Estimasi Kenaikan Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Variasi. Siklus Kerja Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi

(1)

Estimasi Kenaikan Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Variasi Siklus Kerja Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi

(Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada

Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik Oleh

Muhammad Kennedy NIM : 120402057

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2018

(2)

(3)

(4)

ABSTRAK

Motor induksi yang dioperasikan dalam dunia industri memiliki berbagai variasi siklus kerja. Siklus kerja yang bervariasi berdampak terhadap kenaikan temperatur motor induksi. Siklus kerja yang dilakukan meliputi S1(siklus kerja terus menerus dengan beban konstan) dan S6(sikus kerja terus menerus dengan perubahan beban). Aplikasi siklus kerja S1 sering dijumpai pada pompa hidraulik, kipas angin dan juga blower dan S6 pada gergaji mesin. Akibat dari siklus kerja yang bervariasi maka kenaikan temperatur yang dihasilkan juga ikut berbeda.

Dengan diperolehnya estimasi kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa maka akan memberi manfaat terhadap kondisi siklus kerja optimal yang dapat digunakan untuk menghasilkan performa yang terbaik dari motor induksi tiga fasa dan meneliti kenaikan temperatur berguna dalam pemilihan rating motor untuk menghindari kesalahan pemasangan motor yang tidak sesuai dengan rating yang dibutuhkan. Dalam penelitian estimasi kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa dengan variasi siklus kerja penulis mendapatkan % galat kesalahan untuk tiap siklus kerja S1= 7,35% dan S6= 9,15%.

Kata kunci: Motor Induksi Tiga Fasa; Siklus Kerja; Kenaikan Temperatur;

Metode Pengukuran Resistansi

(5)

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang. Segala Puji bagi Allah SWT atas limpahan nikmat, berkat dan ridho- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul:

“Estimasi Kenaikan Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa Dengan Variasi Siklus Kerja Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi (Aplikasi pada Laboratorium

Konversi Energi Listrik FT-USU)”

Skripsi ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara.

Skripsi ini penulis persembahkan kepada Papa (Muhammad Tuahta Ginting) dan Mama (Sumini) yang telah membimbing penulis dengan kasih sayang hingga saat ini, adek Dewi Nurtanita br Ginting, Tri Hartono Ginting dan Ghani Zhafara Ginting dan Bik Sila, Bik Juni, Bik Ros, Nondong, Nenek yang telah memberikan semangat kepada penulis serta dukungan selama masa studi hingga selesainya skripsi ini.

Selama masa kuliah hingga penyelesaian skripsi ini, penulis juga banyak mendapatkan dukungan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan ucapan rasa terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S., selaku Dosen Pembimbing Skripsi serta Kepala Laboratorium Konversi Energi Listrik yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan skripsi ini.

(6)

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Dosen Penguji Skripsi telah banyak memberikan masukan demi perbaikan skripsi dan telah banyak memberi motivasi dan arahan selama masa perkuliahan.

3. Bapak Ir. Eddy Warman M.T., selaku Dosen Penguji Skripsi telah banyak memberikan masukan demi perbaikan skripsi dan telah banyak memberi motivasi dan arahan selama masa perkuliahan.

4. Bapak Dr. Fahmi, S.T., M.Sc., IPM, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU serta Bapak Ir. Arman Sani M.T, selaku sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU yang banyak memberi motivasi selama penulis menjalani kuliah.

5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik penulis menuju jenjang Sarjana.

6. Kak Umi, Kak Ester, Bang Dipo dan seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi.

7. Laboran dan Rekan Laboratorium Konversi Energi Listrik Om Roy, bang Zein, yang selalu membantu dan tidak bosan-bosannya membagikan pengalaman selama masa perkuliahan.

8. Adik adik asisten dasar konversi Ade Aprilian Pratama, Akbar Maulana Nasution, Alvi Handika Siregar, yang banyak membantu selama pengambilan data.

9. Kawan-kawan apartemen 57 Aziddin Ahamad Gading, Gansyar Rezky, Syahrul Lesmana Bakti, M. P. Ar-Rasyid Hasibuan, Lipi Sinaga, M. Nur Iqbal, Marguna Hasibuan, Muhammad Mahatir Lubis, Muhammad Arif

(7)

Pilliang, Habib Zakaria, Ifan Fadhlan, Muhammad Fadhlan, Royansyah Putra Ginting, Yudha Al Hakim, Ardi Ahmad Fauzi, Ezzi Silmi.

10. Teman- teman stambuk 2012 yang tidak bisa disebutkan satu persatu, dan juga adik adik stambuk 2013 dan 2014.

Penulis menyadari bahwa dalam penulis skripsi masih belum sempurna karena masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi isi maupun susunan bahasanya. Saran dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan skripsi dapat berguna bagi kita semua dan hanya kepada Allah SWT-lah penulis menyerahkan diri.

Medan, Maret 2018 Penulis

Muhammad Kennedy 120402057

(8)

DAFTAR ISI

ABSTRAK... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Manfaat Penulisan ... 3

BAB 2 DASAR TEORI ... 5

2.1 Motor Induksi Tiga Fasa ... 5

2.2 Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa ... 5

2.3 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Tiga Fasa ... 7

2.4 Jenis Motor Induksi Tiga Fasa ... 11

2.5 Kenaikan Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa ... 12

2.6 Kelas Siklus Kerja Motor Induksi Tiga Fasa ... 13

2.7 Estimasi Kenaikan Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa ... 16

(9)

2.8 Metode Pengukuran Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa ... 17

2.9 Siklus Kerja Terus Menerus dengan Beban Konstan (S1) ... 19

2.10 Siklus Kerja Terus Menerus dengan Perubahan Beban (S6) ... 19

2.11 Hubungan Arus Rating Motor Induksi Tiga Fasa dengan Persamaan Estimasi Kenaikan Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa... 20

