## PENGARUH ARUS EKSITASI TERHADAP ARUS STATOR
MOTOR SINKRON 3 FASA

## DENGAN VIRTUAL INSTRUMENT
Anto Carmanto 1 , Wawan Gunawan 2 , Ojak Abdul Rozak 3*
1,2,3 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Pamulang; Jl. Puspitek Raya No.19, Serpong, Tangerang Selatan, Banten 15310
Riwayat artikel: Received: 12 Juli 2023 Accepted: 30 Juli 2023
Published: 1 Agustus 2023

## Keywords:
Motor Sinkron; Monitoring; LabView; NI MyDAQ.
Correspondent Email: dosen01314@unpam.ac.id
© 2023 JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan). This article is an open-access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY NC)
Abstrak. Nilai  arus  dari  hasil  putaran  motor  sinkron  sangat  mempengaruhi keandalan  dan  kinerja  dalam  jangka  panjang  saat  digunakan  dengan  beban. Sehingga  perlu  dilakukan  maintenance  serta  monitoring  untuk  mengetahui kinerja  dari  motor  sinkron.  Penggunaan  peralatan  virtual  instrument  dan software LabView dapat digunakan sebagai metode dalam mengetahui nilai arus kerja motor sinkron. Peralatan yang digunakan dalam penelitian antara lain  motor  sinkron  sebagai  beban  dan  penggunaan  kontrol  menggunakan LabView untuk menjalankan perintah pada saat pengujian motor sinkron. NI MyDAQ digunakan untuk input pada kontrol sebelum penggunaan LabView, sehingga  dapat  disesuaikan  input  penggunaan  pada  motor  dan  kontrol. Penggunaan power dilakukan dengan menyesuaikan dari input tegangan pada motor  dengan  380-volt  dan  220-volt  untuk  input  tegangan  bagian  kontrol. Tujuan  penelitian  adalah  dapat  merancang  alat  dan  software  simulasi  dari motor  sinkron  yang  sedang  bekerja  dengan  variasi  menggunakan  regulator tegangan  sehingga  didapatkan  nilai  tegangan  minimum  sampai  dengan maksimum  untuk  mengetahui  kinerja  motor.  Hasil  yang  didapatkan  dalam penelitian  adalah  kinerja  motor  tanpa  beban  didapatkan  nilai  arus  tertinggi yaitu 0.4 A sedangkan nilai arus tertinggi pada saat diberikan beban dengan settingan regulator didapatkan nilai arus tertinggi 3.2 A.
Abstract. The three-phase current value of a synchronous motor has a great impact  on  its  long-term  reliability  and  performance  under  load.  Therefore, maintenance and monitoring must be performed to determine the performance of synchronous motors. A virtual instrument and its LabView software can be used as a method to determine the operating current value of a synchronous motor. The device used in the study contains a synchronous motor as a load, and  his  LabView-equipped  controller  is  used  to  execute  commands  during synchronous motor testing. NI MyDAQ is used as an input to the controller prior to using LabView, so it can be customized for use as an input to motors and controllers. Power is supplied by adjusting the motor input voltage to 380 volts and the controller input voltage to 220 volts. The purpose of the research is to develop tools and simulation software for synchronous motors that use voltage  regulators  to  react  to  variations  and  determine  minimum  and maximum  voltage  values  to  determine  motor  performance.  As  a  result  of examination, the motor output reached a maximum current value of 0.4A at idle and a maximum controller current value.
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062

