## PENGARUH JATUH TEGANGAN TERHADAP KERJA MOTOR INDUKSI TIGA FASA MENGGUNAKAN SIMULINK MATLAB

## Partaonan Harahap 1)
1) Fakultas Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara (UMSU) Jl. Mukhtar  Basri No. 3 Medan-Sumatera Utara e_mail : harahapp37@gmail.com

## ABSTRAK
Pengaruh  jatuh  tegangan  jala-jala  dengan  beban  bervariasi  terhadap  daya  input,  arus input,  kecepatan  putar  rotor,  slip,  daya  output,  rugi-rugi  dan  efisiensi  motor  induksi  tiga  fasa. Diperoleh  dari  simulasi    jatuh  tegangan  sebesar  0%,  2%,  4%,  6%,  8%  pada  beban  4  N-m  yang mengalami  kenaikan  adalah  arus  input  dari  6,23-6,77  ampere,  juga  slip  dari  3,27—3,33  %,  dan yang mengalami penurunan adalah kecepatan putar rotor dari 1450,92-1450,01 rpm, daya output dari 4912,55-4263,93 watt dan effisiensi dari 88,99-87,53 %. Pada beban 5 N-m yang mengalami kenaikan  adalah  arus  input  dari  6,35-6,94  ampere,  slip  dari  3,36-3,43  %,  dan  yang  mengalami penurunan  adalah  kecepatan  putar  rotor  dari  1449,67-1448,52  rpm,  daya  output  dari  4933,07- 4329,55  watt  dan  effisiensi  dari  89,04-87,71  %.  Pada  beban  6  N-m  yang  mengalami  kenaikan adalah  arus  input  dari  6,48-7,03  amper,  slip  dari  3,44-3,53  %,  dan  yang  mengalami  penurunan adalah  kecepatan putar  rotor  dari  1448,46-1447,03  rpm, daya output  dari  4964,58-4365,17  watt dan effisiensi dari 89,11-87,81 %..
Kata Kunci: Jatuh tegangan jala-jala, Motor induksi tiga fasa rotor sangkar

## 1. P ENDAHULUAN

## Latar Belakang
Penggunaan motor  AC  yang paling luas penggunaannya adalah motor induksi tiga  fasa,  hampir  90%  aplikasi  motor pada  industri  menggunakan  jenis  motor induksi  tiga  fasa.  Alasan  utama,  karena motor  jenis  ini  memiliki  struktur  yang kokoh,  keandalan  tinggi,  harga  relatif murah,  dan  perawatan  mudah.  Motor induksi  merupakan  peralatan  listrik  yang sangat dibutuhkan terutama oleh kalangan industri atau komersial, sehingga  harus  selalu  dirawat  dan diperbaiki  apabila  terjadi  kerusakan,
dengan  demikian  diharapkan  semua peralatan listrik dapat dioperasikan secara optimal.  Jika  terjadi  penurunan  tegangan menyebabkan  meningkatnya  rugi  motor induksi  dan  menyebabkan  menurunnya efisiensi  motor  induksi  dan  sebaliknya jika  terjadi  kenaikan  tegangan  maka terjadi peningkatan efisiensi motor induksi ( Antonov,  Yeni Oktariani. 2004). Jatuh tegangan dengan pasokan tegangan yang lebih rendah dari pada nilai nominal motor  induksi  maka  arus  yang  mengalir akan  lebih  besar  dari  nilai  nominalnya untuk  menanggung  beban  penuh,  apabila penurunan tegangan yang terjadi melebihi
batas  toleransi  yang  diizinkan,  maka secara teknis akan mengakibatkan terganggunya  kinerja  peralatan  listrik konsumen  seperti  bebagai  jenis  lampu, alat-alat pemanas dan motor-motor listrik ( Prasetyo, Eko. 2009).

## 1.1 Rumusan Masalah
Dari  latar  belakang  diatas,  maka  dapat dirumuskan permasalahan ini yaitu :
1. Bagaimana  hubungan  antara  arus, tegangan dan beban motor induksi
2. Bagaimana  pengaruh  jatuh  tegangan dan  beban  terhadap  putaran  motor induksi
3. Seberapa besar effisiensi motor induksi dengan adanya jatuh tegangan
1.2 Tujuan Penulisan
Adapun  tujuan  dari  penulisan  ini adalah :
1. Mengetahui hubungan antara arus, tegangan dan beban motor induksi
2. Menganalisa pengaruh jatuh tegangan  dan  beban  terhadap putaran motor induksi
3. Mengetahui besar effisiensi motor akibat terjadinya jatuh tegangan
1.3 Batasan Masalah
Untuk
menyederhanakan permasalahan  yang  akan  dibahas,  maka penulis memfokuskan pembahasan dengan membuat batasan-batasan sebagai berikut :
1. Motor  yang  digunakan  adalah motor  induksi  tiga  fasa  rotor sangkar
2. Tidak membahas masalah proteksi  motor  induksi  tiga  fasa akibat jatuh tegangan jala-jala
3. Tidak membahas masalah terjadinya jatuh tegangan jala-jala
4. Menggunakan  software  matlab ( Simulink ) (Sendro, Parisro. 2011)