BAB 3 METODE PENELITIAN... 21

3.1 Tempat dan Waktu ... 21

3.2 Peralatan yang Digunakan ... 21

3.3 Variabel yang Diamati... 22

3.4 Prosedur Penelitian... 22

3.5 Pelaksanaan Penelitian ... 24

3.5.1 Proses Pengumpulan Data ... 24

3.5.2 Melakukan Analisis Data ... 26

BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 27

4.1 Data Percobaan ... 27

4.1.1 Operasi Siklus Kerja Terus Menerus dengan Beban Konstan ... 27

4.1.2 Operasi Siklus Kerja Terus Menerus dengan Beban yang Tidak Konstan ... 28

4.2 Analisis Data ... 29

4.2.1 Pembahasan Operasi Siklus Kerja Terus Menerus dengan Beban Konstan ... 29

(10)

4.2.2 Pembahasan Operasi Siklus Kerja Terus Menerus dengan Beban

yang Tidak Konstan ... 35

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 42

5.1 Kesimpulan ... 42

5.2 Saran ... 42

DAFTAR PUSTAKA ... 44

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Medan putar pada motor induksi tiga fasa ... 7

Gambar 2.2 Rangkaian ekivalen stator motor induksi ... 8

Gambar 2.3 Rangkaian ekivalen rotor motor induksi ... 9

Gambar 2.4 Rangakaian ekivalen rotor yang sudah dipengaruhi oleh slip ... 10

Gambar 2.5 Rangkaian ekivalen motor induksi yang telah disederhanakan... 11

Gambar 2.6 (a) motor induksi rotor belitan (b) motor induksi rotor sangkar ... 12

Gambar 2.7 a) Motor induksi TEFC (Totally Enclosed Fan Cooled) ... 12

Gambar 2.8 Peletakan thermokopel ... 17

Gambar 2.9 Rangkaian pengukuran temperatur motor induksi metode embedded ... 18

Gambar 2.10 Grafik kurva S1 ... 19

Gambar 2.11 Siklus Kerja Terus Menerus dengan Perubahan Beban ... 19

Gambar 3.1 Rangkaian percobaan pengukuran temperatur motor induksi tiga fasa dengan metode pengukuran resistansi ... 22

Gambar 3.2 Rangkaian kontrol untuk percobaan DC Test ... 23

Gambar 3.3 Diagram alur proses pengambilan data ... 26

Gambar 4.1 Grafik temperatur terukur VS temperatur terestimasi beban konstan 34 Gambar 4.2 Grafik % galat kesalahan terhadap waktu ... 34

Gambar 4.3 Grafik temperatur terukur VS temperatur terestimasi beban tidak konstan ... 40

Gambar 4.4 Grafik % galat kesalahan terhadap waktu ... 40

Gambar 4.5 Perbandingan Temperatur Estimasi Beban Konstan Dengan Beban Tak Konstan ... 41

(12)

Gambar 4.6 Grafik perbandingan % galat temperatur beban konstan dengan perbandingan % galat temperatur beban tidak konstan ... 41

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel 2-1 Kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa ... 13 Tabel 2-2 Kelas siklus kerja motor induksi tiga fasa ... 13 Tabel 2-3 Faktos siklus kerja ... 15 Tabel 4-1 Data hasil percobaan siklus kerja terus menerus dengan beban konstan ... 27 Tabel 4-2 Data hasil percobaan operasi siklus kerja terus menerus dengan beban yang tidak konstan ... 28 Tabel 4-3 Hasil data operasi siklus kerja terus menerus dengan beban konstan ... 33 Tabel 4-4 Hasil data operasi siklus kerja terus menerus dengan beban tidak konstan ... 39

(14)

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Motor induksi merupakan salah satu motor yang banyak digunakan dalam dunia industri. Sering kali motor ini dioperasikan secara terus menerus walaupun dalam keadaan kondisi steady-state, akan mengakibatkan kenaikan temperatur pada motor. Kenaikan temperatur motor induksi pada kondisi tersebut akan sampai pada suatu titik jenuh dimana temperatur motor induksi tersebut tidak akan mengalami kenaikan temperatur lagi. Kondisi operasi motor induksi tiga fasa memiliki beberapa kelas yang dikategorikan dalam standar internasional IEC IS : 325-197. Pada umumnya motor induksi tiga fasa memiliki kondisi operasi kerja

terus menerus (continuous duty) dan kerja terus menerus dengan beban yang tidak tetap (continuous duty with intermittent loading).

Dengan siklus kerja yang berbeda akan didapatkan hubungan antara kenaikan temperatur dengan waktu yang akan bervariasi sesuai dengan siklus kerja yang digunakan. Masalah yang terjadi umumnya pada motor induksi tiga fasa adalah tidak diperolehnya kenaikan temperatur yang stabil akibat faktor siklus kerja yang diberikan pada motor induksi tiga fasa. Siklus kerja menjadi hal utama dalam menentukan kenaikan temperatur pada motor induksi tiga fasa.

Hubungan kenaikan temperatur dengan waktu akan menghasilkan suatu formula yang dapat digunakan untuk mengestimasi kenaikan temperatur pada motor induksi tiga fasa. Penelitian ini dilakukan untuk dapat mengestimasi kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa dengan periode waktu yang diinginkan dan

(15)

menganalisis kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa dengan siklus kerja yang bervariasi.

Dengan diperolehnya estimasi kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa maka akan memberi manfaat terhadap kondisi siklus kerja optimal yang dapat digunakan untuk menghasilkan performa yang terbaik dari motor induksi tiga fasa.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah:

1. Bagaimana pengaruh kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa yang dihasilkan dengan variasi siklus kerja yang berbeda ?

2. Apakah estimasi kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa yang dihasilkan cukup akurat ?

3. Bagaimana perbandingan kenaikan temperatur pada motor induksi tiga fasa dengan estimasi dan pengukuran temperatur secara langsung ? 1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:

1. Untuk mengetahui kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa dengan siklus kerja yang bervariasi.

2. Dapat mengestimasi kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa secara akurat untuk setiap siklus kerja yang bervariasi.

3. Untuk mengetahui perbandingan kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa secara estimasi dan pengukuran langsung.

