Mesin Listrik

LAPORAN

PRAKTIK MESIN LISTRIK

1. Praktik Mesin Arus Searah

2. Praktik Mesin Arus Bolak-Balik

3. Praktik Transformator

Disusun Oleh

Roni Setiawan (08518241014)

Dosen/Instruktur:

Drs. Sunyoto, MPd.

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2010

LAPORAN PRAKTIK MESIN ARUS SEARAH

PERCOBAAN GENERATOR PENGUAT TERPISAH,

GENERATOR SHUNT DAN GENERATOR SERI

A. Tujuan

Tujuan diadakanya praktek ini adalah agar mahasiwa:

1. Dapat mengidentifikasi peralatan yang digunakan untuk pengoperasian dan pegujian

mesin-mesin searah.

2. Dapat mengatasi jika dalam mesin searah terdapat troble

3. Dapat menghitung daya masuk generator dan motor secara teori maupun

mengukurnya dalam prkatek

4. Dapat menghitung daya keluar generator dan motor secara teori maupun

mengukurnya dalam prkatek

5.

generator

6.

jenis sambungan motor

B. Dasar Teori

1. Generator penguat terpisah

Ciri utama dari generator penguat terpisah adalah bahwa lilitan penguat medan

magnet terpisah dengan rangkaian kelistrian generator, dan lilitan penguat tersebut

disuplai dengan sumber tegangan sendiri.

2. Generator Penguat Sendiri

Generator penguat sendiri adalah generator yang lilitan penguat medan magnetnya

disambung dengan rangkaian kelistrikan generator, sehingga tegangan yang

mensuplai lilitan penguat tersebut adalah tegangan keluaran generator itu sendiri.

a. Generator Shunt

Generator shunt adalah generator yang penguat medan magnetya disambung

parallel dengan lilitan jangkar. Lilita shunt ini (Rsh) memiliki resistansi yang

besar.

b. Generator Seri

Generator seri adalah generator yang penguat medan magnetya disambung seri

dengan lilitan jangkar. Lilitan seri ini (Rs) memiliki resistansi yan kecil.

3. Polaritas Tegangan Pada Generator Arus Searah

Polaritas tegangan yang dihasilkan oleh lilitan jangkar dipengaruh oleh arah garis

gaya magnet dan arah putaran. Jadi jika polaritasnya terbaik, maka:

a. Pada generator penguat terpisah

Tidak mempengaruhi besar tegangan yang di hasilkan, hanya saja polaritas

tegangan pada generator tebalik.

b. Pada generator penguat sendiri

Walaupun generator diputar dengan kecepatan nominal, tegangan yang dihasilkan

tiak sesuai yang diharapkan. Hal ini dikarenakan arus yang mengalir pada lilitan

penguat medan magnet menghasilkan garis gaya magnet yang meawan magnet

sisa.

4. Daya dan efisiensi

Besarnya daya-daya pada generator dapat dicari dengan rumus:

Pin = Pa + Pint+ges /60

Pa = Ea . Ia

Pout = V. iL = Pa PCU

gen = Pout/Pin

5. GGL Induksi

Besarnya GGL induksi pada lilitan jankar data ditentukan dengan rumus:

Ea /A).(n/60)

6. Karakteristik Generator

a. Karakteristik tanpa beban, Ea = f(Im), n = konstan

Pada Generator penguat terpisah

magnetnya (Ea = C1

Pada Generator shunt

(Ea = C1 lengkung.

Pada generator seri pada generator seri IL = IS = Ia, sehingga hal ini tidak

mungkin dilakukan karena arusnya sangat besar dan memungkinkan dapat

terbakarnya lilitan jangkar.

b. Karakteristik luar generator, V = f(IL), n = konstan

Pada generator penguat terpisah besarnya tegangan V (V out) berkurang,

karena disebabkan adanya kerugian tegangan pada jangkar

Pada generator shunt bila dibandingkan dengan generator penguat terpisah,

kerugian yang disebabkan oleh tegangan jangkar lebih besar. Hal ini

disebabkan karena tegangan V (Vout) turun, sehingga arus beban (IL) akan

turun dan mengakibatkan arus penguat (Ish) akan turun juga.

Pada generator seri dengan mengatur arus beban IL berarti mengatur arus

penguatnya (Is). Sehingga karakterstiknya akan sama dengan karakteristik

tanpa beban pada generator shunt.

C. Hasil Percobaan

1. Pengujian pada generator penguat terpisah

Gambar rangkaian

Table hasil pengamatan karakterisrik tanpa beban, E = f(Im)

n = 1400 rpm n = 1300 rpm

Kenaikan Penurunan Kenaikan Penurunan

Im (A) Ea (V) Im (A) Ea (V) Im (A) Ea (V) Im (A) Ea (V)

0 22 0 23.5 0 22 0 22.5

0.05 82 0.05 86 0.05 76 0.05 85

0.1 150 0.1 155 0.1 145 0.1 150

0.15 182.5 0.15 190 0.15 180 0.15 185

0.2 210.5 0.2 210.25 0.2 202.5 0.2 205

0.25 222.5 0.25 222.5 0.25 215 0.25 220

0.3 230 0.3 230 0.3 230 0.3 230

Table hasil pengamatan Karakterisrik luar, V = f (IL), n = 1400 rpm konstan, VNL

= 220 V

Data pengamatan Data Perhitungan

IL (A) V (volt) T (Nm) Pin (W) Pout (W) gen

1 205 2.1 308 205 0.666

1.5 200 2.8 410.667 300 0.73

2 192.5 3.5 513.333 385 0.75

2.5 180 4.1 601.333 450 0.75

3 165 5 733.333 495 0.675

3.5 160 5.6 821.333 560 0.682

4 155 6.3 924 620 0.671

Contoh Data perhitungan (data 1)

Pin ,1. 2. 3,14 . 1400/60 = 308W

PO = V . IL = 205 . 1 = 205W

in = 205/308 = 0,666

2. Karakterisrik luar, V = f(IL) pada generator shunt

Gambar rangkaian

Table hasil pengamatan, data V = f (IL), n = 1400 rpm konstan, VNL = 210 V



1 205 4.4 645.333 205 0.318

1.5 197.5 5 733.333 296.25 0.404

2 190 5.6 821.333 380 0.463

2.5 185 6.2 909.333 462.5 0.509

3 177.5 6.8 997.333 532.5 0.534

3.5 170 7.4 1085.33 595 0.548

4 160 7.8 1144 640 0.559


Pin

PO = V . IL = 205 . 1 = 205W

in = 205/645,333 = 0,318

3. Karakterisrik luar, V = f(IL) pada generator seri

Gambar rangkaian

Table hasil pengamatan, data V = f (IL), n = 1400 rpm konstan



1 80 1.2 176 80 0.455

1.5 100 1.6 234.667 150 0.639

2 130 2.4 352 260 0.739

2.5 142 3.2 469.333 355 0.756

3 151 4.2 616 453 0.735

3.5 160 5 733.333 560 0.764

4 165 6 880 660 0.75


Pin

PO = V . IL = 80 . 1 = 80W

in = 80/176 = 0,455

D. Jawaban Bahan Diskusi

1. Dalam generator penguat terpisah, meskipun Im = 0, generator tetap mengahasilkan

tegangan. Hal ini disebabkan karena adanya magnet tinggal/remanensi magnet pada

kutub-kutubnya

2. Pada generator penguat terpisah tanpa beban, saat Im berubah tegangan yang

diha

berubah. Berdasarkan persamaan Ea = C1

juga turun sehingga Ea akan turun.

3. Gambar karakteristik generator penguat terpisah Ea = f(Im)

4. GGL induksi Ea untuk n = 1300 dan n = 1400 berbeda, karena Ea berbanding lurus

dengan putaran (Ea = C1n

lebih tinggi juga.

5. Pada generator penguat sendiri jika sambungan lilitan penguat magnet terbalik,

generator tidak menghasilkan tegangan sesuai yang diharapkan karena sambungan

terbalik berarti arah arus dan arah garis gaya magnet terbalik juga. Sehingga garis

gaya magnet yang dihasilkan lilitan penguat akan melawan garis gaya magnet pada

magnet pada magnet sisa.

