Praktikum Sistem Penggerak Abu Nawir /342 09 076
Motor Asinkron Rotor Sangkarstik beban n2- 19
MOTOR ASINKRON ROTOR SANGKAR
1.1 PERCOBAAN STATIS
Percobaan ini meliputi:
Pembacaan plat nama (name plate).
Pengukuran tahanan belitan mesin asinkron.
Pengujian tahanan isolasi.
TUJUAN PERCOBAAN
Membiasakan diri dalam memperhatikan besaran-besaran nominal mesin yang diperbolehkan.
Mencatat harga nominal mesin yang akan diuji coba.
Membiasakan diri melakukan pengecekan mesin sebelum mesin diuji coba atau dijalankan.
Melakukan tindakan pengamanan awal terhadap mesin yang akan diuji coba.
Mengerti dan membiasakan melakukan pengukuran tahanan mesin asinkron.
Mengukur tahanan-tahanan belitan mesin asinkron yang akan diuji coba.
Mengukur besarnya tahanan isolasi antara terminal- terminal dan antara terminal dengan badan mesin asinkron.
TEORI DASAR
Sebelum menjalankan mesin (melakukan percobaan), maka penting sekali untuk memeriksa dengan seksama harga-harga nominal dari sebuah mesin. Data ini dicantumkan pada setiap mesin oleh pabrik pembuatnya. Dengan demikian setiap orang yang akan memakainya mengenal hal-hal penting yang berhubungan dengan data atau nilai kerjanya harga nominal ini merupakan hasil pengujian pabrik pembuatnya. Oleh karena itu, untuk membuktikan data yang diberikan pabrik, perlu dilakukan pengujian pada mesin tersebut.
Untuk meyakinkan keamanan pada setiap mesin yang akan kita jalankan, perlu sekali melihat apakah mesin itu masih baik, ditinjau dari segi isolasinya. Standar isolasi pada setiap peralatan listrik telah ditetapkan dengan rekomendasi IEC.
Pada keperluan khusus, diperlukan sekali untuk mengetahui tahanan-tahanan belitan mesin asinkorn, seperti untuk mencari efisiensi konvensional, torsi dan slip dalam keadaan berbeban, mencari sifat dan kerja mesin itu. Cara mengukurnya, dapat menggunakan multimeter (Ohmmeter) atau metode tahanan voltmeter-amperemeter.
1.1.3 ALAT DAN BAHAN
Mesin asinkron rotor sangkar 3 fasa
Amperemeter dan voltmeter
Multimeter (Ohmmeter)
Isolating Test meter atau Megger
Kabel
1.1.4. DIAGRAM RANGKAIAN
Gambar 1.1 Rangkaian percobaan pengukuran tahanan belitan motor.
PEROSEDUR PERCOBAAN
Mencatat data yang tercantum pada plat nama mesin asinkron yang akan diuji coba.
Mengukur tahanan belitan stator (U1 – U2, V1 – V2, dan W1 – W2 ) dengan metode Ohmmeter.
Mengukur tahanan isolasi antara belitan stator (U1 – V1, U1 – W1, V1 – W1 ) dan tahanan belitan stator dengan rangkaian mesin dengan Ohmmeter dan isolating testmeter.
Mengukur tahanan belitan stator (U1 – U2, V1 – V2, dan W1 – W2 ) dengan metode voltmeter-amperemeter mengukur tahanan tinggi dan tahanan rendah seperti pada Gambar 1.1 .
DATA HASIL PERCOBAAN
Name Plate :
3 Phase Squirrel-cage asychrone motor
Type DL 2050/S n0 068709
Rated voltage 220 / 380 V
Rated current 20,8 / 12 A
Rated power 5,5 kW
Rated speed 2900 G / I
Frequency 50 Hz
Insulation F cos 0,89
Tabel 1.1 Hasil pengukuran tahanan belitan stator dengan Ohmmeter .
No.
Tahanan
Nilai Tahanan ( )
1.
U1 – U2
0,7
2.
V1 – V2
0,7
3.
