• Tidak ada hasil yang ditemukan

Analisis Tegangan Tidak Seimbang Terhadap Unjuk Kerjamotor Induksi 3 Fasa Pada Berbagai Metode Starting

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Analisis Tegangan Tidak Seimbang Terhadap Unjuk Kerjamotor Induksi 3 Fasa Pada Berbagai Metode Starting"

Copied!
24
0
0

Teks penuh

(1)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Motor induksi merupakan motor AC yang paling luas digunakan dan dapat

dijumpai dalam setiap penggunaannya pada industri-industri, pembangkit listrik,

ataupun dalam rumah tangga. Motor induksi bekerja dengan adanya perbedaan

antara medan putar distator dan dirotor atau yang disebut slip. Motor induksi

memiliki kelebihan tertentu yaitu kontruksinya yang kuat, sederhana, handal, serta

berbiaya murah. Disamping itu motor induksi juga memiliki efisiensi yang tinggi

saat berbeban penuh dan tidak membutuhkan perawatan yang banyak. Jika

dibandingkan dengan motor arus searah (dc), motor induksi ini masih memiliki

beberapa kekurangan khususnya dalam hal pengaturan kecepatan. Dimana pada

motor induksi pengaturan kecepatannya masih sukar dilakukan,sementara pada

motor DC hal ini sangat jarang ditemukan [1].

Jika dilihat dari penggunaan sekarang ini motor induksi sangat berperan

penting dalam industri,khususnya motor induksi 3 fasa banyak dijumpai di

perusahaan atau pabrik yang digunakan sebagai sumber penggerak peralatan yang

digunakan. Hal ini dikarenakan motor induksi memiliki keuntungan tersendiri.

Keuntungan dari motor induksi ini antara lain[4]:

1. Bentuknya sederhana, konstruksinya cukup kuat,

2. Biayanya murah dan dapat diandalkan,

3. Efisiensinya tinggi,

(2)

5. Pada waktu mulai beroperasi tidak memerlukan tambahan peralatan

khusus.

Meskipun mesin induksi paling banyak dipergunakan sebagai motor, tetapi

jarang dipergunakan sebagai generator, karakteristik penampilannya sebagai

generator tidak memuaskan pada kebanyakan pemakaiannya disebabkan

diperlukannya pengaturan daya reaktifnya[5].

2.2 Konstruksi Motor Induksi

Motor induksi pada dasarnya memiliki konstruksi yang sama dengan motor

sinkronyaitu memiliki stator dan memiliki perbedaan dalam hal konstruksi

rotornya. Stator dibentuk dari laminasi-laminasi tipis yang terbuat dari aluminium

ataupun dari besi tuang dan kemudian dipasang bersama-sama sehingga

membentuk inti stator dengan slot. Kemudian bagian yang berputar disebut

dengan rotor, rotor ini terletak dibagian dalam dari motor induksi tepatnya

dibagian dalam dari stator. Untuk lebih jelasnya konstrusi dari motor induksi

dapat ditunjukkan oleh Gambar 2.1 berikut:

(3)

2.2.1 Stator

Stator adalah bagian terluar dari motor yang merupakan bagian yang diam

dan tempat mengalirkan arus fasa (Gambar 2.2(a)). Stator terdiri atas tumpukan

laminasi inti yang memiliki alur yang menjadi tempat kumparan dililitkan yang

berbentuk silindris. Tiap elemen laminasi inti dibentuk dari lembaran

besi(Gambar 2.2(b)). Alur pada tumpukan laminasi inti diisolasi dengan kertas

(Gambar 2.2(c)). Tiap lembaran besi tersebut memiliki beberapa alur dan

beberapa lubang pengikat untuk menyatukan inti. Tiap kumparan tersebar dalam

alur yang disebut belitan fasa yang terpisah secara listrik sebesar 1200. Kawat

kumparan yang digunakan terbuat dari tembaga yang dilapisi dengan isolasi tipis.

