MODUL PRAKTIKUM OPERASI MESIN LISTRIK

(1)

0

MODUL PRAKTIKUM

OPERASI MESIN LISTRIK

Disusun oleh Tim

PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK ENERGI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

(2)

1 PRAKATA

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Alloh swt , atas rahmat dan karunia modul praktikum operasi mesin listrik II ini telah dapat disusun dan diselesaikan dengan baik. Modul ini dimaksudkan sebagai panduan bagi mahasiswa Teknik Energi Politeknik Negeri Bandung.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan modul ini tak lepas dari dukungan berbagai pihak dan oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih ke berbagai pihak antara lain kepada:

1. Institusi Politeknik Negeri Bandung khususnya jurusan Teknik Energi Politeknik Negeri Bandung yang telah memberi kesempatan dan kepercayaan kepada penulis untuk menyelesaikan penulisan modul praktikum ini.

2. Ketua Jurusan Teknik Konversi Energi beserta staf manajemen dan administrasi atas segala dukungan, bantuan dan fasilitas yang diberikan.

3. Segenap staf pengajar jurusan Teknik Energi

4. Keluarga yang memberikan motifasi yang tulus, pengertian dan segala dukungannya selama Penulis menyelesaikan penulisan modul praktikum ini.

5. Seluruh pihak-pihak lainnya yang tidak dapat disebutkan satu-persatu dalam kesempatan ini yang secara langsung ataupun tidak langsung terlibat dalam modul praktikum ini.

Penulis menyadari bahwa modul praktikum ini masih banyak kekurangan dan kesalahan dan oleh karena itu apabila ada saran masukan untuk perbaikan, penulis mengucapkan banyak terima kasih. Semoga modul praktikum ini dapat bermanfaat dan memberi tambahan pengetahuan serta wawasan keilmuan untuk kita semua, civitas akademika Politeknik Negeri Bandung atau pihak-pihak lain yang berkepentingan.

Penyusun,

(3)

2

KATA PENGANTAR

Buku Panduan Praktikum atau yang disebut Job Sheet ini disusun sebagai bahan panduan mata kuliah Praktikum Pengendalian Mesin Listrik, yang digunakan bagi mahasiswa Politeknik Negeri Bandung, Jurusan Teknik Konversi Energi. Materi buku panduan ini dibuat mengacu pada tujuan mata kuliah Operasi Mesin Listrik yang tertuang dalam kurikulum Jurusan Teknik Konversi Energi.

Isi materi praktikum sudah mencakup kegiatan selama satu semester yang terdiri dari 12 modul termasuk didalamnya ada ulasan peraturan praktikum, contoh cover laporan, landasan teori, peralatan yang digunakan, urutan kegiatan praktikum, rangkaian dan tugas-tugas.

Sehingga praktikan akan mudah untuk mengikuti dan menjalankan tugasnya dengan aman dan benar.

Tujuan kegiatan praktikum ini sesuai dengan kurikulum adalah untuk memberi bekal kepada mahasiswa mengenai pemahaman matakuliah Teori Mesin Listrik dari sisi praktek dan membentuk mahasiswa agar terampil menggunakan peralatan dan alat ukur untuk menjalankan mesin listrik baik mesin arus searah maupun mesin arus bolak-balik dengan benar dan aman. Di dalam kegiatan praktikum ini mahasiswa dituntut untuk memahami dan membuat rangkaian equivalen (rangkaian pengganti) dari mesin yang diujicoba serta membuat karakteristik- karakteristik pada mesin serta menganalisa hasil praktikum yang ditungkan dalam bentuk laporan.

Untuk menjalankan kegiatan praktikum dengan menggunakan buku ini akan lebih mudah jika mahasiswa telah memahami teori mata kuliah Mesin Listrik dan telah menjalankan praktikum Pengukuran listrik dan Rangkaian listrik

Penyusun merasa masih banyak kekurangan baik di tatatulis maupun materinya, maka penyusun sangat mengharapkan masukan baik dari para mahasiswa maupun kolega lainnya.

Semoga Buku ini bermanfaat bagi mahasiswa dan siapa saja yang membutuhkan.

Bandung, Agustus 2023

(4)

3

TATA TERTIB PRAKTIKUM

I. PERSIAPAN AWAL SEMESTER

1. Pada permulaan semester setiap mahasiswa diharuskan mempunyai “Modul Praktikum Operasi Mesin Listrik” dapat dicopi di Sekretariat Jurusan Teknik Konversi Energi atau di Teknisi Laboratorium Konversi Energy Listrik.

2. Mahasiswa dibagi dalam kelompok pratikan dan setiap kelompok dipandu oleh Dosen sebagai instruktur yang dituangkan dalam Jawal dan Pembagian Kelompok praktikan.

3. Setiap mahasiswa diharuskan mempersiapkan diri untuk memahami dasar teori Mesin Arus searah, Mesin Asinkron dan Mesin Sinkron.

II. SIKAP DAN KEHADIRAN DAN TANGGUNG JAWAB

1. Setiap mahasiswa harus menggunakan “Jas Lab” (baju seragam untuk kegiatan laboratorium).

2. Dilarang menggunakan sandal, topi dan atribut2 lain yang tidak berkaitan dengan kegiatan praktikum.

3. Dilarang mengganggu praktikan lainnya (meminjam alat antar kelompok, berbicara yang tidak ada kaitannya dengan materi praktikum, keluar ruangan/meninggalkan tempat tanpa ijin, merokok, main HP, makan minum, mengobrol dll)

4. Setiap akan melakukan praktikum Instruktur akan mencatat kehadiran mahasiswa dalam lembar “Abensi Mahasiswa” yang disiapkan Jurusan Teknik Energi ataupun absensi yang disedikakan oleh Dosen pembimbing (Instruktur).

5. Setiap akan melakukan praktikum Mahasiswa menandatangani daftar hadir di lembar yang telah disediakan instruktur.

6. Bagi mahasiswa yang tidak hadir tanpa pemberitahuan sebelumnya tidak akan mendapat nilai dari modul yang dikerjakan, baik nilai laporan maupun nilai aktivitas.

7. Setiap kelompok praktikum harus bertanggungjawab atas keberhasilan praktikum dan keamanan peralatan dari kerusakan maupun kehilangan

8. Menjaga Ketertiban dan kebersihan ruang serta tempat kegiatan praktikum

(5)

4 CONTOH COVER

LAPORAN PRAKTIKUM MESIN LISTRIK MODUL 1

PENGUJIAN RESISTANSI DAN TAHANAN ISOLASI BELITAN GENERATOR SINKRON

Logo

Keterangan praktikan

Nama :

Kelas/kelompok :

Nama anggota :1.

2. 3.

4. 5.

Dst

Tanggal praktikum :

Tanggal/jam pengumpulan laporan : Nama Instruktrur/Dosen :

Nama Teknisi :

Tanda tangan Dosen/teknisi :

Tanda tangan mhs/i :

JURUSAN TEKNIK ENERGI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

(6)

5

Rencana Modul Praktikum Pengujian mesin listrik:

1. Pengukuran Resistansi dan Tahanan Isolasi belitan Generator Sinkron

2. Pengukuran Resistansi, Tahanan Isolasi belitan dan perbandingan Transformasi Motor Induksi

3. Pengujian beban nol, Pemisahan rugi besi dan rugi mekanik Motor Induksi 4. Pengujian hubung singkat Motor Induksi

5. Diagram lingkaran

6. Pengujian Pembebanan Motor Induksi

7. Pengujian karakteristik Motor DC (Shunt, bebas, seri)

8. Pengujian karakteristik beban nol dan rugi besi dan mekanik Generaator Sinkron 9. Pengujian hubung singkat Generator Sinkron

10. Impedansi Sinkron Generator Sinkron

11. Pengujian karakteristik luar Generator Sinkron

12. Pengujian Karakteristik pengaturan Generator Sinkron

(7)

6

MODUL 1

PENGUKURAN RESISTANSI DAN TAHANAN ISOLASI BELITAN GENERATOR SINKRON

1.1. Tujuan

Setelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa a. Dapat mengukur resistansi belitan

b. Dapat mengukur tahanan isolasi belitan c. Dapat menentukan PI Indek

1.2. Dasar teori

Mesin listrik merupakan peralatan listrik yang digunakan untuk mengkonversikan daya mekanik menjadi daya listrik atau sebaliknya. Secara umum Generator mempunyai belitan baik belitan jangkar maupun belitan kumparaan medan, sedangkan pada Motor Induksi mempunyai belitan stator dan belitan rotor. Keduanya merupakan hal yang sangat penting dan berperan dalam proses konversi energy. Oleh karena itu keberadaanya sangat perlu untuk dilakukan pengukuran baik besaran resistansi maupun isolasinya untuk menentukan laik atau tidak mesin tersebut dioperasikan.