## 1. PENDAHULUAN
Penggunaan  mesin  dalam  prinsip  kerja mengubah  energi  listrik  menjadi  energi mekanik disebut dengan mesin sinkron. Mesin sinkron mempunyai susunan kontruksi diantaranya  adalah  kumparan  jangkar  pada stator  dan  kumparan  medan  pada  rotor. Kumparan  jangkarnya  berbentuk  sama  dengan mesin induksi. Kumparan medan mesin sinkron dapat berbentuk kutub sepatu atau kutub dengan celah  udara  sama  rata  ( rotor  cilinder ).  Bagian motor  yang  begerak  atau  berputar  dapat berbentuk kawat email yang ada pada inti besi [1].
Terjadinya eksitasi adalah arus searah yang telah  dihubungkan  dengan  kumparan  medan magnet. Sistem pada eksitasi dapat
menggunakan  sikat  dan  tanpa  sikat  dalam implementasinya. Motor sinkron dapat dioperasikan pada daerah faktor daya yang luas yaitu dari faktor daya lagging (arus tertinggal) dan  faktor  daya  leading  (mengikuti)  dengan pengaturan  arus  eksitasi.  Arus  eksitasi  itu sendiri  adalah  penambahan  tenaga  pada  suatu sistem  yang  mengalihkannya  dari  keadaan dasarnya ke suatu keadaan dengan tenaga lebih tinggi.Ada  beberapa  mahasiswa  yang  telah meneliti  analisa  pengukuran  arus  eksitasi  tapi dengan  peralatan  yang  konvensional  dan penulis  sangat  tertarik  untuk  meneliti  kembali dengan menggabungkan peralatan yang sedang berkembang  dan  bisa  dilihat  hasil  pengukuran atau  analisa  secara  langsung  yang  berupa sebuah sinyal secara realtime [2].
Penelitian ini bertujuan agar alat yang telah dirancang  dan  dibuat  dapat  membantu  dalam kegiatan praktikum. Sehingga hasil pengukuran manual  dapat  dibandingkan  dengan  hasil  dari penggunaan virtual  instrument menggunakan LabView untuk memvalidasi data manual pada saat pengukuran motor sinkron 3 fasa.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Motor Sinkron
Motor  sinkron  3  fasa  secara  umum  motor sinkron 3 fasa adalah motor listrik arus bolak- balik (AC) yang putaran rotornya sinkron/serempak  dengan  kecepatan  medan putar  statornya.  Motor  ini  beroperasi  pada sumber  tegangan  3  fasa  yang  dihubungkan dengan  kumparan  jangkar  pada  stator.  Selain mendapat suplai tegangan 3 fasa, motor sinkron
juga  mendapat  arus  eksitasi/arus  medan  dari sumber arus searah (DC) pada kumparan utama rotor [3].
Motor sinkron pada pengoperasiannya tidak dapat melakukan starting awal. Oleh karena itu, motor sinkron 3 fasa membutuhkan penggerak mula  untuk  memutar  rotor  sampai  pada kecepatan putar medan stator. Perubahan beban pada  motor  sinkron  tidak  mempengaruhi kecepatan  putar  motor,  karena  ketika  motor bekerja,  rotor  akan  selalu  terikat  secara magnetis  dengan  medan  putar  dan  dipaksa untuk  berputar  dengan  kecepatan  sinkronnya sehingga  motor  sinkron  biasnya  digunakan pada  sistem  operasi  yang  membutuhkan kecepatan konstan dengan beban yang berubah- ubah.
Keuntungan  lain dari motor  sinkron adalah dapat  digunakan  untuk  memperbaiki  faktor daya  sistem,  karena  karakteristiknya  pada  saat eksitasi  lebih.  Stator  akan  menarik  arus  yang bersifat  kapasitif  dari  jala-jala  dan  sehingga motor  bekerja  pada  faktor  daya leading (teringgal).  Hal  ini  akan  dapat  memperbaiki faktor daya pada sistem.
Konstruksi Motor Sinkron 3 Fasa Konstruksi  motor  sinkron  pada  prinsipnya adalah  sama  dengan  generator  sinkron. Perbedaan secara fisik yaitu kumparan peredam yang di tanamkan pada muka kutub rotor yang berfungsi untuk start awal pada motor sinkron [4].
Gambar 1. Kontruksi Motor Sinkron
Motor  sinkron  adalah  motor  AC  yang memiliki kecepatan konstan, namun kecepatan dapat  diatur  karena  kecepatannya  berbanding lurus  dengan  frekuensi.  Motor  sinkron  secara khusus sangat baik digunakan untuk kecepatan rendah.
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062 Anto et al

## 2.2. Virtual Instrument
Adalah  perangkat  lunak  dan  perangkat keras,  yang  bisa  membaca  sinyal-sinyal  dan bisa membaca hasil pengukuran dengan sistem digital  ataupun  analog  dengan  tepat  untuk menampilkan  grafik  harus  terkoneksi  dengan komputer/laptop.  Sistem  perangkat  ini  yang terdiri  dari  komponen hardware ,  seperti  unit digital  multi  meter  dan  osiloskop  yang  benar- benar khusus untuk stimulus analisis atau fungsi pengukuran.  Karena  fungsi  sistem  ini  lebih terbatas  dalam  fleksibilitas  daripada  sistem instrumentasi  virtual.  Perbedaan  utama  antara instrumentasi hardware dan  instrumentasi virtual adalah perangkat lunak yang digunakan untuk  menggantikan  sejumlah  besar  perangkat keras.  Peralatan  ini  telah  tumbuh  secara signifikan  sejak  didirikan  pada  akhir  1970-an. Selain  itu  paket  perangkat  lunak  seperti LabView  dari National  Instruments dapat membantu dan mengembangkan bahasa pemrograman  grafis  dengan  lebih  mudah  bagi non- programmer untuk mengembangkan sistem. Konsep instrument lahir di akhir tahun 1970  ketika  itu  teknologi  mikrokontroler  atau mikro prosesor dapat mengontrol fungsi mesin agar lebih mudah diubah dengan mengubah ke perangkat lunak, fleksibilitas ini memungkinkan  karena  kemampuan  virtual instrument  sangat  sedikit  digunakan  pada perangkat  keras.  Biasanya virtual  instrument yang digunakan hanya aplikasi spesifikasi pada sinyal  modul  pendingin  dan  konverter  dari analog  ke  digital  yang  digunakan  sebagai interface [5].
Gambar 2. Tampilan LabView

