III. PENGUKURAN PARAMETER - PARAMETER MOTOR INDUKS11 PHASA Data yang diperlukan untuk mendapatkan nilai parameter - parameter dari suatu motor induksi 1 phasa dapat diperoleh dari hasil pengujian motor dalam keadaan tidak berbeban (no load), pengujian dengan rotor tertahan dan pengukuran tahanan stator. Pengukuran tahanan stator ini dilakukan dengan menggunakan metode Kelvin Double Bridge. Rugi - rugi dari beban yang harus diperhitungkan bila menginginkan suatu hasil perhitungan yang efisien dapat diperoleh dengan pengujian tidak berbeban pada motor induksi 1..phasa pada saat motor sudah berjalan. Motor induksi 1 phasa yang digunakan adalah jenis start dengan kapasitor running dengan spesifikasi 1 HP, 220 Volt, 50 Hz, 1500 Rpm. 1. PENGUJIAN DALAM KEADAAN NO LOAD Pengujian motor induksi 1 phasa dalam keadaan no load akan menghasilkan data yang berhubungan dengan arus eksitasi dan rugi - rugi beban. Pengujian ini dilakukan pada tegangan dan frekuensi nominal. Setelah rotor berputar cukup lama untuk memberi pelumasan yang cukup pada rotor, rugi - rugi perputaran secara total pada tegangan dan frekuensi nominal biasanya dianggap konstan. Pada pengujian dalam keadaan no load, arus pada rotor relatif kecil yang diperlukan untuk memperoleh torsi yang cukup besar untuk mengatasi gesekan. Oleh karena itu rugi - rugi rotor dalam keadaan no load (I 2 R) relatif kecil sehingga dapat diabaikan. Pada motor induksi, rugi - rugi
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
III. PENGUKURAN PARAMETER - PARAMETER
MOTOR INDUKS11 PHASA
Data yang diperlukan untuk mendapatkan nilai parameter - parameter dari
suatu motor induksi 1 phasa dapat diperoleh dari hasil pengujian motor dalam
keadaan tidak berbeban (no load), pengujian dengan rotor tertahan dan
pengukuran tahanan stator. Pengukuran tahanan stator ini dilakukan dengan
menggunakan metode Kelvin Double Bridge. Rugi - rugi dari beban yang harus
diperhitungkan bila menginginkan suatu hasil perhitungan yang efisien dapat
diperoleh dengan pengujian tidak berbeban pada motor induksi 1..phasa pada saat
motor sudah berjalan. Motor induksi 1 phasa yang digunakan adalah jenis start
dengan kapasitor running dengan spesifikasi 1 HP, 220 Volt, 50 Hz, 1500 Rpm.
1. PENGUJIAN DALAM KEADAAN NO LOAD
Pengujian motor induksi 1 phasa dalam keadaan no load akan menghasilkan
data yang berhubungan dengan arus eksitasi dan rugi - rugi beban. Pengujian
ini dilakukan pada tegangan dan frekuensi nominal. Setelah rotor berputar
cukup lama untuk memberi pelumasan yang cukup pada rotor, rugi - rugi
perputaran secara total pada tegangan dan frekuensi nominal biasanya
dianggap konstan. Pada pengujian dalam keadaan no load, arus pada rotor
relatif kecil yang diperlukan untuk memperoleh torsi yang cukup besar untuk
mengatasi gesekan. Oleh karena itu rugi - rugi rotor dalam keadaan no load
(I2R) relatif kecil sehingga dapat diabaikan. Pada motor induksi, rugi - rugi
yang timbul pada rotor tidak dapat diabaikan karena rugi - r'ugi ini cukup
besar dengan adanya arus eksitasi yang besar. Rugi - rugi yang timbul setelah
motor induksi 1 phasa berjalan normal dapat dirumuskan sebagai berikut:
Pr = Pnl- q Inl2Rl '
