LAPORAN PRAKTIKUM Mesin Listrik [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK



MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH PRAKTIKUM MESIN MESIN LISTRIK



DOSEN : Drs. INDRAWASIH, M.T. DIBUAT OLEH : MUHAMMAD BINTANG .N



061830311289



KELAS 5 LF



KELOMPOK 2



1. ILHAM FAJRI MEYUZA



061830311283



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2021



Percobaan Polaritas Transformator



I.



Tujuan Percobaan Setelah melaksanakan percobaan ini, diharapkan anda mampu: 1. Menjelaskan polaritas transformator 2. Melakukan 2 cara/metode untuk mengetahui polaritas transformator 3. Menjelaskan fungsi polaritas transformator



II.



Keselamatan Kerja Dalam percobaan kali ini ada beberapa hal yang harus diperhatikan menyangkut keselamatan kerja dalam melaksanakan praktikum antara lain sebagai berikut. 1. Sebelum dilaksanakan praktikum.laksanakan pengecejan harga harga nominal yang tertera pada transformator untuk mencegah adanya kerusakan pada transformator. 2. Tegangan supply seharusnya disesuaikan dengan harga tegangan nominal setiap transformator yang digunakan.



III.



Dasar Teori Masing-masing ujung primer dari suatu transformator satu fase polaritasnya selalu bergantian pada waktu bekerja. Hal yang sama juga terjadi pada kumparan sekunder. Polaritas perlu diketahui untuk membuat sambungan sambungan pada transformator ditentukan oleh arah lilitannya. Untuk menentukan polaritas transformator (arah lilitan) bias kita peroleh dari tes polaritas . Ujung kumparan tegangan tinggi disambung dengan uung kumparan tegangan rendah yang dengan ujung kumparan tegangan rendah terdekat, ujung yang lain kita pasangkan voltmeter(V1). Ujung-ujung kumparan tegangan tinggi dihubungkan dengan sumber dan dipasang voltmeter(V).Pada pada pengukuran diatas bila V1 > V kedua GGL induksi saling menjumlahkan dan dikatakan additive polarity, sedangkan apabila V1< V GGL induksi pada kedua lilitan ada hubugan pengurangan dan dikatakan substractive polarity. Menurut ASA ( the amerian standart association ) pada tegangan tinggi ujungujungnya diberi tanda H1, H2 , H3 dan seterusnya serta H1 terletak disebelah kiri pembaca (apabila menghadap dari sisi tegangan rendah)



Gambar polariats additif



Gambar polaritas substraktif Rangkaian additive polarity dan substractive polarity pada kumparan tegangan rendah ujung-ujungnya diberi nama X1,X2,X3 dan seterusnya. Letak X1 berdekatan dengan H1 untuk substractive polarity atau arah mundur dari H1 additive polarity.



IV.



Daftar Peralatan 1. Regulator tegangan (0-220)



1 buah



2. Transformator 1 fasa 50 VA, 220/48 V



2 buah



3. Multimeter Digital



2 buah



4. Kabel penghubung



15 buah



V.



Langkah Kerja 1. Menentukan sisi tegangan tinggi dan rendah.peralatan dirangkai sesuai gambar 4. Pada V1 dimasukan tegangan sebesar 40 volt kemudian diukur besarnya tegangan V2. 2. Metode I menentukan polaritas transformator. Peralatan dirangkai sesuai gambar 5. Pada kumparan tegangan tinggi dimasukan tegangan pada Vtt sebesar 40 Volt kemudian besarnya tegangan V1 dan V2 diukur. 3. Metode II menentukan polaritas transformator Peralatan dirangkai sesuai sesuai gambar 6,7 dan transformator 1 yang berfungsi sebagai referensi dan sudah diketahui polaritasnya dirangkai paralel dengan transformator II (transformator yang akan diuji ). Pada sisi Vs dimasukan tegangan sinusoida ,kemudian diukur besarnya penunjukan pada voltmeter.



VI.