W1 – W2
0,8
Sumber : Hasil percobaan
ANALISA HASIL PERCOBAAN
Untuk menghitung rata-rata tahanan belitan motor, dipergunakan rumus :
Rm = R U1-U2+ R V1-V2+ R W1-W23
Rm = 0,7+ 0,7+ (0,8)3
Rm = 0,73 Ω
KESIMPULAN
Nilai rata-rata Rm belitan motor = 0,73
Nilai rata-rata Rx isolasi antara belitan motor > 500 M
Nilai rata-rata Rx isolasi antara belitan dengan rangka motor >500 M .
1.2 PERCOBAAN DINAMIS
1.2.1 Tujuan Percobaan
Umum:
Mengetahui cara kerja motor asinkron rotor sangkar.
Dapat mengoperasikan motor asinkron rotor sangkar.
Dapat menentukan rangkaian ekivalen motor asinkron.
Dapat menganalisa pengaruh pembebanan terhadap putaran motor asinkron rotor sangkar.
Khusus:
1. Karakteristik beban nol : I0 = f(V0), P0 = f(V0), cos = f(V0).
Mengetahui pengaruh tegangan masukan terhadap arus, daya dan faktor daya motor asinkron.
Mencari komponen arus magnetisasi kerugian mekanik (kerugian gesekan bantalan dan udara dan kerugian besi).
Karakteristik hubung singkat : Phs = f(Ihs), Vhs = f(Ihs) pada s = I (n = 0).
Mengetahui pengaruh arus hubung singkat terhadap daya, tegangan dan faktor daya motor asinkron.
Mencari komponen rangkaian pengganti Xek dan Rek pada rangkaian ekivalen motor asinkron dilihat dari stator.
Mencari nilai arus hubung singkat pada saat tegangan nominal.
Mencari rangkaian ekivalen motor asinkron dengan daya yang telah diperoleh.
Mencari karakteristik berbeban motor sinkron : n = f(P).
1.2.2. Teori Dasar
Motor induksi merupakan motor arus bolak-balik paling luas digunakan. Penamaan 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 (rotor magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator. Belitan stator yang dihubungkan dengan sumber tegangan tiga fasa karena menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron (ns = 120f/P, dimana f adalah frekuensi dan P adalah jumlah kutub).
Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor – konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus, dan sesuai dengan hukum lenz, rotor pun akan turut berputar mengikuti medan putar stator. Perbedaan putar alternatif antara stator dan rotor disebut slip.
Bertambahnya beban akan memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putar rotor pun akan bertambah besar. Jadi bila beban motor bertambah putar rotor cenderung menurun.
Dikenal dua type motor induksi, yaitu motor induksi dengan motor sangkar dan motor induksi dengan rotor belitan.
Kerja motor induksi seperti juga kerja transformator adalah berdasarkan prinsip induksi elektromagnet.
Oleh karena itu, motor induksi dianggap sebagai transformator dengan rangkaian sekunder yang berputar, sehingga rangkaian ekivalennya hampir sama. Rangkaian ekivalen motor induksi dapat digambarkan sebagai berikut.:
Gambar 1.2 Rangkaian ekivalen motor induksi.
Karakteristik beban nol.
Uji tanpa beban dilakukan dengan cara mensuplai motor sampai dengan tegangan nominal dan membiarkan rotor berputar tanpa torsi pengereman. Dalam hal ini arus masukan digambarkan sebagai jumlah vektor arus magnetisasi dan arus aktif yang disebabkan rugi besi (stator) dan rugi magnetik (fiksi dan angin). Daya masukan sama dengan jumlah semuan rugi keadaan tanpa beban, yaitu rugi tembaga stator, rugi besi dan rugi mekanik (fiksi dan angin).
Dengan mengukur arus beban nol (I0), tegangan beban (V0) dan daya pada kondisi beban nol (P0), maka cos beban nol dapat dihitung.
(V0) dan daya pada kondisi baban nol (P0), maka cos beban nol dapat dihitung. Bentuk karakteristik pada penguji motor induksi tanpa yang berupa kurva I0 = f (V0), P0 = f(V0)dan cos = f(V0) dapat digambarkan seperti pada Gambar 2.2 .
Gambar 1.3 Karakteristik beban nol.