## 2.3. NI MyDAQ
Sebuah device akuisisi  data  yang  bisa membuat  mahasiswa  mampu  untuk  mengukur dan  menganalisa  sinyal  langsung  dimanapun dan kapan pun. Peralatan ini sangat simpel dan kecil  mudah  dibawa  kemana-mana  sehingga dengan mudah membawanya untuk belajar atau
mengaplikasikan  di  luar  ruangan  secara lingkungan  laboratorium  dengan  standar  dan metode industri [6].
Gambar 3. Spesifikasi NI MyDAQ

## 2.4. LabView
Software pemograman yang diproduksi oleh Nasional Instrument dengan  konsep  yang berbeda.  seperti  bahasa  pemograman  lainnya yaitu  C++,  matlab  dan visual  basic .  LabView juga mempunyai fungsi dan peranan yang sama, perbedaannya  bahwa  LabView  menggunakan bahasa  pemograman  berbasis  grafis  atau  blok diagram sementara bahasa pemograman lainnya menggunakan  bahasa text .  Program  LabView dikenal  dengan  sebutan  VI  atau virtual instrument karena  penampilan  dan  operasinya dapat meniru sebuah instrumen. Pada LabView, user pertama-tama membuat user interface atau front  panel  dengan  menggunakan  control  dan indikator,  yang  dimaksud  dengan  kontrol adalah knobs , push buttons , dials dan peralatan input lainnya sedangkan yang dimaksud dengan indikator  adalah  grafik,  LED  dan  peralatan display lainnya.  Setelah  menyusun user interface ,  lalu  user  menyusun  blok  diagram yang  berisi  kode-kode  VIs  untuk  mengontrol front panel [7].
Gambar 4. LabView Software

## 3. METODE PENELITIAN

## 3.1. Perancangan Alat
Dalam  memilih  dan  merancang  alat  yang baik dan layak akan memudahkan dalam proses
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062
pembuatan alat. Adapun tujuan dari perancangan alat ini adalah supaya mendapatkan  alat  yang  bisa  berfungsi  sesuai yang  di  inginkan,  maka  dari  itu  dalam perancangan  alat  sangat  menentukan  alat tersebut bekerja dengan baik atau tidak.
Berikut ini diagram alur kegiatan penelitian yang  dilakukan  pertama  mendesain interface pada PC, melakukan pengujian motor sinkron 3 fasa untuk mengetahui efisiensi daya listrik dan beban  yang  akan  digunakan  adalah magnetic brake , yang mana berfungsi pembebanan pada motor  sinkron  3  fasa  pada  saat  analisa pengujian.
Gambar 5. Blok Diagram Penelitian

## 3.2. Proses Penelitian
Proses  penelitian  yang  dilakukan  dalam penelitian ini adalah: (1) melakukan pengecekan  terhadap  terminal-terminal  atau koneksi antar peralatan menggunakan alat multi tester,  fungsi  dari  pengecekan  ini  untuk memastikan  bahwa  semua  koneksi  antar perangkat  sudah  terhubung  dengan  baik;  (2) membuat instalasi sesuai wiring diagram sesuai perencanaan  desain  awal  dalam  penelitian, sehingga terhindar dari kesalahan instalasi dan material  yang  digunakan.  Saat  kondisi  sudah terkoneksi  semua  antara  peralatan  dengan software maka dilakukan pengecekan berulang agar  tidak  terjadi  kesalahan  saat  dilakukan  tes uji coba rangkaian.
Sebelum  memulai  pengujian  perlatan  perlu diatur posisi MCB dalam posisi Off , fungsi dari posisi Off disini  untuk  menghindari  adanya kejadian  yang  tidak  di  inginkan,  seperti konsleting  atau  terbakarnya  peralatan.  Jika semua  koneksi  sudah  terhubung  dengan  baik, kemudian  menghubungkan  rangkaian  dengan sumber arus 3 fasa dan MCB di posisi On , maka rangkaian akan bekerja dan dioperasikan secara manual sesuai tahapan pengukuran.
Gambar 6. Rangkaian Trafo Tegangan