Kemudian tumpukan inti dan belitan stator diletakkan dalam cangkang silindris

(Gambar 2.2(c)). Berikut ini contoh lempengan laminasi inti, lempengan inti yang

disatukan, belitan stator yang telah dilekatkan pada cangkang luar untuk motor

induksi 3 fasa. Berikut konstruksi stator dan laminasi-laminasi stator ditunjukkan

pada Gambar 2.2 berikut:

a.Stator dan tumpukan laminasi b. Lempengan inti stator c. Tumpukan inti dan

kertas isolasi

(4)

2.2.2 Rotor

Rotor merupakan bagian dari mesin induksi yang berputar dan terletak di

dalam motor induksi. Rotor dari motor induksi terdiri dari 2 bagian yaitu rotor

sangkar (squirrel cage rotor)dan rotor belitan (wound rotor)[6].

Pada rotor sangkar terdiri dari susunan batang konduktor yang

dibentangkan ke dalam slot-slot yang terdapat pada permukaan rotor dan tiap-tiap

ujungnya dihubung singkat dengan menggunakan cincin aluminium. Batang rotor

dan cincin ujung sangkar tupai yang kecil merupakan hasil cetakan tembaga atau

aluminium dalam satu lempeng pada inti rotor, maka batang rotor ini kelihatan

seperti kandang tupai sehingga disebut motor induksi rotor sangkar tupai.

Berikut gambar rotor sangkar tupai yang ditunjukan oleh Gambar 2.3:

Gambar 2.3 Rotor sangkar tupai

Berbeda dengan rotor belitan (wound rotor), rotor dililit dengan lilitan

terisolasi dengan lilitan stator. Lilitan fasa rotor dihubungkan dengan hubungan

wyedan masing-masing ujung fasa terbuka dikeluarkan ke cincin slip yang

terpasang pada poros rotor. Slot rotor menampung belitan terisolasi yang mirip

dengan belitan pada stator. Dalam hal ini, sikat karbon menekan cincin slip, oleh

karena itu tahanan eksternal dapat dihubungkan seri ke belitan rotor untuk

mengontrol torsi start dan kecepatan selama pengasutan. Penambahan tahanan

eksternal pada rangkaian rotor belitan mengahasilkan torsi yang lebih besar

(5)

Konstruksi motor induksi 3 fasa dengan rotor belitan dapat ditunjukkan

Gambar 2.4 berikut [6]:

Gambar 2.4 Konstruksi rotor belitan

2.3 Medan Putar

Adanya putaran dalam motor induksi 3 fasa terjadi akibat adanya medan

putar (fluks yang berputar) yang memotong rotor. Medan putar ini terjadi apabila

kumparan stator dihubungkan dengan suplai fasa banyak, umumnya tiga fasa [6].

Pada saat terminal tiga fasa motor induksi dihubungkan dengan suplai tiga

fasa maka arus bolak-balik tiga fasa ia, ib, ic,yang terpisah sebesar 1200 satu sama

lain akan mengalir pada kumparan stator. Arus-arus ini akan menghasilkan gaya

gerak magnet yang kemudian menghasilkan fluks yang berputar atau disebut juga

medan putar. Untuk melihat bagaimana medan putar dihasilkan, dapat diambil

contoh sebuah motor induksi tiga fasa yang dihubungkan dengan sumber tiga fasa

sehingga pada stator mengalir arus tiga fasa yang kemudian menghasilkan medan

(6)

Gambar 2.5 Medan putar motor induksi 3 fasa, dan arus 3 fasa seimbang

Pada t1 fluks resultan mempunyai arah yang sama dengan arah fluks yang

dihasilkan ole kumparan a-a, pada t2 fluks resultannya dihasilkan oleh kumparan

b-b. Untuk t4, fluks resultannya berlawanan arah dengan fluks resultan yang

dihasilkan pada saat t1 [6].

Arah putaran rotor motor induksi searah dengan putaran medan putar stator,

namun kecepatan putaran rotor lebih rendah daripada kecepatan sinkronnya.

Perbedaan dari kecepatan putar ini disebut dengan slip motor induksi.

2.4 Slip

Perbedaan antara kecepatan sinkron dengan keceptan rotor disebut slip [4].

