Dari data hasil penelitian yang dilakukan di Laboratorium Motor Listrik Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Bangun dan Listrik (P4TK), dilakukan analisa data untuk mendapatkan besarnya rugi-rugi dan efisiensi motor induksi 3 fasa. Adapun analisa data yang dihitung adalah sebagai berikut:
4.3.1. Analisa dan Perhitungan slip dan Efisiensi Motor induksi tanpa penambahan inverter
Pada bab ini, dihitung rugi – rugi serta efisiensi motor induksi pada saat motor disuplai dari jala – jala.Analisa data ini bertujuan untuk mendapatkan nilai perbandingan slip dan efesiensi motor induksi saat di operasikan tanpa inverter dengan motor induksi saat di operasikan dengan penambahan inverter. Untuk itu penulis mengambil contoh perhitungan pada beban 1 Nm pada frekuensi50 Hz(tanpa inverter).
Dari percobaan untuk beban 1 Nm pada frekuensi 50 Hz(tanpa inverter), diperoleh data sebagai berikut:
V = 380 volt I = 2.33 Ampere Cos θ = 0.3
nr = 1486 Rpm Kutub (p) = 4
1. Kecepatan medan putar stator (ns)
ns = 120f
p =120 × 50
4 = 1500 Rpm 2. Slip
S = ns− nr
ns =1500 − 1486
1500 = 0.009
3. Daya masuk pada motor (PIn)
PIn = √3 × Vl× Il× cos θ = √3 × 380 × 2.33 × 0.3
= 460.06 Watt
4. Rugi daya inti pada saat tanpa beban (P0)
P0 = √3 × V0 × I0× cos θ = √3 × 380 × 2.3 × 0.1
= 151.38 Watt
5. Daya keluar stator (PoS) = Daya masuk ke rotor (Pin R) PoS= Pin R= PIn− (P0)
= 460.06 − (151.38)
= 308.68 Watt 6. Daya keluar motor (POut)
POut = (1 − slip) × PinR = (1 − 0.009) × 308.68
= 305.9 Watt
7. Efisiensi motor induksi (η)
η =Pout
Pin × 100 %
= 305.9
460.06× 100%
= 66.49 %
Dengan melakukan perhitungan yang sama akan diperoleh slip motor dan efisiensi motor untuk beban 2 Nm, 3 Nm, 4 Nm,5Nm. Adapun hasil perhitungan yang dilakukan disusun dalam tabel 4.5sebagai berikut:
Tabel 4.5Data hasil perhitungan motor induksi tanpa penambahan inverter (frekuensi 50 Hz)
Untuk mempermudah dalam memahami dan melakukan analisa data hasil perhitungan, maka hasil perhitungan ditampilkan dalam grafik Gambar 4.1 dan
Gambar 4.1 Grafik beban vs kecepatan motor induksi tanpa inverter (50 Hz)
Gambar 4.2 Grafik beban vs efisiensi motor induksi tanpa inverter (50 Hz)
1496
4.3.2. Analisa dan Perhitungan slip dan Efisiensi Motor Induksi yang dioperasikan dengan penambahan inverter
Pada bab ini, dihitung slip serta efisiensi motor induksi saat motor dioperasiakan dengan penamabahan inverter.Analisa data dilakukan pada masing-masing frekuensi masukan motor (30, 40, 50 Hz).Analisa data ini bertujuan untuk mendapatkan nilai perbandinganslip dan efesiensi motor saat dipoerasikan tanpa inverter dengan motor saat dioperasikan dengan penambahan inverter.