Besarnya resistansi kumparan tersebut perlu diketahui untuk keperluan perhitungan efisiensi dan tegangan jatuh pada belitan.

Pengukran resistansi belitan

Pengukuran resistansi ini pada umumnya dilakukan dalam keadaan dingin artinya temperaturnya sama dengan temperatur ruangan.

Untuk maksud ini dapat dilakukan dengan cara:

a. Pengukuran langsung dengan ohm meter b. Metoda Volt-ampere

Pada percobaan ini akan dilakukan pengukuran dengan menggunakan metoda Volt-ampere dengan menggunakan sumber arus searah. Jika suatu resistor dialiri arus, maka pada kedua ujung dari terminalnya akan terdapat beda tegangan. Dengan mengukur besarnya arus dan tegangan, maka besarnya resistansi dapat dihitung dengan mudah.

(8)

7

Pengukuran Tahanan Isolasi/Insulation Resistance (IR)

Pengujian ini dilakukan untuk mendeteksi adanya kelemahan isolasi tahanan. Pengujian isolasi secara rutin dapat dilakukan dengan menggunakan Megohmmeter, atau megger.

Tahanan isolasi adalah ukuran kebocoran arus yang melalui isolasi. Tahanan berubah-ubah karena pengaruh temperatur dan lamanya tegangan yang diterapkan pada lilitan tersebut, oleh karena itu faktor-faktor tersebut harus dicatat pada waktu pengujian. Nilai tegangan minimum pengujian yang banyak digunakan dan diterima dikalangan praktisi adalah satu kilovolt sebanding dengan satu 1 megaohm bagi peralatan listrik yang banyak digunakan pada industri (untuk lilitan stator maupun rotor) setelah dikenai tegangan 500 Volt dc selama satu menit.

Nilai tahanan diatas merupakan nilai minimum yang menunjukkan bahwa keadaan lilitan masih baik. Nilai tahanan yang rendah dapat menunjukkan lilitan dalam keadaan kotor, basah dan atau adanya moisture pada permukaan isolasi belitan.

Oleh sebab itu, pengujian dengan megger dilakukan baik sebelum maupun sesudah mesin dilakukan perawatan dan atau perbaikan. Jika nilai tahanan tetap rendah dan lilitan relatif bersih, ada kemungkinan adanya moisture pada lilitan, dan lilitan harus dikeringkan sekurang- kurangnya sampai diperoleh tahanan minimum yang dianjurkan.

Pengukuran tahanan isolasi (Insulation resistance test) bertujuan untuk mengetahui nilai tahanan isolasi dari belitan motor maupun Generator.

Nilai Insulation Resistance (IR) diukur pada suhu ruangan, pengukuran dilakukan dengan cara melepas membuka semua hubungan terminal belitan terlebih dahulu, dan pengukuran dilakukan pada setiap phasa yaitu phasa R, S, dan T masing-masing di ukur langsung terhadap ground. Pilihan tegangan uji pada Megger yang digunakan disesuaikan dengan besarnya tegangan kerja Generator/motor dan berdasarkan standar IEEE

Pengukuran tahanan isolasi ini dilakukan pada a. Antara belitan dengan body (ground)

b. Antara belitan satu dengan belitan yang lain.

Untuk mengetahui nilai tahanan isolasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

(9)

8 𝐼𝐼𝐼𝐼 =1000 . 𝑈𝑈

𝑄𝑄 . 𝑈𝑈. 2,5 Dimana:

IR = Tahanan isolasi minimal.

U = Tegangan kerja.

Q = Tegangan insulation tester.

1000 = Bilangan tetap.

2,5 = Faktor keamanan (apabila baru).

Pengukuran tahanan isolasi dimaksudkan untuk mengetahui besar (nilai) kebocoran arus (leakage current) yang terjadi pada tahanan isolasi. Kebocoran arus yang menembus isolasi peralatan listrik memang tidak dapat dihindari. Oleh karena itu, salah satu cara untuk meyakinkan bahwa motor/generator listrik aman untuk dioperasikan adalah dengan mengukur tahanan isolasinya.

Untuk mengetahui nilai besarnya arus bocor dapat digunakan persamaan berikut:

𝐼𝐼_{𝑖𝑖𝑖𝑖} = 𝑉𝑉𝐿𝐿−𝐿𝐿

𝐼𝐼𝐼𝐼𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟−𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟

𝐼𝐼𝐼𝐼𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟−𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟= ∑ 𝐼𝐼𝐼𝐼(𝑀𝑀Ω) 𝑛𝑛 Dimana:

IR = Insulating resistance (MΩ) n = Jumlah data

Iis = Arus bocor isolasi (mA) VL-L = Tegangan line to line (V)

Pengujian Polarisasi Index.

Pengujian untuk menentukan keadaan isolasi yang baik adalah dengan membandingkan hasil pengujian selama 10 menit dengan cara membandingkan nilai tahanan isolasi yang dikur pada menit ke 10 menit dengan tahanan

(10)

9

pada saat satu menit pertama. Polarisasi index test merupakan petunjuk kekeringan dan kebersihan dari lilitan, dan hasilnya akan menentukan apakah peralatan aman untuk dioperasikan dan atau peralatan tsb dapat dilakukan pengujian tegangan lebih.

Indeks yang biasa digunakan dalam menunjukan pembacaan megger dikenal sebagai polarization index (PI) yang diperoleh dengan pengukuran yang berkelanjutan untuk periode waktu yang lebih lama. Periode waktu yang dianjurkan oleh IEEE dalam melakukan pengujian Polarization index adalah 10 menit. Untuk dapat mengetahui besarnya nilai polarization index (PI) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

𝑃𝑃𝐼𝐼 =𝐼𝐼𝐼𝐼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑖𝑖𝑟𝑟 𝑘𝑘𝑚𝑚 10

𝐼𝐼𝐼𝐼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑖𝑖𝑟𝑟 𝑘𝑘𝑚𝑚 1

1.3. Prosedur kerja

a. Buat rangkaian seperti gambar 1-1.

b. Atur voltage regulator pada posisi nol dan reostat pada posisi maksimum

c. On-kan power supply dan atur sehingga pembacaan alat ukur cukup jelas terbaca (skala alat ukur kecil)

d. Catat meter-meternya untuk beberapa pengukuran.

e. Ulangi langkah-langkah tersebut untuk belitan dan atau fasa yang lain

Gambar 1-1. Rangkaian percobaan pengukuran resistnasi belitan

U V W

F

F U2 V2 W2

V A

U

V W

A

V

(11)

10 A. Pengukuran Tahanan Isolasi belitan

Hal-hal yang perlu diperhatikan sebelum melaksanakan pengukuran adalah

a. Peralatan yang akan diukur harus bebas tegangan AC/DC atau tegangan induksi b. Semua sambungan/rangkaian harus dalam kondisi terbuka

c. Pengukuran tahanan isolasi dilakukan

• Antara Belitan dengan body

• Antara belitan satu dengan belitan yang lain

Pengukuran tahanan isolasi antara belitan satu dengan belitan yang lain

Pengukuran tahanan isolasi antara belitan dengan Ground (body mesin)

Gambar 1-2. Rangkaian percobaan pengukuran tahanan isolasi belitan

Pengukuran belitan fasa-fasa

a. Masukan kabel tester pada terminal alat ukur

b. Pilih tegangan ukur melalui selector switch tegangan kerja alat (Megger) yang sessuai dengan tegangan kerja peralatan yang akan diukur

c. Pasang kabel test ke peralatan (antar belitan) yang akan diukur

d. On kan megger dengan cara menekan tombol test, baca tampilan nilainya dan catat.

e. Untuk mematikan, off kan tombol test, kemudian off kan selector switch Megger ke posisi off.

