LAPORAN 05MOTOR SINKRON PHASE COMPENSATORTEKNIK TENAGA
LISTRIK
Disusun oleh :Nama : RIA SISKAWATIKelas : LT-2A
PRODI TEKNIK LISTRIKJURUSAN TEKNIK ELEKTROPOLITEKNIK NEGERI
SEMARANGTAHUN 2015MOTOR SINKRON PHASE COMPENSATORPERCOBAAN 0427
APRIL 2015
I. PENDAHULUANMotor arus bolak-balik (motor AC) adalah suatu
mesin yang berfungsi untuk mengubah energi listrik arus bolak-balik
menjadi energi gerak atau energi mekanik berupa putaran rotor.
Salah satu jenis motor arus bolak-balik adalah motor
sinkron/serempak tiga phasa. Dikatakan motor sinkron tiga phasa
karena motor ini beroperasi pada sumber tegangan tiga phasa. Dan
dikatakan motor sinkron karena putaran medan stator (medan putar)
dan putaran rotor serempak/sinkron.Motor sinkron pada
pengoperasiannya tidak dapat melakukan start awal (self starting),
oleh karena itu motor sinkron tiga phasa membutuhkan penggerak mula
(prime mover) untuk memutar medan pada stator sampai pada kecepatan
putar medan putar stator.Pada motor sinkron, perubahan beban tidak
mempengaruhi kecepatan putar motor karena ketika motor masih
bekerja maka rotor akan selalu terikat atau terkopel secara
magnetis dengan medan putar dan dipaksa untuk berputar dengan
kecepatan sinkronnya. Karena demikian, motor sinkron biasanya
digunakan pada sistem operasi yang membutuhkan kecepatan konstan
dengan beban yang berubah-ubah. Contohnya Rolling Mills, Mesin
Penghancur (Crusher), Pulp Grinders, Reciprocating Pump dan
lain-lain.Dengan demikian kita perlu mempelajari konsep dari motor
sinkron, dimana motor sinkron ini dapat menjadi suatu pilihan yang
tepat untuk sistem operasi yang membutuhkan kecepatan yang konstan
dengan beban yang berubah-ubah.
II. DASAR TEORISynchronous motor adalah motor AC tiga-fasa yang
dijalankan pada kecepatan sinkron, tanpa slip. Synchronous motor
adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada kecepatan sinkron,
tanpa slip.Motor sinkron merupakan motor arus bolak-balik ( AC )
yang penggunaannya tidak seluas motor asinkron. Secara umum
penggunaan motor sinkron difungsikan sebagai generator, akan tetapi
motor sinkron tetap digunakan oleh industri yang membutuhkan
ketelitian putaran dan putaran konstan.Sebuah motor sinkron selalu
beroperasi pada kecepatan konstan, pada kondisi tidak berbeban.
Tetapi apabila motor diberi beban, maka motor akan selalu akan
berusaha untuk tetap pada putaran konstan. Dan motor akan
melepaskan kondisi sinkronnya apabila beban yang ditanggung
terlalau besar ( Torsi Pull-out ).Motor sinkron memeiliki
kekurangan didalam melakukan start dengan sendirinya. Karena tidak
memiliki torsi start awal, oleh karena itu motor sinkron memerlukan
beberapa alat bantu untuk membantu didalam start awal sehingga
masuk didalam kondisi sinkron.Pada sebuah induksi motor, rotor
harus memiliki slip. Kecepatan rotor harus kurang atau terlambat
dari perputaran fluks stator supaya arus diinduksikan ke rotor.