(16)

1.4 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah:

1. Kondisi motor induksi dalam keadaan steady state.

2. Beban yang digunakan pada motor induksi adalah beban resistif.

3. Persen galat kesalahan terbesar estimasi kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa dibatasi 10%.

4. Standar siklus kerja yang digunakan pada tugas akhir ini adalah standar internasional IEC IS : 325-197.

5. Kenaikan temperatur pada motor induksi dianggap merata ke seluruh bagian motor (Homogenous).

6. Analisis data berdasarkan peralatan yang tersedia di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT. USU.

7. Metode kenaikan temperatur yang digunakan adalah metode Thermometer.

8. Siklus kerja yang divariasikan meliputi:

 Kerja terus menerus dengan beban konstan (S1)

 Kerja terus menerus dengan beban yang tidak konstan (S6) 1.5 Manfaat Penulisan

Manfaat yang diharapkan dari tugas akhir ini adalah:

1. Dapat mengetahui kondisi optimal untuk kenaikan temperatur motor induksi dengan variasi siklus kerja yang berbeda sesuai dengan standar internasional IEC.

2. Memberikan estimasi kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa yang cukup akurat.

(17)

3. Mengetahui pengaruh siklus kerja yang berbeda terhadap pengaruh kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa.

(18)

BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Motor Induksi Tiga Fasa

Motor induksi merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling luas digunakan dan dapat dijumpai dalam setiap aplikasi industri maupun rumah tangga. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan arus stator

Motor ini memiliki konstruksi yang kuat, sederhana, handal, serta berbiaya murah. Di samping itu motor ini juga memiliki effisiensi yang tinggi saat berbeban penuh dan tidak membutuhkan perawatan yang banyak. Akan tetapi jika dibandingkan dengan motor DC, motor induksi masih memiliki kelemahan dalam hal pengaturan kecepatan. Dimana pada motor induksi pengaturan kecepatan sangat sukar untuk dilakukan, sementara pada motor DC hal yang sama tidak dijumpai.

2.2 Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa

Apabila sumber tegangan 3 fasa dipasang pada kumparan stator, akan timbul medan putar dengan kecepatan seperti rumus berikut

n = (rpm) (2.1)

Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.

Akibatnya pada batang konduktor dari rotor akan timbul GGL induksi. Karena batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup maka GGL akan menghasilkan arus (I). Adanya arus (I) di dalam medan magnet akan

(19)

menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yan g dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. GGL induksi timbul karena terpoton gn ya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator. Artinya agar GGL induksi tersebut timbul, diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan berputar rotor (nr).

Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip (s), dinyatakan dengan :

= −

100% (2.2)

Bila nr = ns, GGL induksi tidak akan timbul dan arus tidak mengalir pada batang konduktor (rotor), dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Dilihat dari cara kerjanya, motor induksi disebut juga sebagai motor tak serempak atau asinkron.

Prinsip kerja motor induksi tiga fasa didasarkan pada hukum Faraday (tegangan induksi akan ditimbulkan oleh perubahan induksi magnetik pada suatu lilitan) dan hokum Lorentz. (perubahan magnetik akan menimbulkan gaya).

Prinsip dasar dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Tegangan induksi akan timbul pada setiap konduktor diakibatkan oleh medan magnet yang memotong konduktor (hukum Faraday).

2. Karena konduktor dihubungkan menjadi satu, membuat tegangan induksi menghasilkan arus yang mengalir dari konduktor ke konduktor lain.

3. Karena terjadi arus diantara medan magnet maka akan timbulah gaya (hukum Lorentz).

4. Gaya akan selalu menarik konduktor untuk bergerak sepanjang medan magnetik.

(20)

Gambar 2.1 Medan putar pada motor induksi tiga fasa 2.3 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Tiga Fasa

Operasi dari motor induksi tergantung pada induksi arus dan tegangan di dalam rangkaian rotor yang berasal dari rangkaian stator karena adanya aksi transformator. Karena induksi arus dan tegangan pada motor induksi pada dasarnya sama dengan operasi transformator, maka rangkaian ekivalen motor induksi akan sangat menyerupai rangkaian ekivalen dari transformator. Motor induksi disebut juga sebagai singly excited machine, sebab daya hanya disuplai dari rangkaian stator.

Untuk mempermudah analisis motor induksi, digunakan metoda rangkaian ekivalen per – fasa. Motor induksi dapat dianggap sebagai transformator dengan rangkaian sekunder berputar. Rangkaian ekivalen statornya dapat digambarkan sebagai berikut :

(21)

Gambar 2.2 Rangkaian ekivalen stator motor induksi dimana :

I₀ = arus eksitasi (Ampere)

V1 = tegangan terminal stator ( Volt )

E1 = ggl lawan yang dihasilkan oleh fluks celah udara resultan ( Volt ) I₁ = arus stator ( Ampere )

R1 = tahanan efektif stator ( Ohm ) X₁ = reaktansi bocor stator ( Ohm )

Arah positif dapat dilihat pada rangkaian gambar 2.2. Arus stator terbagi atas 2 komponen, yaitu komponen arus beban dan komponen arus penguat I0. Komponen arus penguat I₀ merupakan arus stator tambahan yang diperlukan untuk menghasilkan fluksi celah udara resultan, dan merupakan fungsi ggm E1. Komponen arus penguat I₀ terbagi atas komponen rugi – rugi inti I_C yang sefasa dengan E1 dan komponen magnetisasi Im yang tertinggal 90⁰ dari E1. Hubungan antara tegangan yang diinduksikan pada rotor sebenarnya (E_rotor ) dan tegangan yang diinduksikan pada rotor ekivalen ( E_2S ) adalah :

= = (2.3)

(22)

Atau

= . (2.4)

dimana a adalah jumlah lilitan efektif tiap fasa pada lilitan stator yang banyaknya a kali jumlah lilitan rotor.

Gambar 2.3 Rangkaian ekivalen rotor motor induksi

Bila rotor – rotor diganti secara magnetik, lilitan – ampere masing – masing harus sama, dan hubungan antara arus rotor sebenarnya I_rotor dan arus I2S pada rotor ekivalen adalah :

= (2.5)

sehingga hubungan antara impedansi bocor frekuensi slip Z2S dari rotor ekivalen dan impedansi bocor frekuensi slip Zrotor dari rotor sebenarnya adalah :

= = .

