SKRIPSI
ANALISA PENGARUH TEGANGAN TAK SEMBANG DUA FASA TERHADAP TEMPERATUR MOTOR INDUKSI TIGA PHASA
(Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Fakultas Teknik USU)
Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1)
pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh :
APRIMA ANUGERAH MATONDANG NIM : 130422009
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Motor Induksi merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling luas
digunakan seperti bidang industri, pabrik dan peralatan rumah
tanggamenggunakan motor induksi untuk pengoperasiannya. Motor induksi yang paling sering digunakan adalah motor induksi tiga phasa. Dalam mencapai kelancaran sistem produksi untuk pengoperasian motor induksi tiga phasa tidak lepas dari kualitas daya. Salah satu permasalahan kualitas daya yang sering terjad iadalah (1) ketidakseimbangan tegangan, (2) Ketidaksimetrisan lilitan pada trafod aya, (3) Ketidakseimbangan impedansi (4) Beban tidak seimbang
Dalam hal ini dilakukan kajian analisis penelitian dilaboratorium untuk mengetahui bagaimana pengaruh tegangan tidak seimbang dua fasa terhadap temperature motor induksi tiga fasa, yaitu dengan menggunakan thermometer infrared dan metode resistans idalam mengukur kenaikan temperatur saat suplai tegangan seimbang, naik 2% dan 4%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa motor induksi tiga phasa pada saat
tegangan disuplai seimbang adalah 30,4oC – 46,1oC, pada tegangan tidak
seimbang 2% menjadi 29,8oC – 49,5oC, tegangan tidak seimbang 4%
menjadi34,9oC – 50,8oC pada 0 sampai 30 menit.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan
anugerah serta kasih dan rahmat-Nya yang berlimpah kepada penuli ssehingga
penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Analisia Pengaruh
Tegangan Tidak Seimbang Dua Fasa Terhadap Temperatur Motor Induksi Tiga Fasa”. Skripsi ini dibuat sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana (S-1) di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
Skripsi ini penulis persembahkan kepada Orang Tua penulis tercinta St.
Bistok Matondang dan Mastiur Sitorus, S.Pd yang telah menyayangi, mendidik,
mendampingi serta menginspirasi penuliss ehingga penulis banyakm endapat
pelajaran yang sangat berharga, serta bimbingan yang tiada berkesudahan. Serta
Kakak Irma Matondang, S.S yang selalu memberikan dukungan dan motivasi
secara terus menerus.
Terwujudnya skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak yang telah
mendorong dan membimbing penulis, baik tenaga, ide-ide, maupun pemikiran.
Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih
yang sebesar-besarnyakepada :
1. Bapak Dr. Ir. Fahmi, ST., M.Sc., IPM selaku ketua jurusan Departemen
Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S. selaku dosen Pembimbing Skripsi penulis,
kesabaran dan motivasi yang besar dari beliau kepada penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini. Penulis berharap agar terus mendapatkan
bimbingan dari beliau.
3. Bapak Suherman, S.T., M.Com., P.hd selaku dosen Pembimbing
Akademik
4. Bapak Ir. Raja Harahap, M.T. sebagai dosen Penguji Skripsi yang telah
banyak memberikan saran dan masukan demi perbaikan skripsi ini dan
telah banyak memotivasi selama masa perkuliahan.
5. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Dosen Kerja Praktik, Dosen
Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan demi
perbaikan skripsi ini serta senantiasa memberikan bimbingan selama
perkuliahan.
6. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Elektro yang telah banyak
memberi inspirasi dan masukan bagi penulis untuk lebih baik dalam
bersikap selama masa perkuliahan kepadapenulis.
7. Om Isroy Tanjung, ST (Om roy) selaku pegawai Lab. Koversi Energi
Listrik FT-USU yang banyak membantu penulis selama proses
pengambilan data maupun dalam keseharian di kampus.
8. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro: Arbi Divo yang telah
banyak membantu penulis dalam pengurusan administrasi saat perkuliahan
serta selama penyusunan skripsi..
9. Seluruh teman-teman angkatan 2013 Teknik Elektro Ekstensiyang tidak
bisa namanya disebutkan satu persatuselama perkuliahan di Departemen
10.Serta semua pihak yang telah membantu penulis dalam penyelesaikan
skripsi ini.
Akhirnya penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari
kesempurnaan, untuk itu kritik saran yang membangun dari berbagai pihak sangat
penulis harapkan demi perbaikan-perbaikan ke depan.
