TUGAS AKHIR
ANALISIS TEGANGAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP UNJUK KERJAMOTOR INDUKSI 3 FASA PADA BERBAGAI METODE
STARTING
(Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik Fakultas Teknik USU) Diajukan untuk memenuhi syarat dalam
Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik ElektroFakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Oleh
110402078
AFRISANTO PAKPAHAN
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Motor induksi 3 fasa merupakan motor AC yang paling sering digunakan
dalam dunia industri dan rumah tangga, hal ini disebabkan konstruksinya yang
sederhana dan kehandalannya yang tangguh. Motor induksi dapat dioperasikan
dengan starting langsung, Y-∆, dan autotransformer. Motor induksi disuplai oleh
tegangan 3 fasa yang seimbang agar dapat beroperasi dengan baik. Namun apabila
suplai tegangannya tidak seimbang akan mempengaruhi unjuk kerja motor induksi
3 fasa.
Pada Tugas Akhir ini, penulis menganalisis pengaruh tegangan tidak
seimbang terhadap unjuk kerja motor induksi 3 fasa dengan menggunakan
berbagai macam starting. Berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan, terjadi
peningkatan arus akibat suplai tegangan tidak seimbang dan terjadi penurunan
torsi dan putaran motor akibat suplai tegangan yang tidak seimbang yang
mengakibatkan efisiensi motor ikut menurun. Peningkatan arus terbesar tejadi
pada starting langsung yaitu 5 A pada saat tegangan seimbang dan 6.3 A pada
ketidakseimbangan 3%. Penurunan efisiensi terbesar terjadi pada starting
autotransformer yaitu 60% pada saat tegangan seimbang dan menurun hingga
48% pada saat ketidakseimbangan 3%.
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas
kasih dan berkat yang telah diberikan-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “ANALISIS TEGANGAN TIDAK
SEIMBANG TERHADAP UNJUK KERJA MOTOR INDUKSI 3 FASA PADA BERBAGAI METODE STARTING”. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh
gelar Sarjana Teknik di Departemen Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orangtua penulis yang
telah membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya, yaitu
M. Pakpahan dan R. Nababan, saudara/saudari kandung penulis Lindra Pakpahan,
Aris Pakpahan, Lenny Pakpahan, dan Anri Pakpahan atas seluruh perhatian dan
dukungannya selama ini.
Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini,
penulis mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk
itu, dengan setulus hati penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih
kepada:
1. Bapak Ir. Raja Harahap, MT, selaku dosen pembimbing Tugas
Akhir dan dosen pembimbing akademik yang telah banyak
meluangkan waktu dan memberikan ide dalam menyelesaikan
Tugas Akhir penulis, dan senantiasa memberikan bimbingannya
2. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S, selaku dosen penguji Tugas Akhir
dan kepala Laboratorium Konversi Energi Listrik yang telah
memberikan masukan dan arahan demi perbaikan Tugas Akhir
penulis.
3. Bapak Ir. Syahrawardi, selaku dosen penguji Tugas Akhir yang
telah memberikan masukan dan arahan demi perbaikan Tugas
Akhir penulis.
4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi, selaku Ketua Departemen
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak dan Ibu dosen pengajar Departemen Teknik Elektro yang
telah memberi bekal ilmu dan bimbingan kepada penulis selama
perkuliahan.
6. Bapak dan Ibu pegawai administrasi Departemen Teknik Elektro
yang membantu dalam pengurusan administrasi selama
perkuliahan sampai penyusunan Tugas Akhir.
7. Laboran dan asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik bapak
Isroy Tanjung, ST , Aspar, dan Zein yang membantu dalam
penyusunan Tugas Akhir penulis.
8. Keluarga kakakku M. Parhusip dan L. Pakpahan dan keponakanku
Samuel Parhusip.
9. Teman-teman kos Bahagia, dan teman futsal: Henry cecep, Putra,
10. Teman-teman elektro balak satu: Toncop, Longser, Harry, Winner,
Yudha dan Bembeng, Canboy, Riswanta, Faisal, Anri Sihite dan
teman -teman lainnya yang menemani penulis selama perkuliahan.
11. Teman-teman Com-Labs, yang menyediakan tempat bagi penulis
dalam penyusunan tugas akhir: Frans, Mian, Albert, Yosua, Marco,
Andreas dan Uci.
12. Para pemimpi Goes to Moscow 2018, Risjen, Christo, Fandry,
Guntur, Andri, Samgar.
13. Seluruh mahasiswa Departemen Teknik Elektro yang telah berbagi
pengalaman hidup dan memberikan kesan selama masa
perkuliahan yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhir kata penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun
demi penyempurnaan Tugas Akhir penulis. Akhir kata, semoga Tulisan ini
bermanfaat bagi penulis dan semua pihak yang membutuhkannya.