## 3.3. Desain Interface pada PC
Untuk  dapat  mengetahui  hasil  pengukuran arus exitasi arus baik kondisi tanpa beban dan kondisi  dengan  beban  motor  selanjutnya membaca  hasil  di  layar  LabView.  Dalam pengujian  suatu  rangkaian  menggunakan software LabView dengan alat instrumen yaitu NI  MyDAQ  dengan  menggunakan  desain antarmuka.
Untuk  mempermudah  dalam  penyusunan penulis  menggunakan front  panel sebagai penempatan control yang  akan  digunakan. Untuk  penempatan  program  maka  digunakan blok diagram yang mana di dalamnya terdapat icon-icon yang akan digunakan untuk pemograman.  Penyusunan  pengukuran  pada blok diagram dan front panel .

## Gambar 7. Tampilan LabView pada PC

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Motor  sinkron  3  fasa  adalah  mesin  listrik arus bolak-balik (AC) yang  banyak digunakan untuk melayani beban mekanik yang membutuhkan  putaran  konstan  dan  perbaikan faktor  daya  sistem.  Dalam  berbagai  kondisi operasi dan perilaku motor sinkron dipengaruhi oleh  pengaturan  atau  perubahan  eksitasi  dari medan  rotornya.  Pengaruh  perubahan  arus
Trainer motor sinkron 3 fasa NI My DAQ dan LabView
Power Supply PC
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062 Anto et al
eksitasi terhadap arus jangkar untuk daya yang konstan.
Pengukuran  parameter  motor  sinkron  tiga fasa  Jika  tiga  buah  kawat  yang  sama  dengan jumlah  gulungan  yang  sama  ditempatkan dengan  jarak  120°  satu  sama  lain  pada  motor listrik  yang  sama,  maka  sebuah  pembangkit tegangan tiga fase akan dihasilkan.
Gambar 8. Rangkaian Sinkron Motor 3 Fasa
Sebuah pembangkit tegangan tiga fase yang seimbang  terdiri  atas  tiga  tegangan  dan sinusoidal  yang  memiliki  nilai  besaran  dan frekuensi yang sama tetapi saling berbeda fase 120°.  Pengukuran  arus  stator  pada  motor sinkron 0.349 kW dengan beban tanpa eksitasi dan  pengukuran  arus  eksitasi  motor  sinkron tanpa torsi, dengan variabel eksitasi.
Tabel 1. Pengukuran arus eksitasi tanpa beban
𝐼 𝐹 (𝑚𝐴) 0 5.54 5.24 5.3 5.9
𝐸 𝐴 (𝑉) 0 30 49 57
63 𝑁 (𝑁 𝑚 ) 0 0 0 0
0 𝑁 (𝑚𝑖𝑛 −1 ) 1.489 1,496 1,498 1,497 1,496 𝐼 (𝐴) 0.40 0.20 0.10 0.15 0.15 𝑉 389 389 388 389
389
cos 𝜑 0.4 ind 0.8 ind 1 0.85 cap 0.7 cap 𝑃 1𝑝ℎ (𝑊)
30 20
20 20 20
𝐻𝑧 50 50 50 50 50
Bertambahnya  tegangan  eksitasi  dan  arus eksitasi  pada  motor  sinkron  tanpa  torsi, kecepatan  putaran,  tegangan,  dan  frekuensi motor  sinkron  stabil.  Semakin  besar  tegangan
dan  arus  eksitasi  bertambah,  maka  arus  dan energi  yang  dibutuhkan  untuk  menjalankan motor  sinkron  semakin  kecil.  Faktor  daya terukur induktif pada arus dan tegangan eksitasi (0 – 30 VDC), faktor daya terukur sefase pada arus dan tegangan eksitasi (49 VDC), dan faktor daya  terukur  capasitif  pada  notasi  arus  dan tegangan eksitasi (57 – 63 VDC).
Pengukuran  motor  sinkron  dengan  variabel eksitasi dengan beban pada Tabel 2 adalah hasil pengukuran  arus  eksitasi  ditetapkan  dengan beban variabe I_F (A): 5.66 mA dan V: 62 volt. Tabel 2. Pengukuran dengan Beban Variasi 𝐼 𝐹 (𝑚𝐴) 5.66
𝐸 𝐴 (𝑉) 62
𝑁 (𝑁 𝑚 ) 0 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 𝑁 (𝑚𝑖𝑛 −1 ) 1,5 01 1,5 00 1,5 00 1,5 00 1,5 00 1,5 00 1,5 00 1,5 00 𝐼 (𝐴) 1.3 1.8 2.3 2.5 2.8 2.8 3.2 3.2
𝑉 39
0 39 0 39 0 39 0 39 0 39 0 39 0 39 0 cos 𝜑 0.8 ind 0.9 ind 0.9 3 ind 0.9 7 ind 0.9 8 ind 0.9 9 ind 1 1.0 1 ca p
𝑃 1𝑝ℎ (𝑊) 26 43.
5 55. 5 55. 0 65. 0 67. 0 89. 0 86. 0 𝐻𝑧 50. 1 50. 1 50. 1 50. 1 50. 1 50. 1 50. 1 50. 1
Dari hasil data tabel 2 untuk rpm motor tidak banyak mengalami perubahan putaran, berbeda dengan  pengukuran  yang  sebelumnya,  disini motor cenderung stabil walaupun motor di beri beban yang variabel.