Jika induksi rotor motor tersebut itu bertujuan untuk mencapai
kecepatan sinkron, maka tidak ada garis gaya yang memotong melalui
rotor, sehingga tidak ada arus yang akan diinduksikan ke rotor dan
tidak ada torsi yang akan dikembangkan. Synchronous motor memiliki
karakteristik sebagai berikut: Sebuah stator tiga fasa sama dengan
motor induksi. Stator yang memiliki tegangan menengah sering
digunakan. Sebuah rotor yang bersinggungan (bidang yang berputar)
yang memiliki jumlah kutub yang sama sebagai statornya, dan dipasok
oleh sumber eksternal arus DC. Tipe brush dan brushless exciters
digunakan untuk memasok medan arus DC ke rotor. Arus pada rotor
membentuk suatu Makalah Teknik Tenaga Listrik hubungan kutub
magnetik Utara-Selatan pada kutub-kutub rotor, yang memungkinkan
rotor untuk mengunci dengan fluks stator yang berputar. Dimulai
sebagai sebuah motor induksi. Rotor synchronous motor juga
mempunyai sebuah squirrel-cage winding yang dikenal sebagai
Amortisseur winding, yang berfungsi menghasilkan torsi untuk
menyalakan motor. Synchronous motor akan dijalankan pada kecepatan
sinkron sesuai dengan rumus: Synchronous RPM =
Prinsip kerja motor sinkron yaitu :Motor sinkron serupa dengan
motor induksi pada mana keduanya mempunyai belitan stator yang
menghasilkan medan putar. Tidak seperti motor induksi, motor
sinkron dieksitasi oleh sebuah sumber tegangan dc di luar mesin dan
karenanya membutuhkan slip ring dan sikat (brush) untuk memberikan
arus kepada rotor. Pada motor sinkron, rotor terkunci dengan medan
putar dan berputar dengan kecepatan sinkron. Jika motor sinkron
dibebani ke titik dimana rotor ditarik keluar dari keserempakannya
dengan medan putar, maka tidak ada torque yang dihasilkan, dan
motor akan berhenti. Motor sinkron bukanlah self-starting motor
karena torque hanya akan muncul ketika motor bekerja pada kecepatan
sinkron; karenanya motor memerlukan peralatan untuk membawanya
kepada kecepatan sinkron. Motor sinkron menggunakan rotor belitan.
Jenis ini mempunyai kumparan yang ditempatkan pada slot rotor. Slip
ring dan sikat digunakan untuk mensuplai arus kepada rotor.
Penyalaan Motor Sinkron :Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan
oleh sebuah motor dc pada satu sumbu. Ketika motor mencapai
kecepatan sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator. Motor
dc saat ini berfungsi sebagai generator dc dan memberikan eksitasi
medan dc kepada rotor. Beban sekarang boleh diberikan kepada motor
sinkron. Motor sinkron seringkali dinyalakan dengan menggunakan
belitan sangkar tupai (squirrel-cage) yang dipasang di hadapan
kutub rotor. Motor kemudian dinyalakan seperti halnya motor induksi
hingga mencapai 95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah
diberikan, dan motor mencapai sinkronisasi. Torque yang diperlukan
untuk menarik motor hingga mencapai sinkronisasi disebut pull-in
torque. Seperti diketahui, rotor motor sinkron terkunci dengan
medan putar dan harus terus beroperasi pada kecepatan sinkron untuk
semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa beban (no-load), garis
tengah kutub medan putar dan kutub medan dc berada dalam satu garis
(gambar dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan, ada
pergeseran kutub rotor ke belakang, relative terhadap kutub stator
(gambar bagian b). Tidak ada perubahan kecepatan. Sudut antara
kutub rotor dan stator disebut sudut torque .
III. RANGKAIAN PERCOBAAN
IV. Alat dan Bahan1. DL 1013T2DC filtered power supply1 buah2.
DL 1023PSShunt DC drive motor1 buah3. DL1026AThree-phase
alternator1 buah4. DL 2025DTSpeed indicator1 buah5. DL 2031Optical
electronic generator1 buah6. DL 2108TALThree-phase power supply
unit1 buah7. DL 2108T01Excitation voltage controller1 buah8. DL
2108T02Power circuit breaker1 buah9. DL 2109T1AMoving-iron ammeter
(1000mA)1 buah10. DL 2109T2A5Moving-iron ammeter (2,5 A)2 buah11.
DL 2109T1PVMoving-iron voltmeter (600V)2 buah12. DL 2109T2TPhase
sequence indicator1 buah13. DL 2109T17/2Double voltmeter1 buah14.
