pemanfaatan motor induksi tiga phasa sangkar …

ELEKTRA, Vol.3, No.1, Januari 2018, Hal. 1 – 12 ISSN: 2503-0221 1

Pemanfaatan Motor Induksi Tiga Phasa Sangkar Tupai Sebagai Pembangkit Energi Listrik Tenaga Mikrohidro

Anton Firmansyah, Indah Susanti, Rumiasih dan Carlos RS

PEMANFAATAN MOTOR INDUKSI TIGA PHASA SANGKAR

TUPAI SEBAGAI PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK TENAGA

MIKROHIDRO


Politeknik Negeri Sriwijaya

[email protected]

Abstrak

Salah satu program pemerintah yang bersinggungan dengan pemulihan ekonomi nasional dan pemberdayaan masyarakat adalah pemanfaatan sumber energi terbarukan. Berbagai kebijakan telah dilakukan pemerintah untuk mendorong masyarakat menggunakan energi terbarukan pengganti minyak bumi. Antara lain adalah pemanfaatan energi terbarukan melalui program transformasi teknologi tepat guna (TTG). Ambil contoh adalah pemanfaatan sumber air untuk energi listrik melalui pembangkit dengan skala kecil dan menengah. Indonesia mempunyai banyak sungai yang dapat digunakan sebagai sumber energi listrik, tetapi belum digunakan secara optimal, salah satu alasannya adalah rata-rata laju alirannya tidak cukup untuk membangkitkan energi listrik dalam kapasitas yang besar. Beda ketinggian dan jumlah debit air perdetik dapat dimanfaatkan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik untuk memutar generator. Penelitian ini bertujuan mengetahui karakteristik motor induksi tiga phasa sangkar tupai apabila digunakan sebagai generator. Motor induksi umumnya digunakan pada peralatan industri dan rumah tangga, rancangannya sederhana, murah, mudah didapat serta tidak memerlukan perawatan khusus.

Kata kunci: motor induksi, sangkar tupai, kapasitor shunt

Abstract

One of the government programs that intersect with the national economic recovery and community empowerment is the utilization of renewable energy sources. Various policies have been undertaken by the government to encourage people to use renewable energy to replace petroleum. Among other things is the utilization of renewable energy through technological transformation program appropriate (TTG). Take the example is the utilization of water sources for electrical energy through power plants with small and medium scale. Indonesia has many rivers that can be used as a source of electrical energy, but has not been used optimally, one reason is that the average flow rate is not sufficient to generate electrical energy in large capacity. The height difference and the amount of water discharge per second can be used to rotate the turbine shaft to produce mechanical energy to rotate the generator. This study aims to determine the characteristics of three-phase induction motor cage squirrel if used as a generator. Induction motors are generally used in industrial and household appliances, the design is simple, cheap, easy to obtain and does not require special care.

Keywords: induction motor, squirrel cage, shunt capacitor

Makalah dikirim 2 Desember 2017; Revisi 20 Desember 2017; Diterima 19 Januari 2018




1. Pendahuluan

Kebutuhan tenaga listrik semakin meningkat seiring perkembangan jaman, maka energi listrik telah menjadi suatu kebutuhan primer masyarakat modern. Sebagian potensi sumber energi telah dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan energi, pemanfaatan energi komersial primer antara lain minyak bumi, gas bumi, panas bumi, batu bara dan tenaga air. Oleh karena itu harus diperhatikan ketersediaan sumber tenaga listrik sehingga tidak terjadi krisis sumber tenaga listrik. Demikian halnya dengan kebutuhan akan energi listrik, data yang didapat harus mampu memberikan informasi tentang kebutuhan listrik masa lalu, sekarang dan yang akan datang [1].

Indonesia mempunyai banyak sungai yang dapat digunakan sebagai sumber energi listrik, tetapi belum digunakan secara optimal. Salah satu alasannya adalah rata-rata laju aliran sungai tidak cukup untuk membangkitkan energi listrik dalam kapasitas yang besar. Pembangkit listrik mikrohidro mungkin merupakan salah satu alternatif pilihannya [1]. Pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) adalah pembangkit listrik berskala kecil dengan output di bawah 100 kW dengan memanfaatkan potensi aliran air yang terdapat dipedesaan sebagai sumber tenaga, misalnya saluran irigasi, sungai atau air terjun alam. PLTMH memiliki konstruksi yang sederhana, mudah dioperasikan, mudah dalam perawatan serta dengan biaya investasi yang terjangkau sehingga cocok diterapkan untuk menerangi wilayah pedesaan yang tidak terjangkau aliran listrik PLN [2].