Hasil dan Analisa VI.I gambar rangkaian 1. Gambar rangkaian tegangan trafo



2. Gambar penentuan sisi tegangan dan tegangan rendah



3. Gambar metode I polaritas trafo



VI.II Tabel hasil pengamatan dan Analisa 1. Tabel penentuan sisi tegangan dan tegangan rendah Trafo 1 Sisi Primer 220 Volt Sisi Sekunder 50 Volt Dari data yang didapatkan diketahui bahwa trafo



Trafo 2 220 Volt 50 Volt merupakan trafo step



down diketahui pada saat pengetesan trafo digunakan tegangan 50V kemudian pada sisi sekunder didapatkan nilai tegangan lebih kecil mengindikasikan sebagai trafo step down. Pada name plate diketahui bahwa trafo memiliki tegangan input 220 V output 50 V dengan Maksimal Daya 5 2. Tabel penentuan Polaritas Trafo



Trafo 1 Trafo 2



V1 50 Volt 50 Volt



V2 11,6 11,6



V3 61 61



Dari data yang telah didapatkan di atas bahwa diketahui bahwa trafo 1 dan trafo 2 merupakan hasil penjumalahan v1 dan v2 sehingga meruapakan jenis additive. Sehingga dapat diketahui polaritas trafo 1 sebagai berikut



A1 A2 B2 B1 Pada trafo 2 dibutuhkan beberapa penyesuaian sehingga didapatkan nilai additive seperti trafo 1 sehingga polaritas trafo 2 sebagai berikut A2



A1



B1



B2



3. Tabel penghubungan trafo secara parallel V1 50 100 150 200 250



V2 11,6 23,3 35 46 52,5



I1 14,5 20,2 26,5 37,9 47,8



Dari data di atas diketahui arus pada keadaan tak berbeban. Walau trafo tak berbeban masih ada arus yang masuk ke trafo. Arus ini merupakan arus yang digunakan pada arus pembangkitan, serta arus yang disebabkan oleh rugi rugi trafo itu sendiri. Arus ini akan berbanding lurus dengan peningkatan tegangan yang diberikan. Hal ini dapat dihitung berdasarkan hukum ohm dimana v = ir. Dimana r konstan pada percobaan kali ini yang berupa hambatan dalam trafo. Dan tegangan akan berbanding lurus dengan arus. VII.



Kesimpulan Dari praktikum yang telah dilaksanakan maka dapat ditarik kesimpulan bahwa dalam sebuah transformator terjadi dua kemungkinan polaritas yaitu saling menjumlahkan dan saling mengurangkan. Pada dua kemungkinan tersebut tejadi karena adanya perbedaan antara V1 dan V yang terdapat pada rangkaian. Pada rangkaian tersebut dapat dikatakan bahwa polaritas transformator saling mengurangi (substractive) karena  V < V1. Sebaliknya jika pada transformator akan saling menjumlah (additive)  karana V >V1. Penentuan polaritas trafo ini diperlukan untuk penyambungan parallel trafo. Apabila polaritasnya berbeda nmak medan listrik trafo akan saling membatalkan.



Percobaaan Transformator 1 ɸ (Percobaan short cicuit )



I.



Tujuan Percobaan Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan anda mampu: 1. Mendapatkan parameter trafo 1 ɸ ( Rek , X ek , dan Z ek) dengan menggunakan percobaan open circuit. 2. Menentukan cara yang tepat untuk melaksanakan percobaan open circuit. 3. Menentukan rugi tegangan dari sebuah trafo 1 ɸ.



II.



Keselamatan Kerja Dalam percobaan ini ada beberapa hal yang harus diperhatikan menyangkut keselamatan kerja dalam melaksanakan praktikum antara lain sebagai berikut 1. Sebelum dilaksanakan praktikum pengecekan harga-harga nominal yang tertera pada transformator terutama harga harus nominal agar tidak terjadi kerusakan pada trafo saat percobaan nanti 2. Tegangan suply seharusnya disesuaikan dengan harga arus nominal yang terukur pada ampere meter. 3. Untuk menghubung singkatkan sisi sekunder gunakan penghantar yang cukup besar agar penghantar tersebut tidak terbakar saat dilaksanakan percobaan.



III.



Dasar Teori



Gambar Rangkaian Ekuivalen Short Circuit Rek = R1 + R2 X ek= X 1 + X 2 Pada keadaan hubung singkat, ipedansi yang membatasi besarnya arus Isc adalah jumlah seluruh tahanan pada kumparan Z e= Re + jX e dengan Z e < Z 0, sehingga arus yang melalui Z 0 dapat diabaikan. Rugi-rugi besi dapat diabaikan terhadap rugi-rugi tembaga primer dan sekunder. Psc = Isc . Rek = Isc ( R1 + R2) Rek = Psc / Isc2 Z ek = Vsc/Isc X ek = √ Z ek 2 −Rek2



IV.