Motor induksi tidak dapat berputar pada kecepatan sinkron. Jika hal ini terjadi

maka rotor tidak akan berputar relatif terhadap fluksi yang berputar. Maka tidak

(7)

ada arus yang mengalir pada rotor dan tidak akan menghasilkan torsi. Apabila

rotor motor induksi berputar dengan kecepatan nr dan kecepatan medan putar

stator adalah ns maka slip (s) adalah[1]:

�= ns−nr

ns x100% (2.1)

Dimana : ns= kecepatan medan putar distator (Rpm)

nr = kecepatan rotor (Rpm)

Persamaan (2.1) memberikan informasi yaitu:

1. Saat s = 1 dimana nr = 0, ini berarti rotor masih dalam keadaan diam atau

akan berputar.

2. s = 0 menyatakan bahwa ns = nr, ini berarti rotor berputar sampai

kecepatan sinkron. Hal ini dapat terjadi jika arus dc yang diinjeksikan ke

belitan rotor, atau rotor digerakkan secara mekanik.

3. 0 < s < 1, ini berarti kecepatan rotor diantara keadaan diam dengan

kecepatan sinkron. Kecepatan rotor dalam keadaan inilah dikatakan

kecepatan tidak sinkron. Biasanya slip untuk mendapatkan efisiensi yang

tinggi pada saat beban penuh adalah 0,04.

2.5 Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa

Motor induksi adalah peralatan pengubah energi listrik keenergi mekanik.

Listrik yang diubah merupakan listrik tiga phasa. Arus pada rotor didapat dari

arus induksi dimana arus ini berada dalam medan magnetik sehingga akan terjadi

gaya (F) pada rotor yang akan menggerakkan rotor dalam arah tegak lurus medan.

Untuk memperjelas prinsip kerja motor induksi tiga fasa adalah sebagai berikut

(8)

1. Apabila sumber tegangan 3 fasa dihubungkan kekumparan stator maka

kumparan stator akan mengalirkan arus 3 fasa.

2. Arus 3 fasa tersebut akan menghasilkan fluksi bolak-balik yang

berubah – ubah.

3. Interaksi ketiga fluksi bolak-balik tersebut akan menghasilkan medan

putar yang berputar dengan kecepatan sinkron ns dimana:

Ns = 120�

� (2.2)

4. Fluksi yang berputar tersebut akan memotong batang konduktor pada

rotor, akibatnya pada kumparan rotor akan timbul tegangan induksi

(ggl) sebesar E2 yakni:

5. Karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, maka ggl akan

menghasilkan arus I2.

6. Adanya arus I2 didalam medan magnet menimbulkan gaya F pada

rotor.

7. Bila torsi awal yang dihasilkan oleh gaya F pada rotor cukup besar

untuk memikul torsi beban, rotor akan berputar searah dengan medan

putar stator.

8. Perputaran rotor akan semakin meningkat hingga mendekati kecepatan

(9)

medan putar stator (ns) dengan kecepatan putar rotor (nr). Perbedaan

kecepatan antara ns dan nr disebut dengan slip.

9. Pada saat rotor dalam keadaan berputar, besarnya tegangan yang

terinduksi pada kumparan rotor tergantung dari besarnya slip.

Tegangan ini dinyatakan E2s yaitu

E2S = 4,44fN2Фm (Volt) (2.4)

Dimana:

E2S = Tegangan induksi pada saat rotor berputar (Volt)

N2 = Jumlah lilitan kumparan rotor

f = frekuensi rotor yang berputar (Hertz)

10.Bila nr = ns, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak akan

mengalir pada kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak

dihasilkan torsi. Torsi motor akan timbul apabila nr< ns,dan apabila nr

> ns maka motor induksi beroperasi sebagai generator induksi yang

menghasilkan energi listrik.

2.6 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi

Pada prinsipnya, proses dalam motor induksi identik dengan sebuah

transformator, dengan demikian rangkaian ekivalen motor induksi sama dengan

rangkaian ekivalen transformator. Perbedaan yang ada hanyalah karena pada

kenyataan bahwa kumparan rotor (kumparan sekunder pada transformator) dari

motor induksi berputar, yang mana berfungsi untuk menghasilkan daya mekanik.