Dari data pengujian beban nol, maka parameter Rc dan Xm dapat dihitung dengan persamaan :
Rc = XM =
Karakteristik hubung singkat (rotor ditahan)
Apabila rotor diblok/ditahan, maka arus input hanya dibatasi oleh impedansi ekivalen belitannya (resistansi dan reaktansi bocor). Oleh karena itu, jika dalam kondisi ini motor disuplai dengan tegangan nominal, maka akan terjadi arus yang sangat tinggi yang secara teknis dapat merusak belitan, sehingga pada pengujian hubung singkat biasanya dilaksanakan dengan mensuplai motor dengan tegangan yang diturunkan secukupnya sampai arus tidak melebihi nilai nominalnya. Besaran-besaran pada saat tegangan nominal merupakan harga yang dicari dan dihitung dengan menggunakan perbandingan arus dan tegangannya.
Hal ini dianggap bahwa apabila tegangan suplai bervariasi, reaktansi bocor dan resistansi belitan tetap konstan.
Dari percobaan hubung singkat diperoleh data : arus hubung singkat (Ins), tegangan hubung singkat (Vhs) dan daya hubung singkat per fasa (Phs), maka parameter Rek= R1 + a2 R2 dan Xek = X1 + a2 X2 . Dapat dihitung dengan persamaan :
Rek = ; Xek =
Dengan mengingat dengan uji hubung singkat dan daya hubung singkat pada tegangan nominal (Ihsn dan Phsn) dapat dihitung dengan persamaan :
Ihsn = Ihs ; Phsn = 3VnIhsn cos hs
Hasil pengujian dapat digambarkan karakteristik hubung singkat yang berupa kurva daya hubung singkat (Phs), tegangan hubung singkat (Vhs) dan cos hs sebagai fungsi arus Yang diterapkan (Ihs).
Gambar 1.4 Karakteristik hubung singkat
Biasanya grafik tegangan adalah linear, grafik cos hs adalah kostanta dan grafik daya adalah parabola.
Daya ini merupakan kerugian, antara lain : kerugian berupa panas dalam belitan stator dan rotor serta rugi tambahan dalam tegangan rotor. Rugi tambahan dalam tembaga rotor disebabkan oleh frekuensi fluks yang tinggi yang memotongnya (sama dengan frekuensi suplai) yang menimbulkan arus eddy dalam rotor itu sendiri. Oleh karena itu, daya berupa panas bertambah besar kalau dibandingkan dengan daya hilang selama operasi normal ketika frekuensi rotor sangat rendah.
Karakteristik Berbeban
Seperti motor-motor penggerak lainnya, penting sekali mengetahui adanya karakteristik putaran fungsi dari beban. Sudah menjadi sifat mesin sinkron, bahwa perputaran rotor itu akibat slip antara medan stator dan rotor, slip ini akan menjadi besar apabila beban bertambah.
Gambar 1.5 Karakteristik berbeban
Peralatan yang digunakan
Mesin Asinkron rotor sangkar 3 fasa
Amperemeter dan Voltmeter
Multimeter (Ohmmeter)
Wattmeter dan Trafo. Arus
Rpm meter
Regulator 3 fasa
Kabe
Rangkaian Percobaan
Gambar 1.6 Rangkaian percobaan karakteristik beban nol
Gambar 1.7 Rangkaian percobaan karakteristik hubung singkat
Gambar 1.8 Rangkaian percobaan karakteristik berbeban
Prosedur Percobaan
1.2.5.1. Mencari karakteristik beban nol.
Membuat rangkaian percobaan untuk mecari karakteirstistik beban nol.
Membuat urutan kerjanya. Tegangan diatur dari nol sampai nominal. Pengambilan data dilakukan dari tegangan yang paling tinggi (tegangan nominal) dan diturunkan secara bertahap.
Mencatat hasil pengukuran ke dalam tabel yang telah disediakan.
1.2.5.2. Mencari karakteristik hubung singkat.
Membuat rangkaian percobaan untuk mencari karakteristik hubung singkat.
Membuat urutan kerjanya.
Mencari hasil pengukuran ke dalam tabel yang tersedia.
1.2.5.3. Mencari karakteristik berbeban
Membuat rangkaian percobaan untuk mencari karakteristik berbeban.
Membuat urutan kerjanya, dalam hal ini motor dibebani dengan generator DC.
Mencatat hasil pengukuran ke dalam tabel yang telah disediakan.
Tabel Data Hasil Percobaan
Tabel 1.5 Data hasil percobaan karakteristik berbeban nol
No.
