1. MOTOR ASINKRON ROTOR SANGKAR (PERCOBAAN STATIS) 1.1. TUJUAN 1.1.1 Tujuan Umum Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat : a. Membiasakan diri dalam memperhatikan besaran nominnal mesin yang diperbolehkan b. Mencatat harga nominal mesin yang akan diuji coba c. Membiasakan diri melakukan pengecekan mesin sebelum mesin diuji coba atau dijalankan d. Melakukan tindakan pengamanan awal terhadap mesin yang akan diuji coba 1.1.2 Tujuan Khusus Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat : a. Mengerti dan bisa melakukan pengukuran tahanan mesin asinkron b. Mengukur tahanan-tahanan belitan mesin asinkron yang akan diuji coba 342 10 010 1 | Page
29
Embed
i. Motor Asinkron Rotor Sangkar.doc (Asistensi Pertama)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1. MOTOR ASINKRON ROTOR SANGKAR
(PERCOBAAN STATIS)
1.1. TUJUAN
1.1.1 Tujuan Umum
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat :
a. Membiasakan diri dalam memperhatikan besaran
nominnal mesin yang diperbolehkan
b. Mencatat harga nominal mesin yang akan diuji
coba
c. Membiasakan diri melakukan pengecekan mesin
sebelum mesin diuji coba atau dijalankan
d. Melakukan tindakan pengamanan awal terhadap
mesin yang akan diuji coba
1.1.2 Tujuan Khusus
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat :
a. Mengerti dan bisa melakukan pengukuran tahanan mesin asinkron
b. Mengukur tahanan-tahanan belitan mesin asinkron yang akan diuji
coba
c. Mengukur besarnya tahanan isolasi antara terminal-terminal dan
antara terminal dengan badan mesin asinkron
1.2 TEORI DASAR
Sebelum menjalankan mesin (melakukan percobaan), penting skali untuk
memeriksa dengan seksama harga-harga nominal dari sebuah mesin. Data ini
dicantumkan pada setiap mesin oleh pabrik pembuatannya. Dengn demikian, setiap
orang yang akan memakainya mengenal hal-hal penting yang brehubungan dengan
data atau nilai kerjanya. Harga nominal ini merupakan hasil pengujian pabrik
pembuatannya. Oleh karena itu, untuk membuktikan edata yang diberikan pabrik,
perlu dilakukan pengujian pada mesin tersebut.
342 10 010 1 | P a g e
Untuk meyakinkan keamanan pada setiap mesin yang akan kita jalankan, perlu
sekali melihat apakah mesin itu masaih 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 asinkron, seperti untuk mencari efesiensi konvensional, torsi dan slip
dalam keadaan berbeban, mencari sifat dari kerja mesin itu. Cara mengukurnya,
dapat menggunakan multimeter (ohmmeter) atau dengan voltmeter-ampermeter.
1.3 RANGKAIAN PERCOBAAN
Gambar 1.1 Rangkaian percobaan untuk pengukuran tahanan belitan motor.
1.4 PERALATAN YANG DIGUNAKAN
1. Mesin asinkron rotor sangkar 3 fasa
2. Amperemeter dan voltmeter
3. Multimeter (ohmmeter)
4. Isolating testmeter atau megger
5. Regulator tegangan 3 fasa
6. Regulator tegangan DC
7. Kabel-kabel
342 10 010 2 | P a g e
1.5 PROSEDUR PERCOBAAN
1. Mencatat data yang tercantum pada platnama asinkron yang akan diuji
coba
2. Mengukur tahanan belitan stator (u1-u2, v1-v2 dan w1-w2) dengan
ohmmeter
3. Mengukur tahanan belitan stator (u1-u2, v1-v2 dan w1-w2) dengan metode
voltmeter-amperemeter seperti pada gambar 1.1
4. Mengukur tahanan isolasi antara belitan stator (u1-u2, v1-v2 dan w1-w2)
dan tahanan antarabelitan statorr dengan rangka mesindengan ohmmeter
dan dengan isolating testmeter
1.6 TABEL HASIL PENGAMATAN
Tabel 1.1 Data hasil pengukuran tahanan belitan dengan metode ohmmeter.Terminal Nilai Tahanan (Ω)
U1 – U2 2,5
V1 – V2 2,5
W1 – W2 2,5
Tabel 1.2 Data hasil pengukuran tahanan belitan dengan metode voltmeter- amperemeter
Terminal Tegangan
[V]
Arus
[A]
Nilai Tahanan
[Ω]
U1 – U2 0,8 1 0,8
V1 – V2 0,8 1 0,8
W1 – W2 0,9 1 0,9
342 10 010 3 | P a g e
1.7 ANALISA DATA
Penjelasan mengenai nilai-nilai motor.