## 2. L ANDASAN T EORI
Secara umum, motor listrik berfungsi  untuk  mengubah  energi  listrik menjadi  energi  mekanik  yang  berupa tenaga putar. Di dalam motor DC, energi listrik  diambil  langsung  dari  kumparan armature  melalui  sikat  dan  komutator, oleh  karena  itu  motor  DC  disebut  motor konduksi.  Lain  halnya  pada  motor  AC, kumparan  rotor  tidak  menerima  energi listrik  langsung,  tetapi  secara  induksi seperti  terjadi  pada  energi  kumparan sekunder  transformator.  Oleh  karena  itu motor AC dikenal dengan motor induksi. Sebenarnya motor induksi dapat diidentikkan  dengan  transformator  yang kumparan  primer  sebagai  kumparan stator atau armature, sedangkan kumparan  sekunder  sebagai  kumparan rotor ( M. Arfan Saputra, Syamsul Amien. 2014).
Menurut  Sujoto  (1984),  motor induksi  sering  disebut  motor  tidak serempak.  Disebut  demikian  karena jumlah  putaran  rotor  tidak  sama  dengan jumlah putaran medan magnit stator.
Motor induksi dapat diklasifikasikan  menjadi  dua  kelompok utama yaitu :
1. Motor  induksi  satu  fasa.  Motor  ini hanya  memiliki  satu  gulungan  stator beroperasi dengan pasokan daya satu fasa,  memiliki  sebuah  rotor  sangkar tupai  dan  memerlukan  sebuah  alat untuk menghidupkan motornya.
Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor  yang  paling  umum  digunakan dalam peralatan  rumah tangga,
seperti  kipas  angin,  mesin  cuci  dan pengering pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
2. Motor  induksi  tiga  fasa.  Medan
magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan  tiga  fasa  yang  seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya  yang tinggi, jenis rotor sangkar tupai atau rotor lilitan dan penyalaan sendiri.  Diperkirakan  bahwa  sekitar 70%  motor  di industri menggunakan jenis  ini  sebagai  contoh,  pompa, kompresor, belt  conveyor ,  jaringan
listrik  dan  grinder.  Tersedia  dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.
Keunggulan  motor  induksi  tiga fasa antara lain memiliki konstruksi yang sangat  sederhana  dan  kuat  khususnya motor  induksi  rotor  sangkar,  harganya yang  murah,  mempunyai  effisiensi  yang tinggi,  dan  tidak  menggunakan  sikat sehingga  faktor  gesekan  dapat  dihindari serta perawatannya yang lebih mudah.
Selain  itu  motor  induksi  juga memiliki beberapa kelemahan bila dibandingkan dengan mesin lainnya yaitu pengaturan  kecepatannya  tidak  dapat dilaksanakan tanpa mengurangi effisiensinya,  putaran  motor  akan  turun seiring dengan meningkatnya beban yang dipikul,  dan  memiliki  arus  start  yang besar.
Ada  dua  tipe  rotor  pada  motor induksi tiga fasa yaitu :
1. Motor  sangkar  tupai  ( squirrel- cage motor ).
2. Motor  rotor  lilitan  ( wound-rotor motor ).
Pada proyek ini penulis menggunakan motor induksi tiga fasa dan tipe rotor sangkar tupai seperti ditunjukkan  pada  gambar  2.1.  karena motor  ini  paling  banyak  digunakan  pada industri, sederhana, kuat dan murah.
Gambar 2.1 Motor Induski Rotor
Sangkar Tupai
Karakteristik  motor  sangkar  tupai  adalah sebagai berikut :
1. Rotor  terdiri  dari  penghantar tembaga  yang  dipasangkan  pada inti  yang  solid  dengan  ujung- ujung yang dihubung singkat.
2. Kecepatan konstan.
3. Arus  start  yang  besar  diperlukan oleh motor menyebapkan
tegangan berfluktasi.
4. Arah putaran dapat dibalik dengan menukarkan  dua  dari  tiga  fasa daya utama pada motor.
5. Faktor  daya  cenderung  buruk untuk beban yang dikurangi.
6. Apabila  tegangan  diberikan  pada lilitan  stator  dihasilkan  medan magnet
putar yang menginduksikan  tegangan  pada rotor.  Tegangan  tersebut  pada gilirannya  menimbulkan  medan magnet.  Medan  rotor  dan  medan stator cendrung saling tarik
menarik  satu  sama  lain.  Situasi tersebutmembangkitkan torka
yang  memutar  rotor  dengan  arah yang sama dengan putaran medan magnet  yang  dihasilkan  oleh stator.