f. Lepaskan probe yang menempel ke peralatan yang di ukur g. Ulangi langkah langkah di atas untuk pengukuran lainnya.

h. Selesai, ground kan peralatan yg telah diukur

(12)

11 Pengukuran belitan fasa-body

a. Untuk pengukuran fasa ke ground (Body) ulangi langkah diatas untuk pegukuran fasa ke body dengan waktu pengukuran selama 10 menit dengan cara

• Tempelkan kabel megger (umumnya warna hitam) ke body peralatan

• Tempelkan kabel megger (umumnya warna merah) ke salah satu belitan mesin

• Catat penujukan megger pada menit ke 1, 2, 3 dst. sampai ke 10

• Off kan megger dan ulangi pengukuran untuk belitan yang lain b. Selesai, ground kan peralatan yg telah diukur

1.4. Alat yang digunakan a. Voltmeter b. Ampere meter c. Megger

1.5. Data hasil pengukuran

Tabel data pengukuran resistansi belitan kumparan jangkar

No

U1 – U2 V1 – V2 W1 – W2

A V A V A V

1 2 3 4 5

(13)

12

Tabel data pengukuran resistansi belitan kumparan medan

NO F1 – F2

A V

1 2 3 4 5

Tabel data pengukuran tahanan isolasi fasa ke fasa Kumparan Hasil Pengukuran (M Ω)

U1 – V1 U1 – W1 V1 – W1 V1 – W2

Tabel data pengukuran tahanan isolasi fasa ke Ground No Menit ke U-BODY (MΩ) V- BODY (MΩ) W- BODY (MΩ)

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 10

(14)

13

Tabel data pengukuran tahanan isolasi kumparan medan ke body No Menit ke F1-BODY (MΩ)

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 10

1.6. Tugas dan Analisa A. Tugas dan Analisa

a. Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji b. Buat data pengukuran yang saudara lakukan

c. Buat grafik hubungan antara tegangan dan arus pada pengukuran resistansi

d. Hitung besarnya resistansi masing-masing belitan, adakah perbedaan besarnya Resistansi antara belitan satu dengan yang lain dan kalau ada berapa prosentasenya.

e. Hitung besarnya IR, PI, dan 𝐼𝐼_{𝑖𝑖𝑖𝑖}, serta apa kesimpulan anda f. Buat grafik hubungan antar waktu dan tahanan isolasi g. Analisa hasil percobaan saudara

B. Tugas dikumpul sebelum praktikum

a. Sebutkan: macam, fungsi dan ciri masing-masing belitan generator Sinkron yang saudara ketahui

b. Jelaskan kenapa pengukuran resistansi harus dilakukan pada kondisi dingin

c. Jelaskan mengapa besarnya resistansi DC dan Resistansi AC berbeda, apa penyebabnya dan berapa faktor pengalinya

d. Berapa Standar minimum tahanan isolasi (Standar IEEE 43).

e. Berapa besar tegangan alat ukur (Megger) yang digunakan pada berbagai tegangan kerja peralatan

f. Berapa nilai polarization index (PI) menurut standar IEEE 43.

(15)

14

MODUL 2

PENGUKURAN RESISTANSI, TAHANAN ISOLASI DAN TRANSFORMASI BELITAN MOTOR INDUKSI

2.1. Tujuan

Setelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa d. Dapat mengukur resistansi belitan

e. Dapat mengukur tahanan isolasi belitan f. Dapat menentukan PI Indek

Mesin listrik merupakan peralatan listrik yang digunakan untuk mengkonversikan daya mekanik menjadi daya listrik atau sebaliknya. Secara umum Generator mempunyai belitan baik belitan jangkar maupun belitan kumparaan medan, sedangkan pada Motor Induksi mempunyai belitan stator dan belitan rotor. Keduanya merupakan hal yang sangat penting dan berperan dalam proses konversi energy. Oleh karena itu keberadaanya sangat perlu untuk dilakukan pengukuran baik besaran resistansi maupun isolasinya untuk menentukan laik atau tidak mesin tersebut dioperasikan.

Besarnya resistansi kumparan tersebut perlu diketahui untuk keperluan perhitungan efisiensi dan tegangan jatuh pada belitan.

Pengukran resistansi belitan

Pengukuran resistansi ini pada umumnya dilakukan dalam keadaan dingin artinya temperaturnya sama dengan temperatur ruangan.

Untuk maksud ini dapat dilakukan dengan cara:

c. Pengukuran langsung dengan ohm meter d. Metoda Volt-ampere

Pada percobaan ini akan dilakukan pengukuran dengan menggunakan metoda Volt-ampere dengan menggunakan sumber arus searah. Jika suatu resistor dialiri arus, maka pada kedua ujung dari terminalnya akan terdapat beda tegangan. Dengan mengukur besarnya arus dan tegangan, maka besarnya resistansi dapat dihitung dengan mudah.

(16)

15 Pengukuran perbandingan transformasi

Pengukuran perbandingan transformasi dapat dilakukan dengan rangkaian rotor terbuka (rotor lilit) dan dengan cara memberikan tegangan sumber ke stator serta mengukur tegangan baik pada sisi stator maupun rotor. Dalam keadaan seperti ini motor tidak akan berputar walaupun pada sisi stator diberikan Tegangan nominal. Kondisi ini akan sama dengan transformator demikian juga persamaan-persamaan yang ada dan berlaku hubungan sbb.

𝑉𝑉₁ 𝑉𝑉2 = 𝐸𝐸₁

𝐸𝐸2 = 𝑎𝑎

Pengukuran Tahanan Isolasi/Insulation Resistance (IR)

Pengujian ini dilakukan untuk mendeteksi adanya kelemahan isolasi tahanan. Pengujian isolasi secara rutin dapat dilakukan dengan menggunakan Megohmmeter, atau megger.

Tahanan isolasi adalah ukuran kebocoran arus yang melalui isolasi. Tahanan berubah-ubah karena pengaruh temperatur dan lamanya tegangan yang diterapkan pada lilitan tersebut, oleh karena itu faktor-faktor tersebut harus dicatat pada waktu pengujian. Nilai tegangan minimum pengujian yang banyak digunakan dan diterima dikalangan praktisi adalah satu kilovolt sebanding dengan satu 1 megaohm bagi peralatan listrik yang banyak digunakan pada industri (untuk lilitan stator maupun rotor) setelah dikenai tegangan 500 Volt dc selama satu menit.

Nilai tahanan diatas merupakan nilai minimum yang menunjukkan bahwa keadaan lilitan masih baik. Nilai tahanan yang rendah dapat menunjukkan lilitan dalam keadaan kotor, basah dan atau adanya moisture pada permukaan isolasi belitan.

Oleh sebab itu, pengujian dengan megger dilakukan baik sebelum maupun sesudah mesin dilakukan perawatan dan atau perbaikan. Jika nilai tahanan tetap rendah dan lilitan relatif bersih, ada kemungkinan adanya moisture pada lilitan, dan lilitan harus dikeringkan sekurang- kurangnya sampai diperoleh tahanan minimum yang dianjurkan.

Pengukuran tahanan isolasi (Insulation resistance test) bertujuan untuk mengetahui nilai tahanan isolasi dari belitan motor maupun Generator.

(17)

16

Nilai Insulation Resistance (IR) diukur pada suhu ruangan, pengukuran dilakukan dengan cara melepas membuka semua hubungan terminal belitan terlebih dahulu, dan pengukuran dilakukan pada setiap phasa yaitu phasa R, S, dan T masing-masing di ukur langsung terhadap ground. Pilihan tegangan uji pada Megger yang digunakan disesuaikan dengan besarnya tegangan kerja Generator/motor dan berdasarkan standar IEEE

Pengukuran tahanan isolasi ini dilakukan pada c. Antara belitan dengan body (ground)

d. Antara belitan satu dengan belitan yang lain.

Untuk mengetahui nilai tahanan isolasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

𝐼𝐼𝐼𝐼 =1000 . 𝑈𝑈

𝑄𝑄 . 𝑈𝑈. 2,5 Dimana:

IR = Tahanan isolasi minimal.

U = Tegangan kerja.

Q = Tegangan insulation tester.

1000 = Bilangan tetap.

2,5 = Faktor keamanan (apabila baru).