Komponen utama yang digunakan untuk membangkitkan energi listrik adalah generator listrik. Dalam kaitannya dengan penelitian ini, digunakan motor induksi tiga Phasa sangkar tupai yang mudah didapat dan harga yang murah dibandingkan dengan generator ac. Fungsi motor ini akan dijadikan sebagai generator pembangkit energi listrik tenaga mikrohidro dengan sumber energi yang terbarukan sebagai salah satu sumber tenaga listrik alternatif. Generator adalah suatu mesin listrik yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Prinsip dasar pembangkitan didasarkan atas hukum Faraday, yaitu apabila suatu kumparan (penghantar) memotong garis-garis gaya magnet (fluk) atau sebaliknya garis-garis gaya magnet memotong kumparan, maka pada kumparan tersebut akan timbul tegangan induksi arus bolak-balik selama ada gerak relatif antara medan dan kumparan. Dapat disimpulkan bahwa tegangan induksi terjadi bilamana suatu penghantar yang bergerak diletakan pada suatu medan magnet yang diam, atau penghantar yang akan diletakan pada medan magnet yang berputar [3].

Syarat suatu pembangkitan arus bolak-balik adalah adanya kumparan (penghantar) adanya medan magnet dan adanya putaran atau gerak relatif untuk mendapatkan perubahan fluk yang memotong penghantar. Dengan konsep pembangkitan tenaga listrik yang ada, maka perlu dilakukan evaluasi terhadap mesin listrik induksi. Mesin listrik induksi dapat dioperasikan sebagai motor listrik maupun generator listrik. Keuntungan mesin listrik induksi dibanding dengan mesin listrik lain diantaranya adalah konstruksi yang sederhana dan kokoh, mudah dalam perawatan, banyak tersedia dipasaran dan harganya yang murah. Pada umumnya pembangkitan tenaga listrik yang memanfaatkan potensi tenaga air menggunakan generator sinkron. Generator harganya relatif mahal, untuk itu dalam penelitian ini dicari alternatif pembangkit yang murah dan terdapat banyak dipasaran. Sebagai pilihan akan dipakai motor induksi tiga phasa sangkar tupai yang akan dioperasikan sebagai generator induksi.

2. Metode Penelitian 2.1 Uraian Tiap Tahapan Penelitian:

1. Pengamatan dan identifikasi masalah. Tahap ini dilakukan dengan mengamati berbagai permasalahan yang dialami selama ini khususnya permasalahan yang kurang mendapat perhatian, lalu menarik salah satu dari permasalahan tersebut yang dipandang perlu untuk dikaji.

2. Penentuan lingkup permasalahan. Dari jenis permasalahan yang dipilih, kemudian dirumuskan batasan-batasan dan ruang lingkup agar lebih fokus.

3. Mapping antara permasalahan dengan kemungkian kajian masalah. Dalam tahap ini dicoba mempertemukan antara kajian masalah dengan kemungkinan pemecahannya. Adapun bentuk kajian dari masalah yang dipilih adalah diawali dari sebuah hipotesis dengan mengaitkan bidang masalah dengan bidang pemecahan




masalah berdasarkan pengetahuan dasar pada kedua bidang tersebut. Adapun bidang masalah adalah bidang mesin-mesin listrik, sedangkan bidang penyelesaian masalah adalah bidang pembangkit energi listrik.

4. Studi literatur. Studi literatur dilakukan untuk menguatkan hipotesa dan pegangan dasar untuk membuktikan hipotesa melalui serangkaian penelitian atau eksperimen. Adapun sumber-sumber literatur terutama berupa jurnal-jurnal, skripsi dan buku – buku yang relevan dengan penelitian yang dilakukan.

5. Eksperimen dan simulasi. Tahap eksperimen dan simulasi merupakan proses pembuktian hipotesis yang telah ditetapkan, atau bisa juga menimbulkan suatu hipotesis baru, jika hasilnya tidak sesuai dengan perkiraan awal.

6. Perancangan. Tahap perancangan merupakan lanjutan dari hasil eksperimen untuk menghasilkan suatu model atau alat bantu yang diharapkan sebagaimana yang tertulis secara singkat padat pada judul penelitian ini.