Daftar Peralatan 1. Trafo 50



VA 220 /80



1 buah



2. Wattmeter



1 buah



3. Multimeter elabi 15 N



2 buah



4. Regulator 0-220V 5. Kabel



V.



1 buah 20 buah



Langkah Kerja 1. Rangkailah peralatan sesuai dengan gambar rangkaian 2. Hitung 1 nominal trafo pada keadaan shortcircuit dengan melihat name plate trafo yang dipakai.



3. Naikan tegangan regulator sampai alat ukur menunjukan harga sebesar 1 short circuit sesuai dengan hasil perhitungan nomor 2. 4. Ambil semua data-data alat ukur dan isikan pada table. 5. Dari data tersebut hitung Re , Xe dan Ze. 6. Ulangi satu kali percobaan dan bandingkan hasilnya dengan percobaan sebelumnya. VI.



Hasil dan Analisa 1. Gambar rangkaian



Gambar rangkaian percobaan short circuit 2. Tabel hasil percobaan dan Analisa



No



VS



V1



I1



I2



. 1.



25,7



0.07



0,227



0.93



Transformator satu fasa percobaan hubung singkat adalah transformator pada sisi primer diberikan tegangan sedangkan pada sisi sekunder terminal output dihubung singkat (short circuit). Akibat peristiwa ini akan timbul gaya elektrodinamis



yang cukup besar sehingga membahayakan



transformator tersebut. Oleh sebab itu dalam melakukan percobaan hubung singkat diperlukan pembatasan tegangan dan arus yang diizinkan untuk setiap transformator. Dalam hal ini Percobaan Hubung singkat sekunder trafo Over Kapasitas dari percobaan yang telah dilakukan tegangan dinaikan secara perlahan, sebelum tegangan mencapai 50 v arus yang masuk pada sekunder trafo telah melebihi rating trafo. Diamana trafo yang digunakan mempunyai



rating 50 W sehingga pada sekunder trafo memiliki rating arus maksimal 1 A. Pada teganagn 23 V arus keluaran sudah mencapai 0,93 sehingga paraktikum harus berhenti untuk melindungi peralatan praktikum. Pada pengukuran hubung singkat, impedansi beban diperkecil menjadi nol karena hambatan relative kecil maka harus dijaga agar tegangan masuk cukup kecil, sehingga arus yang dihasilkan tidak melebihi arus nominal. Pada percobaan hubung singkat tidak menggunakan tegangan penuh karena untuk menghindari kemungkinan yang tidak diinginkan, seperti menghindari transformatornya sebab transformator tersebut tidak kuat menampung tegangan yang masuk dan transformator bisa terbakar.



VII.



Kesimpulan  Transformator dalam keadaan hubung singkat yaitu percobaan dengan mengoperasikan trafo pada tegangan primer 2 – 5 % tegangan primer nominalnya, sedang pada sekunder dihubung singkat ( langsung dipasangkan Ampermeter).  Pada percobaan kali ini hanya beberapa data yang didapatkan karena kemampuan trafo telah melampaui daya nominalnya.  Rugi besi dapat diabaikan karena tegangan primer dan sekunder masih kecil.  Kejadian hubung singkat pada trafo bisa berakibat fatal. Misalnya belitan primer atau sekunder terbakar. Penyebabnya bisa karena isolasi antara belitan primer dan sekunder cacat dan terkelupas, atau terjadi hubung singkat pada belitan sekundernya.



PERCOBAAN MOTOR DC PENGUAT TERPISAH DAN PENGUAT SENDIRI



I. Tujuan percobaan Dalam percobaan ini, diharapkan praktikan dapat : 1. Mengoperasikan motor DC jenis penguat terpisah 2. Menjelaskan prinsip kerja motor DC 3. Menjelaskan pengamatan tentang karakteristik motor DC



II. Teori Dasar 1. Motor DC/Arus Searah Motor DC merupakan motor listrik yang dapat mengubah daya masukan listrik arus searah menjadi daya keluaran mekanik. Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/ direct-undirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas. Motor DC adalah motor yang memerlukan suplai tegangan searah pada kumparan jangkar dan kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Berdasarkan karakteristiknya, motor arus searah ini mempunyai daerah pengaturan putaran yang lurus dibandingkan dengan motor arus bolak-balik, sehingga sampai sekarang masih banyak digunakan pada pabrik-pabrik yang mesin produksinya memerlukan pengaturan putaran yang luas. Motor DC tersedia dalam banyak ukuran namun penggunaannya padaumumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaandaya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab seringterjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yanglebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yangbersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DCjuga relatif mahal dibanding motor AC. 2. Motor DC/Arus Searah Jenis-jenis motor DC : 



Motor DC sumber daya terpisah/Separately Excited



Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber terpisah/separately excited 



Motor DC sumber daya sendiri/Self Excited : motor shunt



Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A) seperti perlihatkan dalam gambar 2.3. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo. 