Di mana : Pni = daya output
q = jumlah phasa pada stator
Ini = Arus per phasa
Ri = Tahanan stator per phasa
Karena slip motor induksi 1 phasa dalam keadaan no load sangat kecil (<1%),
maka tahanan rotor (R2 / Sni) dilihat dari stator menjadi besar. Gabungan
paralel dari rotor dengan magnetisasi menghasilkan torsi X4, yang kemudian
dihubungkan shunt dengan sebuah tahanan yang sangat besar hampir sama
dengan Xj,, akibatnya harga reaktansi tanpa beban (Xn)) sesungguhnya yang
diikuti stator dalam keadaan no load hampir sama dengan Xi + Xo yang
merupakan reaktansi sendiri dari stator. Persamaannya sebagai berikut:
Xn = Xi + Xo = Xn]
Di mana : Xn = Reaktansi sendiri stator
X) = Reaktansi bocor
A.E Fitzgerald, Electric Machinary, page 430 2 Ibid, page 430
39
Reaktansi sendiri davi stator dapat dilihat dari alat ukur pada pengujian tanpa
beban. Untuk motor induksi 1 phasa besarnya harga impedansi dalam
keadaan no load dapat dirumuskan sebagai berikut:
Z„] - Vni / Ini
Di mana : Vn! = Tegangan input
In] = Arus no load
Dan tahanan disebut tanpa beban adalah
Rnl _ Pnl / Ini
Dari kedua persamaan di atas, maka dapat diperoleh harga2 reaktansi dalam
keadaan no load seperti di bavvah ini :
Xnl ~\J Zni — Rn 2 5
1
Rangkaian ekuivalen motor induksi satu phasa dalam keadaan no load dapat
digambarkan sebagai berikut:
+ l lm +J 3 V E -i -a
X„ $R:
GAMBAR 3.1
RANGKAIAN EKUIVALEN MOTOR INDUKSI 1 PHASA
Ibid, page 430 Ibid, page 431 Ibid, page 431
40
Pada umumnya faktor daya motor induksi satu phasa dalam keadaan tanpa
beban ± 0,1 sehingga harga reaktansi dalam keadaan tanpa beban hampir
sama dengan harga impedansi dalam keadaan tidak berbeban.
2. PENGUJIAN DALAM KEADAAN ROTOR TERTAHAN *
Pengujian dalam keadaan rotor tertahan ini dapat menghasilkan data yang
berhubungan dengan reaktansi bocor dari stator. Dalam pengujian ini rotor
ditahan sehingga sama sekali tidak dapat bergerak dan kemudian pada
terminal statornya diberikan tegangan input. Impedansi pada saat rotor dalam
keadaan tertahan dapat juga dipengaruhi oleh posisi rotor, akan tetapi hal ini
sangat kecil pengaruhnya terhadap rotor jenis sangkar.
Pada prinsipnya pengujian dalam keadaan rotor tertahan dilakukan dengan
arus dan frekuensi rotor yang sama dengan keadaan kerja yang diinginkan.
Tetapi hal ini tidak mutlak. Sebagai contoh bila ingin menguji motor induksi
satu phasa pada slip sama dengan 1 (s=T). Seperti pada keadaan awal start,
maka pengujian dalam keadaan rotor tertahan dapat dilakukan pada frekuensi
normal dan dengan arus yang mendekati keadaan arus yang sebenarnya. Hal
ini dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
Zbi = V|,i / lb)
Rhl = Pbl / Ibf
41
Xbi - \ Zt,i - R "bl
Bila arus eksitasi diabaikan, maka reaktansi dalam keadaan rotor tertahan
(Xbi) dikoreksi terhadap frekuensi dalam keadaan normal sama dengan
jumlah reaktansi bocor pada stator dan rotor pada frekeunsi normal Xi dan
X2. Penampilan dari motor relatif sedikit dipengaruhi oleh adanya pembagian
antara reaktansi bocor keseluruhan dari stator dan rotor (Xi + Xi). Prosedur
pengujian sesuai dengan standart IEEE yang menyarankan pembagian secara
empiris seperti terlihat pada tabel berikut:
TABEL 3.1
