum 1x24 jam (kecuali mendapatkan izin/kesepakatan dari asisten yang bersangkutan), apabila melebihi batas waktu yang ditentukan praktikan akan dikenakan poin 1 (satu).

11.Praktikan yang tidak mengikuti minimal 1 (satu) bab praktikum, maka dinyatakan gugur.

12.Praktikan yang telah memperoleh 3 poin maka dinyatakan gugur.13.Surat pindah jadwal diberikan maksimal 5 jam sebelum praktikum dimulai,

disertai dengan asisten yang bersangkutan dan koordinator asisten.14.Peraturan dapat bertambah atau berkurang lagi sesuai kesepakatan

koordinator laboratorium beserta asisten laboratorium dan yang terkait.15.Kebijakan yang dibuat oleh asisten dan koordinator asisten bersifat mutlak

dan tidak dapat diganggu gugat.

KARTU ASISTENSI PRAKTIKUM

NAMA : ............................................................

NIM : ............................................................

Percobaan Judul Percobaan Asisten Praktikum TandaTangan Tanggal

1 Transformator

2 Parameter Mesin Sinkron Tiga Fasa

3 Kerja Paralel Generator Sinkron

4 Motor Sinkron Tiga Fasa

5 Motor Induksi Tiga Fasa

6 Starting Motor Induksi Tiga Fasa

7 Generator DC Penguat Shunt Dan Kompon

8 Motor DC Penguat Terpisah Dan Shunt

Malang, …………………..Mengetahui : Koordinator Asisten,Kepala Laboratorium Mesin Elektrik

Ir. Hery Purnomo, MT (.................................)NIP. 19550708 198212 1 001

Foto 3x4

PERCOBAAN 1

~ VA

T T T R

VB

TRANSFORMATOR

1.1 POLARITAS TRANSFORMATOR

I. Tujuan Percobaan

Menentukan polaritas transformator dan pemberiaan tanda pada terminalnya.

II. Peralatan Yang DigunakanTransformator 1 fasa Pengatur tegangan Voltmeter AC

III. Teori Dasar

Pada pemakaian tansformator, pemberian tanda polaritas pada transformator amatlah penting antara lain untuk keperluan kerja paralel dan pada hubungan transformator 3 fasa.Polaritas transformator dapat diketahui dengan test polaritas. Polaritas transformator dibedakan menjadi:

Polaritas penjumlahan Polaritas pengurangan

Perbedaan polaritas transformator disebabkan cara melilitkan belitan pada inti besi yang berbeda arahnya.

a). Polaritas Penjumlahan b). Polaritas Pengurangan

Gambar 1.1 Polaritas Transformator

IV. Rangkaian Percobaan

Gambar 1.2 Rangkaian Percobaan Pengujian Polaritas

1

2

V. Pelaksanaan Percobaan1. Rangkaian percobaan terlihat seperti gambar 1.2.2. Masukkan tegangan sumber melalui pengatur tegangan dengan tegangan

jangan sampai melebihi tegangan nominal transformator yang diuji..3. Kemudian catat penunjukkan voltmeter VA dan VB.

VI. Tugas1. Tentukan polaritas transformator.2. Berikan tanda pada terminal transformator dan berikan kesimpulan.

Data Transformator :Daya = watt Frekuensi = Hz.Teg. Primer = volt Teg. Sekunder = voltArus Primer = ampere Arus Sekunder = ampere

Data Percobaan Penentuan Polaritas Transformator

VA(volt) VB(volt)

Kesimpulan :

3

1.2 ANGKA JAM TRANSFORMATOR 3 FASA

I. Tujuan Percobaan

Menentukan angka jam (group Vektor) dari transformator 3 fasa.

II. Peralatan Yang Digunakan Transformator 3 fasa Pengatur tegangan Voltmeter AC

III. Teori Dasar

Angka jam pada umumnya sudah tertera pada plat nama dari transformator daya tiga fasa. Namun kemungkinan diperlukan pengecekan angka jam disebabkan plat nama tersebut rusak atau hilang.Angka jam dapat berbeda, karena cara menghubungkan transformator dalam hubungan 3 fasa, dikenal sebagai angka jam standart yaitu angka jam 0, angka jam 6, angka jam 11 dan angka jam 5

Angka jam dapat diketahui dengan pengujian sebagai berikut:Dua terminal yang bersamaan hurufnya pada sisi tegangan tinggi dan tegangan rendah dihubungkan, misal terminal (W) dihubungkan dengan terminal (w). Kemudian transformator pada sisi tegangan tinggi disuplai dengan tegangan dibawah tegangan nominal. Selanjutnya diukur tegangan-tegangan antara fasa : (U – u), (V – v), (U – v), (V – u).

Dibawah ini diberikan ringkasan rumus-rumus yang berlaku untuk golongan hubungan standart angka jam transformator, yang dihitung dari diagram vektor tegangannya.

E – Tegangan antar saluran belitan sisi tegangan tinggi e - Tegangan antar saluran belitan sisi tegangan rendah

TT TR

W

VTRAFO3 FASA

PT

4

IV. Rangkaian PercobaanU

u

~ v

w

Gambar 1.3 Rangkaian Percobaan Angka Jam Transformator 3 Fasa

V. Pelaksanaan percobaan1. Hubungkan transformator 3 fasa dalam hubungan Y –Y.2. Kemudian salah satu fasa, misalnya (w) pada belitan sekunder dihubungkan

dengan (W) pada belitan primer.3. Transformator yang diuji dihubungkan dengan sumber tegangan melalui

pengatur tegangan.4. Naikkan tegangan masukan dan jangan sampai melebihi tegangan nominal dari

transformator 3 fasa.5. Selanjutnya diukur besar tegangan antara terminal-terminalnya.