6. Gambar karakteristik karakteristik luar V = f(IL) pada generator penguat terpisah,

shunt dan seri

Proses naik

Proses turun

23

230

0,3 IL

Ea

V

IL

Generator Shunt

Generator Penguat Terpisah

Generator Seri

7.

8. Kesimpulan

- Pada generator penguat terpisah semakin besar arus beban (IL) tegangan (V) yang

dihasilkan generator semakin kecil. Hal ini disebabkan karena semakin besar IL

berarti semakin besar juga arus jangkar (Ia). Dengan arus jangkar yang semakin

besar, berarti rugi tegangan yang diakibatkan lilitan jangkar semakin besar (IaRa

semakin besar). Sehingga V yang dihasilkan semakin kecil (V = Ea IaRa).

- Pada generator shunt, semakin besar IL (arus beban) tegangan V akan semakin

kecil. Hal ini disebabkan karena semakin besar IL maka Ish semakin kecil. Dengan

C1

berkurang.

- Pada generator seri, semakin besar IL tegangan V semakin besar juga. Hal ini

dikarenakan IL = Is = Ia. Sehingga jika IL semakin besar berarti Is dan Ia semakin

semakin besar (Ea = C1

besar.

4,0 1,0

1,0

0,5

0,3

IL

Generator Seri

Generator Shunt

Generator Penguat Terpisah

LAPORAN PRAKTIK MESIN ARUS SEARAH

PERCOBAAN GENERATOR KOMPON

A. Dasar Teori

1. Generator Kompon

Generator kompon adalah suatu generator yang mempunyai dua mcam lilitan magne

penguat yaitu lltan penguat shunt dan seri. Generator kompon terdiri dari 2 macam

yaitu kompon panjan dan kompon pendek. Disebut generator kompon panjang apabila

lilitan penguat magnet seri berada pada llitan jangkar. Disebut generator kompon

pendek apabila lilitan penguat magnet seri berada ada lilitan beban.

2. Karakteristik generator kompon

a. Karakteristik tanpa beban, Ea = f (Im) dengan n konstan

Pada generator kompon panjang dan generator kompon pendek (sbg kompon

sangat berpengaruh oleh sifat inti magnetnya, sehingga bentuk

kurva Ea = f (Im) merupakan kurva lengkung yang hampir sama dengan

karakteristik tanpa beban pada generator shunt dan penguat terpisah.

b. Karakteristik luar V = f (IL) dengan n konstan

Pada generator kompon panjang dan kompon pendek (sbg kompon bantu),

semakin besar arus beban tegangan keluaran semakin besa. Pula. Hal ini

disebabkan garis gaya magnet yang dihasilkan oleh liitan penguat magnet seri

memperkuat garis gaya magnet yang diasilkan oleh lilitan penguat magnet shunt.

Pada generator kompon lawan (kompon panjang maupun kompon pendek),

semakin besar arus beban tegangan keluaran semakin besar penurunanya. Hal ini

disebabkan garis gaya magnet yan dihasilkan oleh lilitan penguat seri

memperlemah garis gaya magnet yang dihasilkan oleh lilitan penguat shunt.

B. Hasil Percobaan

1. Karakteristik V = f (IL), n = 1400 rpm konstan pada generator kompon panjang

sebagai kompon bantu

Gambar rangkaian

Table hasil pengamatan, V = f (IL), n = 1400 rpm konstan, VNL = 220 V



1 217.5 3.6 528 217.5 0.412

1.5 217.5 4.4 645.333 326.25 0.506

2 215 5.4 792 430 0.543

2.5 215 5.4 792 537.5 0.679

3 212.5 7.4 1085.33 637.5 0.587

3.5 210 8.4 1232 735 0.597

4 207.5 9.4 1378.67 830 0.602


Pin

PO = V . IL = 217,5 . 1 = 217,5W

in = 217,5/528 = 0,412

2. Karakteristik V = f (IL), n = 1400 rpm konstan pada generator kompon pendek sebagai

kompon bantu

Gambar rangkaian



IL (A) V (volt) T (Nm) Pin Pout gen

1 235 5 733.333 235 0.32

1.5 232 5.7 836 348 0.416

2 230 6.7 982.667 460 0.468

2.5 227 7.8 1144 567.5 0.496

3 222 8.9 1305.33 666 0.51

3.5 220 10 1466.67 770 0.525

4 217 10.9 1598.67 868 0.543


Pin

PO = V . IL = 235 . 1 = 235 W

in = 235/733,333 = 0,32

3. Karakteristik V = f (IL), n = 1400 rpm konstan pada generator kompon pendek sebagai

kompon lawan

Gambar rangkaian




1 200 4 586.667 200 0.341

1.5 190 4.4 645.333 285 0.442

2 177 4.6 674.667 354 0.5256

2.5 173 5.2 762.667 432.5 0.5671

3 150 5.2 762.667 450 0.59

3.5 - - - - -

4 - - - - -


Pin 4 . 2. 3,14 . 1400/60 = 586,667 W

PO = V . IL = 200 . 1 = 200 W

in = 200/586,667 = 0,341

C. Jawab pertanyaan

1. Gambar karakteristik luar V = f(IL) pada generator kompon panjang sebagai kompon

bantu, dan generator kompon pendek sebagai kompon bantu dan kompon lawan.

2. Pada kompon pendek kutub bantu semakin besar beban tegangan semakin besar,

karena dengan semakain besar beban maka arus penguat seri semakin besar pula (Is =

IL). sehingga garis gaya magnet yang dihasilkan penguat seri bertambah banyak dan

memperkuat garis gaya magnet yang dihasilkan penguat shunt. Sehingga tegangan

yang dhasilkan bertambah.

3. Efisiensi generator

Misal : IL

Po = V . IL = 217,5 . 1 = 217,5W

G = Po/Pin = 217,5/528 = 0,412

Efisiensi pada masing-masing generator ditunjukan pada table berikut :

a. Pada generator kompon panjang sebagai kompon bantu



1 217.5 3.6 528 217.5 0.412

1.5 217.5 4.4 645.333 326.25 0.506

2 215 5.4 792 430 0.543

2.5 215 5.4 792 537.5 0.679

3 212.5 7.4 1085.33 637.5 0.587

3.5 210 8.4 1232 735 0.597

4 207.5 9.4 1378.67 830 0.602

IL

V

Gen. kompon pendek sbg

kompon lawan

Gen. kompon pendek sbg

kompon Bantu

Gen. kompon Panjng sbg

kompon lawan

b. Pada generator kompon pendek sebagai kompon bantu



1 235 5 733.333 235 0.32

1.5 232 5.7 836 348 0.416

2 230 6.7 982.667 460 0.468

2.5 227 7.8 1144 567.5 0.496

3 222 8.9 1305.33 666 0.51

3.5 220 10 1466.67 770 0.525

4 217 10.9 1598.67 868 0.543

c. Pada generator kompon pendek sebagai kompon lawan



1 200 4 586.667 200 0.341

1.5 190 4.4 645.333 285 0.442

2 177 4.6 674.667 354 0.5256

2.5 173 5.2 762.667 432.5 0.5671

3 150 5.2 762.667 450 0.59

4. pada masing-masing generator

0,5

1

IL

1 3

Gen. kompon pendek

sbg kompon Bantu

Gen. kompon pendek

sbg kompon Lawan

Gen. kompon Panjang

sbg kompon bantu

5. Kesimpulan

- Pada generator kompon bantu penurunan tegangan sangat kecil. Hal ini

disebabkan karena semakin besar IL berarti Ish semakin kecil, sedangkan IS

semakin besar karena Is = IL. Lilitan penguat seri menghasilkan garis gaya magnet

yang memperkuat garis gaya magnet dari lilitan shunt. Sehingga garis gaya

magnet penguat total semakin besar.