(2.6)

Nilai tegangan, arus dan impedansi tersebut diatas didefinisikan sebagai nilai yang referensinya ke stator.

Selanjutnya persamaan dapat dituliskan :

= = .

= (2.7)

(23)

dimana :

Z2S = impedansi bocor rotor frekuensi slip tiap fasa dengan referensi ke stator ( Ohm).

Reaktansi yang didapat pada persamaan dinyatakan dalam cara yang demikian karena sebanding dengan frekuensi rotor dan slip. Pada stator ada gelombang fluks yang berputar pada kecepatan sinkron. Gelombang fluks ini akan mengimbaskan tegangan pada rotor dengan frekuensi slip sebesar E2sdan ggl lawan stator E1. Bila bukan karena efek kecepatan, tegangan rotor akan sama dengan tegangan stator, karena lilitan rotor identik dengan lilitan stator. Karena kecepatan relatif gelombang fluks terhadap rotor adalah s kali kecepatan terhadap stator, hubungan antara ggl efektif pada stator dan rotor adalah:

= (2.8)

= = + (2.9)

Dari persamaan diatas dapat disubsitusikan untuk menyamakan E₁ dan E_2S dengan membagi E2S dengan slip.

= + (2.10)

Gambar 2.4 Rangakaian ekivalen rotor yang sudah dipengaruhi oleh slip

(24)

Maka diperoleh rangkaian ekivalen mesin induksi seperti dibawah ini.

Gambar 2.5 Rangkaian ekivalen motor induksi yang telah disederhanakan 2.4 Jenis Motor Induksi Tiga Fasa

Motor induksi pada dasarnya memiliki konstruksi stator yang sama dengan motor sinkron, dan hanya terdapat perbedaan pada konstuksi rotor. Stator dibentuk dari laminasi – laminasi tipis yang terbuat dari aluminium ataupun besi tuang, dan kemudian dipasak bersama – sama untuk membentuk inti stator dengan slot seperti yang ditunjukkan gambar dua satu. Kumparan (coil) dari konduktor – konduktor yang terisolasi ini kemudian disisipkan ke dalam slot – slot tersebut.

Rotor motor induksi tiga fasa dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu rotor sangkar (squirrel cage rotor) dan rotor belitan (wound rotor). 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 shorting rings. Konstruksi umumnya dapat dilihat pada.

(25)

(a) (b)

Gambar 2.6 (a) motor induksi rotor belitan (b) motor induksi rotor sangkar Mengilustrasikan jenis pendingin yang terdapat pada mesin induksi,

(a) (b)

Gambar 2.7 a) Motor induksi TEFC (Totally Enclosed Fan Cooled) (b) Motor induksi TEAAC (Totally Enclosed Air-Air Cooled) 2.5 Kenaikan Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa

Spesifikasi dari motor selalu disertai dengan kenaikan temperatur yang diizinkan pada siklus kerjanya. Tabel dibawah ini memperlihatkan rentang dari kenaikan temperatur untuk kelas isolasi yang digunakan :

(26)

Tabel 2-1 Kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa Kelas Isolasi

motor induksi tiga fasa

Kenaikan temperatur pada konduktor

Temperatur maksimum

Temperatur normal

A 60˚C 105 ˚C 40 ˚C

E 75 ˚C 120 ˚C 40 ˚C

B 80 ˚C 130 ˚C 40 ˚C

F 95 ˚C 155 ˚C 40 ˚C

H 130 ˚C 180 ˚C 40 ˚C

2.6 Kelas Siklus Kerja Motor Induksi Tiga Fasa

Siklus kerja motor induksi tiga fasa dinyatakan sebagai berikut:

Tabel 2-2 Kelas siklus kerja motor induksi tiga fasa S1 Kerja terus menerus

(continuous duty)

Motor bekerja pada beban yang konstan selama waktu yang cukup untuk mencapai temperatur yang jenuh.

S2 Kerja waktu singkat (short time duty)

Motor bekerja pada beban yang konstan, tetapi tidak cukup waktu untuk mencapai temperatur jenuh.

Waktu pemulihan cukup lama untuk mencapai temperatur normal.

Waktu untuk siklus kerja waktu singkat biasanya 10,30,60, dan 90 menit.

S3 Kerja waktu Secara berurutan, starting motor dan

(27)

perubahan

(intermittent periodic duty)

periode pemulihan dengan beban konstan. Temperatur jenuh tidak pernah tercapai.

Durasi dari siklus kerja adalah 10 menit, nilai dari faktor siklus kerja adalah 15,25,40 dan 60%.

S4 Kerja waktu perubahan dengan starting (intermittent periodic duty with starting)

Secara berurutan, starting motor dan periode pemulihan dengan beban konstan. Temperatur jenuh tidak pernah tercapai. Starting

mempengaruhi kenaikan temperatur.

S5 Kerja waktu perubahan dengan pengereman elektris (intermittent periodic duty with starting)

Secara berurutan, starting motor dengan beban konstan dan tanpa beban. Tanpa waktu pemulihan temperatur.

S6 Kerja terus menerus dengan perubahan beban (continuous operation with intermittent load)

Secara berurutan, starting motor dengan beban konstan dan tanpa beban. Tanpa waktu pemulihan temperatur.

S7 Kerja terus menerus dengan pengereman elektris (continuous operation with electric braking)

Secara berurutan, starting motor dengan beban konstan dan pengereman elektris. Tanpa waktu pemulihan temperatur.

(28)

S8 Kerja terus menerus dengan perubahan pada beban dan kecepatan (continuous operation with

periodic changes in load and speed)

Secara berurutan, starting motor dengan beban konstan dan kecepatan yang diberikan, dan kemudian beroperasi lagi dengan beban konstan dan kecepatan yang berbeda. Tanpa waktu pemulihan temperatur.