Motor DC daya sendiri: motor seri



Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 2.4. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo. Berikut keterangan motor DC seri  Kecepatan dibatasi pada 5000 rpm.  Harus dihindarkan menjalankan motor dc seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa kendali.  Motor – motor seri cocok penggunaan yang memerlukan torque  penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist. a. Rangkaian jangkar tanpa beban



A



V



b. Rangkaian jangkar penguat terpisah A



V



c. Rangkaian jangkar penguat sendiri A



V



III. Peralatan a. Kabel Penghubung



Secukupnya



b. Motor DC



1 buah



c. Power supply



1 buah



d. Unit kontrol



1 buah



e. Multimeter



2 buah



IV. Langkah Kerja a. Buatlah rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian yang telah ditentukan b. Catat data-data motor DC yang tertera pada nameplate motor, pastikan bahwa tegangan sumber sesuai dengan harga rating motor, karena nilai nominal ini tidak boleh dilampaui daalam pelaksanaan percobaan praktikum



c. Lakukan pengukuran pertama dengan penguat terpisah, atur tegangan dan torsi d. Ukur tegangan, arus dan daya di jangkar dan di medan e. Ukur tegangan , arus dan daya pada jangkar dan medan.



V. Hasil dan Analisa Penguat terpisah T=0 N 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500



V 28,5 31 34 40,4 47,4 59,5 73,6 85,5 97,1 110,5 122,2 133,7 143,9 154,1 165,3



I 1,49 1,35 1,31 1,1 1 0,9 0,87 0,93 1 1,06 1,15 1,21 1,28 1,35 1,43



N = 1000 rpm Torsi 0,1 0,2 0,3



I (ampere) 1,33 1,44 1,53



N (rpm) 976 968 968



V (volt) 112,7 144,2 115,4



0,4 0,5 0,7 0,8 0,9 1 1,1 N = 1500 rpm Torsi 0,2 0,3



VI.



1,7 1,83 2,08 2,14 2,33 2,45 2,57



958 963 961 960 958 953 933



117,6 119,5 121,4 123,1 124,2 125,2 126,5



I (ampere) 1,77 1,87



N (rpm) 1475 1470



V (volt) 168,3 169,6



Analisa



Pada Percobaan tanpa beban ( torsi 0 ) dapat dilihat tegangan akan berbanding lurus dengan meningkatmya rpm motor, namun nilai arus akan bervariabel selama perubahan torsi dengan arus maksimal sebesar 1,49 A pada putaran rendah. Hal ini dikarenakan pada motor dc dalam keadaan tak berbeban perubahan teganganlah yang berpengaruh signifikan pada meningkatnya putaran motor. Hal ini dapat diamati pada grafik sebagai berikut :



Grafik Hubungan Rpm dan Tegangan 180 160



Teganagn (V)



140 120 100 80 60 40 20 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500



RPM



Grafik Hubungan Rpm dan Arus 1.6 1.4



Arus (A)



1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500



RPM



Dari data di atas terlihat arus minimum pada 700 rpm sehingga motor ini bekerja paling efisien pada putaran 700 RPM. Dari percobaan putaran tetap 1000 rpm dapat dilihat semakin besar torsi beban maka akan semakin besar pula arus yang dibutuhkan oleh motor, hal ini membuat arus akan berbanding lurus dengan torsi beban motor. Drop putaran juga terlihat pada percobaan ini, hal ini dikarenakan kontroler berusaha mempertahankan kecepatan motor pada 1000 rpm, hal ini dilakukan dengan arus yang semakin besar seiring meningkatnya torsi beban. Peningkatan arus ini harus dikontrol karena motor memiliki rating arus maksimal yang harus dimonitor agar motor tidak overcurrent yang dapat membuat motor overheat dan terbakar.



