judul skripsi

1. BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Motor induksi banyak digunakan sebagai penggerak utama pada sebagian
besar industri. Pada umumnya, motor induksi yang digunakan pada industri adalah
motor – motor induksi sekala kecil yang efisiensinya tidak tinggi. Motor induksi
yang memiliki efisiensi tidak tinggi akan banyak kerugian pada rangkaian
magnetisasi pada saat berbeban rendah. Motor induksi memiliki efisiensi
maksimum ketika berbeban penuh. Semakin kecil pembebanan pada motor induksi,
maka faktor dayanya juga semakin buruk.
Faktor daya motor induksi yang rendah selalu tidak dikehendaki diindustri.
Tetapi dalam aplikasi industri kondisi faktor daya rendah tidak dapat dihindari,
terutama bila disebabkan beban motor yang tidak tetap dan sebagian waktunya
berbeban nol. Contohnya seperti motor induksi yang digunakan untuk
menggerakkan belt konveyor pada pembangkit listrik, motor induksi akan bekerja
pada beban rendah jika tidak ada batubara yang dibawa belt konveyor tersebut.
Sehingga motor induksi tersebut akan memiliki faktor daya yang rendah.
Pemilihan motor induksi pada industri biasanya berdasarkan antisipasi
beban tertinggi. Sehingga motor induksi akan beresiko bekerja pada beban rendah.
Faktor daya rendah pada motor induksi disebabkan oleh belitan motor sendiri yang
bersifat induktif.
Regulasi yang ditetapkan PT PLN Persero tentang faktor daya minimum
yang diijinkan dalam industri adalah 0,85 lagging (ESDM, 2010). Hal tersebut
mempertimbangkan kapasitas saluran transmisi dan distribusi yang terpasang. Pada
dasarnya yang dialirkan dalam saluran transmisi dan distribusi adalah daya semu
(S). Daya semu (S) adalah daya yang harus dipasok oleh PT PLN Persero untuk
memikul beban P yang diperlukan industri. Semakin buruk faktor daya dari suatu
industri akan menyebabkan PT PLN Persero harus menyalurkan daya reaktif lebih
besar. Sehingga saluran transmisi dapat menjadi overload, karena IQ (arus reaktif)
yang disalurkan terlalu besar.
`1
2
Kondisi ini dapat diatasi dengan menambahkan capacitor bank yang
digunakan sebagai kompensator daya reaktif untuk meningkatkan faktor daya dari
sisi beban. Nilai capacitor bank yang tetap akan bermasalah ketika ada perubahan
pembebanan pada motor induksi. Apabila motor induksi bekerja pada beban penuh,
maka faktor daya beban akan menjadi leading. Biasanya capacitor bank dibuat
menjadi beberapa step yang terdiri dari beberapa kapasitor. Bila beban naik, maka
step kapasitor akan dikurangi agar mendapatkan nilai faktor daya yang diinginkan.
Pemilihan nilai capacitor bank yang terlalu kecil tidak akan memberikan
dampak yang berarti, sedangkan kapasitor yang terlalu besar akan berdampak
naiknya tegangan kerja motor. Jika kenaikan tegangan kerja motor berlangsung
lama, maka suhu motor akan menjadi tinggi yang bisa berakibat motor terbakar.
Seiring dengan perkembangan elektronika daya, penggunaan fixed
capacitor untuk aplikasi capacitor bank perlahan-lahan beralih ke kapasitor
variabel. Salah satu kapasitor variabel adalah kompensator SVC MERS (magnetic
energy recovery switch). SVC MERS merupakan teknologi kompensator daya
reaktif variabel dengan kontrol yang sederhana (Wijaya & Prabowo, 2016) (Cheng,
Feng, Isobe, & Shimada, 2015). Prinsip kerja dari SVC MERS adalah menyerap
dan melepaskan kembali energi magnetik dengan cara mengatur waktu charging
dan discharging kapasitor. Daya reaktif yang dihasilkan dari rangkaian SVC MERS
ini tergantung dari waktu charging dan discharging kapasitor tersebut. Sehingga
kebutuhan daya reaktif untuk mengkompensasi faktor daya motor induksi yang
berubah-ubah dapat disuplai oleh SVC MERS yang hanya menggunakan sebuah
fixed capacitor (Wijaya, Isobe, Usuki, Wiik, & Shimada, 2008) (Wijaya &
Prabowo, 2016).
SVC MERS dalam fungsinya sebagai kompensator seri maupun paralel
telah banyak digunakan pada berbagai jenis aplikasi, seperti perbaikan faktor daya
(Wiik, Wijaya, Isobe, Kitahara, & Shimada, 2007) dan regulasi tegangan pada
generator induksi (Wijaya, Isobe, Wiik, & Shimada, 2009), generator sinkron
(Takaku, et al., 2005), serta generator magnet permanen (Wiik, et al., 2008).
3
1.2
Rumusan Masalah
Secara umum, permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini adalah
mengenai perancangan purwarupa rangkaian Magnetic Energy Recovery Switch
tiga fase yang diterapkan pada motor induksi tiga fase dengan sebuah pengendali
mikrokontroler, yang kemudian diuraikan sebagai berikut:
1. Bagaimana merancang SVC MERS tiga fase dengan sebuah pengendali
mikrokontroler.
2. Bagaimana pengaruh SVC MERS pada faktor daya motor induksi tiga fase.
1.3
Tujuan Penelitian
Penelitian dan penulisan tugas akhir ini diharapkan dapat memberi manfaat
sebagai berikut:
1. Merancang dan membuat kompensator daya reaktif variabel SVC MERS
2. Mengetahui karakteristik operasi satu unit SVC MERS bila dioperasikan
pada motor induksi.
1.4
Batasan Masalah
Untuk menghindari pembahasan yang meluas, pembahasan tugas akhir ini
dibatasi dengan hal-hal berikut:
1. Motor yang digunakan adalah motor induksi tiga fase 0,5 HP (0,37 kW).
2. SVC MERS dipasang paralel secara delta pada terminal motor induksi tiga
fase.
3. Perubahan faktor daya dilakukan dengan cara merubah geser fase PWM
menggunakan potensiometer.
4. Level tegangan grid yang digunakan 110 VLL.
5. Fase grid PLN dianggap ideal dengan perbedaan fase sebesar 120o.
1.5
Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan dalam penulisan tugas akhir ini adalah
sebagai berikut, yaitu:
4
1. BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang penjelasan mengenai latar belakang masalah,
perumusan masalah, maksud dan tujuan penelitian, batasan masalah,
metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
2. BAB II DASAR TEORI
Berisi tentang tinjauan pustaka mengenai motor induksi, SVC MERS,
MOSFET, rangkaian penggerak, serta beberapa teori yang diperlukan oleh
penulis dalam melakukan proses penelitian.
3. BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Berisi mengenai cara atau metode yang digunakan oleh penulis dalam
melakukan proses penelitian.
4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang analisis dan pembahasan yang mendalam mengenai analisis
hasil pengujian SVC MERS pada motor induksi.
5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi tentang kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil penelitian.