Pengukuran tahanan isolasi dimaksudkan untuk mengetahui besar (nilai) kebocoran arus (leakage current) yang terjadi pada tahanan isolasi. Kebocoran arus yang menembus isolasi peralatan listrik memang tidak dapat dihindari. Oleh karena itu, salah satu cara untuk meyakinkan bahwa motor/generator listrik aman untuk dioperasikan adalah dengan mengukur tahanan isolasinya.

Untuk mengetahui nilai besarnya arus bocor dapat digunakan persamaan berikut:

𝐼𝐼𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝑉𝑉_{𝐿𝐿−𝐿𝐿} 𝐼𝐼𝐼𝐼𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟−𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟

𝐼𝐼𝐼𝐼𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟−𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟= ∑ 𝐼𝐼𝐼𝐼(𝑀𝑀Ω) 𝑛𝑛

(18)

17 Dimana:

IR = Insulating resistance (MΩ) n = Jumlah data

Iis = Arus bocor isolasi (mA) VL-L = Tegangan line to line (V)

Pengujian Polarisasi Index.

Pengujian untuk menentukan keadaan isolasi yang baik adalah dengan membandingkan hasil pengujian selama 10 menit dengan cara membandingkan nilai tahanan isolasi yang dikur pada menit ke 10 menit dengan tahanan pada saat satu menit pertama. Polarisasi index test

merupakan petunjuk kekeringan dan kebersihan dari lilitan, dan hasilnya akan menentukan apakah peralatan aman untuk dioperasikan dan atau peralatan tsb dapat dilakukan pengujian tegangan lebih.

Indeks yang biasa digunakan dalam menunjukan pembacaan megger dikenal sebagai polarization index (PI) yang diperoleh dengan pengukuran yang berkelanjutan untuk periode waktu yang lebih lama. Periode waktu yang dianjurkan oleh IEEE dalam melakukan pengujian Polarization index adalah 10 menit. Untuk dapat mengetahui besarnya nilai polarization index (PI) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

𝑃𝑃𝐼𝐼 =𝐼𝐼𝐼𝐼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑖𝑖𝑟𝑟 𝑘𝑘𝑚𝑚 10

𝐼𝐼𝐼𝐼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑖𝑖𝑟𝑟 𝑘𝑘𝑚𝑚 1

2.3. Prosedur kerja

A. Pengukuran resistansi belitan a. Buat rangkaian seperti gambar 2-1.

b. Atur voltage regulator pada posisi nol dan reostat pada posisi maksimum

c. On-kan power supply dan atur sehingga pembacaan alat ukur cukup jelas terbaca (skala alat ukur kecil)

d. Catat meter-meternya untuk beberapa pengukuran.

e. Ulangi langkah-langkah tersebut untuk belitan dan atau fasa yang lain

(19)

18

Gambar 2-1. Rangkaian percobaan pengukuran resistnasi belitan

B. Pengukuran perbandingan transformasi.

Gambar 2-2. Rangkaian percobaan pengukuran transformasi belitan

C. Pengukuran Tahanan Isolasi belitan

Hal-hal yang perlu diperhatikan sebelum melaksanakan pengukuran adalah

a. Peralatan yang akan diukur harus bebas tegangan AC/DC atau tegangan induksi b. Semua sambungan/rangkaian harus dalam kondisi terbuka

c. Pengukuran tahanan isolasi dilakukan

• Antara Belitan dengan body

• Antara belitan satu dengan belitan yang lain

U1 V W

U V W

A

V

A

V

K L

M

(20)

19

Pengukuran tahanan isolasi antara belitan satu dengan belitan yang lain

Pengukuran tahanan isolasi antara belitan dengan Ground (body mesin)

Gambar 2-3. Rangkaian percobaan pengukuran tahanan isolasi belitan

Pengukuran belitan fasa-fasa

a. Masukan kabel tester pada terminal alat ukur

b. Pilih tegangan ukur melalui selector switch tegangan kerja alat (Megger) yang sessuai dengan tegangan kerja peralatan yang akan diukur

c. Pasang kabel test ke peralatan (antar belitan) yang akan diukur

d. On kan megger dengan cara menekan tombol test, baca tampilan nilainya dan catat.

e. Untuk mematikan, off kan tombol test, kemudian off kan selector switch Megger.

f. Lepaskan probe yang menempel ke peralatan yang di ukur g. Ulangi langkah langkah di atas untuk pengukuran lainnya.

h. Selesai, ground kan peralatan yg telah diukur

Pengukuran belitan fasa-body

c. Untuk pengukuran fasa ke ground (Body) ulangi langkah diatas untuk pegukuran fasa ke body dengan waktu pengukuran selama 10 menit dengan cara

• Tempelkan kabel megger (umumnya warna hitam) ke body peralatan

• Tempelkan kabel megger (umumnya warna merah) ke salah satu belitan mesin

• Catat penujukan megger pada menit ke 1, 2, 3 dst. sampai ke 10

• Off kan megger dan ulangi pengukuran untuk belitan yang lain d. Selesai, ground kan peralatan yg telah diukur

(21)

20 2.4. Alat yang digunakan

d. Voltmeter e. Ampere meter f. Megger

Tabel data pengukuran resistansi Stator Motor Induksi rotor lilit

Tabel data pengukuran resistansi belitan Stator

No

U1 – U2 V1 – V2 W1 – W2

A V A V A V

1 2 3 4 5

Tabel data pengukuran resistansi belitan Rotor

No

K – L K - M L - M

A V A V A V

1 2 3 4 5

(22)

21

Tabel data pengukuran perbandingan transformasi

No Vs (V) Vr (V)

Tabel data pengukuran tahanan isolasi stator fasa-fasa Kumparan Hasil Pengukuran (M Ω)

U1 – V1 U1 – W1 V1 – W1

Tabel data pengukuran tahanan isolasi stator ke Ground No Menit ke U-BODY (MΩ) V- BODY (MΩ) W- BODY (MΩ)

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 10

Tabel data pengukuran tahanan isolasi rotor ke Ground

(23)

22

No Menit ke K-BODY (MΩ) L- BODY (MΩ) M- BODY (MΩ)

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 10

2.6. Tugas dan Analisa A. Tugas dan Analisa

a. Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji b. Buat data pengukuran yang saudara lakukan

c. Buat grafik hubungan antara tegangan dan arus pada pengukuran resistansi

d. Hitung besarnya resistansi masing-masing belitan, adakah perbedaan besarnya Resistansi antara belitan satu dengan yang lain dan kalau aada berapa prosentasenya.

e. Hitung besarnya IR, PI, dan 𝐼𝐼𝑖𝑖𝑖𝑖, serta perbandingan transformasinya, apa kesimpulan anda f. Buat grafik hubungan antar waktu dan tahanan isolasi

g. Analisa hasil percobaan saudara

B. Tugas dikumpul sebelum praktikum

a. Sebutkan: macam, fungsi dan ciri masing-masing belitan yang saudara ketahui b. Jelaskan kenapa pengukuran resistansi harus dilakukan pada kondisi dingin.

c. Jelaskan mengapa besarnya resistansi DC dan Resistansi AC berbeda, apa peenyebabnya dan berapa faktor pengalinya

d. Berapa Standar minimum tahanan isolasi (Standar IEEE 43).

e. Berapa besar tegangan alat ukur (Megger) yang digunakan pda berbagai tegangan kerja peralatan

f. Berapa nilai polarization index (PI) menurut standar IEEE 43.