Faktor siklus kerja dimana waktu yang dibutuhkan untuk starting, pembebanan dan pengereman sebagai perbandingan dari total waktu untuk sebuah siklus kerja juga dinyatakan dalam tiap bagian, notasi yang digunakan adalah:

D = Waktu starting

N = Waktu operasi ketika berbeban F = Waktu untuk pengereman elektris R’ = Waktu pemulihan

V’ = Operasi tanpa beban

ϴm = Temperatur maksimum yang diperoleh pada siklus kerja Faktor siklus kerja sebagai berikut:

Tabel 2-3 Faktos siklus kerja

Jenis siklus kerja Faktor siklus kerja S3 [6] [7] [8]

+ ′

S4 +

+ + ′

S5 + +

+ + + ′

(29)

S6

+ ′

S7 1

S8 ( + )

( + + + + + )

=

2.7 Estimasi Kenaikan Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa

Sebuah motor induksi dapat dianggap sebagai suatu badan kesatuan dimana panas menyebar dengan laju yang seragam dan pemuaian energi panas sebanding dengan kenaikan temperaturnya. Didapatkan persamaan,

= (2.11) Dimana = kenaikan temperatur ˚C

= kenaikan temperatur maksimum ˚C

t = waktu (s)

τ = waktu pemanasan konstan (s)

τ = 0,632 x ϴm (s)

1 = kenaikan temperatur awal ˚C 2 = Kenaikan temperatur akhir ˚C ’f = Temperatur pendinginan akhir ˚C

Persamaan diatas berlaku untuk kenaikan temperatur dari keadaan normal atau dari keadaan temperatur nol.

Jika kenaikan mempunyai temperatur awal ϴ₁ dan kenaikan temperatur maksimum ϴm, maka diperoleh persamaan sebagai berikut:

(30)

= − ( − 1) (2.12)

Dengan cara yang sama, jika motor tidak sepenuhnya dimatikan dan didinginkan dari temperatur awal ϴ₂ melainkan dari ϴ_m menuju ϴ’_f, maka persamaan tersebut menjadi:

2 = + ( − ′ ) (2.13) 2.8 Metode Pengukuran Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa

Menyatakan bahwa ada tiga metode untuk mengukur temperatur motor induksi tiga fasa yaitu:

 Metode Thermometer

Metode ini adalah penentuan suhu dengan sensor suhu, atau dengan termokopel, dengan metode ini instrumen diterapkan pada bagian terpanas dari mesin yang dapat diakses. Ilustrasi metode ini dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar 2.8 Peletakan termokopel

 Metode Pengukuran Resistansi

Penentuan temperatur dengan metode ini yaitu dengan membandingkan tahanan lilitan motor pada temperature yang ingin

(31)

ditentukan dengan tahanan yang sudah diketahui temperaturnya.

Temperatur tahanan yang ingin ditentukan dapat dihitung dengan persamaaan:

= + −

( + ) (2.14) Dimana : Tt : Temperatur total lilitan (^oC)

Tb : Temperatur pada saat motor dingin (^oC) R_t : Tahanan pada saat motor panas (ohm) Rb : Tahanan pada saat motor dingin (ohm) K : 234.5 ( konstanta untuk bahan tembaga ) (^oC)

225 ( konstanta untuk bahan aluminium ) (^oC)

 Metode Embedded Detector

Metode ini adalah penentuan suhu dengan termokopel atau resistensi detektor suhu yang diletakkan ke dalam mesin sesuai dengan ANSI C50.10-1977 atau NEMA MG1-1978. Rangkaiannya dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar 2.9 Rangkaian pengukuran temperatur motor induksi metode embedded

(32)

2.9 Siklus Kerja Terus Menerus dengan Beban Konstan (S1)

Siklus kerja ini bekerja pada beban konstan dan setelah mencapai suhu yang tetap maka motor dapat dioperasikan untuk periode yang tidak terbatas. Berikut grafik yang dihasilkan dari siklus kerja ini.

Gambar 2.10 Grafik siklus kerja terus menerus dengan beban konstan 2.10 Siklus Kerja Terus Menerus dengan Perubahan Beban (S6)

Siklus kerja ini bekerja dengan terus menerus dan memvariasikan perubahan beban.

Gambar 2.11 Grafik siklus kerja terus menerus dengan perubahan beban

(33)

2.11 Hubungan Arus Rating Motor Induksi Tiga Fasa dengan Persamaan Estimasi Kenaikan Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa

Fungsi kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa dengan arus rating motor dapat diberikan pada persamaan berikut, yaitu:

. = 1 − (2.15) Dimana : K : Konstanta relay (1,2)

Ir: Arus Rating Motor (A) Ij: Arus aktual motor (A) t: waktu operasi (s)

τ: waktu pemanasan konstan (s)

(34)

BAB 3

METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu

Penelitian akan dilaksanakan pada Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Penelitian akan dilaksanakan setelah selesai seminar proposal telah disetujui.

Lama penelitian direncanakan selama 2 (dua) bulan.

3.2 Peralatan yang Digunakan 1. Thermometer Infrared

2. Motor induksi tiga fasa Spesifikasi:

- AEG Typ C AM 112MU 4RI - Δ / Υ 220/ 380 V ; 10,7/ 6,2 A - 2,2 Kw, cos ϕ 0,67

- Kelas Isolasi : B 3. Mesin DC

4. Amperemeter 5. Voltmeter

6. Rheostat (tahanan geser) 7. Sumber Daya AC dan DC 8. Autotrafo

9. Kabel Penghubung 10. Tachometer

11. MCB tiga fasa

(35)

3.3 Variabel yang Diamati

Variabel yang diamati pada penelitian meliputi hal-hal berikut:

 Siklus kerja (duty cycle)

 Kenaikan temperatur pada motor induksi

 Jeda waktu pengambilan temperatur motor induksi

 Vdc dan Idc pada motor induksi

 Persen keakuratan hasil estimasi kenaikan temperatur motor induksi 3.4 Prosedur Penelitian

Adapun prosedur pengambilan data dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Merangkai seluruh rangkian percobaan

Adapun rangkaian percobaan yang akan dilakukan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 3.1 Rangkaian percobaan pengukuran temperatur motor induksi tiga fasa dengan metode pengukuran resistansi

(36)

Gambar 3.2 Rangkaian kontrol untuk percobaan DC Test 2. Pengambilan data

Prosedur percobaan yang dilakukan yaitu sebagai berikut :

- Pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi

1. Motor induksi tiga phasa dikopel dengan motor DC, kemudian rangkaian pengukuran disusun seperti gambar 3.2 dan 3.3.

2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan pengatur tegangan dalam posisi minimum.