VI. TugasTentukan angka jam dari transformator hubungan (Y-Y) dan transformatorhubungan (Y-∆) serta berikan kesimpulan.

Data Transformator :Daya = watt Frekuensi = Hz.Teg. Primer = voltArus Primer = ampere

Teg. Sekunder =Arus Sekunder =

voltampere

Data Percobaan Angka Jam Transformator 3 Fasa

No. Terminal Hubungan (Y – Y) Tegangan (volt)

Hubungan (Y - ∆) Tegangan (volt)

1 U – V2 U – W3 V – W4 u - v5 u - w6 v - w7 U – u8 U – v9 V – u

10 V – v

5

Analisis dan Kesimpulan :

6

Ze1

Ze1Ze2

Ze2

Ze1Ze2

1.3 KERJA PARALEL TRANSFORMATOR

I. Tujuan Percobaan

Mengetahui dan menentukan pembagian beban pada paralel dua transformator.

II. Peralatan Yang DigunakanTransformator 1 fasa Pengatur tegangan Voltmeter AC Ampermeter AC

III. Teori DasarJika beban bertambah besar maka kemampuan transformator harus bertambah

besar pula. Ada dua cara mengatasinya, yaitu mengganti transformator dengan transformator yang kapasitasnya lebih besar atau menambah satu buah transformator dengan daya yang sama. Juga untuk mempertinggi keandalan atau karena pertimbangan ekonomis dilakukan kerja paralel transformator. Tentu hal tersebut akan terlaksana secara baik, jika transformator tersebut benar-benar sama secara elektris dan mekanis serta dibuat oleh pabrik yang sama. Jika terdapat perbedaan tegangan pada kedua transformator tersebut, maka akan mengalir arus listrik dari transformator pertama ke transformator kedua atau sebaliknya. Arus tersebut dikenal sebagai arus sirkulasi.Syarat kerja paralel dua transformator atau lebih:

Tegangan nominal dan angka transformasi harus sama. Polaritas transformartor harus sama.Frekuensi kerja harus sama.Prosentase tegangan impedansi harus sama.

Gambar 1.4 Rangkaian Pengganti Dua Transformator Paralel

Pada transformator I dan transformator II:

I1 . Ze1 = I2 . Ze2

Maka :I1 Ze 2

I2 Ze1

Pembagian arus pada transformator :

I1 I I2 I

Daya Transformator I dan II:S1

7

V1.I1

S2

V2

.I2

8


Gambar 1.5 Rangkaian Percobaan Transformator Paralel

V. Pelaksanaan Percobaan1. Rangkaian Percobaan seperti pada gambar 1.5.2. Saklar S dalam keadaan terbuka (keadaan tanpa beban).3. Hidupkan sumber tegangan dan pengaturan tegangan dinaikkan sampai mancapai

harga tegangan nominal transformator.4. Beban dimasukkan, mulai percobaan dengan harga arus terkecil kemudian

dinaikkan secara bertahap sampai harga nominalnya.5. Tiap perubahan beban, catat voltmeter dan amperemeter: V1, V2, A1, A2, A3.

V. Tugas

Berikan analisis pembagian beban kerja paralel kedua transformator tersebut.

Data Transformator :Daya = watt Frekuensi = Hz.

Teg. Primer = volt Teg. Sekunder = volt

Arus Primer = ampere Arus Sekunder = ampere

Data Percobaan Kerja Paralel Transformator

No. I1 (A) I2 (A) I3 (A) V1 (V) V2 (V)

1.

2.

3.

4.

5.

9


9

PERCOBAAN 2

PARAMETER MESIN SINKRON TIGA FASA

2.1. PARAMETER MESIN SINKRON (Xs, Xd, Xq)

I. Tujuan Percobaan1. Menentukan besarnya reaktansi sinkron (Xs)2. Menerapkan metode pengujian dengan slip rendah untuk mencari parameter

mesin, reaktansi membujur (direct) dan reaktansi lintang (quadrature) Xd dan Xq

II. Peralatan Yang Digunakan Dynamometer Mesin sinkron 3 fasa Voltmeter AC Amperemeter AC Wattmeter Osiloskop

III. Teori DasarDalam aplikasi tensor pada generator sinkron yang sudah tersusun yang dapat

dilakukan hanyalah menghitung/mencari parameter generator sinkron dari beberapa metode yang selanjutnya dianalisis dengan tensor transformasi.Dengan berubahnya posisi rotor menyebabkan berubahnya variabel atau parameter, di mana pada posisi sumbu fasa jangkar berimpit dengan sumbu membujur dari rotor akan didapatkan harga reaktansi maksimum yang disebut X q atau reaktansi lintang.

Jika mesin dalam keadaan jenuh tegangan diambil dari garis celah udara. Dari garis celah udara tersebut diambil satu titik (pada nilai nominalnya) kemudian diproyeksikan pada sumbu arus penguatan seperti yang terlihat dalam gambar (2.1.). Dari garis proyektor tersebut diperoleh titik potong pada karakteristik arus hubung singkat yaitu titik B, maka besarnya reaktansi sumbu membujur dinyatakan sebagai:

Xd ACBC (ohm)

Sedangkan arus medan yang digunakan untuk menghasilkan tegangannominal beban nol ( I foc ) = OC dan arus medan yang digunakan untukmenghasilkan arus hubung singkat yang sama dengan arus beban nominal adalah

fsc = OH, maka

X d dalam per unit:

Xd OC OH (p.u)

Pada mesin sinkron kutub menonjol (salient pole) besarnya reaktansi sumbu langsung / bujur (direct reactance) tidak sama dengan reaktansi sumbu lintang(quadrature reactance) : Xd Xq

Pada mesin sinkron kutub silindris (non salient pole) : Xd

Xs – reaktansi sinkron Xq Xs

10

Gambar 2.1 Karakteristik Tanpa Beban dan Hubung Singkat Generator Sinkron

Mesin sinkron 3 fasa dengan kutub menonjol reaktansi membujur dan reaktansi melintang besarnya tidak sama.Apabila

X d telah didapatkan maka dapat dilakukan perhitungan untuk

menentukan besarnya bawah ini:

X q dengan menggunakan rumus dimensi mesin seperti di

X q 1 sin ka ka ( 1

4)coska 2 ka

2

Dimana:

X d

k a bp f p

1 sin ka

ka

bp lebar kutub

f p jarak kutub

Pada mesin sinkron kutub menonjol, bentuk gelombang tegangan dan arus dari hasil slip test, diperoleh bentuk gelombang sebagai berikut :

11

makI Vmin

q

min

X

I Vmak

dX

Besar Xd dan Xq dapat dihitung dengan rumus :


tegangan jangkar

arus jangkar

Gambar 2.2 Rangkaian Percobaan Generator Sinkron Tanpa Beban

Gambar 2.3 Rangkaian Percobaan Generator Sinkron Hubung Singkat

12

Gambar 2.4 Rangkaian Percobaan untuk mencari Xd dan Xq

V. Pelaksanaan Percobaan

Pengujian Tanpa Beban dan Pengujian Hubung Singkat1. Rangkaian percobaan seperti pada gambar 2.2.2. Rotor generator diputar pada putaran nominal3. Kumparan medan diberi arus penguatan secara bertahap4. Catat setiap kenaikan arus penguatan dan kenaikan tegangan fasa sampai

harga nominal5. Untuk percobaan hubung singkat dilakukan seperti pada pengujian tanpa

beban tetapi ujung-ujung fasa terminal dihubung singkat, seperti terlihat pada gambar 2.3. dan kenaikan arus penguatannya harus dijaga agar arus fasa hubung singkat ini tidak melebihi arus nominalnya.

Pengukuran reaktansi bujur dan reaktansi lintang (Xd dan Xq)

1. Generator sinkron dirangkaikan seperti gambar 2.4. rotor dikopel dengan penggerak (motor listrik) dan belitan medannya dilepas (dibiarkan kondisi terbuka). Belitan jangkar dihubungkan Y dan disuplai dengan sumber tegangan arus bolak-balik 3 fasa.

2. Putar generator sampai mendekati putaran nominal (slip rendah). Periksa tegangan keluaran belitan medan akibat magnet remanensi. Pastikan tegangannya ≤ 5 %. Bila tidak, magnet remanensi harus dilemahkan atau didemagnetisasikan dengan memberikan sumber tegangan bolak-balik (AC).

3. Belitan jangkar diberikan tegangan 3 fasa sebesar ≤ 10% dari tegangan nominal.

4. Catat besarnya tegangan dan arus pada penunjuk osiloskop.5 .Untuk menentukan besarnya tegangan dan arus pada osiloskop dengan cara

sebagai berikut :

R – tahanan seri yang terhubung dengan

terminal osiloskop

13

IV. Tugas

1. Tentukan besar parameter mesin sinkron, Reaktansi sinkron tak jenuh dan reaktansi sinkron jenuh.

2. Tentukan besar reaktansi sumbu langsung (Xd) dan reaktansi sumbu lintang (Xq)

1. Reaktansi Sinkron tak Jenuh dan reaktansi Sinkron Jenuh

Data Mesin Sinkron 3 Fasa

=

Pengujian Generator Sinkron keadaan tanpa beban

Putaran = rpm

No. If (ampere) V (volt)

1

2

3

4

5

Pengujian Generator Sinkron keadaan hubung singkat

No. If (ampere) Isc (ampere)

1

2

3

4

5

DayaHubungan Tegangan

===

VA

VArus = APutarancos

= rpm

14

Karakteristik tanpa beban dan hubung singkat :

Analisis dan Kesimpulan.

15

2. Reaktansi bujur dan reaktansi lintang Xd dan Xq Data

Mesin Sinkron:

1. Pengukuran TeganganVolt/div =

Time/div =

Vmaks (div) Vmin (div) Putaran (rpm) Slip

2. Pengukuran ArusVolt/div =

Time/div =

Vmaks (div) Vmin (div) R(ohm) Putaran (rpm)

Gambar gelombang tegangan dan arus :


===

VA

VArus = APutaran = rpmCos φ =

16

Analisis dan Kesimpulan.

1. Pengukuran Tegangan

Vmaks =

V min =

2. Pengukuran Arus

Imaks =

I min =

PERCOBAAN 3

KERJA PARAREL GENERATOR SINKRON

I. Tujuan PercobaanMelakukan kerja pararel antara dua generator sinkron 3 fasa dengan menggunakan sistem lampu (sinkronoskop lampu)

II. Peralatan Yang Digunakan

Dynamometer Generator sinkron 3 fasa Voltmeter AC Indikator urutan fasa Penunjuk urutan fasa Frekuensi meter

III. Teori dasarGenerator G1 dan Generator G2 seperti pada gambar 3.1. berikut akan dilakukan

kerja pararel.

Gambar 3.1 Kerja Paralel Antara Dua Generator Sinkron

Syarat-syarat yang harus dipenuhi dalam kerja pararel adalah sebagai berikut :

1. Tegangan dari Generator G1 dan G2 harus sama (V1=V2).2. Tegangan generator G1 dan G2 harus mempunyai frekuensi yang sama (f1 = f2).3. Generator G1 dan G2 harus mempunyai fasa dan urutan fasa yang sama.

Apabila syarat di atas sudah dipenuhi, maka pada kedua generator dapat dilakukan kerja paralel. Pada gambar (3.1.), misalnya generator G1 menghasilkan tegangan V1 dengan frekuensi f1, sedangkan generator G2 menghasilkan tegangan V2

dengan frekuensi f2, dimana:

V1 V2 dan f1 f2

Karena kedua tegangan tidak sama, maka antara kedua ujung 1 dan 2 pada saklar S terdapat perbedaan tegangan sebesar V, dimana:

V = V1-V2

Besarnya V menjadi nol hanya pada beberapa saat tertentu, misalnya pada saat tA dan tB seperti terlihat pada gambar (3.2), apabila saklar S ditutup maka perbedaan tegangan V akan mengakibatkan mengalirnya arus-arus penyesuaian dalam rangkaian yang menghubungkan generator G1 dan G2, yang dapat

17

18

V

membahayakan kedua generator sinkron dan seluruh jaringan listrik yang terhubung dengan kedua generator tersebut.