1. Rated voltage 220/380 artinya tegangan masukan untuk motor asinkron rotor
sangkar maksimal 220/380.
2. Rated current 20,8/12 A artinya arus masukan untuk motor maksimal 20,8/12
A.
3. Rated power 5,5 kW artinya daya nominal yang ditarik oleh motor adalah 5,5
kW.
4. Rated speed 2900G/1 artinya putaran maksimal untuk motor asinkron rotor
sangkar adalah 2900 rpm.
5. Frequency 50 Hz artinya frequency dari motor asinkron rotor sangkar adalah
50 Hz.
6. Insulation F artinya jenis isolasi yang digunakan adalah isolasi tipe F.
7. Cos 0,89 artinya cos dari motor asinkron rotor sangkar 0,89 lagging
Menghitung rata-rata tahanan belitan motor dengan Ohmeter
Rata –rata =
= = 2,5 Ω
Dari hasil pengukuran tahanan belitan motor dengan Ohmmeter untuk
Terminal U1 – U2 ,V1 – V2,W1 – W2 didapatkan nilai tahanan belitan sebesar 2,5
Ω.
Menghitung rata-rata tahanan belitan motor dengan metode volt-
amperemeter
Rata –rata =
= = 0,833 Ω
342 10 010 4 | P a g e
Dari hasil pengukuran tahanan belitan motor dengan metode volt-
amperemeter untuk Terminal U1 – U2 ,V1 – V2,W1 – W2 didapatkan nilai tahanan
belitan sebesar 0,833 Ω.
342 10 010 5 | P a g e
2. MOTOR ASINKRON ROTOR SANGKAR
(PERCOBAAN DINAMIS)
2.1 TUJUAN
2.1.1 Tujuan Umum
a. Mengetahui cara kerja motor asinkron rotor sangkar
b. Dapat mengoperasikan motor asinkon rotor sangkar
c. Dapat menentukan rangkaian ekivalen motor asinkron
d. Dapat menganalisa pengaruh pembebanan terhadap putaran motor
asinkron rotor sangkar
2.1.2 Tujuan Khusus
a. Karakteristik beban nol : Io = f(Vo), Po = f(Vo), cos = f (Vo)
Mengetahui pengaruh tegangan masukan terhadap arus,
daya faktor daya motor asinkron
Mencari komponen arus magnetisasi kerugian mekanik
(kerugian gesekan bantalan dan udara dan kerugian besi)
b. Karakteristik hubungan singkat : Phs = f(Ihs), Vhs = f(Ihs), cos = f(Ihs)
pada s =1 (n=0)
Mengetahui pengaruh arus hubungansingkat : terhadap
daya, tegangan dan faktor daya motor asinkron
Mencari komponen rangkaian pengganti Xek dan Rek pada
rangkaian ekivalen motor asinkron dilihat dari sisi stator
Mencari nilai arus hubungan singkat pada saat tegangan
nominal
c. Mencari rangkaian ekivalen motor asinkron dengan data yang telah
diperoleh
d. Mencari karakteristik berbenaan motor asinkron : n = f(P)
342 10 010 6 | P a g e
2.2 TEORI DASAR
Motor induksi merupakan motor arus bolak-balik yang paling luas digunakan.