- Pada generator kompon lawan penurunan tegangan besar. Hal ini disebabkan

karena semakin besar IL berarti Ish semakin kecil, sedangkan IS semakin besar

karena Is = IL. Lilitan penguat seri menghasilkan garis gaya magnet yang

memperemah garis gaya magnet dari lilitan shunt. Sehingga garis gaya magnet

penguat total semakin kecil.

LAPORAN PRAKTIK MESIN LISTRIK ARUS SEARAH

PERCOBAAN MOTOR PENGUAT TERPISAH DAN

MOTOR PENGUAT SENDIRI

A. Dasar Teori

1. Motor penguat terpisah

Adalah motor yang memiliki lilitan penguat medan magnet terpisah dengan rangkaian

kelistrian motor tsb, dan lilitan penguat tersebut disuplai dengan sumber tegangan

sendiri.

2. Motor penguat sendiri

Adalah motor yang lilitan penguat medan magnetnya disambung dengan rangkaian

kelistrikan motor. Jenis motor penguat sendiri yaitu :

a. Motor shunt motor yang lilitan penguat medan magnetnya dismbung parallel

dengan lilitan jangkarnya.

b. Motor seri motor yang lilitan penguat medan magnetnya disambung seri

dengan lilitan jangkarmya.

3. Daya dan Efisiensi motor

Besarnya daya-daya pada motor dapat dicari dengan rumus:

Pin = V . I

Pa = Ea . Ia

Pout = Pa - Pint+ges /60

Pint+ges = Ea . Ia (saat beban kosong)

mot = Pout/Pin

4. Besarnya GGL induksi dan torsi motor

Besarnya GGL induksi pada lilitan jankar data ditentukan dengan rumus:

Ea /A).(n/60) = C1.n.

5. Torsi Motor

Besarnya torsi motor adalah T = P/

6. Karakteristik Motor

a. Karakteristik Ta = f(Ia), untuk V konstan

Karakteristik motor penguat terpisah sama dengan karakteristik pada motor

shunt

Karakteristik motor shunt karena suplai motor tetap dan nilai hambatan

shunt juga tetap, maka besarnya arus penguat magnet shunt juga tetap, yang

berarti jumlah garis gaya magnetnya tetap juga. Sehingga secara matematis,

Ta = f(Ia) adalah merupakan garis lurus.

Karakteristik motor seri Jika beban naik maka I akan naik. Besarnya Ia = Is

= I, sehingga jumlah garis gaya magnet akan naik juga. Sebelum kondisi

jenuh, besarnya garis gaya magnet sebanding dengan besarnya arus motor.

Maka dapat dikatakan, sebelm kondisi jenuh Ta = f(Ia) merupakan garis lurus,

sedangkan setelah kondisi jenuh Ta = f(Ia) merupakan garis lengkung.

Karakteristik motor kompon

- Untuk motor kompon bantu garis gaya magnet shunt akan diperkuat

garis gaya magnet seri. Berdasarkan persamaan Ta = C2 1

dan Ea = V

dari motor shunt dan torsi motor akan naik berada diatas karakteristik Ta =

f(Ia) pada motor shunt.

- Untk motor kompon lawan gais gaya magnet shunt diperlemah garis

gaya magnet seri. Berdasarkan persamaan Ta = C2 1

= V

shunt dan torsi motor akan turun berada dibawah karakteristik Ta = f(Ia)

pada motor shunt.

b. Karakteristi n =f(Ia) untuk V konstan

Karakteristik motor shunt Jika terjadi kenaikan beban maka arus jangkar

akan naik, sehingga besar V-

putaran motor semakin kecil juga, karena n = V /C1 . Pada motor

shunt, karena tegangan suplaynya konstan, maka putaran saat beban kosong

dengan saat beban nominal relative konstan.

Karakteristik motor seri Berdasarkan persamaan n = (V-

motor seri tidak diberi beban, maka arus akan kecil sekali, yang berarti arus

penguat magnet seri kecil juga. Jika hal ini terjadi, maka putaran motor akan

tinggi sekali, sehingga motor seri tidak bolrh beroperasi tanpa beban. Jika

terjadi kenaikan arus, maka arus jangkar dan arus penguat magnet seri akan

naik juga . sebelum terjadi kejenuhan paa inti kutub magnet, putaran motor

akan turun cepat sekali (fungsi kuadrat).

B. Hasil Percobaan

1. Karakteristik T = f(Ia), n = f(Ta), V = 220V konstan pada motor shunt

Gambar rangkaian

Table hasil pengamatan, Ta = f(Ia), n = f(Ta),dan V = 220V konstan


I (A) T (Nm) N (rpm) Pin Pout gen

1 - - - - -

1.5 0.25 1390 330 36.405 0.11

2 0.45 1370 440 64.586 0.147

2.5 1.2 1360 550 170.97 0.311

3 2 1350 660 282.86 0.429

3.5 2.8 1340 770 393.07 0.511

4 3.5 1330 880 487.67 0.554


Pin = V . I = 220 . 1,5 = 330 W

PO 25 . 2. 3,14 . 1390/60 = 36,405 W

in = 36,405/330 = 0,11

2. Karakteristik T = f(Ia), n = f(Ta), V = 220V konstan pada motor shunt

Gambar rangkaian

Table hasil pengamatan, Ta = f(Ia), n = konstan



1 - - - - -

1.5 0.35 2360 330 86.53 0.262

2 1.25 1980 440 259.286 0.589

2.5 2.1 1730 550 380.6 0.692

3 2.89 1550 660 469.281 0.711

3.5 3.8 1440 770 573.257 0.745

4 4.7 1350 880 664.71 0.755


Pin = V . I = 220 . 1,5 = 330 W

PO

in = 86,53/330 = 0,262

LAPORAN PRAKTIK MESIN LISTRIK ARUS SEARAH

PERCOBAAN MOTOR KOMPON

A. Dasar Teori

1. Motor Kompon

Motor kompon adalah suatu motor listrik yang mempunyai dua macam lilitan magnet

penguat yaitu liltan penguat shunt dan seri. Motor kompon terdiri dari 2 macam yaitu

kompon panjang dan kompon pendek. Disebut motor kompon panjang apabila lilitan

penguat magnet seri berada pada lilitan jangkar. Disebut motor kompon pendek

apabila lilitan penguat magnet seri berada ada lilitan beban.

2. Karakteristik motor kompon Ta = f(Ia) dangan V konstan

Pada motor kompon, jika terjadi perubahan beban arus yang mengalir pada lilitan

penguat seri dan lilitan jangkar berubah. Sedangkan arus yang mengalir pada lilitan

shunt tetap, sehingga garis gaya magnet yang dihasikan oleh penguat shunt adalah

konstan.

a. Pada motor kompon bantu

Garis gaya magnet shunt akan diperkuat garis gaya magnet seri. Berdasarkan

persamaan Ta = C2 1 . Maka jumlah putaran

motor akan turun lebih kecil dari motor shunt dan torsi motor naik berada diatas

karakteristik Ta = f(Ia) pada motor shunt.

b. Pada motor kompon lawan

Garis gaya pada pengut shunt diperlemah oleh garis gaya pada penguat seri.

Sehingga berdasarkan persamaan Ta = C2 1 -

jumlah putaran motor akan naik lebih besar dari motor shunt dan torsi motor turun

berada dibawah karakteristik Ta = f(Ia) pada motor shunt.

