## ANALISA PENGARUH KETIDAKSEIMBANGAN TEGANGAN MOTOR INDUKSI 3 FASA MENGGUNAKAN MATLAB SIMULINK
AIDIL KAMAL 1 , SEPPANUR BANDRI 2
Teknik Elektro, Institut Teknologi Padang 1,2
Email: 2018310026.aidil@itp.ac.id 1 , seppanurb@yahoo.com 2
DOI: http://dx.doi.org/10.31869/rtj.v6i2.4154
Abstrak : Tegangan  yang  tidak  seimbang  akan  mempengaruhi  stator,  torsi  dan  kecepatan motor.  Pada  kondisi  ini  dapat  menyebabkan  kecelakaan  pada  motor  induksi  3  fasa  yang membuat  mesin  menjadi  cepat  panas,  sehingga  menurunkan  produktivitas  mesin  yang sebenarnya.  Penyimpangan  ketidakseimbangan  tegangan  ini  akan  menpengaruhi  kinerja motor  induksi  yang  dapat  mengurangi  kekuatan  dan  kemampuan  motor  tersebut.  Definisi ketidakseimbang ditentukan berdasarkan metode NEMA (National Equipment Manufacturer’s Association). Simulasi perhitungan dengan Matlab Simulink dilakukan untuk analisis  dampak  ketidakseimbangan  tegangan  pada  motor  induksi  3  fasa  dengan  ketidak seimbangan 5%, dimana input tegangan yang diberikan pada Phase A= 420 Volt , Phase B = 400 Volt, dan Phase = 380 Volt. Pada saat tegangan tidak seimbang terjadinya perbedaan arus pada  stator,  gelombang  torsi  dan  kecepatan  motor,  dimana  ketika  motor  diberikan  tegangan tidak  seimbang  menyebabkan  arus  pada  stator  menjadi  tidak  seimbang,    pada  torsi  dan kecepatan motor mengalami osilasi yang  mengakibatkan getaran pada motor semakin besar. Tegangan  tidak  seimbang  menyebabkan  peningkatan  nilai  torsi  dan  kecepatan  motor.  Pada saat  motor  tanpa  beban  dengan  input tegangan  tidak  seimbang  torsi  motor  bernilai  574  Nm dan  kecepatan  motor  saat  stady  state  1501  Rpm,  dan  pada  beban  360  Nm  nilai  torsi  motor saat  stady  state  934  Nm,  dengan  kecepatan  motor  1497  Rpm,  Sehingga  dengan  semakin naiknya  nilai  beban  maka  nilai  torsi  akan  meningkat  dan  pada  kecepatan  motor  akan menurun.  NEMA  membuat  motor  dapat  beroperasi  secara  normal  spesifikasinya  jika unbalace voltage tidak lebih dari 1%. Ketika tegangan tidak seimbang 5% akan menyebabkan panas  berlebih  dan  kerugian  pada  motor  meningkat.  Untuk  mengatasi  ketidak  seimbangan tegangan  dengan  cara  dereating  atau  menurunkan  peringkat  motor.  Ketika  tegangan  tidak seimbang melebihi 1% maka motor harus melambat agar motor dapat berjalan dengan baik. Kata kunci: Motor 3 fasa, Ketidakseimbang Tegangan, Stator, Torsi dan Kecepatan, Matlab .

## A. Pendahuluan
Motor induksi adalah motor listrik yang  banyak digunakan di banyak sektor, terutama dalam  aplikasi  industri  dan  rumah,  karena  motor ini  mempunyai  konstruksi  yang  sederhana dan  kuat,  Motor  induksi  yang  banyak  digunakan  sekarang  ialah  motor  induksi  3-fasa  dan motor induksi 1-fasa. Motor induksi 3-fasa mempunyai 3 buah kumparan yang identik sama yang secara konstruksi berjarak 120 derajat listrik,
Pada  umumnya  motor  induksi  biasanya  mempunyai  beberapa  kekurangan  seperti efisiensi  rendah  dan  faktor  daya  yang  rendah  dibandingkan  dengan  motor  induksi  lainnya sama  seperti  motor  sinkron  yang  mempunyai  faktor  daya  mendekati  1,  dan  motor  induksi dengan arus star awal yang besar. Motor induksi memiliki sebuah sumber energy listrik yaitu dari sisi stator, sedangkan sistem kelistrikan disisi rotornya diinduksikan melalui celah udara dari stator dengan media electromagnet.
permasalahan  yang  sering  terjadi  belakangan  ini  adalah  terjadinya  ketidakseimbangan tegangan  pada  motor  induksi  3  fasa,  tegangan  tidak  seimbang  adalah  suatu  nilai  tegangan yang  tidak  sama  pada  sistem  tegangan  3  fasa  yang  terdapat  dalam  sistem  distribusi  daya listrik,  Untuk  mengetahui  pengaruh  ketidakseimbangan  tegangan  terhadap  motor  indusi  3
fasa  maka  perlu  dilakukan  penelitian  yang  dapat  menganalisis  pengaruh  ketidakseimbangan tegangan  pada  motor  induksi  3  fasa  terhadap  arus  stator,  torsi  dan  kecepatan  pada  motor induksi 3 fasa menggunakan simulasi matlab Simulink.

