PERCOBAAN 2 MENCARI PARAMETER Xm, Rc, TANPA BEBAN DAN Ze, Xe PADA BLOK TEST ROTOR
I.
TUJUAN
1. Praktikum dapat memahami prinsip kerja dari motor induksi 3 fasa sehingga praktikan mendapatkan mendapatkan nilai parameter parameter Re, Xm, saat motor induksi 3 fasa tanpa beban dan Re, Re, Xe saat motor motor induksi 3 fasa di di blok. 2. Praktikan dapat menganalisa dan menyimpulkan hasil praktikum yang telah dilakukan.
II.
DASAR TEORI
Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (ac) yang paling luas digunakan Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa motor ini bekerja berdasarkan induksi medan magnet stator ke statornya, dimana 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 (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator. Rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.1. Rangkaian Ekivalen dari Sisi Stator Motor Iinduksi
Atau seperti gambar berikut :
Gambar 2.2. Rangkaian Ekivalen Ekivalen dari Sisi Stator Motor Induksi
Dimana :
a adalah jumlah lilitan efektif tiap fasa pada lilitan stator yang banyaknya a kali jumlah lilitan rotor. Dalam teori transformator-statika, analisis rangkaian ekivalen sering disederhanakan dengan mengabaikan seluruh cabang penalaran atau melakukan pendekatan dengan memindahkan langsung ke terminal primer. Pendekatan demikian tidak dibenarkan dalam motor induksi yang bekerja dalam keadaan normal, karena adanya celah udara yang menjadikan perlunya suatu arus peneralan yang sangat besar (30% sampai 40% dari arus beban penuh) dan karena reaktansi bocor juga perlu lebih tinggi. Untuk itu dalam rangkaian ekivalen R C dapat dihilangkan (diabaikan). Rangkaian ekivalen menjadi gambar berikut.
Gambar 2.3. Rangkaian ekivalen lain dari motor induksi
Penentuan Parameter Motor Induksi
Data yang diperlukan untuk menghitung performansi dari suatu motor induksi dapat diperoleh dari hasil pengujian tanpa beban, pengujian rotor tertahan.
Pengujian Tanpa Beban ( No Load Test)
Pengujian tanpa beban pada motor induksi akan memberikan keterangan berupa besarnya arus magnetisasi dan rugi – rugi tanpa beban. Biasanya pengujian tersebut dilakukan pada frekuensi
yang diizinkan dan
dengan tegangan tiga fasa dalam keadaan setimbang yang diberikan pada terminal stator. Pembacaan diambil pada tegangan yang diizinkan setelah motor bekerja cukup lama, agar bagian – bagian yang bergerak mengalami pelumasan sebagaimanamestinya. Rugi – rugi rotasional keseluruhan pada frekuensi
dan
tegangan
yang diizinkan
pada waktu
dibebani
biasanya
dianggap konstan dan sama dengan rugi – rugi tanpa beban. Pada keadaan tanpa beban, besarnya arus rotor sangat kecil dan hanya diperlukan untuk menghasilkan torsi yang cukup untuk mengatasi
gesekan. Karenanya rugi – rugi I2.R tanpa beban cukup kecil dan dapat diabaikan. Pada transformator rugi – rugi I2.R primernya tanpa beban dapat diabaikan, akan tetapi rugi – rugi stator tanpa beban motor induksi besarnya cukup berarti karena arus magnetisasinya lebih besar. Besarnya rugi – rugi rotasional PROT pada keadaan kerja normal adalah :
Dimana : Pnl
= daya input 3 fasa (W).
Inl
= arus tanpa beban 3 fasa (A).
R 1
= tahanan stator tiap fasa (Ω) .
Karena slip pada keadaaan tanpa beban sangat kecil, maka akan mengakibatkan tahanan rotor R2/s sangat besar. Sehingga cabang paralel rotor dan cabang magnetisasi menjadi jXm di shunt dengan suatu tahanan yang sangat besar, dan
besarnya reaktansi cabang paralel karenanya sangat
mendekati Xm. Sehingga besar reaktansi yang tampak Xnl yang diukur pada terminal stator pada keadaan tanpa beban sangat mendekati X1+Xm , yang merupakan reaktansi sendiri dari stator, sehingga :
Maka besarnya reaktansi diri stator, dapat ditentukan dari pambacaan alat ukur pada keadaan tanpa beban. Untuk mesin tiga fasa yang terhubung Y besarnya induktansi magnetisasi tanpa beban :
Di mana Vnl merupakan tegangan line, pada pengujian tanpa beban. Besarnya tahanan pada pengujian tanpa beban R nl adalah :
Pnl merupakan suplai daya tiga fasa pada keadaan tanpa beban, maka besar reaktansi tanpa beban.
sewaktu pengujian beban nol, maka rangkaian ekivalen motor induksi seperti Gambar berikut.