Awal dari rangkaian ekivalen motor induksi dihasilkan dengan cara yang sama

(10)

Rangkaian ekivalen motor induksi untuk masing-masing sisi dapat

diperlihatkan sebagai berikut:

2.6.1 Rangkaian Stator Motor Induksi

Fluks pada celah udara yang berputar menghasilkan ggl induksi lawan pada

setiap fasa dari stator. Sehingga tegangan terminal V1 menjadi ggl induksi lawan

dari E1 dan jatuh tegangan pada impedansi bocor stator. Sehingga diperoleh

persamaan tegangan pada stator adalah[5]:

V1 = E1 + I1 ( R1 + X1) (Volt) (2.5)

Dimana:

V1 = Tegangan nominal stator (Volt)

E1 = Ggl lawan yang dihasilkan oleh fluks celah udara (Volt)

I1 = Arus stator ( Ampere)

R1 = Resistansi stator (Ohm)

X1 = Reaktansi bocor stator (Ohm)

Sama seperti halnya trafo, maka arus stator (I1) terdiri dari dua buah

komponen. Salah satunya adalah komponen beban (I2). Dan komponen yang

lainnya adalah arus eksitasi Ic (excitting current). Dan arus eksitasi ini dapat

dibagi menjadi dua bagian yaitu, komponen rugi-rugi inti Ic yang sefasa dengan

E1 dan komponen magnetisasi Im yang tertinggal 900 dengan E1. Arus Ic akan

menghasilkan rugi-rugi inti dan arus Im akan menghasilkan resultan fluks celah

udara. Pada trafo arus eksitasi disebut juga arus beban nol, akan tetapi dalam

motor induksi 3 fasa tidak, hal ini disebabkan pada motor induksi arus beban nol

(11)

+ rugi gesek angin + rugi I2R dalam jumlah kecil ) sedangkan pada trafo fungsi

eksitasi untuk menghasilkan fluksi dan menghasilkan rugi-rugi inti.

Rangkaian ekivalen dari stator ini dapat ditunjukkan oleh Gambar 2.6 berikut:

Gambar 2.6Rangkaian ekivalen stator motor induksi

2.6.2 Rangkaian Rotor Motor Induksi

Pada saat motor start dan rotor belum berputar, maka stator dan rotor

memiliki frekuensi yang sama. Tegangan induksi pada rotor dalam kondisi ini

dilambangkan dengan E2. Pada saat rotor sudah berputar, maka besarnya tegangan

induksi pada rotor sudah dipengaruhi slip. Besarnya tegangan induksi pada rotor

pada saat berputar untuk berbagai slip sesuai dengan persamaan berikut[5].

E2S = s E2 (2.6)

Dimana:

E2 = Tegangan Induksi pada rotor pada saat diam (Volt)

E2S = Tegangan induksi pada rotor saat berputar ( Volt)

Tegangan induksi pada saat motor berputar akan mempengaruhi tahanan

dan reaktansi pada rotor. Tahanan pada rotor adalah konstan, dan tidak

dipengaruhi oleh slip. Reaktansi dari motor induksi tergantung pada induktansi

(12)

Pada saat diberikan beban atau dipengaruhi slip, maka besarnya arus yang

mengalir pada rotor adalah:

I2S = E2

R2/s+JX 2 (Ampere) (2.7)

Maka rangkaian ekivalen rotor yang dipengaruhi slip adalah seperti pada Gambar

2.7 berikut :

R2/S

I2S

E2

jX2

Gambar 2.7Rangkaian ekivalen rotor motor induksi yang sudah dipengaruhi slip.

Impedansi ekivalen rotor motor induksi pada Gambar 2.7 adalah[5]:

Z2S = R2

S + JX2 (Ohm) (2.8)

Padamotorinduksirotorbelitan,makarotorpadamotorinduksidapatdigantideng

an rangkaian ekivalen rotoryangmemilikibelitan denganjumlah

fasadanbelitanyang samadenganstatorakan tetapi

gayagerakmagnetdanfluksiyangdihasilkan

harussamadenganrotorsebenarnya,makaperformansi rotoryangdilihatdari sisi

primertidakakanmengalamiperubahan.