## B. Metode Penelitian
Penelitian  ini  merupakan  penelitian  simulasi  dengan  data-data  yang  diambil berdasarkan  dari  gambaran  sebuah  sistem  sederhana  pada masalah  yang  bersifat  pemodelan dan  simulasi  dari  analisis  ketidakseimbangan  tegangan  motor  induksi  3  fasa  pada  saat transien dan steady state.

## Alat dan Bahan Penelitian
Agar  penelitian  dapat  berjalan  dengan  baik  dan  lacar,  maka  dari  itu  dibutuhkan beberapa alat dan bahan yang digunakan untuk mendukung jalannyan penelitian ini yaitu:
1. Peralatan  yang  digunakan  yaitu  leptop  yang  sudah  diinstal  aplikasi  lunak  Matlab Simulink.
2. Bahan  yang  digunakan  untuk  penelitian  ini  berupa  jurnal-jurnal,  dan  buku  sebagai referensi, serta data-data sekunder.

## Data-Data yang Dibutuhkan
Pada penelitian ini memerlukan data yang dibutuhkan untuk kebutuhan peneitian, maka ada yang dibutuhkan yaitu parameter pada motor induksi 3 fasa:
1. Tegangan input.
2. Ketahanan stator dan rotor.
3. Induktansi stator dan rotor.
4. Kecepatan motor.
5. Tegangan motor.
6. Kutub.

## Metode Pengambilan Data
Data yang diambil berupa arus stator, kecepatan, dan torsi. Untuk data yang di peroleh mengkaji  pengaruh  ketidakseimbangan  motor  induksi  3  fasa  dengan  simulasi  Matlab Simulink.
Bagan alir penelitian
Defenisi  nema  menggunakan  besaran  tegangan  fasa-fasa  dan  mengansumsikan tegangan  rata-rata  selalu  sama  dengan  harga  nominal  tegangan  fasa-fasa  (400  Volt).  Dalam analisis besar LVUR pada percobaan ini sebesar 5%. Kemudian ditentukan
1. Tegangan rata-rata.
V av = 400 Volt
2. Menentukan besar V ab V ab = 0.05 × V av + V av = 0.05 × 400 + 400 = 420 Volt
3. Menentukan besar V bc dan V ca V bc + V ca = 3 × V av - V ab = 3 × 400 - 420 = 780 Volt Metode  NEMA  dari  salah  satu  V bc atau  V ca besarannya  sama  dengan  V av .  Dalam  hal  ini dipilih V ab sama dengan V av : V bc = 400 Volt V ca = 780 – 400 = 380 Volt Rangkaian Simulasi  Power Suplay
Gambar 1. Rangkaian Simulasi Power Suplay
Dengan  menggunakan  rangkaian  simulasi  pada  Matlab  Simulink  seperti  pada  gambar diatas  memerlukan  2  percobaan,  yaitu  pada  saat  tegangan  seimbang  dan  tegangan  tidak seimbang.  Dengan  menggunakan  tegangan  seimbang  pada  Va  =  400  Volt,  Vb  =  400  Volt, dan  pada  Vb  =  400  Volt,  pada  percobaan  ke  2  dengan  menggunakan  nilai  tegangan  tidak seimbang pada Va = 420 Volt, Vb = 400 Volt, dan Vc adalah 380 Volt, beban yang dipakai yaitu 0 Nm dan 360 Nm.

## C. Hasil dan Pembahasan

## Simulasi Motor Induksi Tegangan Seimbang Motor Induksi 3 Fasa
Hasil Simulasi Tegangan Seimbang Respon Transien Pada Stator A Dengan Beban 360 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Gambar 2: Hasil Simulasi Tegangan Seimbang Respon Transien Pada Stator A Dengan Beban 360 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Hasil Simulasi Tegangan Seimbang Respon Arus Stator B Dengan Beban 360 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa.
Gambar 3: Hasil Simulasi Tegangan Seimbang Respon Arus Stator B Dengan Beban 360 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Hasil Simulasi Tegangan Seimbang Respon Arus Stator C Dengan Beban 360 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Gambar 4: Hasil Simulasi Tegangan Seimbang Respon Arus Stator C Dengan Beban 360 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa

## Hasil  Simulasi  Tegangan  Seimbang  Respon  Torsi  Dengan  Beban  360  Nm  Pada  Motor Induksi 3 Fasa
Gambar 5: Hasil Simulasi Tegangan Seimbang Respon Torsi Dengan Beban 360 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Hasil  Simulasi  Tegangan  Seimbang  Respon  kecepatan  Dengan  Beban  360  Nm  Pada Motor Induksi 3 Fasa
Gambar 6: Hasil Simulasi Tegangan Seimbang Respon kecepatan Dengan Beban 360 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Simulasi Motor Induksi Tegangan Tidak Seimbang Motor Induksi 3 Fasa
Hasil Simulasi Tegangan Tidak  Seimbang Respon  Arus  Stator A  Dengan Beban 0 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Gambar 7: Hasil Simulasi Tegangan Tidak Seimbang Respon Arus Stator A Dengan Beban 0 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Hasil Simulasi Tegangan Tidak Seimbang Respon Arus Stator B Dengan Beban 0 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Gambar 8 : Hasil Simulasi Tegangan Tidak Seimbang Respon Arus Stator B Dengan Beban 0 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa

## Hasil Simulasi Tegangan Tidak  Seimbang Respon  Arus  Stator C  Dengan Beban 0 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Gambar 9: Hasil Simulasi Tegangan Tidak Seimbang Respon Arus Stator C Dengan Beban 0 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Hasil  Simulasi  Tegangan  Tidak  Seimbang  Respon  Torsi  Dengan  Beban  0  Nm  Pada  Motor Induksi 3 Fasa
Gambar 10: Hasil Simulasi Tegangan Tidak Seimbang Respon Torsi Dengan Beban 0 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa

## Hasil Simulasi Tegangan Tidak Seimbang Respon Kecepatan Dengan Beban 0 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Gambar 11: Hasil Simulasi Tegangan Tidak Seimbang Respon Kecepatan Dengan Beban 0

## Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa

## Data Hasil Simulasi pada Motor Induksi 3 Fasa Matlab Simulink
Tabel 1.Tabel Hasil Simulasi Tegangan Seimbang Beban 0 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Parameter  Peak to peak Rise time S Peak time S Settling time S Steady state Stator A 3820  0,00086  0,01 0,29 122 Stator B 2896  0,0032 0,12 0,30 122 Stator C 2707  0,0010 0,04 0,30 121 Torsi 5349  0,0025 0,01 0,51 170 Kecepatan 1607  0,085 0,22 0,47 1498
Tabel 2. Tabel Hasil Simulasi Tegangan Tidak Seimbang Beban 0 Nm Pada Motor Induksi 3 Fasa
Parameter   Peak  to peak Rise time S Peak time S Settling time
S Steady state Stator A 3916 0,00053  0,01 0,33 193 Stator B 2917 0,0019 0,12 0,36 140 Stator C 2652 0,00091  0,04 0,40 69 Torsi 5366 0,0037 0,04 0,58 574 Kecepatan 1605 0,088 0,22 0,47 1501

## D. Penutup
Dari  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  terhadap  simulasi  yang  telah  dianalisa mengenai  ketidakseimbangan  tegangan  pada  motor  induksi  3  fasa  dengan  menggunakan Matlab, dapat diambil kesimpulan seperti berikut:
1. Dari  hasil  yang  telah  diperoleh,  pada  saat  ketidakseimbang  tidak  berpengaruh  signifiakn pada  nilai  peak  time,  namun  sangat  berpengaruh  pada  nilai  rise time  dan  settling  time  pada stator  dan  torsi.  tegangan  sangat  berpengaruh  terhadap  transien  motor  induksi  3  fasa, terutama mengalami kenaikkan nilai pada saat motor melakukan starting.
2. Pengaruh  ketidakseimbangan  tegangan  terhadap  motor  induksi  3  fasa    pada  saat  steady state  berdampak  pada  ketidakseimbangan  pada  arus  stator,  dan  menyebabkan  nilai  torsinya juga  meningkat,  hal  ini  dapat  menyebabkan  motor  induksi  3  fasa  bekerja  tidak  secara optimal, dan dapat menyebabkan kerusakan pada motor.

## Daftar Pustaka
Masri, M. (2016) ‘Analisis Pengaruh Ketidakseimbangan Tegangan Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fasa dengan Matlab.
Sarjono, Gianto, R. and Hiendro, A. (2020) ‘Evaluasi Kinerja Motor Induksi 3 Fasa 100 Hp / 75  Kw  Pada  Panel  Star  –  Delta  Di  Pdam  Tirta  Raya  Adi  Sucipto’, Jurnal  Teknik Elektro Universitas Tanjungpura , 2(1), p. 8.
Sudjoko,  R.I.  and  Hartono  (2002)  ‘Desain  dan  Simulasi  Motor  Induksi  3  Fasa  dengan Menggunakan Matlab.
Jairo  D  Sibarani,  Glanny  M  Ch.  Mangindaan,  A.H.J.O.  (2020)  ‘Study  Pengaruh  Torsi Terhadap  Kinerja  Motor  Induksi  3  Fasa  Menggunakan  MatLab’, Universitas  Sam Ratulangi Manado , pp. 1–11.
Evalina, N., Azis, A.H. and Zulfikar (2018) ‘Pengaturan Kecepatan Putaran Motor Induksi 3 Fasa Menggunakan Programmable logic controller’, Journal of Electrical Technology , 3(2), pp. 73–80.