B. Hasil Percobaan

1. Karakteristik T = f(Ia), n = f(Ta), V = 220V konstan pada motor kompon bantu lilitan

seri penuh

Gambar rangkaian




1 - - - - -

1.5 0.1 1360 330 14.248 0.043

2 1 1260 440 132 0.3

2.5 1.8 1200 550 226.286 0.411

3 2.6 1145 660 311.876 0.473

3.5 3.3 1150 770 397.57 0.516

4 4.4 1090 880 502.438 0.571


Pin = V . I = 220 . 1,5 = 330 W

PO 1360/60 = 14,248 W

in = 14,248/330 = 0,043

2. Karakteristik T = f(Ia), n = f(Ta), V = 220V konstan pada motor kompon bantu lilitan

seri tidak penuh

Gambar rangkaian




1 - - - - -

1.5 0.6 1320 330 82.97 0.251

2 1 1290 440 135.141 0.307

2.5 1.85 1340 550 259.705 0.472

3 2.8 1180 660 346.133 0.524

3.5 3.6 1140 770 429.943 0.558

4 4.6 1095 880 527.686 0.6


Pin = V . I = 220 . 1,5 = 330 W

PO . 1320/60 = 82,97 W

in = 82,97/330 = 0,251

C. Jawab pertanyaan

1. Menhitung daya keluaran dan daya masukan pada masing-masing motor pada tiap

perubahan beban. Misal : IL = 1,5A, V = 220V, T = 0,25Nm. N = 1390rpm, maka:

Pin = V.I = 220.1,5 = 330W

Po = 0,25 .2.3,14 . 1390/60 = 36,405W

a. Pada motor penguat seri, dengan V = 220V konstan



1 - - - - -

1.5 0.25 1390 330 36.405 0.11

2 0.45 1370 440 64.586 0.147

2.5 1.2 1360 550 170.97 0.311

3 2 1350 660 282.86 0.429

3.5 2.8 1340 770 393.07 0.511

4 3.5 1330 880 487.67 0.554

b. Pada motor penguat shunt



1 - - - - -

1.5 0.35 2360 330 86.53 0.262

2 1.25 1980 440 259.286 0.589

2.5 2.1 1730 550 380.6 0.692

3 2.89 1550 660 469.281 0.711

3.5 3.8 1440 770 573.257 0.745

4 4.7 1350 880 664.71 0.755

c. Pada motor kompon



1 - - - - -

1.5 0.1 1360 330 14.248 0.043

2 1 1260 440 132 0.3

2.5 1.8 1200 550 226.286 0.411

3 2.6 1145 660 311.876 0.473

3.5 3.3 1150 770 397.57 0.516

4 4.4 1090 880 502.438 0.571

2. -masing

motor.

a. Karakteristik T = f(Ia) b. Karakteristik n = f(T), n = f(Ia)

c. Karakteristik

3. Dalam mengoperasikan motor arus searah tidak diijinkan disambung langsung

dengan tegangan suplai secara penuh, karena pada saat start besar putaran n = 0,

sehinga besar GGL lawan (Ea) = 0. Bila motor disambung langsung dengan

tegangan suplai secara penuh, maka arus Ia (pada saat start) sangat besar sekali.

Jika lilitan jangkar idak kuat, dikhawatirkan lilitan jangkar akan terbakar.

4. Motor seri tidak diijinkan beroperasi pada beban kosong, karena jika motor seri

beroperasi pada beban kosong, IL sangat kecil. Karena IL=Is=Ia, maka kerugian

tegangan IaRa juga kecil. Dengan berdasarkan persamaan n=(V-IaRa)/C1

putaran motor akan tinggi sekali.

5. Kesimpulan

- Pada motor shunt, semakin besar arus beban torsi yang dihasilkan akan

semakin besar. Hal ini disebabkan karena dengan semakin besar IL, motor

akan menarik arus (I) yang semakin besar. Dengan I yang semakin besar dan

Ish tetap (karena Rsh tetap), maka Ia semakin besar. Dengan Ia yang semakin

besar, akan memperbesar rugi tembaga pada jangkar, sehingga (V-IaRa)

semkain kecil. Karena fluk magnet shunt tetap maka putaran yang dihasilkan

Kompon seri

penuh/tidak

penuh Shunt

Seri

Ta

Ia

Kompon seri

penuh/tidak

penuh

Shunt

Seri

Ta,Ia

n

Kompon seri

penuh/tidak

Shunt

Seri

Ia

motor akan turun. Sedangkan torsi motor sebanding dengan Ia. Dengan Ia

yang semakin besar maka akan menghasilkan torsi yang besar.

- Pada motor seri, semakin besar arus beban torsi yang dihasilkan akan semakin

besar. Hal ini disebabkan karena dengan semakin besar IL, motor akan

menarik arus (I) yang semakin besar. Dengan I yang semakin berarti Is dan Ia

semakin besar. Dengan Ia yang semakin besar, maka akan memperbesar rugi

tembaga pada jangkar, sehingga (V-IaRa) semkain kecil. Sedangkan denngan

Is yang semakian besar akan menambah fluks magnet. Sehingga dengan fluk

magnet seri dan rugi tembaga yang bertambah (sebanding dengn IL) maka

putaran yang dihasilkan motor akan turun. Sedangkan torsi motor sebanding

dengan Ia. Dengan Ia yang semakin besar maka akan menghasilkan torsi yang

besar.

- Pada motor kompon bantu, garis gaya magnet shunt akan diperkuat garis gaya

magnet seri. Semakin besar IL maka motor akan menarik arus (I) yang

semakin besar juga. Dengan I yang semakin besar dan Ish tetap maka Ia akan

semakin bertambah. Berdasarkan persamaan Ta = C2 1

V aka jumlah putaran motor akan turun bila Ia naik. Dan besar torsi

motor akan naik jika Ia naik.

- Pada motor kompon bantu, besar penurunan putaran tergantung pada penguat

magnet seri, semakin banyak garis magnet yang dihasilkan penguat seri maka

fluks total semakin banyak. Berdasarkan persamaan (V IaRa)/C1

semakin besar fluks total maka putaran akan semakin besar penurunanya.

LAPORAN PRAKTIK MESIN ARUS BOLAK-BALIK

PERCOBAAN MOTOR INDUKSI 3 FASA

ROTOR SANKAR DAN ROTOR LILIT

A. Tujuan

Tujuan diadakanya praktek ini adalah agar mahasiswa :

1. Dapat merencanakan rangkaian dan merangkai percobaan serta dapat melakukan

percobaan mesin arus bolak balik yaitu motor induksi tiga fasa.

2. Dapat menghitung daya masukan, daya keluaran, efisiensi motor pada pembebanan

yang berubah-ubah

3. Dapat memprediksi torsi maksimum pada suatu motor

4. Dapat menggambarakan karakteristik T = f(s) untuk motor indiksi 3 fasa

B. Dasar Teori

1. Prinsip kerja motor induksi 3 fasa

Jika lilitan stator pada motor induksi 3 fasa di hubungkan dengan tegangan, maka

pada lilitan jangkat akan terjadi medan magnet putar dengan kecepatan n = (f .

60)/p.

Perputaran medan magnet stator akan memotong medan magnet lilitan jangkar,

sehingga berdasarkan hokum faraday, pada lilitan jangkar akan menghasikan ggl

listrik induksi. Dengan dihubungsingkatnya lilitan rotor, maka paa liltan rotor akan

mengalir arus yang sangat besar.karena arus ini berada dalam meda magnet, maka

sesuai dengan hokum Lorentz pada lilitan rotor dibangkitkan gaya memutar rotor,

dan putaran rotor sesuai dengan arah putaran medan magnet stator.

2. Slip motor

Jumlah putaran rotor selalu lebih rendah dari putaran magnet stator, selisih kedua

putaran tersebut disebut slip, dan besarnya dapat ditentukan dengan rumus :

s = (ns-nr)/ns

3. Frekuensi tegangan dan arus rotor

Pada saat rotor masih diam, frekuensi tegangan pada lilitan rotor sama dengan

frekuensi tegangan suplai listrik. Jika rotor sudah berputar maka frekuensi dan arus

rotor akan berubah, dimana fr = s.fs

Pada saat motor berbeban, putaran motor berubah berarti slip motor berubah pula.

Perubahan slip motor akan mempengaruhi besarnya frekuensi tegangan dan arus

lilitan rotor. Dengan perubahan frekuensi, besarnya XL akan berubah juga.