Gambar 3.2 Bentuk Gelombang Tegangan dari Generator G1 dan G2

Dapat dilihat bahwa untuk dapat menghubungkan generator G1 dan G2 dengan menutup saklar S maka perbedaan tegangan V harus sebesar nol setiap saat.Salah satu metode sederhana untuk mensinkronkan dua generator sinkron atau mensinkronkan sebuah generator sinkron dengan jaringan listrik, adalah dengan menggunakan sinkronoskop lampu.

Ada beberapa metode untuk menghubungkan sinkronoskop lampu, yaitu: Sinkronoskop lampu hubungan terang Sinkronoskop lampu hubungan gelap Sinkronoskop lampu hubungan gelap-terang


Gambar 3.3 Kerja Paralel Generator Sinkron dengan Jala-Jala mengunakan Sinkronoskop Lampu Hubungan Gelap –Terang

V. Pelaksanaan Percobaan1. Jalankan Generator sinkron, dengan menggunakan dynamometer/motor listrik.2. Hubungkan sinkronoskop lampu hubungan gelap-terang.3. Putaran diatur mendekati putaran nominal generator sinkron, arus penguatan

dinaikkan sampai tegangan terminal generator mendekati tegangan nominal.4. Putaran diatur nominal, tegangan dijaga jangan mendekati atau sama dengan

tegangan jala-jala PLN. Apabila lampu L1 mati, dan L2, L3 menyala, pada saat ini, segera saklar penghubung dimasukkan.

5. Generator sinkron telah kerja paralel dengan jala-jala PLN.6. Ulangi dengan menggunakan sinkronoskop lampu hubungan gelap.

19

VI. Tugas

1. Jelaskan saat kapan yang paling tepat kedua generator dapat diparalel, dengan sinkronoskop lampu hubungan gelap-terang dan sinkronoskop lampu hubungan gelap.

2. Jelaskan arah urutan nyala lampu pada sinkronoskop lampu hubungan gelap- terang pada putaran/frekuensi tegangan generator lebih rendah dari frekuensi jala-jala PLN.

Analisis dan Kesimpulan:

PERCOBAAN 4

MOTOR SINKRON 3 FASA

I. Tujuan Percobaan1. Mengetahui perubahan beban (arus jangkar) terhadap putaran motor sinkron 3 fasa2. Mengetahui dan memahami karakteristik pengaturan motor sinkron 3 fasa.


Motor Sinkron 3 fasa Beban mekanik Amperemeter DC Amperemeter AC Voltmeter AC

Frekuensimeter Tachometer Cos φ meter Sinkronoskop Lampu

III. Teori DasarBesarnya putaran motor sinkron ditentukan oleh frekuensi sumber (f) dan jumlah

pasang kutub (p). Apabila ditulis secara matematis adalah sebagai berikut:

n 60fp (rpm)

Motor sinkron memiliki putaran yang konstan selama berbeban di bawah beban nominal hingga beban nominalnya.

Salah satu karakteristik dari motor sinkron yang paling utama adalah karakteristik pengaturan, yang pada umumnya disebut dengan “Lengkung V” seperti pada gambar 4.1 bawah ini.

Gambar 4.1 Karakteristik Pengaturan Motor Sinkron 3 Fasa

Motor sinkron dalam keadaan tanpa beban maupun dalam keadaan berbeban, apabila arus penguatan secara berlebih (over-excited) maka motor sinkron akan bekerja sebagai beban kapasitif. Arus jangkar (I) yang mengalir pada motor sinkron akan mendahului (leading) terhadap tegangan. Hal ini terjadi karena kelebihan flux (ditandai dengan fasor tegangan terinduksi, Em yang lebih besar dari tegangan jangkar, V) harus diimbangi sehingga kumparan jangkar akan menarik arus yang bersifat kapasitif dari jala- jala, dengan demikian motor akan bekerja pada faktor daya (cos φ) yang mendahului.

20

23

Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat diagram fasor motor sinkron pada keadaan penguatan berlebih di bawah ini.

Gambar 4. 2 Diagram Fasor Motor Sinkron Kondisi Penguatan Berlebih (Over-Excited)


Gambar 4.3 Rangkaian Percobaan Motor Sinkron


A. Prosedur Start Motor Sinkron1. Mesin sinkron diputar dengan penggerak mula, hingga putarannya mendekati

putaran nominal mesin sinkron2. Arus penguatan (If) dimasukkan hingga tegangan keluaran pada mesin sinkron

sama dengan tegangan sumber (jala-jala)3. Putaran penggerak mula dan besarnya arus penguatan diatur lagi sedemikian rupa

hingga syarat ”kerja paralel” dipenuhi (tegangan, frekuensi, dsb)4. Saat kondisi ”tepat sinkron” dicapai (diketahui dari sinkronoskop dan sinkronoskop

lampu), maka saklar 3 kutub dapat ditutup5. Mesin penggerak mula dipadamkan sehingga mesin sinkron bekerja sebagai motor

sinkron

24

B. Percobaan: Karakteristik Putaran Motor Sinkron

1. Lakukan langkah no. 1 s/d 52. Arus jangkar (Ia) diubah step demi step dengan mengubah torsi beban mekanik3. Catat putaran motor sinkron untuk setiap nilai arus jangkar (Ia) tertentu

C. Percobaan: Karakteristik Pengaturan Motor Sinkron

1. Lakukan langkah no. 1s/d 5, dalam keadaan tanpa beban mekanik2. Arus penguat (If) diubah step demi step3. Catat hasil penunjukkan arus jangkar, cos φ untuk setiap nilai arus penguat.4. Lakukan percobaan dalam keadaan berbeban

VI. Tugas

1. Gambarkan karakteristik putaran motor sinkron 3 fasa, serta berikan kesimpulan.2. Gambarkan karakteristik pengaturan motor sinkron 3 fasa, berikan kesimpulan.