Sehinggahubunganantarateganganyangdiinduksikanpadarotoryangsebenarny

a (Erotor) dan tegangan yang diinduksikan pada rangkaian ekivalen rotor (E2S)

adalah[5]:

(13)

Dimana:

a adalah perbandingan belitan stator dengan belitan rotor sebenarnya.

Sedangkan hubungan antara arus rotor sebenarnya (IRotor) dengan arus I2S

pada rangkaian ekivalen haruslah[2]:

I2S = I rotor

a (2.10)

Rotor dari motor induksi adalah terhubung singkat, sehingga impedansi

yang diinduksikan tegangan dapat disederhanakan dengan impedansi rotor hubung

singkat. Sehingga hubungan anatara impedansi bocor, slip dan frekuensi dari

rangkaian ekivalen rotor (Z2S) dengan impedansi bocor, slip dan frekuensi rotor

sebenarnya (ZRotor) adalah[5]:

Z2S =

Dengan mengingat kembali impedansi dari rangkaian ekivalen rotor yang

sudah dipengaruhi oleh slip seperti Persamaan (2.8) maka besarnya arus

impedansi bocor slip frekuensi dari rangkaian ekivalen rotor[5]:

Z2S = E2s

I2s =R2 + JsX2 (2.12)

Dimana:

R2 = Tahanan rotor (Ohm)

sX = Reaktansi rotor yang sudah berputar (Ohm)

Z2S = Impedansi slip bocor frekuensi dari rangkaian ekivalen rotor (Ohm)

Pada stator dihasilkan medan putar yang berputar dengan kecepatan sinkron.

Medan putar ini akan menginduksikan ggl induksi pada rangkaian rotor (E2S) dan

menginduksikan ggl lawan pada stator sebesar E2. Bila bukan karena efek

kecepatan, maka tegangan yang diinduksikan pada rangkaian ekivalen rotor (E2S)

(14)

ekivalen rotor memiliki jumlah belitan yang sama dengan rangkaian ekivalen

stator. Akan tetapi dengan kecepatan relative medan putar yang direferensikan

pada sisi rotor adalah s kali kecepatan medan putar yang direfensikan pada sisi

stator, maka hubungan kedua ggl adalah [5]:

E2S = s E1 (2.13)

Karena resultan fluks celah udara ditentukan oleh fasor penjumlahan dari arus stator

dan arus rotor baik itu arus dari rotor sebenarnya maupun arus dari rangkaian ekivalen

rotor, maka dalam hal ini dikarenakan jumlah belitan stator dan rangkaian ekivalen

rotor adalah sama maka hubungan arus yang mengalir pada stator dan rotor adalah [5]:

I2S = I2 (2.14)

Apabila Persamaan (2.13) dibagi dengan Persamaan (2.14) maka diperoleh [5]:

E2s I2s =

sE 2

I2 (2.15)

Dengan mensubtitusikan Persamaan (2.15) kePersamaan (2.12) maka diperoleh [5]:

E2s I2s =

sE 1

I1 = R2 + JsX2 (2.16)

Dengan membagi Persamaan (2.16) berikut dengan s maka diperoleh[5]:

E1 I2 =

R2

S + JX2 (2.17)

Sehingga dari persamaan-persamaan yang sudah dijabarkan diatas diperoleh

suatu rangkaian umum dari rangkaian ekivalen rotor seperti yang ditunjukkan oleh

(15)

X

2

R

2

I

2

E

2

Gambar 2.8Rangkaian ekivalen rotor motor induksi.

Dari penjelasan diatas maka dapat dibuat rangkaian ekivalen perfasa motor

induksi. Gambar 2.9 berikutmenunjukkan gambar rangkaian ekivalen perfasa

motor induksi [6]:

Gambar 2.9Rangkaian ekivalen motor induksi

2.7 Efisiensi Motor Induksi

Efisiensimotorinduksi adalah ukuran keefektifanmotorinduksi

untukmengubah energilistrikmenjadienergimekanikyang dinyatakan

sebagaiperbandingan antara masukan dan keluaranataudalambentuk

energilistrikberupaperbandingan Watt keluarandanWattmasukan.