Besarnya Xrr = s.Xr0

Besarnya arus pada lilitan rotor perfasa

Besarnya GGL induksi lilitan rotor adalah

Ero = 4,44 . fp . fd . fro . Nr

Es = 4,44 . fp . fd . fro . Ns

Err = s . Ero

4. Daya dan Efisiensi motor induksi 3 fasa

Daya perfasa pada motor induksi 3 fasa ditentukan dengan persamaan :

P1 = VF . IF

P1Cu = IFs2 . RFs

P2Cu = IFr2 . Rfr

P12 = P2Cu/s

P2 = P12 (1-s)

P2 = P2Cu . ((1-s)/s)

2/P1

5. Torsi Motor

Torsi pada motor ditentukan dengan rumus: T = P/

Torsi motor maksimum terjadi pada saat besarnya reaktansi liltan rotor sama

dengan hambatan lilitan motor. Maka :

Xrr = Rr

sm = Rr/Xro

6. Pengaruh perubahan tegangan terhadap torsi motor

T = (3/ /s)/((Rr/s)+Xro)

Rumus tersebut dapat dituliskan bahwa karena Eo sebanding dengan V, maka T

sebanding dengan V. sehingga jika terjadi penurunan tegangan, maka torsi motor

akan berubah pula. Maka akan dipeoleh perbandingan : Tm1/Tm2 = (V1/V2)2

7. Karateristik motor induksi 3 fasa

Karakteristik yang penting didalam motor induksi 3 fasa adalah krakteristik T =

f(nr) atau sering disebut dengan T = f(s). untuk motor induksi motor lilit yang

dilengkapi dengan hambatan asut Rv yang dipasng seri dengan lilitan rotor,

besarnya sm sangat dipengaruhi oleh harga Rv. Adapun besarnya harga Sm tesebut

adalah Sm = (Rr+Rv)/Xro. Sehingga semakin besar harga Rv, nutk mencapai T

yang sama, slip motor semakin besar.

8. Operasi mesin induksi 3 fasa

a. Starting motor induksi 3 fasa

Terdapat beberapa cara starting motorinduks 3 fasa :

Starting secara langsung, kelemahanya arus start sangat tinggi bias

mencapai 7x arus nominal.

Starting menggunakan sakelar Y-

Starting menggunakan auto trafo, keuntunganya arus yang mengalir ke

motor dapat diatur dengan cara mengatur tegangan supplay

b. Mengatur jumlah putaran motor

Untuk mengatur jumlah putarn motor indusi dapat berpedoman pada rumus

Ns = (60.f)/p, Berdasarkan pada persamaan tersebut jumlah putaran motor

dapat diatur dengan cara mengatur frekunsi tegangan atau mengatur jumlah

kutub.

c. Membalik putaran motor

Putaran motor dapat terbalik jika arah putaran medan magnet stator juga

terbalik. Untk membalik putaran medan magnet stator dapat dilakukan dengan

menukar dua dari tiga penghantar fasa pada motor tersebut.

C. Hasil Percobaan

1. Percobaan motor induksi 3 fasa rotor lilit

Gambar rangkaian

Table hasil pengamatan, motor induksi 3 fasa NL =

1420rpm, VLN = 220V

Data Pengamatan Data Perhitungan

T I PPh N Pin Pout S

1 5,4 180 1420 540 148.63 0.275 0.053

2 5,4 220 1410 660 295.16 0.447 0.06

3 5,5 280 1400 840 439.6 0.523 0.067

4 5,6 320 1400 960 586.13 0.611 0.067

5 5,7 380 1400 1140 732.67 0.643 0.067

6 5,9 440 1400 1320 879.2 0.666 0.067

7 6 480 1400 1440 1025.73 0.712 0.067

8 6,3 540 1400 1620 1172.27 0.724 0.067

Tegangan line = 100V, Tmaks = 5,8 Nm


Pin = 3.PPh = 3.180 = 540W

PO 1. 2. 3,14 . 1420/60 = 148,63W

in = 148,63/540 = 0,275

S = (ns-nr)/ns = (1500-1420)/1500 = 0,053

Table hasil pengamatan, motor induksi 3 fasa rotor lilit sambungan Y, nNL =

1420rpm, VLN = 220V



1 1,5 65 1410 195 147.58 0.757 0.06

2 1,65 120 1400 360 293.07 0.814 0.067

3 2 165 1390 495 436.46 0.882 0.073

4 2,5 220 1370 660 573.57 0.869 0.087

5 2,8 280 1350 840 706.5 0.841 0.1

6 3,2 350 1340 1050 841.52 0.801 0.107

7 3,7 420 1320 1260 967.12 0.768 0.12



Pin = 3.PPh = 3.65 = 195 W

PO 1. 2. 3,14 . 1410/60 = 147,58 W

in = 147,58 /195 = 0,757

S = (ns-nr)/ns = (1500-1410)/1500 = 0,06

Table hasil pengamatan, motor induksi 3 fasa rotor lilit, Rv =50% sambungan

NL = 1420rpm, VLN = 220V



1 5,15 140 1390 420 145.49 0.346 0.073

2 5,2 135 1350 405 282.6 0.698 0.1

3 5,25 240 1320 720 414.48 0.576 0.12

4 5,3 295 1290 885 540.08 0.61 0.14

5 5,5 340 1250 1020 654.17 0.641 0.17

6 5,7 400 1200 1200 753.6 0.628 0.2

7 5,95 460 1150 1380 842.57 0.611 0.23


Pin = 3.PPh = 3.140 = 420 W

PO 390/60 = 145,49 W

in = 145,49 /420 = 0,346

S = (ns-nr)/ns = (1500-1390)/1500 = 0,073

2. Percobaan motor induksi 3 fasa rotor sangkar

Gambar rangkaian

NL

= 1500rpm, VLN = 220V



1 4 100 1480 300 154.91 0.516 0.013

2 4 150 1480 450 309.81 0.688 0.013

3 4,2 200 1470 600 461.58 0.769 0.02

4 4,4 250 1470 750 615.44 0.821 0.02

5 4,8 350 1460 1050 764.067 0.728 0.027

6 5 400 1460 1200 916.88 0.764 0.027

7 5,4 450 1450 1350 1062.37 0.787 0.033

8 5,8 555 1450 1665 1214.13 0.729 0.033



Pin = 3.PPh = 3.100 = 300 W

PO 80/60 = 154,91 W

in = 154,91 /300 = 0,516

S = (ns-nr)/ns = (1500-1480)/1500 = 0,013

Table hasil pengamatan, motor induksi 3 fasa rotor sangkar sambungan Y, nNL

= 1460rpm, VLN = 220V


T I P N Pin Pout S

1 1,2 75 1470 225 153.86 0.684 0.02

2 1,55 125 1450 375 303.53 0.809 0.033

3 2 175 1440 525 452.16 0.861 0.04

4 2,52 200 1430 600 598.69 0.998 0.047

5 3,3 300 1350 900 706.5 0.785 0.1

6 4,19 425 1300 1275 816.4 0.64 0.133

7 6,9 650 900 1950 659.4 0.338 0.4



Pin = 3.PPh = 3.75 = 225 W

PO

in = 154,91 /300 = 0,684

S = (ns-nr)/ns = (1500-1480)/1500 = 0,02

D. Jawab pertanyaan

1. Menghitung daya masukan, daya keluaran, efisiensi dan slip motor pada setiap

perubahan beban dan pada hambatan asut Rv yang berbeda pada motor induksi

3 fasa rotor lilit.

a.

NNL = 1420rpm, VLN = 220V

Pada data pertama diketahui : T = 1Nm, I = 5,4A, P/pase = 180W,

n = 1420rpm

Vperpase = 220V, maka :

Pin = 3.PPase = 3. 180 = 540W

M = Pout/Pin = 148,63/540 = 0,275

S = (ns-nr)/ns = (1500- 1420)/1500 = 0,053


T I Ppase NR Pin Pout S

1 5,4 180 1420 540 148.63 0.275 0.053

2 5,4 220 1410 660 295.16 0.447 0.06

3 5,5 280 1400 840 439.6 0.523 0.067

4 5,6 320 1400 960 586.13 0.611 0.067

5 5,7 380 1400 1140 732.67 0.643 0.067

6 5,9 440 1400 1320 879.2 0.666 0.067

7 6 480 1400 1440 1025.73 0.712 0.067

8 6,3 540 1400 1620 1172.27 0.724 0.067

b. Table hasil perhitungan, motor induksi 3 fasa rotor lilit, Rv =50%

NL = 1420rpm, VLN = 220V

Pada data pertama diketahui : T = 1Nm, I = 5,15A, P/pase = 140W, n =

1390rpm

Vperpase = 220V, maka :

Pin = 3.PPase = 3. 140 = 420W

390/60 = 145,49W

M = Pout/Pin = 145,49/420 = 0,346

S = (ns-nr)/ns = (1500- 1390)/1500 = 0,073


T I PPase NR Pin Pout S

1 5,15 140 1390 420 145.49 0.346 0.073

2 5,2 135 1350 405 282.6 0.698 0.1

3 5,25 240 1320 720 414.48 0.576 0.12

4 5,3 295 1290 885 540.08 0.61 0.14

5 5,5 340 1250 1020 654.17 0.641 0.17

6 5,7 400 1200 1200 753.6 0.628 0.2

7 5,95 460 1150 1380 842.57 0.611 0.23

2. Pengaruh hambatan asut Rv terhadap daya keluaran, efisiensi dan slip motor

pada motor induksi 3 fasa rotor lilit.