3. Kemudian push button T1 pada rangkaian kontrol di tekan.

4. Switch S1 ditutup, kemudian PTAC dinaikkan sampai tegangan seimbang untuk siklus kerja S1 dan S6.

5. Switch S3 ditutup, kemudian PTDC dinaikkan hingga A2 menunjukkan arus penguat nominal.

6. Switch S2 ditutup, kemudian tahanan RL dinaikkan dan dijaga konstan.

(37)

7. Selama 45 menit untuk setiap kenaikan waktu 5 menit, tekan push button T2 pada rangkaian kontrol.

8. Naikkan tegangan PTDC 2 sampai arus yang tercatat pada A2 nominal, kemudian catat tegangan pada V5.

9. Percobaan selesai.

-Pengukuran suhu dengan menggunakan metode estimasi:

1. Setelah data yang dibutuhkan seperti kenaikan temperatur maksimum, waktu pemanasan konstan, dan arus rating diperoleh, maka lakukan perhitungan untuk setiap siklus kerja.

2. Peroleh hasil perhitungan untuk setiap hasil siklus kerja.

3. Bandingkan hasilnya dengan pengukuran langsung.

4. Hitung persen galat kesalahan untuk tiap siklus kerja.

5. Bandingkan hasil perhitungan dengan pengukuran temperatur motor induksi tiga fasa.

6. Percobaan selesai.

3.5 Pelaksanaan Penelitian 3.5.1 Proses Pengumpulan Data

Adapun diagram alur dari proses pengambilan data dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

(38)

(39)

Gambar 3.3 Diagram alur proses pengambilan data 3.5.2 Melakukan Analisis Data

Data yang diperoleh dari pengukuran kenaikan temperatur secara langsung dibandingkan dengan hasil dari metode estimasi kenaikan temperatur motor induksi tiga fasa dan dihitung persen keakuratannya untuk tiap variasi siklus kerja.

(40)

BAB 4

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Percobaan

Dari hasil penelitian di Laboratorium Konversi Energi diperoleh data sebagai berikut:

4.1.1 Operasi Siklus Kerja Terus Menerus dengan Beban Konstan

Data yang diperoleh dari hasil percobaan operasi siklus kerja terus menerus dengan beban konstan dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

VL= 380, Is= 3,83 Hubungan Stator: Y Nr= 1483 RPM Tb = 28,6 °C Tabel 4-1 Data hasil percobaan siklus kerja terus menerus dengan beban

konstan Waktu

(menit)

Vdc (Volt)

Idc (Ampere)

0 18,22 6,2

5 18,56 6,2

10 18,73 6,2

15 19,01 6,2

20 19,20 6,2

25 19,42 6,2

30 19,51 6,2

35 19,63 6,2

40 19,87 6,2

45 19,92 6,2

(41)

4.1.2 Operasi Siklus Kerja Terus Menerus dengan Beban yang Tidak Konstan

Data yang diperoleh dari percobaan operasi siklus kerja terus menerus dengan beban yang tidak konstan dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

VL= 380 V Nr=1483 RPM R=20 Ω Tb = 28,6 °C

Tabel 4-2 Data hasil percobaan operasi siklus kerja terus menerus dengan beban yang tidak konstan

t (menit)

Vdc (Volt)

Idc (Ampere)

0 18,22 6,2

5 18,41 6,2

10 18,65 6,2

15 18,85 6,2

20 19,10 6,2

25 19,25 6,2

30 19,35 6,2

35 19,40 6,2

40 19,65 6,2

45 19,85 6,2

(42)

4.2 Analisis Data

4.2.1 Pembahasan Operasi Siklus Kerja Terus Menerus dengan Beban Konstan

Dari table 4.1 dapat ditentukan besar resistansi tahanan stator motor induksi tiga phasa dengan suplai tegangan seimbang sebagai berikut :

=2

= 18,22

2(6,2)= 1,469 ℎ

= 18,56

2(6,2)= 1,497 ℎ

= 18,73

2(6,2)= 1,510 ℎ

= 19,01

2(6,2)= 1,533 ℎ

= 19,20

2(6,2)= 1,548 ℎ

= 19,42

2(6,2)= 1,566 ℎ

= 19,51

2(6,2)= 1,573 ℎ

= 19,63

2(6,2)= 1,583 ℎ

= 19,87

2(6,2)= 1,602 ℎ

= 19,92

2(6,2)= 1,606 ℎ

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

(43)

= + −

( + )

= 28,6 + 1,497 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 33,574℃

= 28,6 + 1,510 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 36,030℃

= 28,6 + 1,533 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 40,074℃

= 28,6 + 1,548 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 42,818℃

= 28,6 + 1,566 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 45,996℃

= 28,6 + 1,573 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 47,296℃

= 28,6 + 1,583 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 49,029℃

= 28,6 + 1,602 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 52,496℃

= 28,6 + 1,606 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 53,218℃

Metode estimasi kenaikan temperatur motor induksi dihitung dengan cara:

= − [ − ( − 1)]

Dimana = 0,632 ∗ = waktu konstan pemanasan (menit) = Hasil estimasi kenaikan temperatur ke-n (˚C) tn = waktu ke-n (menit)

= temperatur terukur (˚C) = temperatur maksimum (˚C)

% Galat kesalahan= ^(ϴ ^{ϴ )}

ϴ ∗ 100%

(44)

Hasil operasi siklus kerja terus menerus dengan beban konstan:

1. Hasil estimasi kenaikan temperatur pada waktu t=0 menit dan % galat kesalahannya.

1 = 53,218 − [53,218 − 28,600] ^, = 28,600

% ℎ = (28,600 − 28,600)