## 5. KESIMPULAN
Perancangan  peralatan  berdasarkan  desain awal dengan menggunakan  regulator tegangan sebagai pengatur tegangan pada kinerja motor. Hasil  yang  didapatkan  dari  penelitian  yaitu dengan  dua  kondisi  tanpa  beban  dan menggunakan beban. Didapatkan data penelitian arus terendah dan tertinggi pada saat pengujian motor sinkron dalam penelitian. Data nilai  arus  tertinggi  pada  saat  tidak  ada  beban terpasang sebesar 0.4 A sedangkan beban pada motor dengan data arus tertinggi yaitu sebesar 3.2  A.  Pengaruh  beban  terhadap  motor  adalah kenaikan  nilai  arus  dan  penurunan  performa dari motor sinkron.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada pihak-pihak  terkait  yang  telah  memberi dukungan terhadap penelitian ini.
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062 Anto et al

## DAFTAR PUSTAKA
[1] S. GUNAWAN and E. PRAMUWIGNYO,
“Analisa  Sistem  Sinkronisasi  (  Supply  Pln Dan  Generator  Sinkron  Tiga  Fase)  Dalam Bentuk Alat Trainer Laboratorium,” J. Kaji. Tek.  Elektro ,  vol.  6,  no.  1,  pp.  1–11,  2021, doi: 10.52447/jkte.v6i1.5193.
[2] Z.  Tharo,  A.  D.  Tarigan,  and  R.  Pulungan, “Pengaruh Pemakaian Beban Tidak Seimbang Terhadap Umur Peralatan
Listrik,” RELE  (Rekayasa  Elektr.  dan
Energi) J. Tek. Elektro , vol. 1, no. 1, pp. 10– 15, 2018, doi: 10.30596/rele.v1i1.2256.
[3] D.  R.  Pattiapon,  J.  J.  Rikumahu,  and  M. Jamlaay, “Penggunaan Motor Sinkron Tiga Phasa  Tipe  Salient  Pole  Sebagai  Generator Sinkron,” J.  Simetrik ,  vol.  9, no.  2,  p.  197, 2019, doi: 10.31959/js.v9i2.386.
[4] E. Fauziyah and I. Irwanto, “Analisis Sistem Proteksi  Generator  Menggunakan  Over
Current  Relay  Di  Pt.  Indonesia  Power,” J.
Ilm.  Teknol.  Inf. ,  vol.  1,  2022,  [Online]. Available: http://dcomputare.org/index.php/jurnal/artic le/view/46
[5] H. Suryantoro, “Prototype Sistem Monitoring Level Air Berbasis Labview dan Arduino Sebagai Sarana Pendukung Praktikum  Instrumentasi  Sistem  Kendali,”
Indones. J. Lab. , vol. 1, no. 3, p. 20, 2019, doi: 10.22146/ijl.v1i3.48718.
[6] A.  Triyanto,  “KARAKTERISTIK  SCR
MENGGUNAKAN PROGRAM LabVIEW,” Epic J. Electr. Power, Instrum. Control ,  vol.  2,  no.  1,  pp.  1–7,  2018,  doi: 10.32493/epic.v2i1.1373.
[7] N.  R.  Wibowo,  “Rancang  Bangun  Sistem Kendali  Kecepatan  Motor  Dc  Sebagai Media  Pembelajaran  Praktikum  Sistem Kendali  Menggunakan  Labview,” JST (Jurnal Sains Ter. , vol. 6, no. 2, 2020, doi:
10.32487/jst.v6i2.775.