Hambatan asut Rv adalah hambatan yang dipasang seri dengan rotor. Sehingga

dengan mengatur Rv berarti mengatur besar hambatan rotor. Bila hambatan

rotor naik berarti impedansi rotor juga naik, sehingga besar arus rotor akan

turun. Rv hanya menambah besar resistansi pada rotor, sedangkan reaktansi Xr

tetap. Sehingga semakin besar resistansi rotor (Rr+Rv) berarti daya yang

terbuang semakin kecil. Maka daya input motor semakin besar, sehingga

efisiensi motor menjadi lebih besar. Berdasarkan persamaan Sm =

(Rr+Rv)/Xro, maka slip motor untuk mencapai torsi maksimum lebih tinggi

jika ditambah dengan Rv. Karena slip motor lebih tinggi maka putaran motor

menjadi lebih lambat, dan torsi yang dihaslkan lebih besar.

3. Pengaruh sambungan motor induksi 3 fasa rotor sangkar terhadap daya

keluaran, efisiensi dan slip motor.

Jika motor induksi 3 fasa rotor sangkar disambung bintang dan segitiga dan

juga dipasang pada tegangan VLN = 220v pada tiap masing-masing sambungan,

akan didapatkan daya keluaran, efisiensi serta slip motor yang berbeda. Hal ini

disebabkan karena dengan VLN yang sama berarti VPase pada sambungan

bintang lebih kecil. Dengan tegangan rotor (ER) yang lebih kecil akan

didapatkan arus rotor (Ir) yang lebih kecil juga (Ir = Er/Zr). Karena Ir kecil

maka daya keluaran turun sehingga efisiensi motor lebih rendah. Berdasakan

persamaan P12 = P2Cu/s, semakin kecil P12 maka s akan semakin besar. Selain

berpengaruh terhadap Ir, berdasarkan persamaan (V1/V2)2 = T1/T2, maka jika

tegangan rotor kecil maka torsi yang dihasilkan juga kecil.

4. Perkiraan torsi maksimum motor pada tegangan VLN 220V

- Pada motor lilit sambungan didapat VLN = 100V, Tmaks = 5,8 Nm

(V1/V2)2 = (T1/T2) T2 = T1V2

2/V1

2 = 5,8.220

2/100

2 = 28,1 Nm

- Pada motor lilit sambungan Y didapat VLN = 150V, Tmaks = 5,3 Nm

T2 = T1V22/V1

2 = 5,3.(220/ )

2/(150/ )

2 = 11,4 Nm

- Pada motor sangkar sambungan VLN = 100V, Tmaks = 3,8 Nm

T2 = T1V22/V1

2 = 3,8.220

2/100

2 = 18,39 Nm

- Pada motor sangkar sambungan Y VLN = 150V, Tmaks = 3,2 Nm

T2 = T1V22/V1

2 = 3,2.(220/ )

2/(150/ )

2 = 6,88 Nm

5. Gambar karakteristik T = f(s) motor lilit dan motor sangkar.

6. Kesimpulan

Motor induksi 3 fasa rotor lilit adalah motor induksi yang lilitan rotornya

disambung diluar motor. Sedangkan motor induksi 3 fasa rotor sangkar

adalah motor induksi yang lilitan rotornya disambung didalam bodi motor.

Motor rotor sangkar memiliki putaran yang lebih tinggi dibandingkan

motor induksi rotor lilit. Dengan putaran yang lebih tinggi, berarti motor

sangkar memiliki torsi yang lebih rendah dibandingkan motor lilit.

ada stator terbukti memiliki torsi yang lebih tinggi, karena

pada sambungan menghasilkan tegangan stator perfasa (Vsp) lebih besar

dari pada sambungan Y. Dengan Vs yang lebih besar akan menghasilkan

arus dan flux yang lebih besar juga. Sehingga dengan fluks yang lebih

tinggi, putaran akan lebih kecil dan torsi yang dihasilkan akan lebih besar.

Berdasarkan persamaan : Sm = (Rr+Rv)/Xro, untuk menambah besar torsi

motor, dapat dilakukan dengan cara menambah nilai resistansi pada lilitan

stator (stator disambung dg Rv). Dengan resistansi yang lebih besar, akan

menghasilkan slip yang lebih tinggi sehingga putaran yang dihasilkan lebih

kecil. Dengan putaran motor yang lebih rendah, motor akan menghasilkan

torsi yang lebih tinggi.

Fs

T

Xrr

R

T MAx

LAPORAN PRAKTIK MESIN ARUS BOLAK-BALIK

MESIN SEREMPAK (ALTERNATOR)

A. Dasar Teori

1. Prinsip dasar

Mesin serempak adalah mesin yang besar putaran rotor sama dengan putaran

medan magnet stator (ns = nr). Alternator adalah mesin yang berfungsi untuk

mengubah daya mekanik menjadi daya listrik. Prinsip dasar alternator adalah

hokum faraday.

2. Rumus dan persamaan pada mesin serempak

Jumlah kutub (P), frekuensi (f) dan putaran alternator (n)

f = np/60 = 2nP/60

Besar GGL induksi pada lilitan stator

E = 4,44.fp.fd.f.Nf

E = GGL induksi stator perfasa (V)

Fp = factor langkah

Fd = factor distribusi

F = frekuensi yang dihasilkan

N = jumlah penghantar perfasa

= jumlah garis gaya magnet (wb)

Daya alternator

Po = 3.Vf.If.

Regulasi tegangan

Adalah perbandingan antara tegangan tanpa beban dengan tegangan beban

penuh.

VR = (EO V)/V

3. Reaksi jangkar

Jika alternator telah memikul beban, maka pada lilitan jangkar akan mengalirkan

arus dan akan m

. Terdapat 3 sifat beban listrik, dengan sifat beban yang berbeda akan

R) yang berbeda juga, sehingga akan mempengaruhi

GGL induksi yang dibangkitkan oleh lilitan jangkar. Sifat beban listrik sebagai

berikut :

Sifat beban resistif, mengakibatkan arus jangkar sefase dengan GGL

Sifat beban kapsitif, mengakibatkan arus jangkar mendahului GGL induksi

sebes -

Sifat induktif murni, mengakibatkan arus jangkar ketinggalan terhadap

GGL induksi sebesar 90o

4. Pengujian (tes) pada alternator

a. Tes hubung terbuka (OCT)

Pada tes ini akan dilihat karakteristik E = f(Im) untuk putaran dan frekuensi

konstan. Dalam daerah tertentu hubungan antara arus penguat magnet (Im)

dengan GGL induksi (E) merupakan garis lurus, tetapi mulai suatu harga

tertentu penambahan E tidak sebanding. Kemudian pada saat tertentu harga

GGL induksi E tidak mengalami perubahan walaupun terjadi perubahan arus

magnet (Im). Hal ini terjadi setelah kemagnetanya mengalami kejenuhan.

b. Tes hubung singkat (SCT)

Dalam tes ini akan diketahui pengaruh perubahan arus penguat magnet (Im)

terhadap arus hubung sinkat (Isc). Hubungan kedua komponen tersebut

merupakan bentuk garis lurus.