(24)

23

MODUL 3

MOTOR INDUKSI

PENGUJIAN BEBAN NOL, PEMISAHAN RUGI MEKANIK DAN RUGI BESI

3.1. Tujuan

Setelah percobaan mahasiswa diharapkan dapat:

a. Melakukan pengujian motor induksi tanpa beban.

b. Menghitung parameter hasil pengujian beban nol c. Memisahkan rugi mekanik dan rugi besi

3.2. Dasar teori

Dengan memberikan tegangan nominal pada motor dan berputar tanpa beban, maka arus yang mengalir di stator merupakan jumlah vektor dari arus magnetisasi, ditambah arus untuk mengatasi rugi besi, mekanik dan rugi tembaga pada stator (Î = Îm + Îc). Hasil yang diperoleh dari percobaan tanpa beban adalah:

W = √3. Vo. Io.cos ϕo

𝑾𝑾 = 𝟑𝟑. 𝑮𝑮_𝟎𝟎. 𝑽𝑽^𝟐𝟐 atau 𝑮𝑮_𝟎𝟎= _{𝟑𝟑.𝑽𝑽}^𝑾𝑾_𝟐𝟐 𝑰𝑰𝟎𝟎 = 𝑽𝑽. 𝒀𝒀𝟎𝟎

𝑩𝑩𝟎𝟎 = �(𝒀𝒀_𝟎𝟎^𝟐𝟐− 𝑮𝑮_𝟎𝟎^𝟐𝟐) 𝑩𝑩𝟎𝟎 = ��(𝑰𝑰^𝟎𝟎� )𝑽𝑽 ^𝟐𝟐− 𝑮𝑮_𝟎𝟎^𝟐𝟐�

Pembagian kerugian besi dan mekanik dapat dilakukan dengan cara ekstrapolasi dari grafik:

Pbesi + Pmek = f (Vo)

Fungsi tersebut merupakan grafik parabola, dengan perubahan tegangan, rugi mekanik tetap sehingga praktis yang berubah hanya rugi besi.

(25)

24

3.3. Prosedur kerja

a. Hubungkan rangkaian seperti pada gambar

b. Set control regulasi tegangan (autotrafo) pada posisi minimum c. Hubung singkatkan kumparan arus dari wattmeter dan ampermeter.

d. Atur power supply dari nol perlahan dan perhatikan putaran motor.

e. Buka hubung singkat alat ukur.

f. Catat alat ukur pada saat putaran motor sudah konstan (sekitar 50 % V dari nominal) g. Atur power supply sampai 120% VN

h. Untuk tiap perubahan tegangan, catat penunjukan alat ukur

i. Selesai set kontrol autotrafo perlahan sampai pada posisi nol dan matikan power supply serta bereskan alat ukur dan rapihkan Kembali

3.4. Alat yang digunakan

• Auto Transformator 3 phasa 1 buah

• Wattmater 1 buah

• Voltmeter 1 buah

• Amper meter 1 buah

• Trafo arus jika diperlukan b

(26)

25

3.5. Data hasil pengukuran

N = rpm

No Io Vo W

dst

3.6. Tugas dan Analisa

a. Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji b. Buat data dari percobaan yang dilakukan.

c. Buat grafik: Po; Io; cos ϕo = f (Vo), pada satu grafik d. Buat grafik Pbesi + Pmek = f (Vo)

e. Hitung parameter yang didapat dari percobaan beban nol dan gambarkan rangkaian penggantinya

f. Hitung dan pisahkan rugi mekanik dan rugi besi.

g. Dengan menggunakan data hasil percobaan buatlah rangkaian ekivalen Motor Induksi beban nol

h. Analisa hasil percobaan saudara.

TUGAS PENDAHULUAN ( Dikumpulkan sebelum praktek dimulai) a. Buat rangkaian percobaan beban nol.

b. Buat rangkaian pengganti motor induksi beban nol .

c. Apa yang dimaksud dengan trofo arus dan apa bedanya dengan trofo daya.

d. Buat rangkaian hubungan pemasangan trafo arus dan ampermeter e. Buat rangkaian pemasangan wattmeter 1 fasa dan 3 fasa

f. Terangkan bagaimana cara memisahkan kerugian besi dan kerugian mekanik pada motor induksi.

(27)

26

MODUL 4

MOTOR INDUKSI ROTOR LILIT PENGUJIAN HUBUNG SINGKAT

4.1. Tujuan

• Melakukan pengujian hubung singkat motor induksi

• Menentukan parameter motor induksi

• Membuat rangkaian ekivalem motor induksi

4.2. Dasar teori

Rangkaian ekivalen Motor Induksi merupakan suatu hal yang sangat penting, hal ini dikarenakan dari rangkaian ekivalen ini kita dapat melakukan analisis lebih lanjut. Untuk dapat menentukan beberapa parameter penting ini dapat diketahui dengan melakukan pengujian

a. Beban nol b. Hubung singkat

c. Pengukuran resistansi belitan

Berikut adalah model rangkaian ekivalen Motor Induksi

𝑹𝑹_𝟐𝟐^′ = 𝒂𝒂^𝟐𝟐𝑹𝑹𝟐𝟐

𝑿𝑿_𝟐𝟐^′ = 𝒂𝒂^𝟐𝟐𝑿𝑿𝟐𝟐

Pengukuran hubung singkat pada motor induksi hampir sama dengan pengukuran hubung singkat pada transformator. Pada kondisi hubung singkat arus input (ISC) hanya dibatasi oleh Zek dari belitan. Sehingga bila diberi Vn, maka ISC akan besar sekali (3 s.d.7 x In) oleh karena itu pada pengujian hubung singkat ini tegangan input pada motor induksi hanya kecil. Daya yang diserap pada percobaan hubung singkat adalah:

𝑾𝑾𝒔𝒔 = √𝟑𝟑 . 𝑽𝑽𝑺𝑺. 𝑰𝑰𝑺𝑺𝑺𝑺. 𝒄𝒄𝒄𝒄𝒔𝒔 𝝋𝝋𝒔𝒔

(28)

27

Jika Motor dilakukan pengujian hubung singkat, maka daya input motor menyatakan

• Rugi tambaga stator dan rotor

• Rugi inti, rugi inti ini hanya kecil dikarenakan pada saat pengujian hubung singkat tegangan masukan ke motor kecil dibanding dengan tegangan nominal. Besarnya rugi inti dapat diperoleh dari percobaan beban nol

Total rugi tembaga (Pcu) = WS-WCL

𝟑𝟑. 𝑰𝑰_𝑺𝑺^𝟐𝟐𝑹𝑹_{𝟎𝟎𝟎𝟎}= 𝑾𝑾_𝑺𝑺 − 𝑾𝑾_{𝑺𝑺𝑪𝑪} 𝑹𝑹𝟎𝟎𝟎𝟎=𝑾𝑾_𝑺𝑺− 𝑾𝑾_{𝑺𝑺𝑪𝑪}

𝟑𝟑. 𝑰𝑰_𝑺𝑺^𝟐𝟐

Besarnya reaktansi dapat dihitung dengan memperhatikan rangkaian ekivalen motor induksi.

Reaktansi bocor per fasa 𝑋𝑋01dengan referensi stator dapat dihitung dengan

𝒁𝒁𝟎𝟎𝟎𝟎=𝑽𝑽_𝑺𝑺 𝑰𝑰𝑺𝑺

𝑿𝑿_{𝟎𝟎𝟎𝟎}= ��𝒁𝒁_{𝟎𝟎𝟎𝟎}^𝟐𝟐 − 𝑹𝑹_{𝟎𝟎𝟎𝟎}^𝟐𝟐 �

Pada umumnya 𝑋𝑋1 dianggap sama dengan 𝑋𝑋₂^′ dimana 𝑋𝑋1dan 𝑋𝑋₂^′ masing-masing adalah reaktansi bocor stator dan reaktansi bocor rotor dengan referensi stator, sehingga

𝑿𝑿𝟐𝟐= 𝑿𝑿_𝟐𝟐^′ =𝑿𝑿_{𝟎𝟎𝟎𝟎} 𝟐𝟐

4.3. Prosedur kerja

a. Hubungkan rangkaian seperti pada gambar.

b. Set kontrol :

o regulasi tegangan posisi nol

o hubung singkatkan kumparan arus dari watt meter dan amper meter.

o rotor ditahan ( blok )

c. Atur power suply dari nol arus minimum (I= 0 amper) sampai ISC = IN dan catat pembacaan alat ukur pada setiap kenaikan untuk tiap perubahan arus.

d. Selesai, matikan motor dengan mengecilkan autotrafo sampai posisi nol e. OFF-kan MCB dan rapihkan kembali

(29)

28

4.4. Alat yang digunakan:

• Auto transformator 3 fasa 1 buah

• Watt meter 1 buah

4.5. Data hasil pengukuran

No Isc Vsc W

dst

4.6. Tugas dan analisa

A. Tugas dan Analisa

a. Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji b. Buat data dari percobaan

c. Hitung parameter-parameter yang didapat dari percobaan hubung singkat d. Buat grafik PSC; VSC; cos ϕSC = f (ISC) pada satu koordinat.

e. Buatlah rangkaian ekivalen motor induksi lengkap dengan besaranya f. Analisa hasil percobaan saudara.