7. Uji coba dan evaluasi. Tahap uji coba dilakukan bukan hanya sekali, melainkan beberapa kali, dimana setiap selesai uji coba dicatat hal-hal penting. Hal-hal penting yang dimaksud antara lain adalah unsur-unsur desain yang masih kurang dan perlu dilengkapi atau dicarikan solusi.

8. Publikasi. Tahap ini adalah tahap terakhir dimana hasil rancangan sudah dianggap yang terbaik yang dapat dilakukan, dan perlu dipublikasikan dalam sebuah jurnal nasional ber ISSN.

Tahapan-tahapan penelitian yang telah dijelaskan sebelumnya, dapat dibuat menjadi alur diagram (flow chart) penelitian seperti pada Gambar 1 berikut ini.

Penentuan lingkup

permasalahan

Mapping antara permasalahan dengan

kemunginan kajian masalah

Pengamatan dan identifikasi

masalah

Studi literatur

Eksperimen dan simulasi

Perancangan

Uji coba dan evaluasi

Publikasi

Gambar 1. Diagram blok penelitian.




2.2 Lokasi Penelitian

Lokasi Penelitian dilaksanakan dilaboratorium mesin-mesin listrik, jurusan teknik elektro, program studi teknik listrik, Politeknik Negeri Sriwijaya, Jl. Srijaya Negara - Bukit Besar – Palembang.

2.3 Model yang Digunakan

Model yang digunakan dalam penelitian ini adalah model eksperimental dengan menggunakan motor ac tiga Phasa sangkar tupai yang akan dijadikan generator. Jika ditinjau dari fungsinya, maka penelitian ini tergolong penelitian terapan atau applied research, yaitu penelitian yang dilakukan berkenaan dengan kenyataan-kenyataan praktis, penerapan, dan pengembangan ilmu pengetahuan yang dihasilkan oleh penelitian dasar dalam kehidupan nyata. Tujuan utama penelitian terapan adalah pemecahan masalah sehingga hasil penelitian dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia baik secara individu atau kelompok masyarakat.

3. Hasil Penelitian dan Pembahasan

3.1 Alat dan Bahan Penelitian Keseluruhan alat dan peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai

berikut: 1. Mesin induksi tiga Phasa rotor sangkar tupai yang digunakan sebagi generator dengan

spesifikasi sebagai berikut: Type SE 2672-5G VDE 0530

Konfigurasi belitan = / Y Tegangan Kerja = 400/690 V Arus beban penuh = 2,6 / 1,5 A Daya Maksimum = 1,1 kW

Cos = 0,83 RPM = 2820 1/min Frekuensi = 50 Hz

2. Servo Machine Test System (sebagai simulasi Penggerak yang sebenarnya berupa turbin air) dengan spesifikasi sebagai berikut : Type CO3636-6W VDE 0530 Tegangan Kerja = 390 V Arus beban penuh = 3,3 A Torsi Maksimum = 6,7 Nm Daya Maksimum = 1,4 kW RPM = 4000 1/min Frekuensi = 70 Hz

3. Beban resistif lampu Pijar 10 buah @100 Watt. 4. Alat ukur amper meter, voltmeter, power meter, tachometer.

5. Kapasitor AC 30 F, 40 F, 50F dan 80F. 6. Kabel penghubung.

3.2 Pembangkitan Energi Listrik

Generator listrik tidak dapat membangkitkan energi listrik walaupun generator listrik tersebut diputar sama atau bahkan melebihi putaran yang tertera pada nameplate mesin listrik tersebut. Dikarenakan belitan medan pada mesin tersebut tidak ada medan magnet, medan magnet atau fluks medan harus ada sebagai salah satu syarat pembangkitan energi listrik. Salah satu cara membangkitkan medan magnet pada belitan stator mesin listrik ac tiga phasa sangkar tupai ini adalah dengan memasang kapasitor yang terhubung shunt pada belitan medan motor tersebut. Kapasitor shunt berfungsi memberikan daya reaktif pada belitan medan yang akan membangkitkan fluks medan magnet.

Unjuk kerja generator induksi (Induction generator) membangkitkan-diri (Self-exited) mengaturdiri (Self-regulated) atau disingkat SRSEIG dapat menggunakan hubungan Steinmetz [1], belitan medan motor induksi terhubung delta, pada salah satu terminal kumparan motor induksi tersebut dihubungkan dengan kapasitor yang terhubung shunt, Gambar 2 berikut ini menunjukan hubungan Steinmetz.