## 1.1 Konstruksi
Secara  umum  motor  induksi terdiri  dari  rotor  dan  stator.  Rotor merupakan bagian yang bergerak, sedangkan  stator  yang  diam.  Diantara stator dengan rotor ada celah udara (gap) yang  jaraknya  sangat  kecil.  Konstruksi motor induksi dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 . Konstruksi Motor Induksi Komponen  stator  adalah  bagian terluar  dari  motor  yang  merupakan bagian  yang  diam  dan  mengalirkan  arus phasa. Stator terdiri dari susunan laminasi inti  yang  memiliki  alur  (slot)  yang menjadi  tempat  dudukan  kumparan  yang dililitkan  dan  berbentuk  silindris.  Motor induksi  memiliki  dua  komponen  yang utama,kedua komponen tersebut adalah :
1. Stator (bagian yang diam)
2. Rotor (bagian yang bergerak)
Stator dihubungkan ke catu tegangan  AC.  Rotor  tidak  dihubugkan secara listrik ke pencatu tetapi mempunyai  arus  yang  diinduksikan kedalamanya oleh kerja transformator.Oleh  sebab  itu,  stator kadang-kadang  dianggap  sebagai  primer dan rotor sebagai sekunder motor.

## 1.1.1 Stator
Inti  stator  terbuat  dari  lapis-lapis pelat  baja  beralur  yang  didukung  dalam rangka stator yang terbuat dari besi tuang atau  pelat  baja  yang  di  pabrikasi.Lilitan- lilitan  sama  halnya  dengan  lilitan  stator dari  generator  sinkron,  diletakkan  dalam alur  stator  yang  terpisah  120  derajat.
Lilitan  fasa  ini  bisa  tersambung  delta ataupun bintang. Gambar 2.3
menunjukkan konstruksi dari stator.
Gambar 2.3. Komponen Stator Motor Induksi Tiga Fasa
1.1.2 Rotor
Rotor  dari  motor  sangkar  tupai adalah  konstruksi  dari  inti  berlapis dengan konduktor dipasang paralel dengan poros dan mengelilingi permungkaan  inti.  Konduktornya  tidak terisolasi dari inti karena arus rotor secara
alamiah  akan  mengalir  melalui  tahanan yang  paling  kecil  yaitu  konduktor  rotor. Pada setiap unjung rotor, konduktor rotor semuanya  dihubung  singkat  dengan cincin  ujung.konduktor  rotor  dan  cincin ujung  serupa  dengan  sangkar  tupai  yang berputar  sehingga  dinamakan  demikian gambar  2.4  menunjukkan  kontruksinya rotor motor induksi sangkar tupai.
Gambar 2.4. Konstruksi Rotor Motor Induksi Rotor Sangkar Batang  rotor  dan  cincin  ujung motor  sangkar  tupai  yang  lebih  kecil adalah  coran  tembaga  atau  aluminium dalam  satu  lempengan  pada  inti  rotor. Dalam  motor  yang  lebih  besar,  batang rotor tidak dicor melainkan dibenamakan ke  dalam  alur  rotor  dan  kemudian  dilas dengan kuat ke cincin ujung. Batang rotor motor sangkar tupai tidak selalu ditempatkan paralel terhadap poros motor tetapi  kerap  kali  di  miringkan.  Hal  ini menghasilkan  torka  yang  lebih  seragam dan  juga  mengurangi  derau  dengung magnet sewaktu motor sedang berkerja.