Dengan OCT dan SCT aka diperoleh :

Impedansi serempak Zs = Eoc/Isc

Reaktansi serempak Xs =

Besarnya tegangan tanpa beban Eo dapat ditentukan :

Untuk beban induktif

Untuk beban kapsitif

5. Karakteristik luar alternator

Karakteristik lur generator merupakan penggambaran hubungan antara tegangan

terminal alternator dengan arus beban IL atau V = f(IL). Beban pada alternator

memiliki beberapa sifat, yaitu resistif induktif dan kapasitif.

6. Paralel dua alternator atau lebih

Pada kondisi beban puncak alternator yang telah beroperasi kadang-kadang tidak

mampu melayaninya. Untuk itu, agar pelayanan terhadap konsumen tidak

terganggu, maka dilakukan pemaralelan dua atau lebih alternator. Syarat alternator

untuk diparalel :

- Tegangan efektif alternator harus sama, dapat diukur menggunakan

voltmeter

- Frekunsi harus sama, dapat diukur menggunakan frekuensi meter

- Urutan fasa harus sama, dapat diketahui menggunakan tes fasa meter

- Fasa harus sama

B. Hasil Percobaan

1. Pengujian Alternator

Rangkaian pengujian alternator

U1 V1 W1

U2V2 W2

s

W

VU

A

Data tes beban kosong (OCT), n : 1500 rpm

Im 1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.72

V 0 40 74 110 130 175 200 220

Data tes hubung singkat (SCT), n : 1500 rpm

Im 1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.72

Isc 0 0.6 1.1 1.5 1.9 3 6 7.2

Data tes pembebanan alternator beban resistif n : 1500 rpm VL : 220 V

Harga Pengukuran Harga perhitungan

IL(A) V Po (W) T (Nm) VP PIn (W) Cos

0.5 240 180 2 240 314 0.67 57.32

1 220 360 3 220 471 0.61 76.43

1.5 190 525 4,1 190 643.7 0.54 81.56

2 185 660 5 185 785 0.56 84.08

2.5 170 735 5.4 170 847.8 0.58 86.7

3 120 690 5.3 120 832.1 0.53 82.9

3.5 80 480 4 80 628 0.58 76.43

Contoh data perhitungan (data1) :

VP = V perpasa pada pengukuran

PIn

Co L/PO = 240. 0,5/180 = 0,67

in . 100% = 180/314 = 57,32 %

Data tes pembebanan alternator beban induktif n : 1500 rpm VL : 220 V

Harga Pengukuran

Step IL (A) V (volt) P (Watt) T (Nm)

1 0.55 195 0 0,8

2 1 175 0 0,8

3 1.35 150 0 0.8

4 1.5 140 0 0.8

5 1.7 130 0 0.8

6 1.85 120 0 0.8

7 2 110 0 0.8

8 2.1 100 0 0.8

9 2.25 95 0 0.8

10 2.3 85 0 0.8

11 2.4 80 0 0.8

Data tes pembebanan alternator beban kapasitif n : 1500 rpm VL : 220 V

Harga Pengukuran

Step IL (A) V (Volt) P (Watt)

1 0.5 235 0

2 0,55 250 0

3 1.05 270 0

4 1.5 300 0

5 2 310 0

Hambatan lilitan stator per fasa = 30,5 ohm, diperoleh dari OCT dan SCT,

yaitu V/ISC missal pada data 8 OCT dan SCT

Z = V/ISC = 220/7,2 = 30,5

2. Pemaralelan alternator

UG

U1 V1 W1

U2 V2 W2

UN

0 1

0 V

IA

0 R S T

3 X 220 V ~Gb. Pemaralelan alternator

C. Jawab Pertanyaan

1. Gambar dan Isc = f(Im)

2. Perkiraan harga impedansi serempak alternator

Berdasarkan data pada OCT dan SCT, diperoleh (data 2) : Voc = 220A, Isc = 7,2A

3. Gambar karakteristik luar alternator beban R, L, C

4. Pada pembebanan kapasitif, semakin besar arus beban semakin besar tegangan

terminal generator. Karena sifat dari beban kapasitif yaitu arus mendahuui

tegangan. Sehingga jika alternator dibebani kapasitif, maka arus jangkar akan

mendahului GGL induksi yang dibangkitkan. Dengan arus jangkar yang

R) semkin besar. Dengan fluks total yang semakin besar

maka GGL induksi yang dihasilkan generator semakin besar juga.

5. Pada pembebanan induktif, semakin besar arus beban semakin kecil tegangan

terminal generator. Karena sifat dari beban induktif yaitu arus tertinggal

Voc

V

I Im

Isc

V = f(Im)

Isc = f(Im)

Vo

V

IL INom

Beban Induktif

Beban Resistif

Beban Kapasitif

terhadap tegangan. Sehingga jika alternator dibebani induktif, maka arus

jangkar ketinggalan terhadap GGL induksi yang dibangkitkan. Dengan arus

R) semakin kecil. Dengan fluks

total yang semakin kecil maka GGL induksi yang dihasilkan generator semakin

kecil juga.

6. Efisiensi alternator pada setiap perubahan beban :

n : 1500 rpm VL : 220 V

(data1) :

VP = V perpasa pada pengukuran

PIn

L/PO = 240. 0,5/180 = 0,67

in . 100% = 180/314 = 57,32 %

untuk selanjutnya perhitungan seperti data1, dan hasilnya seperti dalam table:

Harga Pengukuran Harga perhitungan

IL(A) V Po (W) T (Nm) VP PIn (W)

0.5 240 180 2 240 314 0.67 57.32

1 220 360 3 220 471 0.61 76.43

1.5 190 525 4,1 190 643.7 0.54 81.56

2 185 660 5 185 785 0.56 84.08

2.5 170 735 5.4 170 847.8 0.58 86.7

3 120 690 5.3 120 832.1 0.53 82.9

3.5 80 480 4 80 628 0.58 76.43

7. Proses pemaralelan alternator

- Memastikan apakah kedua atau lebih alternator yang akan diparalelkan

memiliki besar tegangan efektif yang sama. Caranya yaitu mengukur

tegangan pada setiap alternator menggunakan voltmeter.

- Memastikan apakah besar frekuensi yang dihasilkan alternator besarnya

sama. Caranya megukur frekuensi yang dihasikan masing-masing alternator

menggunakan frekunsi meter.

- Memastikan urutan fase pada tiap alternator apakah sudah sama, untuk

mengetahui urutan fasa meggunakan tes urutan fasa.

- Untuk mengetahui kapan kedua alternator diparalelkan (tegangan kedua

alternator sefasa) dapat menggunakan sinkronoskop.

8. Pada pembebanan induktif dan kapasitif murni daya beban = 0 karena sifat

alami dari beban kapasitif dan induktif sendiri, yaitu beda fase antara tegangan

dan arus adalah 90o

9. Kesimpulan

Mesin serempak adalah mesin yang memiliki besar putaran rotor sama

dengan besar putaran stator (nr = ns).

Alternator akan menghasilkan reaksi yang berbeda pada tiap jenis beban,

yaitu resistif, kapasitif dan induktif. Jenis beban tersebut mempengaruhi

fluks total pada alternator.

Jika alternator dibebani induktif, semakin besar induktansi berarti semakin

besar arus yang mengalir pada beban. Dengan arus beban yang semakin

besar, maka akan semakin besar juga pengurangan flux total pada motor.

Karena fluks total semakin kecil, tegangan yang dihasilkan generator akan

semakin kecil.

Jika alternator dibebani kapasitif, semakin besar induktansi berarti semakin

besar arus yang mengalir pada beban. Dengan arus beban yang semakin

besar, maka akan semakin besar juga penambahan flux total pada motor.

Karena fluks total semakin besar, tegangan yang dihasilkan generator akan

semakin besar.

Jika alternator dibebani resistif, fluk motor tidak akan terpengaruh.

Sehingga tegangan yang dihasilkan generator relative tetap.