28,600 ∗ 100% = 0,00%

2 = 53,218 − [53,218 − 28,600] ^, = 32,001

% ℎ = (33,574 − 32,001)

33,574 ∗ 100% = 4,69%

3 = 53,218 − [53,218 − 33,574] ^, = 38,627

% ℎ = (36,030 − 38,627)

36,030 ∗ 100% = 7,21%

4 = 53,218 − [53,218 − 36,030] ^, = 42,214

% ℎ = (40,074 − 42,214)

40,074 ∗ 100% = 5,34%

5 = 53,218 − [53,218 − 40,074] ^, = 45,996

(45)

% ℎ = (42,818 − 45,996)

42,818 ∗ 100% = 7,35%

6 = 53,218 − [53,218 − 42,818] ^, = 48,273

% ℎ = (45,996 − 48,273)

45,996 ∗ 100% = 4,95%

7 = 53,218 − [53,218 − 45,996] ^, = 50,258

% ℎ = (47,296 − 50,258)

47,296 ∗ 100% = 6,25%

8 = 53,218 − [53,218 − 47,296] ^, = 51,126

% ℎ = (49,029 − 51,126)

49,029 ∗ 100% = 4,28%

9 = 53,218 − [53,218 − 49,029] ^, = 51,943

% ℎ = (52,496 − 51,943)

52,218 ∗ 100% = 1,05%

10 = 53,218 − [53,218 − 52,496] ^, = 53,028

(46)

% ℎ = (53,218 − 53,028)

53,218 ∗ 100% = 0,36%

Maka hasil estimasi dan galat kesalahan ditampilkan pada tabel dibawah ini.

Tabel 4-3 Hasil data operasi siklus kerja terus menerus dengan beban konstan

No. Waktu (menit)

Temperatur Terukur ϴx

(°C)

Temperatur Estimasi ϴn

(°C)

Galat Kesalahan (%)

1 0 28,600 28,600 0,00

2 5 33,574 32,001 4,69

3 10 36,030 38,627 7,21

4 15 40,074 42,214 5,34

5 20 42,818 45,966 7,35

6 25 45,996 48,273 4,95

7 30 47,296 50,258 6,26

8 35 49,029 51,126 4,28

9 40 52,496 51,943 1,05

10 45 53,218 53,028 0,36

(47)

Gambar 4.1 Grafik temperatur terukur VS temperatur terestimasi beban konstan

Gambar 4.2 Grafik % galat kesalahan terhadap waktu

0,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Temperatur (°C)

Waktu (Menit)

Perbandingan Temperatur Terukur dengan Temperatur Estimasi

Temperatur Terukur Beban Konstan Temperatur Estimasi Beban Konstan

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

0 10 20 30 40 50

Galat Kesalahan (%)

Waktu (Menit)

Grafik % Galat Kesalahan Terhadap Waktu

% Galat Kesalahan

(48)

4.2.2 Pembahasan Operasi Siklus Kerja Terus Menerus dengan Beban yang Tidak Konstan

Dari table 4.1 dapat ditentukan besar resistansi tahanan stator motor induksi tiga phasa dengan suplai tegangan seimbang sebagai berikut :

=2

= 18,22

2(6,2)= 1,469 ℎ

= 18,41

2(6,2)= 1,485 ℎ

= 18,65

2(6,2)= 1,504 ℎ

= 18,85

2(6,2)= 1,520 ℎ

= 19,10

2(6,2)= 1,540 ℎ

= 19,25

2(6,2)= 1,552 ℎ

= 19,35

2(6,2)= 1,560 ℎ

= 19,40

2(6,2)= 1,565 ℎ

= 19,65

2(6,2)= 1,585 ℎ

= 19,85

2(6,2)= 1,601 ℎ

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

(49)

= + −

( + )

= 28,6 + 1,485 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 31,335℃

= 28,6 + 1,504 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 34,801℃

= 28,6 + 1,520 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 37,689℃

= 28,6 + 1,540 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 41,229℃

= 28,6 + 1,552 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 43,465℃

= 28,6 + 1,548 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 44,909℃

= 28,6 + 1,565 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 45,631℃

= 28,6 + 1,585 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 49,241℃

= 28,6 + 1,601 − 1.469

1,469 (28,6 + 234,5) = 52,129℃

Metode estimasi kenaikan temperatur motor induksi dihitung dengan cara:

= − [ − ( − 1)]

Dimana = 0,632 ∗ = waktu konstan pemanasan (menit) = Hasil estimasi kenaikan temperatur ke-n (˚C) tn = waktu ke-n (menit)

= temperatur terukur (˚C) = temperatur maksimum (˚C)

% Galat kesalahan= ^(ϴ ^{ϴ )}

ϴ ∗ 100%

(50)

Hasil operasi siklus kerja terus menerus dengan beban tidak konstan:

1 = 52,129 − [52,129 − 28,600] ^, = 28,600

% ℎ = (28,600 − 28,600)

28,600 ∗ 100% = 0,00%

2 = 52,129 − [52,129 − 28,600] ^, = 31,913

% ℎ = (31,335 − 31,913)

31,335 ∗ 100% = 1,84%

3 = 52,129 − [52,129 − 31,913] ^, = 36,779

% ℎ = (34,801 − 36,779)

34,801 ∗ 100% = 5,68%

4 = 52,129 − [52,129 − 36,779] ^, = 41,139

% ℎ = (37,689 − 41,139)

37,689 ∗ 100% = 9,15%

5 = 52,129 − [52,129 − 41,139] ^, = 44,260

(51)

% ℎ = (41,299 − 44,260)

41,299 ∗ 100% = 7,17%

6 = 52,129 − [52,129 − 44,260] ^, = 47,058

% ℎ = (43,465 − 47,058)

43,465 ∗ 100% = 8,27%

7 = 52,129 − [52,129 − 47,058] ^, = 48,644

% ℎ = (44,909 − 48,644)

44,909 ∗ 100% = 8,32%

8 = 52,129 − [52,129 − 48,644] ^, = 49,633

% ℎ = (45,631 − 49,633)