Gambar 2.4. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi saat Percobaan Beban Nol
Pengujian Rotor Tertahan (Block Rotor Test)
Pengujian ini bertujuan untuk menentukan parameter – parameter motor induksi, dan biasa juga disebut dengan locked rotor test. Pada pengujian ini rotor dikunci / ditahan sehingga tidak berputar. Untuk melakukan pengujian ini, tegangan AC disuplai ke stator dan arus yang mengalir diatur mendekati beban penuh. Ketika arus telah menunjukkan nilai beban penuhnya, maka tegangan, arus, dan daya yang mengalir ke motor diukur. Rangkaian ekivalen untuk pengujian ini dapat dilihat pada gambar 5 di bawah ini.
Gambar 2.5. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi pada Percobaan Block Rotor
Test Saat pengujian ini berlangsung s = 1 dan tahanan rotor R 2/s = R 2. Karena nilai R 2 dan X2 begitu kecil, maka arus input akan seluruhnya mengalir melalui tahanan dan reaktansi tersebut. Oleh karena itu, kondisi sirkit pada saat ini terlihat seperti kombinasi seri X1, R 1, X2, dan R 2. Sesudah tegangan dan frekuensi diatur, arus yang mengalir pada motor diatur dengan cepat, sehingga tidak timbul kenaikan temperatur pada rotor dengan cepat. Daya input yang diberikan kepada motor ;
VBR = Tegangan line pada saat pengujian berlangsung. IBR = Arus line pada saat pengujian berlangsung. Besarnya tahanan pada pengujian Block Rotor R e adalah :
Ze
= impedansi hubung singkat.
PBR merupakan suplai daya tiga fasa pada keadaan block rotor, maka besar reaktansi block rotor adalah
Tahanan block rotor :
Sedangkan resistansi block rotor,
adalah reaktansi stator dan rotor pada frekuensi pengujian. Nilai dari R 1 ditenstukan dari DC test. Karena reaktansi berbanding langsung dengan frekuensi, maka reaktansi ekivalen toral X BR pada saat frekuensi operasi normal.
III.
IV.
ALAT DAN BAHAN
Motor induksi 3 fasa
1 buah
Wattmeter AC
1 buah
Voltmeter AC
1 buah
Amperemeter AC
1 buah
Cos
meter
1 buah
Variac 3 fasa
1 buah
Kabel konektor
secukupnya
RANGKAIAN PERCOBAAN
V.
LANGKAH PERCOBAAN
1. Siapkan peralatan. 2. Rangkailah alat dan bahan seperti gambar rangkaian percobaan diatas, dan motor disambungkan dalam bentuk delta. 3. Untuk beban No Load berikan tegangan 220V.
4. Kemudian catat nilai tegangan, arus, daya dan cos yang terukur. 5. Untuk beban Block Rotor Test berikan tegangan hingga mencapai arus nominal.
6. Kemudian catat hasil tegangan, arus, daya dan cos yang terukur. 7. Hitung nilai Xm, Rc, Ze, dan Xe dari hasil data percobaan. 8. Kemudian analisa dan simpulkan hasil percobaan. 9. Catat nameplate motor induksi 3 fasa yang digunakan.
VI.
TABEL DATA PERCOBAAN Percobaan
V (Volt)
I (Amp)
P (Watt)
cos
No Load Test
1.25
220
100
0.3 Lag
0.9
108
200
-
Block Rotor Test
No Load Test
Block Rotor Test
VII.
TUGAS
1. Pada pengujian motor induksi pada pecobaan ini adalah mendapatkan parameter Re, Xm saat dalam kondisi tanpa beban dan parameter Ze, Xe saat rotor di block. Kenapa saat dalam pengujian tanpa beban motor dipasang delta sedangkan saat rotor diblock motor dipasang secara bintang? Jelaskan! 2. Ketika dalam pengujian tanpa beban, jelaskan besar nilai slip motor induksi 3 fasa! 3. Berapa besar nilai arus yang terukur saat pengujian motor induksi 3 fasa dalam kondisi rotor di block. Jelaskan!
