Analisa Pengaruh Satu Fasa Stator Terbuka terhadap Torsi dan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa

Bagian ini menjelaskan permasalahan umum yang dihadapi pada motor induksi tiga fasa di industri, yaitu kegagalan satu fasa stator. Kegagalan ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor, termasuk kurangnya perawatan berkala dan usia mesin yang sudah tua. Akibatnya, salah satu fasa stator menjadi rusak dan tidak berfungsi, atau bisa juga disebabkan oleh hilangnya satu fasa tegangan sumber dari panel. Kondisi ini secara langsung berpengaruh pada kinerja motor, khususnya pada nilai torsi dan kecepatan putaran. Dokumen menyoroti bahwa penurunan kinerja ini merupakan masalah signifikan yang perlu diatasi, karena dapat mengakibatkan mesin tidak bekerja secara optimal. Oleh karena itu, penelitian ini difokuskan untuk menganalisis dampak spesifik dari kondisi ini terhadap karakteristik kinerja motor induksi tiga fasa.

Berdasarkan permasalahan di atas, penelitian ini dirumuskan untuk menganalisis pengaruh spesifik dari kondisi satu fasa stator terbuka terhadap torsi dan kecepatan motor induksi tiga fasa. Tujuan utama penelitian adalah untuk mengidentifikasi dan mengkuantifikasi perubahan nilai torsi dan kecepatan motor ketika satu fasa stator mengalami kegagalan. Penelitian ini akan memberikan data empiris tentang seberapa besar penurunan performa motor induksi tiga fasa yang disebabkan oleh kondisi satu fasa stator terbuka. Data yang didapatkan berupa pengukuran torsi dan kecepatan motor dalam keadaan normal dan dibandingkan dengan keadaan satu fasa stator terbuka. Dengan demikian, hasil penelitian diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam pemeliharaan dan perbaikan sistem motor induksi tiga fasa di industri, serta meningkatkan pemahaman akan dampak kegagalan satu fasa stator terhadap karakteristik kinerja motor.

Dokumen menjelaskan bahwa pengaruh dari kondisi satu fasa stator terbuka pada motor induksi tiga fasa akan diteliti melalui pengukuran perubahan torsi dan kecepatan. Disebutkan bahwa dalam kondisi normal, motor induksi tiga fasa menghasilkan torsi untuk menggerakkan beban. Jika torsi beban melebihi kemampuan motor, motor tidak akan berputar. Hasil percobaan awal menunjukkan bahwa dalam keadaan satu fasa stator terbuka, motor induksi mengalami penurunan kinerja yang ditandai dengan meningkatnya nilai torsi dan menurunnya kecepatan. Sebagai contoh, pada beban tertinggi, torsi meningkat dari 0,25 N.m (kondisi normal) menjadi 0,29 N.m (satu fasa stator terbuka), sementara kecepatan menurun dari 1400 Rpm menjadi 1350 Rpm. Perbedaan ini menunjukkan adanya dampak signifikan dari kegagalan satu fasa stator terhadap karakteristik operasi motor induksi tiga fasa.

Metodologi penelitian ini berpusat pada pelaksanaan pengujian eksperimental pada motor induksi tiga fasa. Tujuannya adalah untuk membandingkan kinerja motor dalam dua kondisi: kondisi normal dan kondisi satu fasa stator terbuka. Pengujian dilakukan dengan cara memberikan beban pada motor dan mengukur nilai torsi dan kecepatan putarannya pada setiap kondisi. Data yang dikumpulkan kemudian digunakan untuk menganalisis pengaruh kondisi satu fasa stator terbuka terhadap kinerja motor. Proses pengujian dirancang untuk memastikan kondisi yang terkontrol dan terukur agar hasil yang didapatkan akurat dan dapat diandalkan. Hasil pengukuran yang diperoleh berupa nilai torsi dan kecepatan motor pada berbagai beban yang diterapkan, memberikan gambaran komprehensif mengenai perubahan kinerja motor akibat kegagalan satu fasa stator.

Sebelum melakukan pengujian utama, beberapa parameter penting dari motor induksi tiga fasa yang digunakan perlu ditentukan. Parameter-parameter ini didapatkan melalui serangkaian percobaan tambahan. Percobaan pertama adalah percobaan beban nol, di mana motor dijalankan tanpa beban pada tegangan dan frekuensi nominal. Dari percobaan ini, data arus input (I0), tegangan input (V0), dan daya input per fasa (P0) diperoleh. Selanjutnya, dilakukan percobaan rotor tertahan (block rotor) di mana rotor motor dihentikan agar tidak berputar, pengukuran dilakukan pada tegangan dan arus yang rendah. Percobaan ini dilakukan untuk mendapatkan parameter-parameter terkait dengan kondisi beban penuh. Terakhir, pengukuran tahanan DC dilakukan untuk menentukan nilai tahanan DC pada kumparan motor. Ketiga percobaan ini memberikan data yang diperlukan untuk menganalisis secara komprehensif kinerja motor induksi tiga fasa, baik dalam kondisi normal maupun dalam kondisi satu fasa stator terbuka.