45,631 ∗ 100% = 8,77%

9 = 52,129 − [52,129 − 49,633] ^, = 50,199

% ℎ = (49,241 − 50,199)

49,241 ∗ 100% = 1,95%

10 = 52,129 − [52,129 − 28,600] ^, = 51,392

(52)

% ℎ = (52,129 − 51,392)

52,129 ∗ 100% = 1,41%

Maka hasil estimasi dan galat kesalahan ditampilkan pada tabel dibawah ini Tabel 4-4 Hasil data operasi siklus kerja terus menerus dengan beban tidak

konstan

No. Waktu (menit)

Temperatur Terukur ϴx

(°C)

Temperatur Estimasi ϴn

(°C)

Galat Kesalahan (%)

1 0 28,600 28,600 0,00

2 5 31,335 31,913 1,84

3 10 34,801 36,779 5,68

4 15 37,689 41,139 9,15

5 20 41,299 44,260 7,17

6 25 43,465 47,058 8,27

7 30 44,909 48,644 8,32

8 35 45,631 49,633 8,77

9 40 49,241 50,199 1,95

10 45 52,129 51,392 1,41

(53)

0,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Temperatur (°C)

Waktu (Menit)

Perbandingan Temperatur Terukur dengan Temperatur Estimasi

Temperatur Terukur Beban Tidak Konstan Temperatur Estimasi Beban Tidak Konstan

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

0 10 20 30 40 50

Galat Kesaahan (%)

Waktu (Menit)

Grafik % Galat Kesalahan Terhadap Waktu

% Galat Kesalahan

Gambar 4.3 Grafik temperatur terukur VS temperatur terestimasi beban tidak konstan

Gambar 4.4 Grafik % galat kesalahan terhadap waktu

(54)

0,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Temperatur (°C)

Waktu (menit)

Perbandingan Temperatur Estimasi Beban Konstan Dengan Beban Tak

Konstan

Temperatur Estimasi Beban Konstan Temperatur Estimasi Beban Tak Konstan

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

0 10 20 30 40 50

Perbandingan % Galat Kesalahan Temperatur Beban Konstan Dengan

Beban Tak Konstan

% Galat Kesalahan Temperatur Beban Konstan

% Galat Kesalahan Temperatur Beban Tak Konstan

Gambar 4.5 Perbandingan Temperatur Estimasi Beban Konstan Dengan Beban Tak Konstan

Gambar 4.6 Grafik perbandingan % galat temperatur beban konstan dengan perbandingan % galat temperatur beban tidak konstan

(55)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Perbandingan temperatur terukur dan estimasi yang dihasilkan dari tiap siklus kerja cukup akurat, dengan %galat kesalahan terbesar pada tiap siklus kerja dijumpai pada S1=7,35%, S6=9,15%,

Persen keakuratan estimasi yang dihasilkan cukup akurat dengan tidak melebihi batasnya yaitu 10%.

2. Untuk siklus kerja S1 dan S6 kenaikan temperatur yang terjadi seragam dan kenaikan temperatur maksimum S6 lebih tinggi daripada S1.

3. Untuk siklus kerja S1, kenaikan temperatur yang diestimasi lebih akurat dibandingkan dengan siklus kerja S6. S1 mendapatkan suhu maksimum konstan dan dapat dioperasikan secara infinit. Kenaikan temperatur berbanding lurus dengan arus rating pada motor dan arus aktual pada motor

5.2 Saran

Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Membandingkan hasil metode estimasi kenaikan temperatur dengan metode infrared dan embedded detector yang dapat dikembangkan lebih jauh.

(56)

2. Melakukan variasi kerja yang lebih banyak

3. Mengaplikasikan metode ini terhadap mesin listrik lainnya.

(57)

DAFTAR PUSTAKA

[1] B. L. Theraja and A. K. Theraja, A Text Book of Electrical Technology, New Delhi: S. Chand and Company ltd., 2001.

[2] A. E. Fitzgerald, C. K. Jr dan S. D. Umans, Electrical Machinery, New York:

Mc Graw Hill Companies, 2003.

[3] K.-H. Seong, J. Hwang dan H.-w. Cho, “Investigation of Temperature Rise in an Induction Motor Considering the Effect of Loading,” IEEE Transactions On Magnetics, vol. 50, no. 11, 2014.

[4] M. V. Deshpande, Electric Motors Apllications And Control, Allahabad:

Wheeler & Co. Ltd., 1984.

[5] J. Pyrhönen, T. Jokinen dan V. Hrabovcová, Design of Rotating Electrical Machines, Great Britain: John Wiley & Sons Ltd, 2008.

[6] M. Zein, ANALISIS PENGARUH TEGANGAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP TEMPERATUR MOTOR INDUKSI TIGA PHASA, Medan:

Universitas Sumatera Utara, 2016.

[7] A. Nasution, ANALISIS PENGARUH JATUH TEGANGAN PADA SAAT PENGEREMAN TERHADAP TEMPERATUR MOTOR INDUKSI 3 FASA, Medan: Universitas Sumatera Utara, 2016.

[8] M. Rais, ANALISIS PENGARUH PENGEREMAN TERHADAP

TEMPERATUR MOTOR INDUKSI TIGA PHASA DENGAN

MENGGUNAKAN METODE PLUGGING, Medan: Universitas Sumatera Utara, 2016.

[9] E. R. Summers, “Determination Of Temperature Rise Of Induction Motors,”

(58)

Transactions, vol. 58, pp. 459-467, 1939.

[10] S. J. Chapman, Electrical Machinery Fundamentals, New York: Mc Graw Hill, 1999.

[11] G. Cisz, F. Rüncos dan S. Waite, “COMPARATIVE ANALYSES OF STANDARDS TEMPERATURE RISE TEST,” IEEE, pp. 1-6, 2009.

[12] Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya, Jakarta:

Gramedia, 1995.

[13] Siswoyo, Teknik Listrik Industri, Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008.

[14] M. Wijaya, Dasar-Dasar Mesin Listrik, Jakarta: Djambatan, 2001.