LAPORAN PRAKTIKUM
LAPORAN PRAKTIKUM
MOTOR SINKRON
MOTOR SINKRON
Disusun Oleh: Disusun Oleh: Syahadah Rizka Anefi Syahadah Rizka Anefi3.39.11.0.23 3.39.11.0.23 LT-2D/ 26 LT-2D/ 26 syarizka.anefi@gmail.com syarizka.anefi@gmail.com Dosen Pembimbing: Dosen Pembimbing: Djodi Antono, B.Eng Djodi Antono, B.Eng
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2014
2014
MOTOR SINKRON
PERCOBAAN N.8
1. PENDAHULUAN
Motor Sinkron adalah motor arus bolak-balik (AC) yang bekerja dengan penggerak mula sebagai pemutar awal pada rotornya hingga kecepatan putar sama
dengan kecepatan putar kutub khayal pada statornya. Pada keadaan ini motor pemutar akan mati, sehingga putaran motor pada motor sinkron terjadi akibat gaya tarik-menarik magnetik antara kutub-kutub khayal yang berputar di dalam stator.
Motor Sinkron menurut penggunaannya dapat didefinisikan sebagai motor yang mendapatkan masukan dari tenaga listrik untuk menghasilkan putaran atau untuk memperbaiki cos phi.
Komponen utama motor sinkron adalah: 1. Rotor
Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
2. Stator
Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.
Prinsip kerja Motor Sinkron, mula-mula lilitan stator pada motor sinkron diberi arus dengan tegangan 3 phase sehingga akan membangkitkan medan magnet putar. Walaupaun sudah ada medan magnet putar pada stator, akan tetapai medan magnet tersebut tidak dapat menginduksi rotor karena adanya perbedaan kecepatan putar antara rotor dan stator. Agar rotor dapat terinduksi oleh medan magnet stator dan terjadi gaya tarik atau kopel antara stator dan rotor maka rotor dipicu gerakannya agar dapat berputar mendekati kecepatan sinkron dari stator.
Beberapa cara untuk menstart motor sinkron agar putarannya mencapai kecepatan adalah dengan menggunakan motor induksi pembantu kecil yang dipasangkan sementara pada rotor sampai rotor mencapai kecepatan sinkron. Cara yang kedua adalah dengan menggunakan lilitan sangkar tupai yang ditanamkan pada muka kutub motor. Akan tetapi cara yang paling sering digunakan adalah dengan menggunakan lilitan sangkar tupai yang ditanamkan pada muka kutub rotor. jadi motor distart seperti motor induksi dan dipercepat mendekati kepesatan sinkron. Pada saat yang tepat, arus medan DC dikenakan pada rotor dan motor menuju ke sinkronisme dimana kecepatan putar rotor sama dengan stator.
Besarnya gaya tarik atau kopel yang dihasilkan oleh motor ketika menuju ke sinkronisme disebut kopel masuk/ pull in torque. Besarnya kopel tarik yang dihasilkan oleh motor sinkron bervariasi tergantung dari pemakaian motor tersebut. Selama periode start, jika rotor diam atau mempunyai kecepatan yang kurang dari kecepatan sinkron, maka medan magnet putar cepat memotong medan magnet DC dan menginduksi GGL medan magnet DC. Karena kumparannya memiliki banyak lilitan, maka GGL induksinya pun semakin besar. GGL induksi yang besar ini akan membahayakan motor karena motor dapat terbakar. Untuk mengatasinya dapat diatasi dengan cara menghubung-singkatkan lilitan melalui resistor pengosong medan. Resistor ini dapat dilepas saat motor mendekati kepesatan sinkronnya.
Motor sinkron berkepesatan rendah yang dilengkapi dengan lilitan sangkar tupai distart pada tegangan penuh. Sedangkan motor sinkron berkepesatan tinggi distart pada tegangan tidak penuh dengan menggunakan auto-transformator. Dalam pen-start motor sinkron, kontaktor saluran memberikan energi pada lilitan stator, kemudian menghubung-singkatkan lilitan magnet melalui resistor pengosong medan selama waktu start dan akan membuka setelah motor mendekati kepesatan sinkron. Setelah motor mempercepat sampai 95% dari kepesatan sinkronnya, penyinkron dalam pen-start memberi energi pada medan motor. Alat pelindung pada pen-pen-start motor sinkron
akan memutus catu daya jika lilitan sangkar tupai menjadi panas karena waktu penstartan yang terlalu lama dan jika motor harus dikeluarkan dari sinkronisme dan
terus berjalan sebagai motor induksi.