PEMBAGIAN SECARA EMPIRIS REAKTANSI BOCOR
Bagian dari X, » X ,
Kelas motor Keterangan X, X,
A Momen-kakas awal normal, arus awal normal 0,5 0,5 B Momen-kakas awal normal, arus awal rendah 0,4 0,6 C Momen-kakas awal tinggi, arus awal rendah 0,3 0,7 D Momen-kakas awal tinggi, slip tinggi 0,5 0,5
Rotor terlilit 0,5 0,5
Sekarang harga reaktansi magnetisasi dapat ditentukan dari pengujian tanpa
beban dan harga Xi; jadi
X(p = Xni — Xi
Tahanan stator R| dapat dipandang sebagai harga dc-nya. Maka tahanan rotor
dapat ditentukan sebagai berikut. Dari percobaan rotor tertahan, tahanan
tertahan Rbi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan seperti yang
42
telah dijelaskan di atas. Perbedaan antara tahanan rotor tertahan dengan
tahanan stator karenanya dapat ditentukan dari data pengujian. Dengan
menyatakan tahanan tersebut sebagai R, didapatkan :
R = Rw-Ri
Dari rangkaian ekuivalen, dengan s = 1, maka tahanan R merupakan tahanan
kombinasi R2 + JX2 paralel dengan jX(p Besarnya gabungan paralel tersebut
dapat dirumuskan sebagai berikut:
X ^
R = R2 w R2 (X(p: X22)2
R22 + x 222
Di mana X22 = X2 + Xq> merupakan reaktansi diri rotor. Bila X22 lebih besar
dari IOR2 seperti yang biasa terjadi akan mengakibatkan kesalahan kurang
dari 1 persen dari penggunaan bentuk persamaan di atas. Dengan
menggabungkan kedua persamaan di atas maka didapatkan harga R2 sekarang
adalah sebagai berikut :
R2 = R ( X22: Xp)2 ..
Rangkaian Ekuivalen motor induksi untuk pengujian dalam keadaan rotor
tertahan adalah sebagai berikut:
43
0.5 X, o—Wr-TtPT\—-f-
EJ1O.5X„ £0.5i?2
£„./,! 0.5 x„ <o.5/e2
GAMBAR 3.2
RANGKAIAN EKUIVALEN UNTUK ROTOR TERTAHAN
PENGUKURAN DALAM KEADAAN BERBEBAN
Pengukuran ini dilaksanakan dengan menggunakan beban lampu. Pertama -
tama motor dikopel dengan generator. Setelah dikopel kemudian pada
generator diberi eksitasi dan motor diputar dan dijaga tegangan eksitasi
generator tetap konstan kemudian beban dinaikkan secara bertahap.
PENGUKURAN TAHANAN ROTOR
• 1 - 1
Hasil dari perhitungan tahanan rotor ini akan bergantung kepada data - data
yang diperoleh dari pengujian tanpa beban, pengujian dengan rotor tertahan
dan pengukuran dengan menggunakan beban. Hasil perhitungan tahanan rotor
ini yang akan mempengaruhi harga torsi awal dari motor induksi 1 phasa
selain faktor - faktor yang lain. Perhitungan untuk mencari harga tahanan
rotor (R2) dapat dirumuskan sebagai berikut:
R =RW-RP
Kemudian R2 = R(X22/X,P)2
Sehingga X22 = X2 + X9
R2 = R( (X2 + X(p) /Xj
Dengah demikian maka harga R2 (tahanan rotor) sudah dapat ditentukan dan
perhitungan untuk menentukan harga torsi awal dapat dilakukan.
5. PENENTtJAN HARGA TORSI AWAL
Perhitungan untuk mendapatkan harga torsi awal ini dilakukan pada keadaan
tidak berbeban, keadaan setengah beban dan dalam keadaan beban penuh
dengan menggunakan kapasitor running yang berbeda - beda kapasitasnya.
Persamaan untuk mendapatkan harga torsi awal adaah sebagai berikut:
1/T = 2 T I N S . S : (Is2. R2)
45
Di mana :
T = Torsi yang timbul
Ns = Putaran Sinkron
Is = Arus Start
R2 = Tahanan Rotor
s = Slip
Dalam hal ini (torsi awal) harga s = 1 karena pada keadaan start awal motor
induksi satu phasa dianggap dalam keadaan belum berputar.