Gambar 2. Konfigurasi hubungan Steinmetz [1].

Daya reaktif berupa megnetisasi dapat dilakukan dengan melakukan eksitasi. Cara mendapatkan eksitasi ini dengan menggunakan kapasitor. Jika eksitasi dilakukan dengan menggunakan kapasitor maka dapat diperoleh hubungan antara tegangan terminal dengan arus adalah : I = V x ω x C (1) dengan ω = 2 x π x f (2) Generator induksi dieksitasi dengan kapasitor yang nilainya dibuat variasi kemudian pada tiap keadaan generator induksi dibebani dengan beban resistif untuk mengetahui karakteristik tegangan, kecepatan, dan frekuensi dari generator induksi tersebut. Tegangan yang dibangkitkan diukur dengan voltmeter pada sisi terminal generator induksi. Frekuensi gelombang arus bolak-balik yang dihasilkan juga diukur dengan frekuensimeter pada sisi terminal generator. Kecepatan putar penggerak mula dengan atau putaran poros rotor diukur dengan tachometer. Dengan pilihan kapasitor shunt yang tepat. 3.3. Menentukan Nilai Kapasitor

Pemilihan nilai kapasitor shunt pada percobaan penelitian pemanfaatan motor induksi tiga phasa sangkar tupai sebagai pembangkit energi listrik tenaga mikrohidro menggunakan persamaan (1) didapatkan :

= 2 π f = 2 x 3,14 x 50 = 314 Jadi :

C = 2,6

220 𝑥 314

C = 3,764 x 10-5 F 40 F Berdasarkan hasil perhitungan maka dalam percobaan ini menggunakan kapasitor shunt dengan

nilai 3,764 x 10-5 F atau dapat dibulatkan menjadi 40F, selain itu digunakan juga kapasitor shunt

dengan nilai kapasitansi dibawah dan diatas perhitungan, yaitu 30F,50F, 80F sebagai kapasitor perbandingan. 3.4 Prosedur pengujian

Secara keseluruhan penelitian ini dilakukan dengan beberapa kali pengujian untuk mendapatkan data-data yang diperlukan yaitu: 1. Pertama motor induksi sangkar tupai tiga phasa dijalankan dan diuji sebagai motor dengan

pembeban hingga beban maksimum, arus nominal motor melebihi dari arus nominal motor yang tertera pada name plate.

2. Selanjutnya tanpa merubah hubungan belitan motor induksi, motor tersebut diputar dengan menaikkan putaran perlahan sampai mendekati putaran maksimal motor tersebut.

3. Dengan menambahkan kapasitor shunt pada terminal input motor, selanjutnya motor diputar sampai mendekati putaran nominal, percobaan dilakukan tanpa beban.

4. Pengujian generator induksi dilanjutkan dengan variasi beban resistif variable.




Prosedur pengujian motor induksi dan generator induksi ditunjukkan pada Gambar 3 berikut ini.

U1

U2

V1

V2

W1

W2

L1

L2

L3

Servo Machine

Test SystemMODE : TORQUE

U1

U2

V1

V2

W1

W2

L1 L2 L3

Servo Machine

Test SystemMODE : SPEED CONTROL

Terminal OUTPUT

Gambar 3. Pengujian motor dan generator induksi. 3.4.1 Pengujian Generator Induksi Tanpa Beban

Pengujian ini bertujuan mengetahui karakteristik tanpa beban motor induksi sangkar tupai apabila dijadikan generator dengan cara menambahkan kapasitor shunt dengan variasi nilai

30F, 40F, 50F dan 80F. 1. Belitan motor induksi sangkar tupai dirangkai dalam hubungan delta dengan menambahkan

kapasitor shunt pada output motor untuk membuktikan motor tersebut ada output tegangan, seperti pada Gambar 4 berikut ini.

2. Servo Machine Test System diatur kecepatannya dalam memutar mesin induksi dengan kecepatan mulai 0 rpm – 2080 rpm kecepatan sinkron mesin induksi.

Rangkaian pengujian Generator motor induksi induksi tanpa beban ditunjukkan pada Gambar 4 dibawah ini.

U1

U2

V1

V2

W1

W2

L1 L2 L3

Servo Machine


Terminal OUTPUT

C C

Gambar 4. Generator motor induksi induksi tanpa beban.