Medan, Agustus 2016
Penulis,
(Afrisanto Pakpahan
110402078
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK...i
KATA PENGANTAR...ii
DAFTAR ISI ...v
DAFTAR GAMBAR ...viii
DAFTAR TABEL...ix
BAB I. PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penelitian ...3
1.4 Batasan Masalah ...3
1.5 Manfaat Penelitian ...4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA...5
2.1 Umum ... 5
2.2 Konstruksi Motor Induksi 3 fasa ...6
2.2.1 Stator ...6
2.2.2 Rotor ... 7
2.3 Medan Putar ... 9
2.4 Slip ...10
2.5 Prinsip Kerja Motor Induksi ... 11
2.7 Efisiensi Motor Induksi ... 18
2.8 Torsi Motor Induksi ... 20
2.9 Metode-metode Starting Motor Induksi 3 fasa ... 21
2.9.1 Starting Langsung ... 22
2.9.2 Starting wye-delta ... 23
2.9.3 Starting Autotransformator ... 24
2.10 Tegangan Tidak Seimbang ... 25
BAB III. METODE PENELITIAN...28
3.1 Tempat dan Waktu ... 28
3.2 Bahan dan Peralatan ... 28
3.3 Pelaksanaan Penelitian ... 29
3.4 Variabel yang Diamati ... 29
3.5 Flowchart Penelitian ... 30
3.6 Prosedur penelitian... 32
3.6.1 Rangkaian percobaan...32
3.6.2 Prosedur percobaan...35
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN...37
4.1 Umum ...37
4.2 Data Pecobaan ...37
4.2.1 Data pecobaan tegangan seimbang...37
4.2.2 Data percobaan tegangan tidak seimbang...38
4.3 Analisis Data...41
4.3.2 Menghitung torsi motor induksi 3 fasa...42
4.3.3 Menghitung putaran motor induksi 3 fasa...46
4.3.4 Menghitung daya keluaran(Pout) motor induksi 3 fasa...46
4.3.5 Menghitung efisiensi(η) motor induksi 3 fasa...48
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN...56
5.1 Kesimpulan...56
5.2 aran...57
DAFTAR PUSTAKA...58
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Konstruksi umum motor induksi ... 6
Gambar 2.2 Komponen stator motor induksi 3 fasa ... 7
Gambar 2.3 Rotor sangkar tupai ... 8
Gambar 2.4 Konstruksi rotor belitan ... 8
Gambar 2.5 Medan putar motor induksi 3 fasa, dan arus 3 fasa seimbang ... 9
Gambar 2.6Rangkaian ekivalen stator motor induksi ... 14
Gambar 2.7Rangkaian ekivalen rotor motor induksi yang sudah dipengaruhi slip...15
Gambar 2.8Gambar rangkaian ekivalen rotor motor induksi ... 18
Gambar 2.9Rangkaian ekivalen motor induksi ... 18
Gambar 2.10Rangkaian Ekivalen Thevenin motor induksi ... 20
Gambar 2.11(a) Diagram skematikstartinglangsung (b) Diagram kontrol starting langsung...22
Gambar 2.12 (a) Diagramdaya starting Y-∆ (b) Diagram kontrol Y-∆...24
Gambar 2.14 Kurva penurunan rating motor induksi 3 fasa ... 26
Gambar 3.1 Flowchart Penelitian ...31
Gambar 3.2Diagram percobaan motor induksi 3 fasa tegangan seimbang...32
Gambar 3.3Diagram percobaan motor induksi 3 tegangan tidak seimbang...33
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data hasil pengukuran unjuk kerja motor induksi dengan starting
langsung...38
Tabel 4.2 Data hasil pengukuran unjuk kerja motor induksi dengan starting
Y-∆...38
Tabel 4.3 Data hasil pengukuran unjuk kerja motor induksi dengan
starting
autotransformer...38
Tabel 4.4 Data hasil pengukuran unjuk kerja motor induksi dengan starting
langsung...39
Tabel 4.5 Data hasil pengukuran unjuk kerja motor induksi dengan starting
Y-∆...39
Tabel 4.6 Data hasil pengukuran unjuk kerja motor induksi dengan starting
autotransformer...39
Tabel 4.7 Data hasil pengukuran unjuk kerja motor induksi dengan starting
langsung...40
Tabel 4.8 Data hasil pengukuran unjuk kerja motor induksidengan starting
Y-∆....40
Tabel 4.9 Data hasil pengukuran unjuk kerja motor induksi dengan
starting
Tabel 4.10 Perbandingan arus (I) terhadap tingkat ketidakseimbang
tegangan dengan starting langsung...50
Tabel 4.11 Perbandingan arus (I) terhadap tingkat ketidakseimbang
tegangan
dengan starting Y-∆...50
Tabel 4.12 Perbandingan arus (I) terhadap tingkat ketidakseimbang tegangan
dengan starting autotransformer...51
Tabel 4.13 Perbandingan Torsi(T), dan Putaran(n) terhadap
tingkat ketidakseimbangan tegangan starting
langsung...51
Tabel 4.14 Perbandingan Torsi(T), dan Putaran(n) terhadap tingkat
ketidakseimbangan tegangan starting Y-∆...52
Tabel 4.15 Perbandingan Torsi(T), dan Putaran(n) terhadap tingkat
ketidakseimbangan tegangan starting
autotransformer...52
Tabel 4.16 Perbandingan efisiensi terhadap ketidakseimbangan tegangan
dengan starting langsung...54
Tabel 4.17 Perbandingan efisiensi terhadap ketidakseimbangan tegangan
dengan starting Y-∆...54
Tabel 4.18 Perbandingan efisiensi terhadap ketidakseimbangan tegangan