Setelah terjadi gaya tarik atau kopel antara rotor dan stator maka motor sinkron dapat berputar. Jika motor stator menerima beban berlebih, maka sudut kopel akan semakin besar dan tidak akan lagi terbentuk kopel atau gaya tarik antara stator dan rotor akibatnya putaran motor sinkron langsung terhenti.
2. DASAR TEORI
Synchronous motor adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada kecepatan sinkron, tanpa slip. Motor sinkron merupakan motor arus bolak-balik ( AC ) yang penggunaannya tidak seluas motor asinkron. Secara umum penggunaan motor sinkron
difungsikan sebagai generator, akan tetapi motor sinkron tetap digunakan oleh industri yang membutuhkan ketelitian putaran dan putaran konstan. Sebuah motor sinkron selalu beroperasi pada kecepatan konstan, pada kondisi tidak berbeban. Tetapi apabila motor diberi beban, maka motor akan selalu akan berusaha untuk tetap pada putaran konstan. Dan motor akan melepaskan kondisi sinkronnya apabila beban yang ditanggung terlalau besar ( Torsi Pull-out ). Motor sinkron memeiliki kekurangan didalam melakukan start dengan sendirinya. Karena tidak memiliki torsi start awal, oleh karena itu motor sinkron memerlukan beberapa alat bantu untuk membantu didalam start awal sehingga masuk didalam kondisi sinkron. Pada sebuah induksi motor, rotor harus memiliki slip. Kecepatan rotor harus kurang atau terlambat dari perputaran fluks stator supaya arus diinduksikan ke rotor. Jika induksi rotor motor tersebut itu bertujuan untuk mencapai kecepatan sinkron, maka tidak ada garis gaya yang memotong melalui rotor, sehingga tidak ada arus yang akan diinduksikan ke rotor dan tidak ada torsi yang akan dikembangkan.
Motor sinkron pada umumnya tidak dapat berputar sendiri pada waktu asutan, tetapi harus diputar dahulu dengan motor bantu, sampai mendekati/mencapai kecepatan sinkron; barulah kemudian eksitasi dimasukan.
Pada motor sinkron disamping sebagai motor penggerak, sering pula dipergunakan sebagai perbaikan faktor daya; yaitu dengan jalan memberi penguatan lebih pada motor tersebut.
Dimana hal ini dapat dilihat pada diagram V yaitu diagram yang terbuat dari arus rotor sebagai fungsi arus eksitasi = f (Im) ; seperti terlihat pada gambar.
Diagram V
3. MEKANISME KERJA 3.1 DAFTAR PERALATAN
Adapun daftar peralatan dalam percobaaan motor sinkron adalah sebagai berikut: DL 1013T2 DC filtered power supply 1 buah
DL 1023PS Shunt Dc drive motor 1 buah DL1026A Three-phase alternator 1 buah DL 2025DT Speed indicator 1 buah DL 2031 Optical electronic generator 1 buah DL 2108TAL Three-phase power supply unit 1 buah DL 2108T01 Excitation voltage controller 1 buah DL 2108T02 Power circuit breaker 1 buah DL 2109T1A Moving-iron ammeter (1000mA) 2 buah DL 2109T2A5 Moving-iron ammeter (2,5 A) 2 buah DL 2109T1T Synkronization indicator 1 buah DL 2109T2T Phase sequence indicator 1 buah DL 2109T17/2 Double voltmeter 1 buah Digital Multimeter 1 buah Kabel Penghubung panjang 30 buah Kabel Penghubung pendek 20 buah Frequencymeter Yokogawa 1 buah
IA
DC filtered power supply Ampere Meter
Shunt DC drive motor
Frekuensi meter
Moving-iron ammeter (1000mA)
Kabel penghubung
Three-phase power supply unit
Volt Meter Ampere meter
3.2 KESELAMATAN KERJA
3.2.1 Atur letak peralatan dan hubungkan kabel serapi mungkin.
3.2.2 Periksalah rangkaian Saudara pada Instruktor sebelum Saudara hubungkan sumber tegangan.
3.3 LANGKAH KERJA
3.3.1 Siapkan alat dan bahan.
3.3.2 Rangkai peralatan sesuai gambar percobaan. 3.3.3 Nyalakan power supply.
3.3.4 Atur frekuensi hingga 50 Hz dengan mengatur kecepatan putaran motor DC. Frekuensi 50 Hz akan tercapai saat putaran ± 3000 rpm.