Data Motor Sinkron 3 Fasa :

Daya HubunganTegangan

===

W

VArus = ATeg. Penguatan = VArus penguatan = APutaran = rpmCos φ =

Data Karakteristik Putaran Motor Sinkron 3 Fasa

No. Ia (ampere) n (rpm)

1

2

3

4

5

25

Karakteristik putaran sebagai fungsi arus jangkar (beban mekanik) : n = f (Ia)

Kesimpulan :

26

Data karakteristik Pengaturan Motor Sinkron 3 Fasa

No V (volt) If (ampere)Ia (ampere) Cos φ

Tanpa beban Berbeban Tanpa beban Berbeban

1.

2.

3.

4.

5.

Karakteristik pengaturan motor sinkron 3 fasa : Ia = f (If)

Kesimpulan :

1

R2

PERCOBAAN 5

MOTOR INDUKSI 3 FASA

5.1 PENGUJIAN MOTOR INDUKSI 3 FASA TANPA BEBAN

I. Tujuan Percobaan1. Mengetahui dan menghitung rugi-rugi, yaitu rugi inti, rugi tembaga belitan stator,

rugi gesek bantalan dan angin.2. Menghitung reaktansi magnetisasi (Xm)

II. Peralatan Yang Digunakan Motor Induksi 3 fasa Pengatur tegangan 3 fasa Voltmeter AC Amperemeter AC Wattmeter 1 fasa Tachometer

III. Teori DasarPada waktu keadaan tanpa beban, maka daya masuk P0 terdiri dari rugi inti, rugi

tembaga beban nol dan rugi gesek bantalan dan angin. Apabila dituliskan secara matematis adalah sebagai berikut:

Pi Pc

Pf w

Io 2R Io2 2

Dimana: Pi = Daya masukPc = Rugi inti besiPf+w = Rugi gesek dan anginIo1 R1 = Rugi tembaga belitan stator Io2 R2 = Rugi tembaga belitan rotor

Karena slip kecil pada keadaan tanpa beban maka rugi tembaga rotor dapat diabaikan dan rangkaian pengganti dapat digambarkan seperti pada gambar 5.1.

Gambar 5.1 Rangkaian Pengganti Motor Induksi Tanpa Beban

Jadi : Pi Pc Pf w Io1R1

Rugi tembaga stator cukup besar sehingga perlu diperhitungkan rugi-rugi konstan:Pc Pf w

Pi Io1R1

Untuk memisahkan Pc dan Pf+w dapat dilakukan dengan membuat lengkungPi f(V) seperti pada gambar 5.2.Dan dapat dilihat pula gambar arus Io f(V)

27

1

28

A

Gambar 5.2 Lengkung Daya dan Arus Sebagai Fungsi Tegangan

Rugi Pf w

dapat diambil sama dengan daya masuk pada tegangan minimum saat

motor akan berputar, karena pada saat ini rugi inti dapat diabaikan.Dari lengkung Pi f(V) pencatatan hanya dapat dilakukan sampai titik A, dengan memperpanjang lengkung ini sampai memotong sumbu V= O di titik B, maka rugigesek dan angin Pf w OB


Gambar 5.3 Motor Induksi Tanpa Beban

V. Pelaksanaan Percobaan1. Motor induksi tiga fasa dihubungkan dengan sumber tegangan melalui pengatur

tegangan 3 fasa seperti pada gambar 5.3.2. Atur tegangan sumber sampai harga nominal tegangan dari motor induksi3. Turunkan tegangan sumber step demi step, setiap step catat (Pi), (V) dan Arus

(I0).4. Setiap menurunkan tegangan, putaran motor dipertahankan konstan (pengukuran

dilakukan sampai putaran berubah)5. Tahanan belitan tembaga stator (R1) diukur dengan Ohmmeter.

VI. TugasHitung besarnya rugi inti besi, rugi belitan tembaga , rugi gesek bantalan dan angin serta berikan kesimpulan.

29

Data motor induksi tiga fasa :


===

/W

VArus Nom. = AFrekuensi = Hz.Putarancos

==

rpm

Data Pengukuran Motor Induksi 3 Fasa Tanpa Beban.

No V1 (volt) I0 (amp) Pi (watt) n (rpm)12345

Karakteristik Daya Masuk Sebagai Fungsi Tegangan :

Pi f (V)

30


1 2

31

3ITB

3 Inom

Z2 BR R2 BR

5.2 PENGUJIAN ROTOR DITAHAN MOTOR INDUKSI 3 FASA

I. Tujuan PercobaanMenentukan parameter motor induksi tiga fasa

II. Peralatan Yang Digunakan Motor induksi 3 fasa Wattmeter Voltmeter AC Amperemeter AC Pengaturan tegangan 3 fasa Tachometer

III. Teori Dasar

Rangkaian pengganti motor induksi dalam keadaan rotor ditahan (hubung singkat) seperti pada gambar 5.4.

Gambar 5.4 Rangkaian Pengganti Hubung Singkat Motor Induksi

1. Pada pengukuran tanpa beban

XTB VTB(LL ) ,

V

- Tegangan Nominal

Xm XTB X1 ITB - Arus tanpa beban

2. Pada pengukuran rotor ditahan

ZBR VBR(LL ) , RBR

PBR (3)3I2

nom

XBR

XBR X X '

TB

32

Pembagian X1 dan X2’ secara empiris :

Kelas Motor Induksi

X 1

X BR

X2 '

X BR

Klas A 0,5 0,5Klas B 0,4 0,6Klas C 0,3 0,7Klas D 0,5 0,5

Rotor belitan 0,5 0,5

Tahanan belitan stator (R1) diukur dengan ohmmeter pada tiap fasa


Gambar 5.5 Rangkaian Percobaan Blocked Rotor Motor Induksi

V. Pelaksanaan Percobaan1. Rangkaian percobaan seperti pada gambar 5.5, rotor ditahan sehingga tidak

berputar.2. Atur tegangan masukan melalui pengaturan tegangan 3 fasa hingga mencapai

arus nominal motor induksi3. Catat penunjukan voltmeter, ampermeter dan wattmeter.