Hasil percobaan menunjukkan adanya peningkatan torsi pada motor induksi tiga fasa ketika satu fasa stator dalam keadaan terbuka. Pada beban tertinggi, misalnya, torsi meningkat dari 0,25 N.m (kondisi normal) menjadi 0,29 N.m (kondisi satu fasa stator terbuka). Peningkatan ini mengindikasikan bahwa kondisi satu fasa stator terbuka memaksa motor bekerja lebih keras untuk menghasilkan torsi yang cukup untuk memutar beban. Meskipun peningkatan torsi teramati, peningkatan ini tidak menguntungkan karena disertai dengan penurunan kecepatan. Analisis lebih lanjut diperlukan untuk memahami mekanisme peningkatan torsi ini secara rinci, mungkin terkait dengan distribusi arus yang tidak seimbang pada rotor akibat kegagalan satu fasa stator.

Sebaliknya, pengujian menunjukkan penurunan kecepatan pada motor induksi tiga fasa ketika satu fasa stator terbuka. Pada contoh yang diberikan, kecepatan turun dari 1400 Rpm (kondisi normal) menjadi 1350 Rpm (kondisi satu fasa stator terbuka) pada beban tertinggi. Penurunan kecepatan ini konsisten dengan peningkatan torsi yang diamati. Peningkatan torsi yang signifikan, meskipun tidak efisien, mengakibatkan motor bekerja melawan beban yang lebih berat, sehingga kecepatan rotasinya berkurang. Perbedaan kecepatan ini signifikan dan menunjukkan dampak negatif dari kegagalan satu fasa stator terhadap kinerja motor. Analisis lebih lanjut akan diperlukan untuk memvalidasi temuan ini dan menjelaskan hubungan antara peningkatan torsi dan penurunan kecepatan secara lebih rinci.

Analisis data percobaan menunjukkan bahwa pada beban yang sama, motor induksi tiga fasa yang beroperasi dalam kondisi satu fasa stator terbuka menghasilkan torsi yang lebih besar dibandingkan dengan kondisi normal. Fenomena ini disebabkan oleh peningkatan arus pada bagian rotor akibat ketidakseimbangan fasa. Kondisi satu fasa stator terbuka meningkatkan arus Irf (komponen forward) dan menurunkan arus Irb (komponen backward). Penjumlahan kedua komponen arus ini menghasilkan torsi yang lebih besar. Kesimpulan ini menunjukkan bahwa meskipun terjadi peningkatan torsi, kondisi tersebut menunjukkan indikasi kerusakan dan bukan merupakan peningkatan performa yang optimal.

Hasil analisis data juga menunjukkan penurunan kecepatan motor induksi tiga fasa pada kondisi satu fasa stator terbuka dibandingkan dengan kondisi normal, meskipun beban yang diberikan sama. Penurunan kecepatan ini merupakan konsekuensi langsung dari peningkatan torsi yang terjadi pada kondisi satu fasa stator terbuka. Torsi yang lebih besar menyebabkan motor bekerja seolah-olah memikul beban yang lebih berat, sehingga kecepatan putarannya berkurang. Kesimpulan ini menunjukkan adanya trade-off antara torsi dan kecepatan pada kondisi satu fasa stator terbuka, yang secara keseluruhan menunjukkan penurunan kinerja motor.

Daftar pustaka mencantumkan dua sumber utama. Yang pertama adalah skripsi karya Siregar, M. Azhary, yang berjudul "Analisa Pengaruh Tahanan Rotor Tidak Seimbang Terhadap Torsi Dan Putaran Motor Induksi Rotor Belitan." Skripsi ini berasal dari Universitas Sumatera Utara (USU) di Medan dan diterbitkan pada tahun 2011. Skripsi ini relevan karena membahas tentang pengaruh ketidakseimbangan pada motor induksi, yang sejalan dengan topik penelitian ini. Penelitian ini kemungkinan menggunakan temuan atau metodologi dari skripsi tersebut sebagai referensi. Universitas Sumatera Utara, sebuah universitas terkemuka di Medan, menjadi latar belakang riset yang dirujuk.

Sumber kedua yang dirujuk adalah buku teks "A Text Book of Electrical Technology" karya B.L. Theraja dan A.K. Theraja, diterbitkan oleh S.Chand and Company Ltd. di New Delhi pada tahun 2001. Buku ini merupakan referensi standar dalam bidang teknik elektro dan memberikan landasan teori yang kuat untuk penelitian ini. Buku ini kemungkinan besar digunakan sebagai sumber informasi dasar mengenai teori dan prinsip kerja motor induksi tiga fasa, yang sangat penting untuk memahami dan menganalisis hasil eksperimen. Penggunaan buku ini sebagai referensi menunjukkan bahwa penelitian ini memiliki landasan teori yang kokoh dan mengikuti standar metodologi yang diakui secara luas dalam bidang teknik elektro.