Pada pembebanan induktif dan kapasitif murni daya beban = 0 karena sifat

alami dari beban kapasitif dan induktif sendiri, yaitu beda fase antara

tegangan dan arus adalah 90o

LAPORAN PRAKTIK MESIN LISTRIK

TRANSFOMATOR

PERCOBAAN PADA TRANSFORMATOR I FASA

A. Tujuan

Tujuan diadakanya praktek ini adalah agar mahasiswa :

1. Dapat mengidentifikasi peralatan yang digunakan dalam percobaan dan

menyebutkan fungsi dari masing-masing peralatan

2. Dapat menentukan perbandingan tranformasi

3. Dapat menentukan jenis polaritas transformator

4. Dapat menentukan besarnya rugi inti transformator

5. Dapt menentukan besarnya rugi tembaga transformator

6. Dapat menentukan besarnya efisiensi dan regulasi tegangan transformator

B. Dasar Teori

1. Prinsip dasar transformator 1 fasa

Trafo adalah alat yang berfungsi untuk memindahkan daya listrik dari untaian

primer ke untaian sekunder secara induksi electromagnet. Prinsip dasar trafo

adalah berdasarkan percobaan faraday. Apabila ilitan pimer dihubungkan dengan

tegangan Ac maka akan menimbulkan gars gaya magnet/fluks magnet. Karena

yang mengaliradala arus Ac maka fluks magnet yang timbul adalah Ac (bolak-

balik). Berdasarkan hukum faraday perbandingan GGl yang dibangkitkan antara

lilitan primer (N1) dan liltan sekunder (N2) adalah :

E1 = 4,44.f.N1 2 = 4,44.f.N2

Perbandingan antara E1 dan E2 disebut perbandingan tranformasi yang besarnya :

a = E1/E2 = N1/N2

Inti trafo dibuat berlapis-lapos dengan tujun untuk mengurangi kerugian yang

disebakan arus eddy. Sedagkan untuk mengurngi kerugian histerisis dipilih bahan

sedemikian rupa (bahan dari besi lunak).

Trafo terbagi menjadi dua macam berasarkan polaritasnya, yaitu polaritas

pengurangan dan polaritas penjumlahan, yang dapat diketaui dengan tes polaritas.

2. Rugi dan Efisiensi Trafo

Didalam trafo terdapat dua macam kerugian yaitu rugi inti yang besarnya selalu

tetap dan rugi tembaga yang besarnya berubah-ubah. Untuk menentukan rugi-rugi

tersebut, secara pendekatan dilakukan pengujian, yaitu :

a. Tes hubung terbuka/open tes cicuit (OCT)

Digunakan untuk menentukan rugi inti trafo, dalam OCT diperoleh harga:

Po = Io2.Rm

V = Io.Z Xm =

b. Tes hubung singkat/short circuit tes (SCT)

Digunakan untuk menentukan rugi tembaga trafo. Dalam SCT diperoleh harga:

Impeansi ekivalen : Zo1 = Vsc/I

Pcu = I12.Ro1

2 Xo1 =

Besarnya efisiensi trafo adalah = Po/(Po+Pint+Pcu)

Efisiensi trafo maksimum pada saat Pcu = Pint. Daya trafo saat efisiensi

maksimum dapat ditentukan dengan rumus :

X = KVA beban penuh. KVA

3. Regulasi Tegangan

Regulasi tegangan atau voltage regulation adalah perbandingan regangan dari

tegangan beban kosong menjadi tegangan pada beban penuh pada factor daya

tertentu. Rumus regulasi tegangan VR = (VNL VL)/VNL

Untuk menentukan tegangan tanpa beban, dilakukan dengan pengujian hubung

singkat. Dengan pengujian tersebut diperoleh harga Zo1, Ro1, dan Xo1 atau Zo2,

Ro2, dan Xo2. Harga tegangan tanpa beban ditinjau dari sisi sekunder adalah:

V2NL = (V2 2.Ro2) + j(V2 2Xo2)

C. Hasil Percobaan

a. Percobaan mengetahui polaritas trafo 1 fasa

Gambar rangkaian:

V1 = 100V, kemudian ukur V2 dan V3

V2 = 52V V3 = 48V

Ulangi langkah 4 untuk lilitan sekunder yang lain

V2 = 52V V3 = 48V

b. Percobaan menentukan perbandingan tranformasi (a)

Gambar rangkaian:

Tabel hasil pengamatan:

V1 15V 20V 25V 50V 75V 100V

V2 7,6V 10V 13V 24,5V 39V 52V

a = V1/V2 1,97 2 1,92 2,04 1,92 1,92

0-220 V

c. Percobaan menentukan rugi inti trafo

Gambar rangkaian:


V (V) Io (A) W (watt)

55V 0,8 14

110V 0,39 13,5

d. Percobaan trafo untuk menentukan rugi tembaga

Gambar rangkaian:


I2 1A 1,5A 2,0A 2,5A 3,0A 3,5A 4,0A 4,5A 2,9A

I1 0,7A 0,9A 1,0A 1,2A 1,5A 1,8A 2,1A 2,4A 1,2A

V 5V 5,2V 6V 8V 10V 12V 13V 13,5V 8V

P 1,5W 2,5W 5W 9W 14W 20,5W 25W 30,5W 13,5W

0-220 V

0-220 V

e. Percobaan trafo jika disambung beban

Gambar rangkaian:


I2 (A) I1 (A) W1 (W) W2 (W) V2 (V)

1 0,85 185 160 110

1,5 1 220 200 110

2 1,2 245 240 110

2,5 1,35 310 280 110

3 1,6 380 350 110

3,5 1,9 440 420 110

4 2,2 510 470 110

4,5 2,5 570 530 107,5

D. Jawab Pertanyaan

1. Jenis polaritas trafo yang kami uji adalah trafo polaritas pengurangan. Karena

V3 merupakan selisih antara V1 dan V2.

2. Perbandingan tranformasi pada trafo yag kami uji adalah :

a = VP/VS = V1/V2 = 15/7,6 = 2

3. Rugi inti berdasarkan OCT adalah 14W

Rugi tembaga berdasarkan SCT

Trafo 1000VA 220V/4x55V, berdasarkan spesifikasi tersebut maka untaian

primer memiliki spesifikasi 250VA 55V.

Maka arus nominal (IS) = 250/55V = 4,5A, berdasarkan percobaan diatas,

ketika IS = 4,5 A, rugi tembaga (PCU) = 30,5W

Variac 0-220 V

4. Efisiensi trafo in

W1 (Pin) W2 (PO) in

185 160 0.86

220 200 0.91

255 240 0.94

310 280 0.9

380 350 0.92

440 420 0.95

510 470 0.92

570 530 0.93

5. Efisiensi maksimum ketika PCU = Pint

X = KVA beban penuh x 1000 . 677,5 VA

Berdasarkan data (beban penuh) V1.I1/W1= 220. 2,5/570 = 0,96

PO = 677,5 . 0,96 = 653,73 W

Pin = Po + 2 .Pint = 653,73 + 2 . 14 = 681,73W

In = 653,73/681,73 = 0,96

6. Kesimpulan

Trafo adalah alat yang berfungsi untuk memindahkan daya dari untaian

primer ke untaian sekunder secara induksi electromagnet.

Perbandingan tranformasi trafo adalah perbandingan antara VP dengan

VS. Besarnya perbandingan tranformasi tersebut adalah : VP/VS = Np/NS

= IS/IP

Trafo memiliki dua macam jenis polaritas. Yaitu :

Polaritas pengurangan, jika besar tegangan antara untaian primer

dan sekunder merupakan selisih kedua tegangan tersebut.

Plaritas penjumlahan, jika besar tegangan antara untaian primer dan

sekunder merupakan penjumlahan besar kedua tegangan tersebut.

Untuk mengetahui besar rugi inti trafo dapat menggunakan tes OCT,

sedangkan untuk mengetahui rugi tembaga menggunakan tes SCT.

Efisiensi maksimum trafo terjadi ketika besar rugi tembaga pada trafo

sama dengan rugi inti trafo tersebut.

Mesin Listrik

Documents

Transcript of Mesin Listrik