1. Frekuensi 30 Hz
Dari percobaan, saat motor disuplai dari inverter variable speed drive denganfrekuensi 30 Hz dan diberi beban sebesar 0.5 Nm, diperoleh data sebagai berikut:
V = 158 volt I = 3.74 Ampere Cos θ = 0.28 nr = 881 rpm Kutub (p) = 4
1. Kecepatan medan putar stator (ns)
ns =120f
p =120 × 30
4 = 900 rpm 2. Slip
S = ns− nr
ns =900 − 881
900 = 0.021 3. Daya masuk pada motor (PIn)
PIn= √3 × Vl× Il× cos θ = √3 × 158 × 3.74 × 0.28
= 286.58 Watt
4. Rugi daya inti pada saat tanpa beban (P0)
P0 = √3 × V0 × I0× cos θ = √3 × 158 × 3.6 × 0.18
= 177.33 Watt
5. Daya keluar stator (PoS) = Daya masuk ke rotor (Pin R) PoS= Pin R= PIn− (P0)
= 286.58 − (177.33)
= 109.25 Watt 6. Daya keluar motor (POut)
POut = (1 − slip) × PinR = (1 − 0.021) × 109.25
= 106.95 Watt 7. Efisiensi motor induksi (η)
η =Pout
Pin × 100 %
=106.95
286.58× 100%
= 37.31 %
Dengan cara perhitungan yang sama akan diperoleh rugi-rugi total motor dan efisiensi motor untuk beban 2Nm, 3 Nm, 4 Nm, 5 Nm, pada frekuensi 30 Hz.
Adapun hasil perhitungan yang dilakukan disusun dalam tabel 4.6 sebagai berikut:
Tabel 4.6Data hasil perhitungan motor induksi dengan penambahan
Untuk mempermudah dalam memahami dan melakukan analisa data hasil perhitungan, maka hasil perhitungan ditampilkan dalam grafik Gambar 4.3 dan Gambar 4.4.
Gambar 4.3Grafik beban vs kecepatan motor induksi dengan penambahaninverter (30 Hz)
Gambar 4.4 Grafik beban vs slip motor induksi dengan penambahan inverter(30 Hz)
2. Frekuensi 40 Hz
Dari percobaan, saat motor dioperasikan dari inverter variable speed drive dengan frekuensi 40 Hz dan diberi beban sebesar 1 Nm, diperoleh data sebagai
Kutub (p) = 4
1. Kecepatan medan putar stator (ns)
ns =120f
p =120 × 40
4 = 1200 rpm 2. Slip
S = ns− nr
ns =1200 − 1189
1200 = 0.009 3. Daya masuk pada motor (P In)
PIn= √3 × Vl× I1× cos θ
= √3 × 182 × 3.7 × 0.32
= 373.23 Watt
4. Rugi daya inti pada saat tanpa beban (P0) P0 = √3 × V0 × I0× cos θ
= √3 × 182 × 3.68 × 0.2
= 232.01 Watt
5. Daya keluar stator (PoS) = Daya masuk ke rotor (Pin R) PoS= Pin R= PIn− (P0)
= 373.23 − (232.01)
6. Daya keluar motor (POut) POut = (1 − slip) × PinR
= (1 − 0.09) × 141.22
= 139.94 Watt
7. Efisiensi motor induksi (η)
η =Pout
Pin × 100 %
=139.94
373.23× 100%
= 37.49 %
Dengan cara perhitungan yang sama akan diperoleh rugi-rugi total motor dan efisiensi motor untuk beban 2Nm, 3 Nm, 4 Nm, 5 Nm, pada frekuensi 40 Hz.
Adapun hasil perhitungan yang dilakukan disusun dalam tabel 4.6 sebagai berikut:
Tabel 4.7 Data hasil perhitungan motor induksi dengan penambahan inverter (frekuensi 40 Hz)
Beban
Untuk mempermudah dalam memahami dan melakukan analisa data hasil perhitungan, maka hasil perhitungan ditampilkan dalam grafik pada Gambar 4.5 dan Gambar 4.6.