DL 2109T26Power meter1 buah15. DL 2109T27Power factor meter1
buah16. DL 2109T32Synchronoscope1 buah17. Multimeter Analog1
buah18. Kabel Penghubung panjang 20 buah19. Kabel Penghubung
pendek10 buah20. Frekuensimeter analog 220V1 buah21. Saklar ELCB 3
Phase2 buah22. Yokogawa1 buah23. Cos phi meter1 buahV. Langkah
kerja1. Siapkan semua alat yang akan digunakan2. Hubungkan kabel
hubung sesuai dengan gambar rangkaian yang telah disediakan.3.
Pastikan rangkain telah dirangkai sesuai dengan gambar dan siap
dinyalakan4. Beri tegangan motor DC sampai 3000 RPM5. Ukur tegangan
dan beda fasa masing-masing5.1. Kecepatan motor DC5.2. Tegangan
dengan eksitasi 380 volt5.3. Frekuensi pada generator5.4. Beda fasa
dengan melihat perputaran LED hingga kecepatannya lambat. Apabila
nyala LED hijau segera nyalakan tegangan PLN.6. Lihat phase
sequencenya.7. Jika tegangan sudah sinkron, amati daya dan cos phi
nya.8. Naikkan kecepatan motor DC dengan menambahkan tegangan pada
power supply DC nya.9. Amati dan catat setiap perubahan saat
eksitasi dinaikkan.
VI. HASIL PERCOBAAN Di bawah ini adalah hasil rekam data dari
percobaan ini :EksitasiCos BebanQC (Watt)I (Ampere)P (Watt)
30%-70Kapasitif300.250
25%-70Kapasitif600.3180
22%-70Kapasitif700.4080
20%-70Kapasitif900.4970
EksitasiCos BebanQLI (Ampere)P (Watt)
40%90Induktif700.3050
50%90Induktif1300.70
60%90Induktif1800.70
70%90Induktif2300.9560
80%90Induktif2501.1570
VII. PEMBAHASANPrinsip kerja pada job percobaan kali ini sama
dengan percobaan sebelumnya, yaitu menjelaskan bahwa motor sinkron
tidak dapat bekerja sendiri. Motor sinkron harus digerakkan sesuai
dengan gambar rangkaian yang ada hingga mencapai kecepatan 3000 rpm
dan tegangan antar fasa 380 Volt. Untuk mensinkronkan generator
dengan PLN frekuensi yang dihasilkan dari generator atau PLN harus
mampu mencapai 50 Hz. Ketika nyala LED berjalan kearah kanan maka
seluruh system bersifat induktif apabila kearah kiri bersifat
kapasitif.Saat mensinkronkan LED tidak berada pada posisi induktif
maupun kapasitif tetapi pada saat posisi 0, yaitu ketika nyala LED
warna merah menjadi hijau. Saat LED berwarna hijau maka generator
sudah sinkron. Dengan berhasilnya proses sinkronisasi generator
maka generator sinkron dapat diubah menjadi motor sinkron dengan
memberikan beban dan eksitasi dinaikkan maka torsi motor bertambah.
Untuk mengetahui daya yang diserap, dan yang menghasilkan daya
dengan tegangan daya naik melebihi tegangan awal dilihat
menggunakan cos phi meter. Saat cos phi meter menunjukan posisi
induktif, generator berjalan pada keadaan leading induktif. Apabila
tegangan dan kecepatan dari motor naik maka cos phi meter akan
turun. Keadaan tersebut menunjukan bahwa pada kapasitif generator
berubah menjadi motor dengan melihat daya pada watt meter.
VIII. KESIMPULANDari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa
:1. Generator sinkron mampu menyuplai daya aktif dan daya
reaktif.2. Untuk menjalankan motor sinkron harus diberi penggerak
awal dari luar karena motor sinkron tidak dapat bergerak sendiri.3.
Untuk menaikkan daya dari generator ke PLN dengan menaikan
kecepatan motor DC dan eksitasi generator sinkron4. Tegangan PLN
dapat mengatur generator ke jaringan daya aktif ataupun daya
reaktif.
IX. DAFTAR PUSTAKADE LORENZO.2011.Electrical Power
Enggineering.http://staff.ui.ac.id/internal/040603019/material/PaperSynchronousMotor.pdfhttp://blog.unsri.ac.id/download3/23965.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/30823/3/Chapter%20II.pdf