VI. TugasHitung besarnya parameter motor induksi.

(R1, X1, R2’, X2’, Xm)

33

Data pengukuran rotor ditahan.

Isc = Inom = A

Vsc (volt) Psc (watt) R1 (Ω)


2

34

5.3 PENGUJIAN MOTOR INDUKSI 3 FASA BERBEBAN

I. Tujuan Percobaan.

1. Menggambarkan karakteristik arus beban, kopel beban sebagai fungsi putaran.2. Menghitung efisiensi motor induksi 3 fasa

II. Peralatan Yang Digunakan Motor induksi 3 fasa Wattmeter Voltmeter AC Amperemeter AC Pengaturan tegangan 3 fasa Tachometer

III. Teori DasarTorsi (Torque) adalah gaya yang dimiliki oleh benda yang berputar. Karakteristik

torsi motor induksi menunjukkan kemampuan untuk memikul beban dengan karakteristik tertentu. Besarnya torsi mekanik untuk motor induksi adalah:

mek Pmek

Pmekr

Pi Pcu1 Pcu2 Pc

Pcu2 I2

'2 R '

per fasa

Torsi mekanik besarnya sama dengan torsi elektromagnetik. Besar efisiensi Motor induksi:

Pout

Pin

x100% dengan Pout

Pmek

Pf w

.


Gambar 5.6 Rangkaian Percobaan Berbeban Motor Induksi

35

V. Pelaksanaan Percobaan1. Motor induksi dihubungkan seperti gambar 5.6, dimana sebagai beban mekanik

digunakan rem magnetik atau generator DC2. Motor dijalankan dengan tegangan nominal3. Atur beban step demi step sesuai dengan besar arus yang diinginkan4. Catat penunjukkan voltmeter, ampermeter, wattmeter dan putaran.

VI. Tugas

1. Gambarkan karakteristik torsi sebagai fungsi putaran motor induksi 3 fasa, serta berikan kesimpulan

2. Hitung efisiensi motor induksi 3 fasa, serta berikan kesimpulan

Data Pengukuran Motor Induksi 3 Fasa Berbeban.

V1 (nominal) = volt

No I (amp) Pi (watt) n (rpm) Pout (watt)12345

Karakteristik torsi motor induksi 3 fasa : T = f (n)

36


r

PERCOBAAN 6

STARTING MOTOR INDUKSI 3 FASAI. Tujuan percobaan

1. Mengetahui cara starting motor induksi 3 fasa2. Mengetahui besarnya arus starting untuk hubungan bintang maupun segitiga dan

arus starting menggunakan saklar (Y-∆) manual maupun otomatis


Motor induksi 3 fasa Pengatur tegangan 3 fasa Osiloskop Amperemeter AC, Voltmeter AC Saklar (Y-) manual/otomatis AC motor controls trainer

III. Teori Dasar

Pada saat starting, motor dalam keadaan diam sehingga GGL lawan yang dibangkitkan pada belitan rotor sama dengan nol, jadi arus yang mengalir pada belitan stator sangat besar. Arus tersebut dapat merusak isolasi belitan. Apabila motor tersebut berkapasitas besar, maka arus starting tersebut dapat mengganggu sistem dengan adanya goncangan tegangan (fluktuasi tegangan).

Gambar 4.1. Rangkaian Pengganti Motor Induksi

Secara analisis rangkaian, pada saat motor dalam kondisi diam, ketika motor dinyalakan, hambatan R2’ akan nol(short circuit) karena saat starting kecepatan medan stator sudah ada sedangkan rotor belum berputar, maka sesuai persamaan

s ns nr 100% , ketika putaran rotor(n sama dengan nol maka slip akan sama

ndengan satu dan sesuai dengan persamaan R2’ = R2 . (1-s)/ s maka besarnya akan samadengan nol dan mengakibatkan rangkaian pengganti motor induksi dihubung singkat dan menyebabkan arus yang mengalir menjadi sangat tinggi (4 s/d 7) x Inom

Untuk mengurangi besarnya arus starting pada motor induksi dapat dilakukan berbagai cara, antara lain sebagai berikut :

1. Menaikkan tegangan secara bertahap dengan autotrafo2. Menggunakan saklar Y-3. Menggunakan reaktor/autotrafo4. Menggunakan tahanan tambahan pada rotor, untuk rotor belitan5. Menggunakan peralatan start elektronik

37

38

IV. Rangkaian Percobaan1. Starting langsung hubungan Y2. Starting langsung hubungan 3. Starting menggunakan saklar (Y-) manual/otomatis


◊ Starting Langsung Hubungan Y

1. Rangkaian percobaan seperti pada gambar 4.22. Naikkan tegangan pengatur tegangan sampai tegangan antar saluran sama

dengan tegangan nominal motor induksi 3 fasa.3. Hidupkan motor induksi 3 fasa dengan menekan saklar4. Pada saat yang bersamaan, amati perubahan gelombang yang ditampilkan

osiloskop.5. Catat besarnya lonjakan gelombang arus dalam tampilan osiloskop.6. Catat besar penunjukkan ampermeter ketika gelombang sudah konstan

Gambar 4.2. Rangkaian Percobaan Starting Langsung Hubungan Y

◊ Starting Langsung Hubungan

1. Rangkaian percobaan seperti pada gambar 4.32. Naikkan tegangan pengatur tegangan sampai tegangan antar saluran sama

dengan tegangan nominal motor induksi 3 fasa.3. Hidupkan motor induksi 3 fasa dengan menekan saklar4. Pada saat yang bersamaan, amati perubahan gelombang yang ditampilkan

osiloskop.5. Catat besarnya lonjakan gelombang arus dalam tampilan osiloskop6. Catat besar penunjukkan ampermeter ketika gelombang sudah konstan

39

Gambar 4.3. Rangkaian Percobaan Starting Langsung Hubungan Δ

◊ Starting dengan Menggunakan Saklar (Y-) Manual/Otomatis

1. Rangkaian percobaan seperti gambar 4.42. Naikkan tegangan pengatur tegangan sampai tegangan antar saluran sama

dengan tegangan nominal motor induksi 3 fasa.(hubungan ∆)3. Hidupkan motor induksi 3 fasa dengan saklar (Y-∆)4. Catat besarnya lonjakan gelombang arus, ketika rangkaian dihubungkan

dengan saklar (Y- ∆) dalam tampilan osiloskop.5. Catat besar penunjukkan amperemeter ketika gelombang sudah konstan6. Lakukan starting dengan saklar (Y-∆) otomatis.