Gambar 4.5 Grafik beban vs kecepatan motor induksi dengan penambahaninverter (40 Hz)
Gambar 4.6 Grafik beban vs slip motor induksi dengan penambahan inverter (40 Hz)
5. Frekuensi 50 Hz
Dari percobaan, saat motor disuplai dari inverter variable speed drive dengan frekuensi 50 Hz dan diberi beban sebesar 1 Nm, diperoleh data sebagai
1. Kecepatan medan putar stator (ns)
0,005
ns =120f
p =120 × 50
4 = 1500 rpm 2. Slip
S =ns− nr
ns =1500 − 1485
1500 = 0.01 3. Daya masuk pada motor (P In)
PIn= √3 × Vl× Il× cos θ
= √3 × 218 × 3.48 × 0.25
= 328.5 Watt
4. Rugi daya inti pada saat tanpa beban (P0) P0 = √3 × V0 × I0× cos θ
= √3 × 218 × 3.4 × 0.2
= 256.75 Watt
5. Daya keluar stator (PoS) = Daya masuk ke rotor (Pin R) PoS= Pin R= PIn− (P0)
= 328.5 − (256.75)
= 71.75 Watt
POut = (1 − slip) × PinR
= (1 − 0.01) × 71.75
= 71.03 Watt
7. Efisiensi motor induksi (η)
η =Pout
Pin × 100 %
=71.03
328.5× 100%
= 21.62 %
Dengan cara perhitungan yang sama akan diperoleh rugi-rugi total motor dan efisiensi motor untuk beban 2 Nm, 3 Nm, 4 Nm,5 Nm, pada frekuensi 50 Hz.
Adapun hasil perhitungan yang dilakukan disusun dalam tabel 4.7 sebagai berikut:
Tabel 4.8 Data hasil perhitungan motor induksi dengan penambahan inverter (frekuensi 50 Hz)
Untuk mempermudah dalam memahami dan melakukan analisa data hasil perhitungan, maka hasil perhitungan ditampilkan dalam grafik pada Gambar 4.7 dan Gambar 4.8.
Gambar 4.7 Grafik beban vs kecepatan motor induksi dengan penambahan inverter (50 Hz)
Gambar 4.8 Grafik beban vs slip motor induksi dengan penambahan inverter
1496 1485
Gambar 4.9 Grafik kecepatan vs beban motor induksi tanpa penambahan inverter dengan penambahan inverter
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa disbanding dengan pengujian tanpa inverter, pengujian dengan inverter pada frekuensi 50 hz hampir tidak ada
berpengaruh terhadap kecepatan motor,hal ini karena dengan jumlah kutub yang sama ,maka kecepatan motor hanya dipengaruhi oleh besar frekuensi, dimana keduanya sama bekerja pada frekuensi 50 hz.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0 1 2 3 4 5
Kecepatan
Hubungan kecepatan terhadap beban
50 Hz (non inverter) 50 hz (inverter) 40 hz (inverter) 30 hz (inverter)
Gambar 4.10 Grafik beban vs efisiensi motor induksitanpa penambahan inverter dengan motor induksi dengan penambahan inverter
Dari grafik diatas dapat kita dilihat bahwa efisiensi motor menurun jika disuplai menggunakan inverter. Hal ini disebabkan karena penggunaan inverter memerlukan daya input yang lebih besar, sehingga efisiensi semakin rendah.
0 20 40 60 80 100
1 2 3 4 5
Efisiensi
Hubungan beban terhadap Efisiensi
50 Hz (non inverter) 50 hz (inverter)
40 hz (inverter)
30 hz (inverter)
Gambar 4.11 Grafik frekuensi vs arus motor induksi disuplai dari jala-jala dan inverter variable speed drive
Dari gambar 4.11dapat disimpulkan bahwa penurunan frekuensi pada motor induksi menyebabkan kenaikan arus pada motor. Hal ini dapat dilihat dari tabel hasil analisa data bahwa dengan beban yang sama, penurunan frekuensi akan mengakibatkantegangan turun. Penurunan tegangan ini akan menyebabkan kenaikan arus pada motor. Karena rugi-rugi daya pada motor terbuang dalam bentuk panas, maka penurunan frekuensi dapat mengakibatkan naiknya suhu motor.
0 1 2 3 4 5 6
0 1 2 3 4 5
Arus
Hubungan beban terhadap Arus
50 Hz (non inverter) 50 hz (inverter) 40 hz (inverter) 30 hz (inverter)