Berdasarkan pengujian Generator motor induksi tanpa beban didapatkan data hasil percobaan seperti terdapat pada Tabel 1 berikut ini:

Tabel 1. Pengujian generator induksi tanpa beban.

RPM (1/min)

TEGANGAN OUTPUT GENERATOR INDUKSI (VOLT)

KAPASITOR SHUNT

30 F 40 F 50 F 80 F

1000 6.11 13 95 137

1050 7.23 80 117 146

1100 8.61 100 135 156

1150 12.04 124 148 165

1200 23.24 141 160 177

1250 105.7 157 172 187

1300 132 170 183 196

1350 153 182 194 207

1400 171 194 205 218

1450 185 205 216 228

1500 199 217 227 238

1550 211 228 238 245

1600 223 239 249 255

ket - - VIBRASI VIBRASI

(b) Generator induksi (a) motor induksi




3.4.2 Pengujian Generator Induksi dengan Beban Resistif Variabel. 1. Belitan motor induksi sangkar tupai dalam hubungan delta mengunakan kapasitor terhubung

shunt dengan nilai variable 30F, 40F, 50F dan 80F, penambahkan beban resistif mulai dari 100 W sampai mendekati 1000 W, seperti pada Gambar 5 berikut ini.

U1

U2

V1

V2

W1

W2

L1 L2 L3

Servo Machine


Terminal OUTPUT

C C

LOAD

Gambar 5. Generator motor induksi induksi beban variable.

2. Servo Machine Test System diatur kecepatannya dalam memutar mesin induksi dengan kecepatan 0 rpm - 2080 rpm kecepatan sinkron mesin induksi.

3. Kecepatan generator motor induksi dinaikan dari 0 rpm sampai motor generator induksi tersebut mempunyai tegangan keluaran, dengan setiap kenaikan kecepatan 50 rpm. Perubahan nilai tegangan, frekuensi dan rpm dicatat pada lembar pengamatan.

4. Generator induksi dibebani dengan beban resistif. Beban bertahap ditambah dengan nilai penambahan beban adalah 100 watt, Perubahan nilai tegangan, frekuensi dan rpm dicatat pada lembar pengamatan.

Berdasarkan pengujian Generator motor induksi beban variable dan kapasitor shunt dengan nilai

kapasitansi 30 F didapatkan data hasil percobaan seperti terdapat pada Tabel 2 berikut ini.

Tabel 2. Tegangan pembebanan generator kapasitor shunt 30 F.