Daya keluaran motor induksi adalah daya mekanis yang dihasilkan motor

(16)

Pout= T.ω (2.18)

Dengan, T = torsi motor (Nm)

ω = Kecepatan putaran (rad/s)

DefinisiNEMA terhadapefisiensienergiadalahbahwa efisiensi merupakan

perbandingan atau rasio dari daya keluaran yang berguna terhadapdayamasukan

total danbiasanyadinyatakan dalampersen. Efisiensi jugasering

dinyatakandengan perbandinganantaradaya keluarandengan daya keluaran

ditambah rugi - rugi,yangdirumuskandalamPersamaan (2.19)berikut[7]:

Ƞ=Pout

rugipadapersamaantersebutadalahpenjumlahankeseluruhankomponenrugi – rugi

yang dibahas sebelumnya. Pada motor induksi pengukuran efisiensi motor induksi

sering dilakukan dengan beberapa cara seperti:

1. Mengukur langsung daya listrik masukan dan daya mekanik keluaran

2. Mengukur langsung seluruh rugi-rugi dan daya masukan

3. Mengukur setiap komponen rugi-rugi dan daya masukan

Dimana pengukuran daya masukan tetap membutuhkan ketiga cara

diatas.Umumnya,daya listrik dapat diukur dengan sangat tepat, keberadaan daya

mekanik lebih sulit untuk diukur. Saat ini lebih dimungkinkan untuk mengukur

torsi dan kecepatan dengan akurat yang bertujuan untuk mengetahui harga

efisiensi yang tepat. Pengukuran kepada keseluruhan rugi-rugi ada yang

berdasarkan kalometri. Walupun pengukran dengan metode ini sangat sulit

(17)

didapat dengan pengukuran langsung pada daya keluaran.

Kebanyakan pabrik menggunakan pengukuran komponen rugi-rugi secara

individual, karena dalam teorinya metode ini tidak memerlukan pembebanan pada

motor dan ini adalah suatu keuntungan pada suatu pabrikan. Keuntungan lainnya

yang sering dibicarakan adalah bahwa benar error pada komponen rugi-rugi tidak

mempengaruhi keseluran efisiensi. Keuntungannya terutama adalah fakta ada

kemungkinan koreksi untuk temperatur lingkungan yang berbeda. Biasanya data

efisiensi yang disediakan oleh pembuat diukur atau dihitung berdasarkan data

tertentu.

2.8 Torsi Motor Induksi

Suatu persamaan torsi dari motor induksi dapat dihasilkan dan dijelaskan

dengan rangkaian Thevenin. Dalam bentuk umumnya, teori thevenin mengizinkan

pergantian sembarang yang terdiri dari unsur-unsur rangkaian linear dan sumber

tegangan tetap [5].

Rangkaian thevenin diasumsikan dengan Gambar 2.10[5] berikut, dimana

sumber tegangan V1eqterhubung seri dengan impedansi Z1eq = R1eq + Jx1eq

Gambar 2.10Rangkaian Ekivalen Thevenin motor induksi

Dari Gambar 2.10(a) besar tegangan Thevenin (V1eq) dan impedansi thevenin

(18)

V1eq = V1(

Dari Gambar 2.10(b) nilai I2dapat dihitung dengan Persamaan (2.22) berikut:

I2 =

V1eq

Z1eq +jX 2+(R2/s) (2.22)

Torsi mekanik pada motor induksi dapat dihitung dengan persamaan berikut:

(2.23)

Dimana:

(2.24)

Torsi motor juga dapat diperoleh dengan meggunakan timbangan torsi, yaitu

dengan menggunakan Persamaan 2.25 berikut:

T(Nm) = m .g.l

1000 (2.25)

Dengan: m = massa (gr)

g = gravitasi (10 ms-2)

l = lengan torsi (0.5 m)

2.9 Metode-metode starting motor induksi 3 fasa

Motor induksi tiga fasa tidak mengalami masalah pengasutan/starting

seperti pada motor sinkron. Motor induksi dapat diasutlangsung dengan

menghubungkan langsung dengan sumber tegangan.Untuk motor induksi rotor

belitan, pengasutan dapat dilakukan pada arus yang relatif kecil dengan

menambahkan tahanan pada belitan rotor melalui cincin slip. Penambahan

(19)

memperkecil arus start. Untuk motor induksi tipe rotor sangkar, pengasutan

motor induksi dapat dilakukan dengan banyak cara tergantung pada daya nominal

motor dan tahanan efektif rotor saat motor distart. Ada beberapa metode starting

motor induksi tiga fasa antara lain [1]:

1. Starting langsung (Direct online starting)

2. Starting wye-delta

3. Starting dengan autotransformator

2.9.1 Starting Langsung (Direct online starting)

Starting langsung (Direct Online Starting)merupakan cara paling

sederhana, dimana stator langsung dihubungkan langsung dengan sumber

tegangan, artinya tidak perlu mengatur atau menurunkan tegangan pada saat

starting. Penggunaan metode ini sering dilakukan untuk motor-motor AC yang

mempunyai kapasitas daya yang kecil[1]. Untuk memperjelas mengenai metode

starting secara langsung perhatikan Gambar 2.11 berikut [8]:

Gambar 2.11(a) Diagram skematik startinglangsung (b) Diagram kontrol starting

(20)

Keterangan:

Metode starting wye-delta dipergunakan untuk motor induksi rotor sangkar

yang dirancang untuk memberikan keluaran nominal bila kumparan stator

dihubungkan delta dan biasanya dipakai pada motor yang mempunyai keluaran

nominal sampai 25HP. Belitan stator dirancang beroperasi pada hubungan delta

dan pada saat starting belitan tersebut terhubung dengan hubungan bintang/wye.

Mula-mula motor distart pada hubungan bintang, ketika kecepatan motor

meningkat maka hubungan pada motor tersebut berganti dari hubungan bintang

ke hubungan delta.

Pada starting hubungan delta [8]:

Arus start per phasa, Isc = V

Zsc (Ampere) (2.26)

Arus starting = √3Isc(Ampere) (2.27)

Pada starting hubungan wye [8]:

Arus start per phasa, Isc = � /√3

��� (Ampere) (2.28)

Arus starting = 1

√3Isc (Ampere) (2.29)

Untuk memperjelas mengenai starting wye-delta, perhatikan diagram skematik

(21)

Gambar 2.12 (a) Diagramdaya starting Y-∆. (b) Diagram kontrol Y-∆.

2.9.3 Starting Autotransformator

Metode starting dengan autotransformator adalah suatu metode starting

yang digunakan untuk mengurangi tegangan pada stator pada saat start, yang

akan membatasi arus start.

Starting dengan autotransformator digunakan untuk mengurangi tegangan

pada saat start. Dengan berkurangnya tegangan pada saat start, maka arus start

yang dihasilkan akan rendah juga. Setelah waktu tunda ditetapkan,

autotransformator dilepas dari rangkaian dan selanjutnya motor induksi rotor

sangkar akan beroperasi pada tegangan penuh. Autotransformator dilengkapi

dengan tap yang terdiri dari 50%, 65% atau 80% dari tegangan saluran sebagai

tegangan start dengan pengurangan arus yang sesuai. Tap dapat dipilih agar

sesuai dengan kopel start yang diperlukan oleh motor untuk dapat mengatasi

beban yang dipikul oleh motor. Pengasutan autotransformator dapat dioperasikan

(22)

Diagram skematik fasa dan diagram kontrol pada starting autotransformer

ditunjukan oleh Gambar 2.13 [8] berikut:

Gambar 2.13 (a) Diagram startingautotransformator (b) Diagramkontrol

starting autotransformator

2.10 Tegangan tidak seimbang

Ketika sumber tegangan yang disuplai pada motor induksi 3 fasa tidak

merata, maka akan dihasilkan arus tidak seimbang pada kumparan stator.

Tegangan tidak seimbang dalam persentase yang kecil akan menghasilkan arus

tidak seimbang dalam jumlah besar. Jika sumber tegangan tidak seimbang, maka

nilai daya pada motor induksi 3 fasa rotor sangkar tupai harus dikali dengan faktor

pengali seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.14 untuk kemungkinan

pengurangan beban pada motor. Mengoperasikan motor dengan

(23)

Hubungan faktor derating motor induksi dengan tingkat ketidakseimbangan

tegangan dalam persen ditunjukan oleh Gambar 2.14 [7] berikut:

Gambar 2.14 Kurva penurunan rating motor induksi 3 fasa.