Gambar 4.4 Rangkaian Percobaan Starting dengan Saklar (Y-∆)VI. Tugas

Berikan perbandingan antara besarnya arus start langsung dengan arus start dengan menggunakan saklar (Y-∆)

Data motor induksi 3 fasa :

DayaTegangan(Y/) Arus(Y/)

===

WV A

Frekuensi = HzPutaranCos

==

rpm

40

Data hasil pengujian:

1. Start Langsung Hubungan Y

Volt/div = V/divTime/div = s/div

Lonjakan Gelombang arus (div)

Gelombang arus Steady State (div)

Perbandingan kenaikan arus starting :

lonjakan gelombang arus start (nilai maksimum gelombang)n

2. Start Langsung Hubungan

gelombang arus steady

state






gelombang arus steady state

3. Start Y- dengan Saklar Manual/otomatis






gelombang arus steady state

41


PERCOBAAN 7

GENERATOR DC PENGUAT SHUNT DAN KOMPON

7. 1 GENERATOR DC PENGUAT SHUNT BERBEBAN

I. Tujuan Percobaan

1. Mengetahui perubahan arus beban terhadap tegangan jangkar dari generator DC penguat shunt.

2. Menggambarkan karakteristik generator arus searah penguat shunt.

II. Peralatan Yang Digunakan Dynamometer Generator DC shunt Amperemeter DC, Voltmeter DC Tahanan geser

III. Rangkaian Percobaan

Gambar 7.1 Rangkaian Percobaan Generator DC Penguat Shunt

IV. Pelaksanaan Percobaan1. Generator shunt dihubungkan seperti rangkaian percobaan gambar 7.1.2. Generator shunt diputar sampai pada putaran nominal.3. Masukkan arus penguatan (If)dengan melepas beban listrik terlebih dahulu,

kemudain catat besarnya (If) dan tegangan jangkar (Va)4. Sambungkan beban listrik dengan generator shunt, kemudian masukkan

beban step demi step , catat arus beban (Ia) dan besar tegangan jangkar (Va)5. Pada setiap perubahan arus beban, putaran harus dijaga konstan.

V. TugasGambarkan karakteristik berbeban generator DC penguat shunt, serta berikan kesimpulan

43

44

Data Generator DC penguat Shunt :

Daya = wattTegangan jangkar = voltArus jangkar = ampereTegangan penguatan = voltArus penguatan = amperePutaran = rpm

Data Pengukuran Generator DC Shunt Berbeban.Arus Penguatan ( If ) : APutaran : rpm

No. Vt (volt) I (ampere)

1

2

3

4

5

Karakteristik Berbeban Generator DC Shunt : Vt = f (I)

Kesimpulan :

45

7.2 GENERATOR DC PENGUAT KOMPON BERBEBAN

I. Tujuan Percobaan1. Mengetahui perubahan arus beban terhadap tegangan keluaran generator

DC penguat kompon.2. Menggambar karakteristik berbeban generator DC penguat kompon.

II. Peralatan Yang Digunakan Generator DC kompon Ampermeter DC Voltmeter DC Tahanan geser

III. Teori DasarGenerator DC kompon mempunyai dua macam belitan penguat yang pada umumnya disebut dengan belitan seri dan belitan shunt. Dengan adanya kedua macam belitan ini, maka karakteristik luar generator kompon terletak di antara karakteristik luar generator DC seri dan generator DC shunt.Ditinjau dari penyambungan belitan penguatnya, generator ini dapat di kelompok kan seperti pada gambar 7.2 berikut ini:

Generator DC Kompon Pendek Generator DC Kompon Panjang

Gambar 7.2 Belitan Penguat Generator DC Kompon


Gambar 7.3 Rangkaian Percobaan Generator DC Kompon Lawan

46

Gambar 7.4 Rangkaian Percobaan Generator DC Kompon Bantu

V. Pelaksanaan PercobaanA. Sebagai Kompon Lawan

1. Generator DC kompon dihubungkan sebagai kompon pendek lawan seperti pada gambar 7.3

2. Rb diletakkan pada posisi open circuit.3. Generator diputar oleh motor DC hingga mencapai putaran nominal.4. Atur masukan hingga tegangan terminal generator mencapai nominal.5. Masukkan beban step demi step hingga, tegangan generator mendekati nol.6. Turunkan beban hingga Ib = 0.7. Setiap perubahan beban dicatat harga Ib (arus beban) dan tegangan generator.8. Selama percobaan putaran, Rs dan R shunt dibuat konstan.

B. Sebagai Kompon Bantu1. Generator DC kompon dihubungkan sebagai generator DC kompon pendek bantu

seperti pada gambar 7.42. Beban pada posisi nol.3. Generator diputar hingga mencapai putaran nominal.4. Atur tegangan jepit generator mencapai nominal.5. Masukkan beban step demi step hingga arus beban nominal dan catat harga Ib

(arus beban) dan tegangan generator.6. Selama percobaan putaran, Rs dan R shunt dibuat konstan.