RPM Tegangan Output Generator

100 W 200 W 300 W 400 W 500 W 600 W

1000 0 0 0 0 0 0

1050 0 0 0 0 0 0

1100 0 0 0 0 0 0

1150 0 0 0 0 0 0

1200 0 0 0 0 0 0

1250 0.19 0 0 0 0 0

1300 107 0.19 0 0 0 0

1350 133 84.4 0 0 0 0

1400 155 128 0.2 0 0 0

1450 172 151.7 103 0 0 0

1500 186.9 170 142 0 0 0

1550 200 182 163.5 0.2 0 0

1600 212 199 180 149.7 0 0








100 W 200 W 300 W 400 W 500 W 600 W

1000 0.27 0 0 0 0 0

1050 0.28 0 0 0 0 0

1100 77 0 0 0 0 0

1150 112 0.31 0 0 0 0

1200 137 111.3 0.35 0 0 0

1250 157 138.7 102.8 0.38 0 0

1300 172 158.9 136.8 122.7 0 0

1350 187 174 157.5 149 0 0

1400 200 188.9 174.4 168 0.35 0

1450 213 201.9 189.4 183 115 0

1500 226 214 215 197 143.8 0

1550 238 228 228 210 161 0.39

1600 240 235 230 223 176 147.4





100 W 200 W 300 W 400 W 500 W 600 W

1000 73.1 0.35 0 0 0 0

1050 101 0.6 0 0 0 0

1100 123 101.5 0.37 0 0 0

1150 137 122 98 0 0 0

1200 149.8 136.9 120 0.33 0 0

1250 161.4 148.7 135 112 0.35 0

1300 173 160 147 129 98 0

1350 182.8 171 159 143 120.4 0.41

1400 193.8 182.2 170 155 139 104

1450 204.9 193 181.7 166 151.8 129

1500 215.7 204 191 177 163.5 144

1550 227 215 202 189 175 156.7

1600 230 226.4 214 199.4 187 169








100 W 200 W 300 W 400 W 500 W 600 W

1000 0 0 0 0 0 0

1050 0.44 0 0 0 0 0

1100 70 0 0 0 0 0

1150 104 0.42 0 0 0 0

1200 128 102.2 0.43 0 0 0

1250 143 125.5 85.77 0 0 0

1300 150.1 142 120 0.43 0 0

1350 171.7 158.3 140 102 0 0

1400 183 172 156 132 0.43 0

1450 194 182 168 150 105 0

1500 205 193.4 180 164 139 0

1550 215 204 191.7 177 156 0

1600 227 216 203 189 171 148

3.5 Analisis Hasil Percobaan Penelitian Berdasarkan tujuan penelitian ini telah disebutkan bahwa bertujuan pembangkitan tenaga

listrik satu phasa mengunakan mesin induksi tiga phasa sangkar tupai adalah untuk mengetahui kemampuan mesin induksi tiga phasa dalam pembangkitan tenaga listrik dengan menggunakan konsep yang telah ada, serta sebagai perbandingan dengan metode yang lain. Setelah data-data percobaan diperoleh dalam kegiatan penelitian, maka hasil yang diharapkan dengan dipasangnya kapasitor pada untai belitan stator adalah unjuk kerja generator induksi akan bisa diperbaiki, sehingga energi listrik dapat dikonsumsi secara optimal, efektif dan effisien. Beberapa hal yang perlu dilakukan dalam mengoptimalkan energi listrik, antara lain penggunaan regulator tegangan, pemilihan ukuran atau kapasitas mesin yang sesuai dengan kebutuhan beban, serta mengurangi rugi-rugi daya. Terdapat enam parameter dalam mencirikan unjuk kerja mesin induksi polifase menurut Prosedur Pengujian Standar IEEE (IEEE Standard test Procedure), yaitu; effisiensi (η), faktor daya (pf), Torsi (T), putaran (N), daya (Pi), dan Arus motor (A) [4].

Dengan mempergunakan data-data yang didapat selama pengujian, didapatkan karakteristik generator induksi pada saat dijalankan tanpa beban, seperti ditunjukkan pada Gambar 6 berikut ini.

Gambar 6. Hubungan putaran dan tegangan generator induksi tanpa beban.




Percobaan tanpa beban dengan kapasitor shunt 30 μF, 40 μF, 50 μF dan 80 μF dan

diperoleh karakteristik mesin induksi tanpa beban seperti pada Gambar 6 diatas, dengan nilai

kapasitor shunt 40 μF tegangan output generator pada saat putaran 1500 rpm sebesar 217 Volt,

tegangan ini sudah sesuai standar [5]. SPLN No.1:1995 +5% -10% dari tegangan pelayan 220

Volt. Tegangan output pada putaran yang sama 1500 rpm untuk kapasitor shunt 20 μF didapatkan

47 Volt dan tegangan ini tidak layak untuk dipergunakan, 30 μF didapatkan 199 Volt tegangan ini

juga masuk dalam standar, pemakaian kapasitor shunt 50 μF didapatkan 227 Volt, tegangan ini

masuk dalam standar karena kenaikan tegangan masih dibwah 5% dan 80 μF didapatkan

tegangan 238 Volt, tegangan sudah jauh diatas standar yang diijinkan sebesar 321 Volt.

Dari hasil beberapa percobaan yang telah dilakukan didapatkan suatu kesimpulan bahwa penambahan kapasitor yang terhubung shunt akan menjadikan motor induksi dapat membangkitkan energi listrik, semakin tinggi nilai kapasitor maka akan semakin besar juga tegangan output yang dihasilkan, tetapi dalam pemasangan capasitor nilai yang harus dipasang harus dihitung dahulu agar hasil output sesuai dan motor tidak mengalami vibrasi. Gambar 7 berikut ini menunjukkan grafik Hubungan putaran dan frekuensi generator induksi tanpa beban.

Gambar 7. Hubungan putaran dan frekuensi generator induksi tanpa beban.