Penamaannya berasal dari kenataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari
sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibata adanya
perbedaab relatif antara putaran rotor dengan medan putaar (rotating magnetik field)
yang dihasilkan oleh arus stator. Belitan stator yang dihubungkan dengann sumber
tegangan tiga fase akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan keceptan
sinkron (ns = 120f/p, dimana f adalah frekuensi dan p adalah jumlah kutub). Medan
putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konuktor pada rotor, sehingga
terinduksi arus; dan sesuai dengan hukum Lentz, rotorpun akan turut berputar
mengikuti medan putar stator. Perbedaaan putaran relatif antara stator dan rotor
disebut slip. Bertambahnya beban akan memperbesar kopel motor, yangoeh
karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara
medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi bila beban
motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun.
Dikenal 2 tipe motor induksi, yaitu motor induksi dengan rotor sangkaar dan
motor induksi dengan rotor belitan.
Kerja motor induksi seperti juga kerja transformator adalah berdasarkan prinsip
induksi electromagnet. Oleh karena itu, motor induksi dinggap sebaagai
transformator dengan rangkaian sekunder yang berputar, sehingga rangkaian
ekivalehnnya hampir sama. Rangkaian ekivalen motor induksi dapat digambarkan
sebagai berikut :
342 10 010 7 | P a g e
Gambar 1.2 Rangkaian ekivalen motor induksi
2.2.1 Karakteristik Beban Nol
Uji tanpa beban dilakuka dengan cara mensuplai motor sampai dengan
tegangan nominal dan membiarkan roto berputar tanpa torsi pengereman. Dalamhal
ini arus masukan digambarkan sebagai jumlah vektor arus magenetisasi dan arus
aktif yang disebabkan rugibesi (stator) dan rugi mekanik (friksi dan angin). Daya
masukan sama dengan jumlah semua rugi keadaan tanpa beban, yaitu rugi tembaga
stator, rugi besi dan rugimekanik (friksi dan angin).
Dengan mengukur arus beban nol (Io), tegangan beban nol (Vo) dan daya pada
kondisi beban nol (Po), maka cos beban nol dapat dihitung. Bentuk karakteristik
pada pengujian motor induksi tanpa yang berupa kurva Io = f(Vo), Po = f(Vo) dan cos
= f(Vo) dapat digambarkan seperti gambar 2.2
Gambar 2.2 Karakteristik beban nol
342 10 010 8 | P a g e
Dari data pegujian beban nol, maka parameter RC dan XM dapat dihitung dengan
persamaan :
R0 = X0 =
2.2.2 Karakteristik Hubung Singkat
Apabila rotor di blok / 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 n ominal, maka
akan terjadi arus yang sangat tinggi yang secara teknis dapat mrusak belitan,
sehingga pada pengujian hubung singkat biasanya dilaksanakan dengan mensuplai
motor dengan tegangan yang diturunkan secukupnya sampai arustudak melebihi nilai
nominalnya. Besar-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 hubungan singkat diperoleh data : arus hubung singkat (Ihs),
tegangan hubungan singkat (Vhs) dan daya hubung singkat per fase (Phs), maka
parameter Rek = R1 + a2R2 dan Xek = X1 + a2X2 dapat dihitung dengan persamaan :
Rhsn= Xek=
Dengan mengingat bahwa uji hubung singkat dilakukan dengan tegangan yang
diturunkan, maka harga arus hubung singkat dan daya hubung singkat pada tegangan
nominal (Ihsn dan Phsn) dapat dihitung dengan persamaan :
342 10 010 9 | P a g e
Ihsn = Ihs ; Phsn = 3Vn Ihsn Cos hs
Hasil pengujian dapat digambarkan karakteristik hubung singkat yang berupa
kurva daya ubung singkat (Phs), tegangan hubung singkat (Vhs) dan cos hs sebagai
fungsi arus yang diserap (Ihs).
Gambar 2.3 karakteristik hubung singkat
Biasanya grafik tegangan adalah linier, grafik cos hs adalah konstan dan
grafik daya adalah parabola. Daya ini merupakan kerugian, antara lain : kerugian
berupa panas dalam belitan stator rotor serta rugi tambahan dalam tembaga rotor.