B. TUGAS PENDAHULUAN

1. Apa yang dimaksud dengan suhu kerja suatu mesin

2. Buat rangkaian pengganti dari motor induksi dan terangkan bagaimana cara mendapatkan

3. Mengapa dalam percobaan hubung singkat tegangan sumber harus kecil

(30)

29 MODUL 5

MOTOR INDUKSI ROTOR LILIT DIAGRAM LINGKARAN

5.1. Tujuan

a. Dapat menggambar diagram lingkaran motor induksi.

b. Menganalisa karakteristik/kinerja motor induksi melalui diagram lingkaran untuk berbagai beban.

5.2. Dasar teori

Jika suatu beban (beban poros) motor induksi berubah, maka arus input dan cos ϕ berubah.

Perubahan tersebut dapat digambarkan dalam suatu diagram lingkaran. Dari diagram lingkaran dapat diketahui semua kondisi dari motor induksi( karakteristik motor induksi .

Untuk menggambarkan diagram lingkaran diperlukan data hasil pengujian:

• Beban nol

• Hubung singkat (75^o C)

• Resistansi stator.

Gambar diagram lingkaran:

(31)

30

5.3. Prosedur kerja

Untuk tiap percobaan lihat Prosedur kerja masing masing pengujian:

• Beban nol

• Hubung singkat

• Resistansi belitan stator

5.4. Alat yang digunakan

• Auto transformator 3 fasa 1 buah

• Wattmeter 3 fasa 1 buah

• Trafo arus jika diperlukan

5.5. Data hasil pengukuran

A. Tugas dan Analisa

a. Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji b. Dari data-data pengujian sebelumnya.

c. Buat diagram lingkaran dari data yang saudara dapat.

d. Untuk MI beban penuh cos ϕ = 0,8 lag, hitung:

Pcu rotor, Pcu stator, Poutput, Pinput, S, η, Toutput, dari diagram lingkaran.

e. Analisa hasil percobaan saudara.

B. TUGAS PENDAHULUAN (Dikumpulkan sebelum praktek dimulai) a. Jelaskan bagaimana cara agar mendapatkan parameter mesin induksi b. Buat digram lingkaran dan prosedur membuatnya.

c. Bagaimana menentukan garis torsi

d. Bagaimana mencari slip dari diagram lingkaran.

(32)

31

MODUL 6

KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSI

6.1. Tujuan.

a. Memahami karakteristik Efesiensi ( η ) = f (P); η = f (I); η = f (S); dan η= f (cos ϕ ).

b. Menghitung effisiensi melalui pembebanan langsung c. Menghitung Slip

d. Membuat karakteristik efesiensi dengan cara pembebanan langsung

6.2. Dasar Teori

Besaran efesiensi untuk tiap mesin sangat penting untuk diketahui. Penentuan efesiensi secara langsung sulit dilakukan untuk motor dengan kapasitas besar. Untuk hal tersebut maka dilakukan dengan cara tidak langsung melalui penentuan semua rugi- rugi yang nyata (rugi tembaga, rugi besi, dan lain-lain) dapat dicari dengan mudah bila parameter motor diketahui.

Namun ada beberapa rugi yang tidak dapat dihitung, sehingga untuk ini dilakukan perhitungan secara empiris (untuk rugi tambahan dan slipring). Perhitungan rugi-rugi sbb:

a. Rugi mekanik: pada bantalan dan ventilasi. Rugi ini konstan dan diukur berdasarkankecepatan nominal.

b. Rugi besi stator: Pada inti besi stator besarnya konstan dan dievaluasi pada kondisi tanpa beban dengan tegangan dan frekwensi nominal.

c. Rugi yang disebabkan resistansi

catatan: efesiensi konvensional biasanya diambil pada kondisi berbeban dengan variasi seperempat daya keluaran (1/4; 2/4; 3/4; 4/4; 5/4) untuk itu diambil dari diagram lingkaran.

d. Rugi rugi tambahan: dievaluasi secara konvensional sebesar P = 0,5 % dari daya keluaran.

e. Rugi rugi listrik: disebabkan oleh kontak cincin – sikat, dievaluasi secara konvensional sebesar: P = 0,3 x I

(33)

32

6.3. Prosedur kerja

a. hubungkan rangkaian separti pada gambar.

b. Set kontrol: - regulasi tegangan pada posisi nol.

c. hubung-singkatkan kumparan arus dari wattmeter dan amper meter d. Posisi beban (beban generator) minimum

e. Atur power supply sampai nominal.

f. Buka hubung-singkat alat ukur

g. Catat penunjukan alat ukur ( V, I, T, n, W ) pada sisi motor

h. Beri penguatan generator sampai tegangan keluaran generator nominal.

i. Atur beban generator dari kecil sampai nomonal.

j. Untuk tiap perubahan beban, catat penunjukan alat ukur pada sisi motor k. Jika sudah selesai bereskan alat seperti semula.

6.4. Alat yang digunakan

a. Amper meter 3 buah b. Voltmeter 2 buah c. Watt meter 3 fasa 1 buah

d. Trafo arus jika diperlukan e. Autotrafo 3 fasa 1 buah

f. Water pass, beban pemberat dan lengan

(34)

33

6.5. Data hasil pengukuran

No Im Vm W n Beban

(kg)

Panjang lengan (m)

6.6. Tugas dan Analisa A. Tugas Analisa

a.

Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji b. Buat tabel dari data percobaan.

c. Buat tabel perhitungan efesiensi ( η )

d. Buat grafik η = f (Po); η = f (I); η = f (S); η = f (cos ϕ ) e. Analisa hasil percobaan saudara

B. TUGAS PENDAHULUAN (Dikumpulkan sebelum percobaan dimulai) a. Apa yang dimaksud dengan rugi tambahan (P ). Terangkan dengan jelas.

b. Gambarkan dan jelaskan aliran daya pada motor induksi dari Pi sampai Po

(35)

34

MODUL 7

KARAKTERISTIK MOTOR DC

7.1. Tujuan

Setelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa:

a. Dapat mengoperasikan motor DC dengan benar b. Dapat menggambarkan karakteristik motor DC

c. Dapat membandingkan karakteristik motor DC seri,shunt dan penguatan bebas

Motor listrik merubah energi listrik menjadi energi mekanik. Aksi ini didasarkan pada prinsip bahwa apabila sebuah kumparan yang dialiri arus dan diletakkan didalam medan magnet maka pada kumparan tersebut akan mendapat gaya

F = B x I x L

Mesin DC konstruksi nya secara dasar tidak ada perbedaan dengan generator DC, karena mesin DC dapat dioperasikan baik sebagai motor maupun generator. Ditinjau dari penguatannya motor DC dibedakan atas

a. Penguatan terpisah b. Penguatan sendiri

 Penguatan shunt

 Penguatan seri

 Penguatan bebas

Motor DC Shunt Motor DC Seri

(36)

35

Motor DC penguatan bebas

Gambar 6-1. Schemmatic Motor DC

Berikut karakteristik penting dari pergerakan motor adalah :

• karakteristik momen : T = f (Ia) ; T = f (n)

• karakteristik putaran : n = f ( Ia)

• karakteristik efesiensi: η = f (POUT)

Grafik 6-1.memperlihatkan karakteristik motor DC seri,shunt dan penguatan bebas

grafik 6-1. karakteristik motor DC

7.3. Alat yang digunakan a. Amper meter

b. Voltmeter c. Tachometer d. Torka meter

e. Water pass, beban pemberat dan lengan n

Ia

T

Ia seri

shunt bebas

seri

shunt

(37)

36 7.4. Prosedur percobaan

a. Buat rangkaian seperti gambar 6-2.

b. Jumper terminal Amperemeter

c. On-kan saklar sumber dan atur autotrafo secara perlahan

d. Lepaskan jumperpada Ampermeter serta amati penunjukan alat ukur e. Atur putaran sampai 3000 rpm

f. Atur arus eksitasi generator sehingga diperoleh tegangan keluaran nominal

g. Atur beban sesuai petunjuk instruktur dan catat meter–meter pada motor penggerak untuk setiap kali perubahan beban

h. Matikan motor dan bereskan.