Tegangan Input
I1
( A )
I2
( A )
I2
( A )
P
(Watt)
Putaran (rpm)
Tegangan fasa
Tegangan line
1.
360
5.6
4.9
3.7
145
2993
2.
345
5
4.3
3.3
145
2988
3.
330
4.4
3.4
2.9
130
2976
4.
315
4
3.6
2.6
120
2889
5.
300
3.8
3.5
2.4
135
2779
6.
285
3.4
3.3
2.3
135
2677
7.
270
3.2
3.1
2.1
125
2656
8.
255
3
2.9
2
125
2595
Tabel 1.6 Data hasil percobaan karakteristik berbeban
NO
Motor Asinkron
Generator DC
VL -L(V)
VL -N(V)
I1 (A)
I2 (A)
I3 (A)
P (W)
N (rpm)
Iex (A)
V (V)
I (A)
R
1
330
147
4,2
2,4
4,8
180
3000
0,7
369
0
0
2
327
147
6,5
4,6
7,5
220
2999
0,68
279
0,43
1
3
327
147
5,4
3,7
6,2
200
2994
0,68
162
0,49
2
4
327
147
4,8
3,4
5,7
190
2992
0,68
90
0,5
3
5
327
147
4,6
3,2
5,4
190
2985
0,68
87
0,51
4
6
327
147
4,7
2,9
5
190
2980
0,68
72
0,51
5
7
327
147
4,6
2,3
5
190
2964
0,68
57
0,33
6
Sumber : Hasil Percobaan
Analisis dan Grafik Hasil Percobaan
Karakteristik berbeban nol
Untuk nilai parameter cos Ф pada percobaan beban nol. Sebagai contoh diambil data no. 3 .
Diketahui ; VL-L = 330 volt
IL-L = 4,4+3,4+2,93=3,57 Ampere
P = 130 Watt
Ditanyakan ; Cos = …….?
Penyelesaian :
Cos = P 3 . VL-L . IL-L = 1303 . 330 . 3,57 = 0,065
NO
VL-L
I L-L
cosФ
1
360
4.73
0.049
2
345
4.2
0.058
3
330
3.57
0.064
4
315
3.4
0.065
5
300
3.23
0.080
6
285
3
0.091
7
270
2.8
0.095
8
255
2.63
0.107
Karakteristik berbeban
Untuk mencari parameter Pin dan Pout pada percobaan berbeban, sebagai contoh diambil pada data no.3
Dik : VL-L = 327 Volt
Vg = 162 Volt
IL-L = 5 ,1 Ampere
Ig = 0,49 Ampere
P 3Ф = 200 Watt
Dit : a) cos Ф = …?
b) Pout =…..?
Penyelesaian :
a). Cos = P 3 3 . VL-L . IL-L = 2003 . 327 . 5,1 = 79,38
b). Pout = Vg . Ig
= 162 . 0,49
= 79,38 W
Tabel Hasil Analisa Percobaan berbeban
NO
N (rpm)
I L-L
cosФ
Pout
1
3000
3.8
0.083
0
2
2999
6.2
0.063
119.97
3
2994
5.1
0.069
79.38
4
2992
4.6
0.072
45
5
2985
4.4
0.076
44.37
6
2980
4.2
0.080
36.72
7
2964
3.9
0.085
18.81
Grafik
Gambar . Grafik Hubungan Antara Putaran (rpm) dengan Daya (watt)
Gambar . Grafik Hubungan Antara arus (A) dengan Daya (watt)
Kesimpulan
Pada percobaan beban nol semakin besar tegangan fasa (V) maka arus line (I) cenderung akan semakin besar.
Pada beban nol semakin besar tegangan fasa (V) maka daya 3 yang ditarik oleh motor akan semakin besar.
Pada percobaan dengan beban bervariasi terlihat bahwa semakin besar daya output yang dihasilkan motor asinkron rotor sangkar maka putarannya akan semakin bertambah . Hal ini sangat erat kaitannya dengan jumlah beban yang dilayani oleh motor asinkron tersebut. Dimana pada percobaan ini Pout terbesar = 119,7 Watt pada putaran 2999 rpm.
P (watt)
Arus (A)
P (watt)
N (putaran)
Tegangan ( Volt )
cos φ
[Type the document title]
