3. laporan-3.doc
TRANSCRIPT
LAPORAN
PRAKTIKUM ELECTRIC DRIVE SYSTEMDirection of Rotation and Change in Direction of A Squirrel Cage Induction Motor
KELOMPOK 1
Oleh :
Bayu Langgeng Prakoso NIM 1341177041
Figar Zakaria Wijonarko NIM 1341170046
Muhammad Hasan NIM 1341170051
Nugraeni Ratna Widiastuti NIM 1341170056
Nurul Apriliana NIM 1341170063
PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MALANG
MALANG
1. Judul Praktikum
DIRECTION OF ROTATION AND CHANGE IN DIRECTION OF A SQUIRREL
CAGE INDUCTION MOTOR
2. Tujuan Praktikum
1) Mengetahui cara kerja dari Squirrel Cage Induction Motor / Electrodynamometer
2) Mengetahui cara merangkai modul Squirrel Cage Induction Motor /
Electrodynamometer
3) Mengetahui Direction Of Rotation And Change pada Squirrel Cage Induction Motor /
Electrodynamometer
3. Dasar Teori
Bidang rotasi awal dapat dihasilkan dengan menempatkan kapasitor secara seri dengan
start winding untuk motor fase split. Penempatan kapasitor akan memperkenalkan pergeseran
fasa antara main winding dan start winding, menyebabkan motor mulai mengubah. Sekali
arah berputar ditentukan, membalikkan arah main atau start winding akan mengubah arah
berputar. Hubungan ini ditunjukkan pada gambar dibawah ini :
Gambar 3.1 Forward Direction
Gambar 3.2 Reverse Direction
Motor satu fasa merupakan jenis lain dari motor induksi. Motor satu fasa ini merupakan
versi lain yang lebih banyak digunakan pada rumah, perkantoran, dan kegiatan bisnis skala
kecil. Pada motor satu fasa, pada bagian stator terdapat main windings yang terhubung
dengan sumber arus AC dan bagian rotor nya sama seperti motor induksi tiga fasa,
menggunakan squirrel cage rotor. Pada motor satu fasa, medan magnet tidak berotasi, tetapi
fluks yang ada akan berubah arah sebanyak dua kali dalam satu putaran. Untuk fluks dari
field winding yang berputar searah dengan putaran rotor kita sebut forward component dan
yang berlawanan reverse component. Keduanya menghasilkan torsi yang arahnya
berlawanan. Tapi perlu diperhatikan bahwa main windings tidak menghasilkan torsi yang
diperlukan untuk menyalakan motor.
Gambar 3.3 Karakteristik Main Winding pada Motor Induksi Satu Fasa
Ada beberapa metode yang digunakan untuk menghasilkan torsi awal, sebagai contoh nya
dengan menggunakan :
1) Split Phase Motor
Dilakukan dengan dengan menambahkan sebuah auxiliary winding pada motor.
Auxiliary winding ini biasanya dibuat dengan lilitan yang lebih sedikit daripada main
winding. Selain itu kawat yang digunakan berukuran lebih kecil agar menghasilkan
induktansi yang lebih kecil dan resistansi yang lebih besar.
Pada penggunaannya, setelah motor dapat berputar pada kecepatan yang diinginkan,
arus yang mengalir menuju auxiliary winding akan diputus, dan motor beroperasi
sepenuhnya menggunakan main winding. Hal ini untuk mencegah terjadinya energy loss
yang besar sebagai akibat resistansi auxiliary winding yang besar.
2) Shaded Pole Motor
Metode ini digunakan pada mesin-mesin berdaya rendah, yaitu dibawah 0,05 hp.
Dibuat dengan menambahkan suatu kumparan tambahan pada kedua kutub dari stator,
pada beberapa motor kumparan tambahan ini dibuat dari cincin kawat tembaga atau pita
coil tembaga. Kumparan tambahan ini disebut juga dengan kumparan bayangan. Arus
terinduksi kedalam kumparan dengan menunda fase medan magnet dari fluks magnetik
pada kutub bayangan (shaded pole) sehingga cukup untuk membentuk medan yang
berputar untuk memutarrotor. Arah dari medan putar pada motor shaded pole adalah dari
kutub utama ke kutub bayangannya. Karena perbedaan sudut fase antara kutub utama
dengan kutub bayangannya sangat kecil, menyebabkan motor ini hanya menghasilkan
torsi yang kecil.