Motor DC Shunt

Motor DC penguatan bebas

Motor DC penguatan seri

Gambar 6-2. rangkaian percobaan karakteristik motor DC

(38)

37 7.5. Data Percobaan

Tabel 6-1 Data kartakteristik motor DC penguat shunt

NO N(rpm) Ia (A) T (N)

1 2 3 4 5

Tabel 6-2 Data kartakteristik motor DC penguatan bebas

1 2 3 4 5

Tabel 6-3 Data kartakteristik motor DC penguatan seri

1 2 3 4 5

(39)

38 7.6. Tugas dan analisa.

A. Tugas dan analisa

a.

Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji

b.

Buat grafik hasil pengujian dalam satu koordinat untuk motor DC penguataan bebas, shunt dan seri

• Gambar grafik η = f (POUT)

• Gambar grafik T = f (Ia) ; T = f (n) ; n = f (Ia) c. Analisa hasil percobaan saudara

B. Tugas dikumpul sebelum percobaan

a. Jelaskan prinsip kerja motor DC shunt, penguatan bebas dan motor DC seri

b. Jelaskan cara menjalankan motor dc shunt dan cara melakukan pengaturan putaran c. Jelaskan cara menjalankan motor dc penguatan bebas dan cara melakukan pengaturan

putaran

d. Jelaskan cara menjalankan motor dc penguatan seri e. Jelaskan rugi-rugi yang terjadi pada motor DC

f. Jelaskan bagaimana cara menghitung/mengukur torka pada motor DC

(40)

39

MODUL 8

GENERATOR SINKRON TIGA FASA KARAKTERISTIK PEMAGNETAN

8.1. Tujuan

Setelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa dapat a. Memahami prinsip kerja generator sinkron

b. Memahami karakteristik beban nol/pemagnetan dari generator sinkron

8.2. Dasat teori

Karakteristik pemagnetan adalah suatu grafik yang menunjukkan hubungan antara fluk yang dihasilkan tiap kutub dengan arus eksitasinya. Katakteristik pemagnetan sering juga disebut karakteristik beban nol. Secara matematis dapat dituliskan sbb.

Vo = f(iex)n=c

Vo: Tegangan beban nol Iex: Arus exsitasi

Adapun model grafik karakteristik pemagnetan disajikan pada grafik dibawah ini.

Eo

If(A)

Perlu juga diketahui bahwa pada saat generator dioperasikan maka rugi-rugi yang ada meliputi:

(41)

40

• Rugi mekanik

• Rugi besi

• Rugi tembaga

• Rugi-rugi lain.

Untuk mengetahui besarnya rugi-rugi tersebut dapat dilakukan pengujian/pengukuran pada motor penggerak dan pada generatornya sendiri. Dari pengujian motor penggeraknya (tanpa generator) diperoleh rugi-rugi total pada motor.

I V

P_m = .

Untuk mendapatkan rugi mekanik pada generator, maka motor dan generator dikopel dan diputar pada putaran nominal sehingga

1

1 V.I

P m =

Dari kedua pengukuran tersebut dapat dihitung rugi mekanik pada generatornya .

m gen

m Pm P

P _. = ^'−

Untuk mendapatkan rugi besi, maka generator diputar dan diberi eksitasi sampai generator tersebut menghasilkan tegangan keluaran nominal, sehingga

. ''

'' V I

P m =

Dengan demikian diperoleh rugi besi pada generator adalah

'' ' .

intigen Pm Pm

P = −

Untuk mendapatkan rugi tambaga dapat dilakukan pengujian hubung singkat. Daya yang diserap pada pengukuran ini adalah:

. '''

''' V I

P m =

Sehingga rugi tembaganyanya adalah:

gen m

cu Pm P

P _.. = ^''' − ^''

(42)

41

Rugi besi nilainya relatif kecil sehingga dapat diabaikan. Untuk menghitung besarnya rugi tambahan dapat dilakukan dengan mencari selisih rugi tembaga pengukuran dan perhitungan

P_tambahan = P_cu_._gen_. −3.I_sc².R

dimana:

Isc = arus hubung singkat

R = Resistansi kumparan jangkar

8.3. Prosedur Kerja

A. Pengujian beban nol

a. Buat rangkaian seperti gambar dibawah ini.

b. Jumper/hubungsingkatkan terminal Ampermeter

c. On kan power supply dan atur autotrafo naikan secara perlahan perhatikan putaran dan alat ukur

d. Atur putaran motor generator set sampai kecepatan nominal.

e. On-kan power supply eksitasi dan atur sesuai petunjuk instruktur.

f. Catat meter-meternya.

g. Matikan motor generator set

B. Pemisahan rugi besi dan rugi mekanik.

a. Buat rangkaian seperti pada gambar .

b. Lepaskan kopel antara motor penggerak dan generatornya.

c. Jalankan motor dengan On-kan power supply dan atur autotrafo sehingga motor berputar pada kecepatan nominal

d. Catat alat ukur

e. Matikan motor denan cara atur autotrafo pada posisi minimum kemudian off kan breaker f. Sambungkan Kembali kopling motor dan generator.

g. Jalankan kembali motor generator sampai putaran nominal dan catat meter-meter padasisi motor

h. On-kan eksitasi serta atur sampai tegangan keluaran generator nominal, catat meter-meter pada motor.

i. Matikan motor

(43)

42 8.4. Alat-alat yang digunakan.

a. Ampere meter b. Voltmeter c. Tacho meter d. Reostat

No.

i

ex V

1

2 3 4 5

(44)

43 8.6. Tugas dan Analisa

a.

Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji b. Buat data dari hasil percobaan yang dilakukan c. Buat grafik Vo= f(If).

B. Tugas pendahuluan (dikumpulkan sebelum praktek) a. Jelaskan prinsip kerja Generator sinkron

b. Apa yang dimaksud dengan karakteristik beban nol c. Bagaimana cara membangkitkan tegangan pada alternator d. Jelakan mengapa putaran harus dijaga konstan.

(45)

44

MODUL 9

GENERATOR SINKRON 3 FASA KARAKTERISTIK HUBUNG SINGKAT

9.1. Tujuan

Setelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa dapat

a. Mengetahui bagaimana cara melakukan pengujian hubung singkat pada generator sinkron b. Memahami karakteristik hubung singkat dari generator 3 fasa.

9.2. Dasat teori

Karakteristik hubung singkat merupakan grafik yang menunjukkan hubungan antara arus hubung singkat dengan arus eksitasi.

Hubungan tersebut adalah sbb:

I = f(Iex)n, v = 0

Grafiknya seperti terlihat dibawah ini.

Isc

N=konsta

Iex Besarnya arus hubung singkat dapat dihitung sbb :

Z I_sc = E

jX R

Z = +

Oleh karena yang membatasi arus hanya impedansi mesin itu sendiri, maka dalam melakukan pengujian ini harus diperhatikan besarnya arus hubung singkat.

(46)

45 9.3. Prosedur kerja

b. On kan power supply dan atur autotrafo naikan secara perlahan perhatikan putaran dan alat ukur

c. Atur putaran motor generator set sampai kecepatan nominal.

d. On-kan power supply eksitasi dan atur sesuai petunjuk instruktur.

e. Catat meter-meternya.

f. Matikan motor generator set

9.4. Alat-alat yang digunakan a. Aamperemeter

b. Tachometer c. Reostat

9.5. Data hasil pengukuran

No.

i

ex Isc

1 2 3 4 5

(47)

46 9.6. Tugas dan Analisa

a.

Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji b. Buat data hasil percobaan yang anda lakukan

c. Gambarkan rangkaian ekivalen dari Generator sinkron tersebut d. Buat grafik I = f(If)

e. Apa kesimpulan anda

B. Tugas Pendahuluan (dikumpulkan sebelum praktek)

a. Sebut dan jelaskan rugi-rugi yang saudara ketahui pada generator b. Apa yang dimaksud dengan rugi tambahan dan dimana terjadinya

c. Bagaiman dan jelaskan cara untuk memperkecil kerugian yang terjadi pada generator

(48)

47

MODUL 10

GENERATOR SINKRON 3 FASA

IMPEDANSI SINKRON

10.1. Tujuan

a. Mengetahui bagaimana cara menentukan impedansi sinkron generator sinkron 3 fasa b. Menghitung dan Menentukan impedansi sinkron dari generator sinkron 3 fasa

Impedansi sinkron suatu generator besarnya dipengaruhi oleh beberapa hal yang antara lain:

• Sifat kejenuhan dari besi

• Arus beban

Besarnya impedansi sinkron suatu generator ( Zs ) dapat dihitung dengan menggunakan data hasil pengujian :

• Percobaan beban nol.