3.3.5 Atur tegangan hingga 380 V, dengan megatur eksitasi mesin sinkron. 3.3.6 Cek urutan fasa dengan sequence, Jika urutan fasa sudah benar, lampu
pada sequence indikator akan menyala pada arah anak panah ke kanan. 3.3.7 Pastikan sudut fasa rangkaian sama, Kesamaan sudut fasa dapat diketahui
dari putaran nyala lampu, jika lampu sudah menyala hijau yang
menandakan sudut fasa sudah sama, tekan saklar untuk mensinkronkan generator saat hijau.
3.3.8 Matikan power supply DC untuk merubah fungsi mesin ( motor – generator ) lalu sambungkan dengan beban.
3.3.9 Naikan beban, catat arusnya, kemudian catat besarnya beban yang diukur. 3.3.10 Kembalikan alat seperti semula.
4. DATA PERCOBAAN
Nilai tegangan setelah dibebani (menjadi generator DC + motor sinkron) adalah : 210 V.
No. Beban (kΩ) Arus (A)
1 0,301 0,625 2 0,429 0,5 3 0,6 0,45 4 0,876 0,425 5 1,501 0,38 6 2,107 0,375
5. PEMBAHASAN ANALISA DATA
Data yang diperoleh dalam tabel diatas merupakan data arus serta hambatan pada beban yang diberikan pada mesin setelah dilakukan proses sinkronisasi serta pengubahan fungsi mesin yaitu motor DC menjadi generator DC dan generator
sinkron menjadi motor sinkron.
Pada saat awal beban dipasang, nilai arus yang terukur adalah 0,625 A, sedangkan -nilai beban terukur 301 Ω. Pada saat beban kedua nilai arus terukur 0,5 A, sedangkan nilai beban terukur 429 Ω. Pada saat beban ketiga nilai arus terukur 0,45 A, dan nilai beban terukur 0,6 Ω. Pada saat beban keempat nilai arus terukur 0,425 A dan nilai beban terukur 876 Ω. Pada saat beban kelima nilai arus terukur 0,38 A dan nilai beban terukur 1.501 Ω. Pada saat beban keenam nilai arus terukur 0,375 A dan nilai beban terukur 2.107 Ω. Nilai arus 0,625 A adalah nilai arus maksimal yang diijinkan dalam praktikum. Data tersebut menunjukkan bahwa nilai beban berbanding terbalik dengan nilai arus. Semakin besar nilai beban maka semakin kecil arusnya.
Ketika dilakukan penambahan beban maka perlu diamati suara dari mesin yang bekerja. Jika mesin berdengung itu menunjukkan bahwa putaran mesin kurang kuat untuk menanggung beban. Untuk itu arus eksitasi pada motor sinkron harus dinaikkan agar mesin kuat mengangkat beban.
6. KESIMPULAN
1) Syarat sinkronisasi yaitu besar tegangan sama dengan frekuensi begitupula juga dengan besar beda fasanya (tegangan = frekuensi = beda fasa).
2) Pembebanan pada motor sinkron harus memperhatikan nilai beban dan arus eksitasi.
3) Semakin besar beban, maka semakin besar pula arus eksitasi yang dibutuhkan. 4) Semakin besar nilai beban maka semakin kecil arus yang mengalir
5) Motor sinkron tidak dapat berputar dengan sendirinya. Ada tiga ma cam cara untuk menjalankan motor sinkron yaitu:
1. Mengurangi kecepatan dari medan magnet stator pada suatu harga yang cukup rendah, sehingga rotor dapat mempercepat dan mengunci medanmagnet stator selama setengah cycle dari perputaran medan magnet. Ini dapat dilakukan dengan mengurangi frequency dari daya yang dipakai.
2. Menggerakkan penggerak mula dari luar untuk mempercepat motor sampai kecepatan sinkron.
3.Menggunakan kumparan peredam(domper winding) dilakukan dengan cara memasang penghantar-penghantar pada rotor dari motor sinkron yang
satudengan yang lainnya dihubung singkat dan ditempatkan pada tiap-tiapsepatu kutub.
3) Motor sinkron dieksitasi oleh sebuah sumber tegangan dc di luar mesin dan karenanya membutuhkan slip ring dan sikat (brush) untuk memberikan arus kepada rotor.
4) Mesin sinkron hanya dapat bekerja pada kecepatan sinkronnya, jika tidak maka generator tidak menghasilkan tegangan dan motor tidak dapat bergerak.
REFERENSI
1.
[1]
Delorenzo,Electrical Power Enginering ( Alternator and parallel operation DL GTU101.1 )2. Sunarlik, Wahyu. Prinsip Kerja Generator Sinkron.
3.