Tegangan pada percobaan kali ini memiliki puncak tegangan padat torsi 0,2 N kemudian akan turun dan naik kambali seiring meningkatnya torsi yang diberikan. Unruk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik berikut:



Grafik Hubungan Torsi dan Arus 3 2.5



Arus (A)



2 1.5 1 0.5 0 0.1



0.2



0.3



0.4



0.5



0.7



0.8



0.9



1



1.1



Torsi



Grafik Hubungan Torsi dan Tegangan 160 140



Teganagn (V)



120 100 80 60 40 20 0 0.1



0.2



0.3



0.4



0.5



0.7



Torsi



0.8



0.9



1



1.1



Grafik Hubungan Kecepatan dan Torsi 980 970



RPM



960 950 940 930 920 910



Torsi



Dari grafik diatas terlihat arus dan tegangan akan linear dengan sedikit lonjakan pada tegangan namun pada grafik drop kecepatan terlihat motor akan drop rpm yang jauh ketika dibebani 1,1 N sehingga motor ini optimal untuk dibebani sampai 1 N dengan rpm linear dari 0.5 sampai 1 N. Pada Percobaan Putaran 1500 rpm hanya didapatkan dua data yaitu pada torsi 0.2 dan 0.3 selain itu tidak didapatkan data karena motor akan berhenti berputar namun arus tetap masuk dimana membahayakan motor sehingga percobaan harus dihentikan. Dapat dilihat grafik percobaan sebagai beikut:



Grafik Hubungan Torsi dan Tegangan



1.9 1.85 1.8 1.75 1.7 0.2



0.3



Torsi



Teganagn (V)



Arus (A)



Grafik Hubungan Torsi dan Arus



170 169 168 167 0.2



0.3



Torsi



RPM



Grafik Hubungan Kecepatan dan Torsi 1476 1475 1474 1473 1472 1471 1470 1469 1468 1467 0.2



0.3



Torsi



Untuk penentuan efisiensi dan daya motor kita ambil dari percobaan kedua yaitu pada putaran 1000 RPM karena memiliki variasi data yang signifikan sehingga dapat diketahui daya masuk motor dan daya keluaran dengan menggunakan rumus sebagai berikut: P in = V x I P Out =



T xn 9,55



Dari daya masuk dan keluar yang didapatakan dapat dihitungh efisiensi motor dengan rumus sebagai berikut ¿ Efisiensi Motor = P∈ P out ¿ X 100 %



Sehingga didapatkan Tabel sebagai berikut: N = 1000 rpm



Torsi 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 0.9 1 1.1



I (ampere ) 1.33 1.44 1.53 1.7 1.83 2.08 2.14 2.33 2.45 2.57



N (rpm)



V (volt)



P in



P Out



976 968 968 958 963 961 960 958 953 933



112.7 144.2 115.4 117.6 119.5 121.4 123.1 124.2 125.2 126.5



149.89 207.65 176.56 199.92 218.69 252.51 263.43 289.39 306.74 325.11



10.22 20.27 30.41 40.13 50.42 70.44 80.42 90.28 99.79 107.47



Efisiens i 0.07 0.10 0.17 0.20 0.23 0.28 0.31 0.31 0.33 0.33



Terlihat dari table diatas diketahui bahwa nilai efisiensi motor akan meningkat seiring dengan meningkatnya torsi motor. Peningkatan torsi ini linear yang dapat dilihat pada grafik berikut



Grafik Hubungan Kecepatan dan Efiseisnsi 0.35 0.30



Efisiensi (%)



0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.1



0.2



0.3



0.4



0.5



0.7



0.8



0.9



1



1.1



Torsi



Dimana nilai efisiensi maksimal percobaan ini terletak pada torsi 1,1 N.



VII.



Kesimpulan



Dari percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.: 1. Dalam Keadaan tak Berbeban arus minimum terjadi pada 700 rpm sehingga motor ini bekerja paling efisien pada putaran 700 RPM. 2. Pada rpm konstan 1000 rpm saat dibebani motor akan drop rpm yang jauh ketika dibebani 1,1 N sehingga motor ini optimal untuk dibebani sampai 1 N dengan rpm linear dari 0.5 sampai 1 N. 3. Pada Percobaan Putaran 1500 rpm hanya didaptkan dua data yaitu pada torsi 0.2 dan 0.3 selain itu tidak didpatkan data karena motor akan berhenti berputar namun arus tetap masuk dimana membahayakan motor. 4. nilai efisiensi motor akan meningkat seiring dengan meningkatnya torsi motor Dimana nilai efisiensi maksimal percobaan ini terletak pada torsi 1,1 N pada putaran 1000 rpm



LAMPIRAN Percobaan Transformator



Percobaan Motor