Mengatur arah putaran dan kecepatan putaran pada motor AC induksi satu fasa dapat
dilakukan dengan cara :
1) Mengatur arah putar motor AC 1 fasa
Pengaturan arah putaran pada motor listrik AC 1 fasa prinsipnya sama dengan pada
motor DC yaitu dengann mengubah arah medan putarnya. Untuk mengubah arah putaran
motor AC 1 fasa dapat dengan mengubah posisi sambungan kumparan bantu motor 1
fasa.
Gambar 3.4(a) Konfigurasi rangkaian putar CW
(b) Konfigurasi rangkaian putar CCW
Pada gambar diatas ada dua konfigurasi rangkaian yang pertama putar CW
(clockwise) dan yang kedua CCW (counterclockwise).
Pada gambar di atas kumparan utama U1-U2 dan kumparan bantu Z1-Z2. Pada
gambar pertama kumparan bantu Z1 terhubung dengan nol dan ujung Z2 terhubung
dengan kapasitor yang terhubung dengan fasa, sedang pada gambar kedua kumparan
bantu Z1 terhubung dengan kapasitor yang terhubung pada fasa dan Z2 terhubung dengan
nol. Pergantian tersebut akan menimbulkan arah medan putar yang berbeda sehingga arah
putaran motor dapat berubah.
2) Mengatur kecepatan putar motor AC 1 fasa
Kecepatan putar motor AC dapatb dihitung dengan rumus :
Ns = kecepatan putar dari medan stator (rpm)
f = fekuensi (Hz)
p = jumlah kutub
Dari persamaan di atas maka untuk mengubah – ubah nilai Ns dapat dilakukan dengan
mengubah frekuensi (f) atau mengubah jumlah kutub motor (P), selain itu dapat juga
dengan cara mengatur tegangan yang masuk ke motor, namun cara ini jarang digunakan
karena jika tegangan berkurang maka torsinya juga akan berkurang dalam kondisi
berbeban.
Cara yang paling banyak digunakan adalah dengan mengubah-ubah nilai frekuensi
arus AC yang masuk, hal ini semakin mudah dilakukan dengan bantuan alat inverter yang
mampu memanipulasi frekuensi dan tersedia untuk beragam daya motor.
4. Alat dan Bahan
1) Modul Squirrel Cage Induction Motor / Electrodynamometer
2) Kabel jumper
3) Kabel roll
4) Kertas
5) Bolpoin
5. Langkah Percobaan
1) Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
2) Pastikan kopling antara motor dan dinamometer dalam keadaan aman dan semua
saklar pada kondisi OFF.
3) Rangkai setiap port yang berwarna sama dengan kabel jumper.
Ns = (120 f) / P
4) Hubungkan jumper M1, M2 dan alat pengukur watt dari motor dengan terminal yang
sesuai.
5) Hubungkan sumber terminal AC 0-110 V ke terminal input menggunakan kabel yang
disediakan
6) Hubungkan J3 ke J4 ke dan J5 ke J6 sehingga motor main winding terhubung ke
sirkuit. Posisi seperti ini disebut dengan posisi “Forward Direction”, yang dapat
dilihat pada gambar 3.1 .
7) Hubungkan Kabel Power Modul ke tegangan jala-jala PLN 220V/50Hz.
8) Nyalakan main saklar ke posisi ON dan saklar motor ke posisi ON.
9) Putar saklar autotrafo sampai tegangan yang tertera pada display menunjukkan nilai
100V.
10) Tekan tombol START motor. Langsung amati arah putaran motor.
11) Pastikan tidak ada benda di jalur berputar dari motor atau dinamometer, dan
memverifikasi semua koneksi
12) Tekan tombol STOP untuk menghentikan motor
13) Matikan main saklar ke posisi OFF dan saklar motor ke posisi OFF.
14) Kemudian membalikkan koneksi main winding seperti yang ditunjukkan pada gambar
3.2 dengan menghubungkan J3 untuk J6 dan J5 ke J4.
15) Nyalakan main saklar ke posisi ON dan saklar motor ke posisi ON.
16) Tekan tombol START motor. Langsung amati arah putaran motor.