Rugi tambahan dalam tembaga rotor disebabkan oleh frekuensi fluksi 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.
2.2.3 Karakteristik Putaran vs Beban
342 10 010 10 | P a g e
Seperti motor-motor penggerak lainnya,penting sekali mengetahui adanya
karakteristik putaran fungsi dari beban. Sudah menjadi sifat mesin asinkron, bahwa
berputar motor itu akibat adanya slip antara medan stator dan rotor, slip ini akan
menjadi besar apabila beban bertambah.
n
P
Gambar 2.5 Karakteristik berbeban
2.3 RANGKAIAN PERCOBAAN
Gambar 2.6 Rangkaian percobaan dinamis
2.4 PERALATAN YANG DIGUNAKAN
342 10 010 11 | P a g e
1. Mesin asinkron rotor sangkar 3 fase
2. Amperemeter dan voltmeter
3. Multimeter (ohmmeter)
4. Wattmeter dan trafo. Arus
5. Rpm meter
6. Regulator 3 fasa
7. Regulator tegangan dc
8. Kabel-kabel
2.5 PROSEDUR PERCOBAAN
2.5.1 Mencari Karakteristik Beban Nol
Membuat rangkaian percobaan untuk mencari karakteristik beban nol.
Membuat urutan kerjanya.
Tegangan diatur dari nol sampai tegangan nominal. Pengambilan data
dilakukan dari tegangan yang paling tinggi (tegangan nominal) dan
diturunkan secara bertahap.
Mencatat hasil pengukuran kedalam tabel yang tersedia
2.5.2 Mencari Karakteristik Hubungan Singkat
Membuat rangkaian percobaan unuk mencari karakteristik hubung singkat
Membuat urutan kerjanya
Mencatat hasil pengukuran kedalam tabel yang tersedia
2.5.3 Mencari Karakteristik Putaran vs Beban
Membuat rangkaian percobaan untuk mencari karakteristik hubung
singkat.
Membuat urutan kerjanya, dalam hal ini motor dibebani dengan generator
DC
Mencatat hasil pengukuran kedalam tabel yang tersedia
2.6 TABEL HASIL PENGAMATAN
342 10 010 12 | P a g e
Tabel 2.1 Data hasil percobaan beban nol
No
Tegangan InputI1
[A]
I2
[A]
I3
[A]
P
[W]
N
[rpm]Teg.Line
[V]
Teg. Fasa
[V]
1 30 60 4,2 5,7 4,5 150 2740
2 45 90 2,9 3,5 3 150 2920
3 60 120 2,4 3 2,4 150 2950
4 78 150 2,1 2,7 2,2 150 2960
5 93 180 2,1 2,7 2,1 150 2960
6 111 210 2,1 2,7 2,1 150 2970
Tabel 2.2 Data hasil percobaan hubung singkat
No
Tegangan InputI1
[A]
I2
[A]
I3
[A]
P
[W]Teg.Line
[V]
Teg. Fasa
[V]
1 7 15 2,7 4 2,9 30
2 10 20 3,2 5 3,8 30
3 12 25 4,3 6 4,5 30
4 15 29 5,2 7 5,5 60
5 17 33 5,8 8 4,2 75
Tabel 2.3 Data hasil percobaan berbeban
342 10 010 13 | P a g e
No
Tegangan Input
I1
[A]
I2
[A]
I3
[A]
P
[W]
N
[rpm]
Generator
DCBeban
Teg.Line
[V]
Teg.
Fasa
[V]
V
[V]
Iexc
[A]
V
[V]
I
[A]
1 168 300 3,2 2,9 3,7 90 2990 5 0,12 150 0
2 168 300 3,4 3 3,9 120 2990 5,1 0,12 150 1,1
3 168 300 3,6 3,2 4,1 165 2980 5,1 0,12 147 2,1
4 168 300 3,9 3,4 4,3 180 2980 5,1 0,12 144 2,95
5 168 300 4,1 3,6 4,6 210 2980 5,4 0,12 141 3,95
6 168 300 4,4 3,8 4,9 240 2970 5,4 0,12 138 4,9
7 168 300 4,7 4 5,1 255 2970 5,4 0,12 135 5,85
2.7 ANALISA DATA
a. Karakteristik Beban Nol
Analisis Data
Pada percobaan beban nol dengan mengambil contoh perhitungan pada data
no. 1:
Dik :
I = 4,8 A
VL-L = 30 V
P = 150 W
Dit :
cos =...........?