Berdasarkan gambar kurva penurunan rating motor induksi 3 fasa terhadap

suplai tegangan tidak seimbang, jika terjadi ketidakseimbangan tegangan sebesar

1% maka tidak ada masalah, jika ketidakseimbangan tegangan sebesar 2% maka

terjadi penurunan rating motor sebesar 0,96. Demikian seterusnya tergantung pada

persentase ketidakseimbangan tegangan hingga mencapai penurunan rating

sebesar 0,76 pada ketidakseimbangan tegangan 5% [9].

Ada banyak kondisi ketidakseimbangan tegangan yang terjadi dengan VUF

(Voltage Unbalanced Factor) yang sama, salah satunya adalah Single Phase

Under Voltage Unbalance. Dimana pada kondisi tersebut salah satu fasa dari

sistem tiga fasa bertegangan lebih rendah dibandingkan dengan tegangan

nominalnya [10].

Tegangan tidak seimbang dalam persen didefinisikan berdasarkan

Persamaan 2.30 berikut [7][9]:

V��(%) =Selisih tegangan maksimum dari tegangan rata−rata

(24)

Sebagai contoh, jika tegangan tidak seimbang yang menyuplai motor

induksi 3 fasa adalah Vab= 450 V, Vbc= 363,6 V, Vca= 405 V [7][9]. Maka

tegangan rata-rata yang masuk ke motor adalah 406,2 V dan selisih tegangan

maksimum dari tegangan rata-rata adalah 43,8 V. Berdasarkan Persamaan 2.30

akan diperoleh besar persentase ketidakseimbangan tegangan yang menyuplai

motor. Yaitu:

% ���������������� = 43.8

406.2� 100 = 10.78 %

Penyebab tegangan tidak seimbang termasuk impedansi saluran transmisi

dan saluran distribusi yang tidak sama, distribusi beban-beban satu fasa yang tidak

merata dalam jumlah besar, dan lain-lain. Ketika beban tiga fasa seimbang

dihubungkan dengan sistem suplai yang tidak seimbang, maka arus yang dialirkan

ke beban juga tidak seimbang. Oleh karena itu sangat sulit atau tidak mungkin

untuk menyediakan suatu sistem suplai tegangan seimbang yang sempurna kepada

konsumen, sehingga perlu dilakukan berbagai upaya untuk meminimalisasikan

pengaruh ketidakseimbangan tegangan dan mengurangi pengaruhnya pada beban–

Gambar

Gambar 2.1 Konstruksi umum motor induksi
Gambar 2.2 Komponen stator motor induksi 3 fasa
Gambar 2.3 Rotor sangkar tupai
Gambar 2.4 berikut [6]:
+7

Referensi

Dokumen terkait

Keuangan, dan Sensitivitas Variabel Ekonomi Makro Terhadap Kredit Yang Disalurkan Oleh Bank Umum Yang Go Publik (Periode Tahun 2009-2013) ”. 1.2

Untuk melakukan login sebagai administrator , a dministrator harus memasukkan username dan password agar dapat mengakses sistem informasi akademik yang berupa

Laporan tentang hasil survei kepuasan mahasiswa terhadap layanan kegiatan kemahasiswaan yang: (1) komprehensif, (2) dianalisis dengan metode yang tepat, (3)

Metode Evaluasi : Sistem Gugur Pada hari ini Selasa tanggal yang bertanda tangan di bawah berdasarkan Dokumen Pengadaan telah melaksanakan pemilihan penyedia Gedung Kantor

Kelompok Kerja (Pokja) ULPD Agustus 2016 melalui Aplikasi Pascakualifikasi Pengadaan Jasa Diklat Keuangan Balikpapan Tahun pelelangan tersebut adalah sebagai berik.

[r]

Diberitahukan bahwa berdasarkan hasil evaluasi pelelangan, Kelompok Kerja 3 Unit Layanan Pengadaan Kantor Pusat Direktorat Jenderal Bea dan Cukai telah

[r]