17) Pastikan tidak ada benda di jalur berputar dari motor atau dinamometer, dan
memverifikasi semua koneksi
18) Setelah data sudah didapatkan dan akan mematikan Modul Squirrel Cage Induction
Motor / Electrodynamometer dengan prosedur yang benar dan aman, maka prosedur
yang dilakukan, yaitu tekan tombol STOP motor.
19) Putar saklar autotrafo sampai tegangan yang tertera pada display menunjukkan nilai
minimal.
20) Matikan main saklar ke posisi OFF dan saklar motor ke posisi OFF.
21) Lepas kabel power modul dari jala-jala PLN 220V/50Hz.
6. Gambar
Gambar 6.1 Modul Squirrel-Cage Induction Motor / Electrodynamometer
Gambar 6.2 Modul Yang Telah Tersambung Setiap Portnya
Gambar 6.5 Posisi Awal Sambungan J3-J6 dan J4-J5
Gambar 6.6 Motor Saat Starting “Reverse Direction”
7. Hasil Praktikum
Tabel 7.1 Direction of Rotation and Change in Direction
Forward Direction Reverse Direction
CW ( CounterWise ) CCW ( CounterClockWise )
8. Analisa Data
Pada percobaan berikutnya Squirrel Cage Induction Motor / Electrodynamometer,
yaitu digunakan untuk mengetahui cara kerja dari Squirrel Cage Induction Motor /
Electrodynamometer, mengetahui cara merangkai modul Squirrel Cage Induction Motor /
Electrodynamometer, mengetahui Direction Of Rotation And Change pada Squirrel Cage
Induction Motor / Electrodynamometer. Input yang tertulis pada rangkaian job sheet atau
modul Squirrel Cage Induction Motor / Electrodynamometer adalah 0 – 110 V. Pada
percobaan ini digunakan tegangan 100V, karena Squirrel Cage Induction Motor /
Electrodynamometer yang digunakan tidak skala industri jadi awal starting menggunakan
tegangan 100V masih aman. Namun apabila Squirrel Cage Induction Motor /
Electrodynamometer digunakan di industri maka tegangan starting awal yang digunakan
harus setengah dari tegangan input, setalah tegangan mencapai nilai nominal baru
tegangan di naikkan maksimum. Hal ini dikarenakan pada saat awal (starting) arus yang
dihasilkan sangat besar, bisa mencapai 6-8 kali arus steady state.
Pada motor induksi satu fasa arah putaran adalah koneksi antara main winding dan
auxiliary winding. Cara membalik arah putaran pada motor induksi satu fasa adalah
membalik koneksi antara main winding dan auxiliary winding. Pertama, auxiliary
winding dan main winding dihubung normal yaitu saat J3 terhubung ke J4 dan J5
terhubung ke J6. Hubungan tersebut mengakibatkan putaran motor searah jarum
jam( Clock Wise ). Putaran tersebut merupakan putaran dari “Forward Direction”,
Sedangkan saat main winding dibalik, yaitu saat J3 terhubung dengan J6 dan J5
terhubung dengan J4 maka yang terjadi yaitu putaran motor berbalik arah. Putaran motor
menjadi berbalik arah dari jarum jam(Counter Clock Wise).
Sehingga membalik kumparan main winding yang terhubung parallel dengan
kumparan auxiliary winding akan mengubah arah putaran motor. Sebelum membalik arah
putaran motor yang digabungkan ke aparatur lain, pastikan pembalikan arah tidak akan
menimbulkan masalah. Jika ada masalah, atau tidak jelas apakah ada masalah atau tidak,
pisahkan peralatan yang pertama.
9. Kesimpulan
1) Motor induksi satu fasa memiliki dua belitan, yaitu pertama adalah main winding
dan yang kedua adalah auxiliary winding. Antara main winding dan auxiliary
winding memiliki impedansi yang berbeda.
2) Fungsi dari beda impedansi adalah untuk menggeser fasa pada sumber satu fasa.
3) Pada motor induksi satu fasa arah putaran adalah koneksi antara main winding dan
auxiliary winding.
4) Cara membalik arah putaran pada motor induksi satu fasa adalah membalik
koneksi antara main winding dan auxiliary winding.
Z main ≠ Z auxiliary