peny :
342 10 010 14 | P a g e
= 53,029
Dengan menerapkan cara yang sama dengan diatas maka hasil perhitungan
data berikutnya dapat diketahui pada tabel 2.4
b. Karakteristik Hubung Singkat
Analisis Data
Pada percobaan beban nol dengan mengambil contoh perhitungan pada data
no. 1:
Dik :
I = 3,2 A
VL-L = 7 V
P = 30 W
Dit :
cos =...........?
peny :
= 39,35
Ihsn = = = 173,71 A
Phsn = 3 Vn Ihsn cos ϕhs = 3 x 380 x 173,71 x 0,68= 134,66 kW
Dengan menerapkan cara yang sama dengan diatas maka hasil perhitungan
data berikutnya dapat diketahui pada tabel 2.5
c. Karakteristik Berbeban
342 10 010 15 | P a g e
Analisis Data
Pada percobaan beban nol dengan mengambil contoh perhitungan pada data
no. 1:
Dik :
I = 3,26 A
VL-L = 168 V
P = 90 W
Dit :
cos =...........?
peny :
= 84,555
Dengan menerapkan cara yang sama dengan diatas maka hasil perhitungan
data berikutnya dapat diketahui pada tabel 2.6
342 10 010 16 | P a g e
d. Rangkaian Ekivalen
Rangkaian Ekivalen Motor Induksi
Karakteristik Beban Nol
= 6,272729001
Dengan menerapkan cara yang sama dengan diatas maka hasil perhitungan data
berikutnya dapat diketahui pada tabel 2.7
342 10 010 17 | P a g e
Karakteristik Hubung Singkat
= 2,121097347
Dengan menerapkan cara yang sama dengan diatas maka hasil perhitungan data
berikutnya dapat diketahui pada tabel 2.8
2.8 TABEL HASIL ANALISA DATA
Tabel 2.4 Hasil analisa data pada karakteristik beban nol
NoVL-L
(V)
I0
(A)
P0
(W)Cos
1 30 4,8 150 53,029
2 45 3,133333 150 52,101
3 60 2,6 150 56,279
4 78 2,333333 150 61,541
5 93 2,3 150 66,116
6 111 2,3 150 70,170
342 10 010 18 | P a g e
Tabel 2.5 Hasil analisa data pada karakteristik hubung singkat
No VL-L IL P Cos ϕ Ihsn Phsn(V) (A) (W)
17 3,2 30 39,394 173,7143 136023,1
210 4 30 64,341 152 194587,1
312 4,933333 30 72,975 156,2222 226869
415 5,9 60 66,956 149,4667 199123,1
517 6 75 64,879 134,1176 173131,6
Tabel 2.6 Hasil analisa data karakteristik berbeban
NoVL-L
(V)
I0
(A)
P0
(W)Cos
1 168 3,266667 90 84,555
2 168 3,433333 120 83,094
3 168 3,633333 165 81,013
4 168 3,866667 180 80,778
5 168 4,1 210 79,861
6 168 4,366667 240 79,095
7 168 4,6 255 79,017
Tabel 2.7 Hasil analisa data pada karakteristik beban nol pada rangkaian ekuivalen
NoVL-L
(V)
IL
(A)
Po
(W)
RC
(Ω)XM
1 30 4,8 150 6 6,272729
2 45 3,133333 150 13,5 14,41619
3 60 2,6 150 24 23,14837
4 78 2,333333 150 40,56 33,50452
5 93 2,3 150 57,66 40,50123
6 111 2,3 150 82,14 48,3165
342 10 010 19 | P a g e
Tabel 2.8 Hasil analisa data karakteristik hubung singkat pada rangkaian ekuivalen