• Percobaan hubung singkat

Dalam keadaan tanpa beban tegangan terminal generator sama dengan tegangan outputnya, akan tetapi pada saat berbeban tegangan terminalnya tidak sama dengan tegangan outputnya.

Hal ini karena adanya impedansi dari generator itu sendiri yang disebut dengan impedansi sinkron (Zs).

Dari gambar terlihat bahwa besarnya impedansi sinkron (Zs) dipengaruhi oleh tingkat kejenuhan inti besi yang dipengaruhi oleh beberapa keadaan al:

• Arus eksitasi

• Arus beban

Karena nilai Zs berubah-ubah, maka yang biasanya yang diambil sebagai referensi adalah yang diukur pada:

• Eksitasi nominal

• Arus jangkar nominal

(49)

48

Dari data pengukuran beban nol dan hibung singkat di gambarkan dalam satu koordinat seperti terlihat pada gamabar, maka nilai reaktansi sinkronnya dapat dihitung:

𝑍𝑍_𝑖𝑖 = 𝐸𝐸 𝐼𝐼

𝑋𝑋𝑖𝑖 = √(𝑍𝑍𝑖𝑖2− 𝐼𝐼²)

10.3. Prosedure Percobaan

a. Buat sumbu koordinat arus eksitasi terhadap tegangan keluaran dan arus hubung singkat b. Dari data pengujian beban nol dan hubung singkat gambarkan grafik pada satu system

koordinat

c. Untuk nilai arus eksitasi yang sama tentukan besarnya tegangan terinduksi dan besarnya arus hubung singkat

10.4. Alat-alat yang digunakan

Sesuai percobaan beban nol dan percobaan hubung singkat

(50)

49 10.6. Tugas dan Analisa

a.

Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji

b. Ambil data dari percobaan beban nol dan percobaan hubung singkat yang telah anda lakukan

c. Buat grafik Eo = f (If), Isc = f (If) dalam satu koordinat d. Hitung Zs.

e. Hitung juga

Z’s = Eo/ Isc (pada If nominal)

Zs = Eo / Isc (pada Isc = In)

f. Analisa hasil perhitungan saudara dan tentukan Zs alternator

B. Tugas pendahuluan (dikumpulkan sebelum praktek ) a. Terangkan dengan jelas cara perhitungan Zs

b. Buat rangkaian pengganti dari alternator dan bagaiman cara memperolehnya

(51)

50

MODUL 11

KARAKTERISTIK LUAR GENERATOR SINKRON

11.1. Tujuan

2. Memahami bagaimana cara mengoperasikan generator sinkron 3 fasa

3. Memahami karakteristik luar generator sinkron 3 fasa dengan menggunakan metoda langsung

Karakteristik luar adalah suatu grafik yang menunjukkan hubungan antara arus beban dengan tegangan terminalnya pada factor kerja tertentu.

V = f (I) n, If, cosφ

Dalam keadaan berbeban (beban bersifat resistif dan induktif) tegangan terminal generator akan lebih kecil jika dibandingkan dengan tanpa beban, hal ini karena adanya drop tegangan.

Karakteristik ini dapat digambarkan sbb:

Dari grafik tersebut terlihat bahwa semakin besar beban, maka tegangan terminalnya semakin turun untuk cosφ yang sama.

(52)

51 11.3. Prosedure kerja

a. Buat rangkaian seperti pada gambar dibawah ini b. Putar motor generator pada kecepatan nominal.

c. Atur arus eksitasi sampai tegangan keluaran generator nominal (dalam keadaan tanpa beban)

d. Catat alat ukur

e. Masukkan beban R dan atur sesuai petunjuk instruktur jika ada perubahan putaran, maka atur kembali putaranya sehingga sama dengan putaran sebelumnya.

f. Catat penunjukan meter-meternya setiap kali perubahan beban.

g. Ulangi langkah-langkah diatas dengan menggunakan beban campuran (R-L maupun R- C)

h. Matikan motor generator set dan rapihkan i. Rapihkan

11.4. Alat-alat yang digunakan a. Watt meter

b. Voltmeter c. Tacho meter d. Trafo meter e. Ampere meter f. Reostat g. Load bank

(53)

52 11.5. Data hasil pengukuran

Beban resistif (R)

N = rpm if = A

No I

L

V W

1 2 3 4 5 dst

Beban campuran (R-L atau R-C)

N = rpm if = A

No I

L

V W

1 2 3 4 5 dst

11.6. Tugas dan analisa A. Tugas dan analisa

a. Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji b. Buat dari data percobaan yang dilakukan c. Buat grafik V = f (I)

d. Hitung % pengaturan teganganya e. Apa kesimpulan anda

(54)

53

B. Tugas pendahuluan ( dikumpulkan sebelum praktek ) a. Apa yang dimaksud dengan karakteristik luar generator b. Buat diagram rangkaian percobaan (lengkap)

c. Gambar dan jelakan diagram vector untuk beban yang ersifat resistif, induktif dan capasitif

d. Jelaskan mengapa untuk beban resistif dan induktif apabila beban bertambah maka tegangan sisi terminal beban turundan untuk beban ersifat capasitif tegangan terminal bisa kebih besar

e. Terangkan dengan jelas bagaimana cara pengukuran daya tiga fasa dengan menggunakan watt meter satu fasa dan tiga fasa

(55)

54

MODUL 12

GENERATOR SINKRON KARAKTERISTIK PENGATURAN

12.1. Tujuan

a. Memahami bagaimana cara mengoperasikan generator sinkron 3 fasa

b. Memahami karakteristik pengaturan generator sinkron 3 fasa

c. Memahami bagaimana cara mengoperasikan generator agar tegangan pada sisi terminal beban tetap terjaga konstan walapun beban berubah-ubah

Karakteristik pengaturan merupakan suatu grafik yang menyatakan hubungan antara bearnya arus beban dan arus eksitasi pada tegangan terminal beban yang konstan walaupun beban berubah². Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut

Hubungan tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Adapun cara pengaturannya dapat dilakukan dengan cara :

• Automatik

• Manual

Pada grafik tersebut terlihat dangan bertambahnya beban maka diperlukan arus penguat yang semakin besar.

I=f(i

f

)

n, v = c

(56)

55 12.3. Prosedure kerja

b. Putar motor generator set pada pada kecepatan nominalnya

c. On-kan power supply eksitasi dan atur sehingga tegangan terminal generator mencapai nominal.

d. Masukkan beban dan atur sesuai dengan petunjuk instruktur.

e. Catatkondisi awal

f. Naikan beban sesuai petunjuk instruktur

g. Pada setiap kali perubaha beban, atur kecepatan sampai sama dengan sebelumnya h. Atur eksitasi sehingga tegangan terminal generator konstan.

i. Catat penunjukan meter-meternya j. Matikan motor generator set

k. Ulangi langkah-langkah diatas dengan menggunakan beban campuran (R-L maupun R- C)

l. Matikan dan rapihkan motor generator set dan rapihkan

12.4. Alat-alat yang digunakan a. Ampere meter

b. Watt meter c. Tacho meter

d. Reostat e. Load bank

(57)

56 12.5. Data hasil pengukuran

Beban resisitif (R)

N= rpm V= Volt

No i

f

I W

1 2 3 4 5

Beban campuran (R-L atau R-C)

N = rpm V = Volt

No I

L

V W

1 2 3 4 5 dst

12.6. Tugas dan Analisa A. Tugas dan Analisa

a.

Lampirkan data mesin (name plate) yang diuji b. Buat grafik hubungan antara IL dan if

c. Berikan analisa hasil dari hasil percobaan anda

(58)

57

B. Tugas pendahuluan ( dikumpulkan sebelum praktek ) a. Apa yang dimaksud dengan karakteristik pengaturan b. Buat diagram rangkaian percobaan (lengkap)

c. Terangkan dengan jelas bagaimana cara pengukuran daya tiga fasa dengan menggunakan watt meter satu fasa dan tiga fasa

d. Jelaskan apa yang anda ketahui tentang pengaturan tegangan