Medan, Juni 2017 Penulis,
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGHANTAR... ii
DAFTAR ISI ... 8
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x
1.5 Manfaat Penulisan ... 3
BAB IILANDASAN TEORI ... 5
2.1 Motor Induksi ... 5
2.2 Kontruksi Motor Induksi ... 6
2.3 Medan Putar ... 7
2.4 Prinsip Kerja Motor Induksi ... 8
2.5 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Tiga Phasa ... 11
2.6 Penentuan Parameter Motor Induksi ... 15
2.6.1PengujianTanpaBeban ... 15
2.6.2PengujianTahanan Stator ... 17
2.6.3 Pengujian Rotor Tertahan ... 18
2.7Tegangan Tidak Seimbang ... 20
2.8.Rating Temperatur dan Metode Pengukuran Motor Induksi ... 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 27
3.1 TempatdanWaktuPenelitian ... 27
3.2 Peralatan dan Bahan Penelitian ... 28
3.3 Variabel yang Diamati ... 28
3.4Prosedur Penelitian ... 28
BAB IV ... 33
4.1 Umum ... 33
4.2 Data Percobaan ... 33
4.2.2 Motor InduksiTigaPhasaSuplaiTidakSeimbang ... 34
4.3 Analisa Data... 36
4.3.1 Motor InduksiTigaPhasaSuplaiTeganganSeimbang ... 37
4.3.2 Motor InduksiTigaPhasaSuplaiTegangnaTidakSeimbang ... 40
4.3.3 PerbandinganHasilPengukuranSeimbangvsTidakSeimbang……...40
4.3.4 PerbandinnganHasilPengukuran………49
4.4 HubunganTegananTidakSeimbangdenganKenaikanTemperatur…………..55
Pengereman Dinamik dan Regeneratif ... 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 59
5.1 Kesimpulan ... 59
5.2 Saran ... 59
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rotor Sangkar ... 6
Gambar 2.2 Rotor Belitan ... 7
Gambar 2.3 Diagram Fasor Tiga Fasa Seimbang ... 7
Gambar 2.4 Arus tiga fasa seimbang ... 8
Gambar 2.5 Skematik Diagram Motor Induksi Rotor Belitan ... 10
Gambar 2.6 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Sebagai Model ... 11
Gambar 2.7 Rangkaian Ekivalen Motor Arus Induksi ... 13
Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen jika Rugi Diabaikan ... 14
Gambar 2.9 Rangkaian Pengukuran untuk DC Test ... 16
Gambar 2.10 Rangkaian DC Test ... 17
Gambar 2.11 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi pada Block Rotor Test ... 18
Gambar 2.12 a)Diagram Vektor Tegangan Seimbang ... 20
b) Diagram Vektor Tegangan Tidak Seimbang ... 20
Gambar 2.13 a) Diagram Vektor Urutan Positif ... 21
b) Diagram Vektor Urutan Negatif ... 21
c) Diagram Vektor Urutan Nol ... 21
Gambar 2.14 Kurva Penurunan Motor Induksi (NEMA) ... 23
Gambar 2.15 Thermometer Infrared ... 25
Gambar 3.1 Rangkaian Percobaan Pengukuran Suhu Motor Tiga Phasa ... 28
Gambar 3.2 Rangkaian Percobaan Pengukuran Suhu Motor Induksi 3 Fasa Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi ... 29
Gambar 3.4 Diagram Alur Proses Pengambilan Data ... 31
Gambar 4.1 Grafik Suhu Vs Menit Suplai Tegangan Seimbang ... 39
Gambar 4.2 Grafik Suhu Vs Menit Motor Induki 3 Fasa Metode Resistansi ... 39
Gambar 4.3 Grafik Suhu vs Menit Kondisi Tidak Seimbang 2% dengan pengukuran Thermometer Infrared………....………45
Gambar 4.4 Grafik Suhu vs Menit Kondisi Tidak Seimbang pengukuran Metoode
Resistansi ... 45
Gambar 4.5 Grafik Suhu vs Menit Motor Induksi 3 Fasa Suplai Tidak Seimbang
2% Menggunakan Metode Resistansi... 46
Gambar 4.6 Grafik Suhu vs Menit Motor Induksi 3 Fasa Suplai Tidak Seimbang
2% Menggunakan Metode Thermometer Infrared ... 46
Gambar 4.7 Grafik Suhu vs Menit Untuk Motor Induksi Tiga Fasa Suplai
Tegangan Seimbang dengan Tidak Seimbang 2%, 4% menggunakan thermometer infrared………..48
Gambar 4.8 Grafik Suhu vs Menit Untuk Motor Induksi Tiga Fasa Suplai
Tegangan Seimbang dengan Tidak Seimbang 2%, 4% menggunakan Pengukuran Resitansi………..49
Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Hasil Pengukuran Temperatur Menggunakan
Thermometer Infrared dan Perhitungan Menggunakan Metode Pengukuran Resistansi Untuk Suplai Tegangan Seimbang…………51
Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Hasil Pengukuran Temperatur Menggunakan
Thermometer Infrared menggunakan metode pengukuran resistansi
Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Hasil Pengukuran Temperatur Menggunakan
Thermometer Infrared menggunakan metode pengukuran resistansi
untuk suplai tegangan tidak seimbang 4%...52
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Distribusi Reaktansi X1 dan X2 dalam tabel ... 19
Tabel 4.2 Kenaikan Temperatur untuk motor besar dengan faktor Pelayanan ... 42
Tabel 4.3 Data hasil pengukuran suhu dengan thermometer infrared ... 34
Tabel 4.4 Data hasil pengukuran suhu dengan thermometer infrared dengan
metode pengereman dinamik dengan jatuh tegangan 9% ... 43
Tabel 4.5 Data hasil pengukuran suhu dengan thermometer infrared dengan
metode pengereman regeneratif dengan jatuh tegangan 4% ... 44
Tabel 4.6 Data hasil pengukuran suhu dengan thermometer infrared dengan
metode pengereman regeneratif dengan jatuh tegangan 9% ... 44
Tabel 4.7 Perbandingan kenaikan suhu saat pengereman Dinamik tegangan
normal dan jatuh tegangan 4% dan 9% menggunakan termometer
infrared... 51
Tabel 4.8 Perbandingan kenaikan suhu saat pengereman Regeneratif tegangan
normal dan jatuh tegangan 4% dan 9% menggunakan termometer