Pengaruh putaran pada percobaan ini juga akan mempengaruhi frekuensi keluaran output,

seperti terlihat pada Gambar 7, pada putaran dibawah 1500 rpm akan menghasilkan frekuensi dari 33 hz sampai 48 hz, ini tidak layak digunakan karena akan menyebabkan beban yang tersambung akan tidak optimal dan dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan beban, demikian juga pada saat diatas 1500 rpm didapat frekuensi 52 Hz sampai 53 Hz, frekuensi ini sesuai standar yang ditetapkan PLN sebesar 50 Hz pada putaran generator 1500 rpm.

Pada saat berbeban dan seiring penambahan beban, tegangan keluaran generator induksi mengalami penurunan tegangan baik pada saat kecepatan konstan maupun pada kecepatan tidak konstan terlihat pada Tabel 2, Tabel 3, Tabel 4, dan Tabel 5, untuk lebih jelasnya ditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar 8. Hubungan beban resistif dan tegangan generator induksi.




Dengan memilih generator shunt 40 μF dimana putaran generator 1500 rpm didapatkan

bahwa generator mampu dibebani hingga 400 Watt dengan tegangan 197 V yang masih masuk dalam standar SPLN.

4. Kesimpulan Berdasarkan kegiatan penelitian yang telah dilakukan didapatkan beberapa kesimpulan

tentang penggunaan motor induksi tiga Phasa sangkar tupai yang dimanfaatkan menjadi pembangkitan tenaga listrik satu Phasa. 1. Motor induksi tiga phasa sangkar tupai dapat dijadikan sebagai generator dengan

menambahankan kapasitor yang terhubung shunt pada salah dua buah terminal motor induksi tersebut.

2. Putaran minimum yang dibutuhkan untuk motor induksi yang digunakan pada penelitian ini agar dapat mengeluarkan tegangan output adalah 1000 rpm.

3. Kecepatan putar motor induksi turun 50% sekitar 1500 rpm dari kecepatan pada saat berfungsi menjadi generator.

4. Nilai kapasitor yang terpasang harus disesuaikan dengan kemampuan motor (sesuai data nameplate motor), Semakin besar nilai kapasitor shunt yang dipasang maka tegangan yang dihasilkan pada putaran yang sama akan lebih besar, tetapi mesin akan mengalami vibrasi, demikian juga pada saat nilai kapasitor yang dipasang berada dibawah hasil perhitungan, maka tegangan keluaran yang dihasilkan tidak memenuhi standar SPLN. Berkaitan dengan kegiatan pengujian mengenai pembangkian tenaga listrik satu fasa

menggunakan mesin induksi tiga phasa sangkar tupai yang akan digunakan sebagai generator pada pembangkit mikrohidro maka disarankan untuk melanjutkan penelitian ini agar dapat mengoptimalkan besarnya daya motor yang digunakan, penelitian akan memberikan informasi berbeda jika menggunakan motor satu phasa, atau motor satu Phasa dengan daya dibawah 1 kW.

Aspek lain dari cara pemasangan kapasitor pada belitan stator mesin induksi serta bagaimana bila hubungan kumparan motor induksi dihubungkan dalam hubungan bintang, tegangan dan frekuensi masih fluktuatif sehingga masih perlu distabilkan.

5. Daftar Notasi

1. SPLN = Standar Perusahaan Listrik Negara

2. = omega (periode gelombang sinus) 3. Kapasitor Shunt = Kapasitor Shut adalah kapasitor yang dihubungkan secara paralel

dengan saluran

4. PLTMH = Pembangkit listrik tenaga mikrohidro 5. Mikrohidro = Pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai

tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air

Referensi

[1.] Priyanto Heri, Pembangkitan Tenaga Listrik 1 Phasa Menggunakan Mesin Induksi 3 Phasa, Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 2003.

[2.] Laliyo A.R. Lukman, Salim Sardi, Pomalato Sarson, Rekayasa Implementasi Teknologi Tepat Guna melalui Pengembangan Model Pembelajaran untuk Menumbuhkan Budaya Pemanfaatan EnergiTerbarukan pada Masyarakat Daerah Terpenci, Universitas Negeri Gorontalo, 2014.




[3.] Berahim H, “Pengantar Teknik Tenaga Listrik”, penerbit Andi Offset Yogyakarta. 1994. [4.] Palma B De, 1994. “Power Output of A.C. Induction Machines The Methods of De Palma”. [5.] SPLN NO 1: 1995 Tegangan-Tegangan Standar, PT.PLN (Persero), Jakarta, 25 Agustus

1995.

pemanfaatan motor induksi tiga phasa sangkar …

Documents