VI. Tugas

1. Gambarkan karakteristik berbeban generator DC kompon pendek lawan dan berikan kesimpulan

2. Gambarkan karakteristik berbeban generator DC kompon pendek bantu dan berikan kesimpulan

Data Generator DC penguat Kompon :

Daya = wattTegangan jangkar = voltArus jangkar = ampereTegangan shunt/seri = voltArus shunt/seri = amperePutaran = rpm

47

1. Data Pengukuran Generator DC Penguat Kompon Lawan.

If = amperen = rpm


1

2

3

4

5

Karakteristik Berbeban Generator DC Kompon Lawan : Vt = f (I)

Kesimpulan :

48

2. Data Pengukuran Generator DC Penguat Kompon Bantu.

If = amperen = rpm


1

2

3

4

5

Karakteristik Berbeban Generator DC Kompon Bantu : Vt = f (I)

Kesimpulan :

PERCOBAAN 8

MOTOR DC PENGUAT TERPISAH DAN SHUNT

8.1. MOTOR DC PENGUAT TERPISAH BERBEBAN

I. Tujuan Percobaan1. Mengetahui pengaruh perubahan beban mekanik terhadap arus belitan jangkar

motor DC peguat terpisah.2. Mengetahui pengaruh perubahan beban mekanik terhadap putaran motor DC

penguat terpisah

II. Peralatan Yang Digunakan Mesin DC Shunt Sumber tegangan DC Voltmeter DC, Ampermeter DC Tachometer

III. Teori DasarPada motor DC penguat terpisah rumus yang digunakan sama dengan rumus

motor DC Shunt, tetapi penguatannya dari sumber DC sendiri, sehingga untuk ini digunakan dua sumber DC, yaitu satu sumber untuk penguatan dan satu sumber lagi untuk kumparan jangkar Rumus-rumus yang berhubungan untuk motor DC penguat terpisah yaitu:

E V Ia .Ra

E C.n.

n V Ia .Ra

C.

n V Ia .R a

C.If

Tb Tm K.Ia karena f (I f ) I f

Perubahan beban mekanik akan mempengaruhi besarnya arus jangkar dan putaran motor DC penguat terpisah.

III. Rangkaian Percobaan

Gambar 8.1 Rangkaian Percobaan Motor DC Penguat Terpisah Berbeban

50

IV. Pelaksanaan percobaan

1. Rangkaian percobaan dihubungkan seperti gambar 8.12. Atur skala alat ukur sesuai dengan batas ukur3. Untuk percobaan Ia = f (Tb), dan n = f (Tb) belitan jangkar dari motor DC penguat

terpisah diberi tegangan nominal. Kemudian motor diputar sampai putaran nominal. Catatan: beban mekanik belum terhubung

4. Setiap perubahan beban mekanik, catat besar arus jangkar (I) dan putaran (n)

V. Tugas

1. Gambarkan karakteristik arus jangkar sebagai fungsi torsi beban mekanik motor DC penguat terpisah serta berikan kesimpulan.

2. Gambarkan kerakteristik putaran sebagai fungsi torsi beban mekanik motor DC penguat terpisah, serta berikan kesimpulan.

Data Motor DC penguat terpisah:

Daya = wattTegangan jangkar = voltArus jangkar = ampereTegangan penguatan = voltArus penguatan = amperePutaran = rpm

Data Pengukuran Motor DC Penguat Terpisah Berbeban.

V = volt

If = ampere

No. Pb (W) I (amp) n (rpm)

1

2

3

4

5

51

Karakteristik Arus Jangkar sebagai fungsi Torsi beban : Ia = f (Tb)

Kesimpulan :

52

Karakteristik Putaran sebagai fungsi Torsi beben : n = f (Tb)

Kesimpulan :

53

8.2. MOTOR DC PENGUAT SHUNT

I. Tujuan Percobaan1. Mengetahui pengaruh perubahan arus penguat medan terhadap putaran motor

DC Shunt dalam keadaan berbeban.2. Menggambarkan karakteristik putaran motor DC Shunt keadaan berbeban, yaitu

n f(If ) untuk tegangan terminal jangkar nominal.

II. Peralatan Yang Digunakan Mesin DC Shunt Amperemeter DC Voltmeter DC Tahanan geser Sumber tegangan DC Tachometer

III. Teori Dasar Pada motor DC Shunt memberikan hubungan:

E V Ia .Ra

E C.n.

n V Ia .Ra

C.

n V Ia .R a

C.If

karena f (I f ) I f

Dari rumus di atas, tampak putaran (n) berbanding terbalik dengan arus penguatan (If). Arus penguatan (If) diatur lewat tahanan geser.


Gambar 8.2. Rangkaian Percobaan Motor DC Shunt Berbeban

V. Pelaksanaan Percobaan1. Rangkaian percobaan dihubungkan seperti gambar 8.2.2. Atur skala alat ukur sesuai dengan batas ukurnya3. Letakkan posisi tahanan geser (seri) dengan belitan medan shunt pada

posisi paling kecil untuk menjalankan motor DC Shunt

54

4. Hubungkan motor DC Shunt dengan sumber tegangan. Atur sumber tegangan sampai posisi harga nominal tegangan motor

5. Beban mekanik dinaikkan sampai nilai tertentu6. Atur posisi tahanan geser, arus penguat ( If ) akan diturunkan step demi step7. Catat setiap perubahan arus penguat ( If ) dan putaran .

VI. TugasGambar karakteristik putaran motor DC Shunt keadaan berbeban serta berikan kesimpulan

Data motor DC Penguat Shunt:

Daya = wattTegangan = voltArus jangkar = ampereTegangan penguatan = voltArus penguatan = amperePutaran = rpm

Data Pengukuran Motor DC Penguat Shunt Berbeban.

V = voltIa = ampere

No. If (ampere) n (rpm) I (ampere)

1

2

3

4

5

55

Karakteristik Putaran Motor DC Penguat Shunt : n = f (If)

Kesimpulan :

olehme.elektro.ub.ac.id/wp-content/uploads/2020/04/buku... · web viewpada gambar (3.1.), misalnya...

Documents