## 3. METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode  simulasi,  dimana  simulasi  ini menggunakan  program  Simulink  yang ada  di  matlab  (Sendro,  Parisro.  2011). Adapun  data-data  penunjang  simulasi yaitu  parameter  motor  induksi  tiga  fasa diperoleh dengan cara pengamatan langsung  (melalui  suatu  percobaan)  di
Laboratorium
Mesin-Mesin Listrik
Program Studi Teknik Elektro UMSU.
3.2 Blog Diagram dan Single Line
Diagram Blok diagram
merupakan pemahaman  secara  keseluruhan  atau secara  garisbesar,  untuk  melihat  susunan dari  blok  diagram  dari  rangkaian  dapat dilihat pada gambar 3.1
Gambar  3.1 Blok  Diagram  Analisa
Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kerja Motor Induksi Tiga Fasa
Sumber AC merupakan penyuplai tegangan ke motor
yang merupakanbagian  utama  dan  mempunyai nilai  parameter-parameter  dan  spesifikasi darimotor itu sendiri. Motor tersebut akan mempunyai  keluaran,  pada  tugas  akhir
inipenulis  hanya  membahas  keluaran kecepatan dan arus input dari motor. Singel  Line Diagram  merupakan diagram  satu  garis  dari  keseluruhan rangkaian yang dapat dilihat pada gambar 3.2
Gambar  3.2 Singel  Line Diagram
Analisa Pengaruh Jatuh Tegangan
Terhadap Kerja Motor Induksi Tiga Fasa
3.3 Data Motor Induksi dan Sumber Tiga Fasa
A. Data Motor Induksi
Data dari motor induksi dapat kita lihat  dari  nameplate  yang  tertera  di  body motor  tersebut.  Spesifikasi  dari  motor induksi squirrel-cage terdapat  dibawah ini :
Motor induksi tiga fasa, dengan spesifikasi :
Daya : 7,5 HP (5,5 Kw) Fasa : 3 Hubungan : Y/Δ 660/380 Frekuensi : 50 Hz Faktor kerja   : 0,84 Arus : 11,6/6,4 A Rotor : squirrel-cage
Nr ` : 1450 rpm
P : 4 Gambar 3.3 Nameplate motor induksi 3 fasa

## 3.4 Bagan Alir Simulasi
Langkah-langkah  simulasi  dapat kita lihat dari bagan alir dibawah ini:
Gambar 3.4 Rangkaian alur penelitian
3.5 Rangkaian Simulasi Pada
Simulink Matlab Rangkaian simulasi
pada
Simulink  untuk  menganalisa  pengaruh
jatuh  tegangan  terhadap  kerja  motor induksi ialah sebagai berikut :
Gambar 3.5 Rangkaian Simulasi Pada Simulink

## 4. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Pengukuran  menggunakan  teknik modulasi M-PSK dengan nilai M Aray 4, 8, dan 16. Pengukuran dilakukan dengan mengubah  jarak  antara  node  pengirim dan  penerima  untuk  mendapatkan  nilai Bit  Error  Rate  (BER).  Jarak  antar  node pengirim  dan  penerima  diubah  mulai dari  1 meter  sampai  6 meter. Jumlah  bit yang  dikirim  adalah  30000  bit.  Nilai Tx_BB1=  1,  Tx_Rf  =  30,  Rx_BB  =  10, dan Rx_Rf = 1. Jika nilai Tx_BB = 1 dan Tx_Rf = 30 maka daya yang dipancarkan  adalah  -25,1558  dBm, didapat  dari  datasheet  WARP.  Hasil pengukuran  BER  dengan  mengubah jarak  antar  node  pengirim  dan  penerima di  lingkungan  indoor  ditunjukkan  Tabel 2 dan Gambar 14.
Berdasarkan  Tabel  2,  pada  jarak antar  node  pengirim  dan  penerima  1 meter  hasil  BER  untuk  teknik  modulasi 4-PSK,  8-PSK,  dan  16-PSK  adalah  0. Hal  ini  terjadi  karena  jarak  antar  node dekat  dan  tidak  ada  hambatan  dalam propagasi sinyal sehingga noise yang ada kecil dan tidak mempengaruhi pengiriman  informasi.  Kemudian,  jarak diubah  menjadi  2  meter.  Pada  jarak  2 meter,  nilai  BER  dari  ketiga  M-aray pada modulasi PSK tetap bernilai 0. Hal ini  dikarenakan  seperti  pada  jarak  1 meter. Jarak kemudian diubah menjadi 3 meter.  Pada  jarak  3  meter  nilai  BER pada  teknik  modulasi  16-PSK  sudah berubah menjadi 2.2×10 -3 . Hal ini karena 16-PSK  memiliki  euclidean  distance pada  diagram  constelasi  yang  kecil dibandingkan 8-PSK dan 4-PSK, sehingga mudah dipengaruhi noise. Pada teknik  modulasi  16-PSK  dengan  jarak  3 meter,  informasi  yang  dikirim  sudah dipengaruhi noise yang ditimbulkan oleh lingkungan.  Jarak  kemudian  diubah menjadi 4 meter.
Tabel  2. BER  terhadap  Jarak  pada Lingkungan Indoor Teknik Modulasi M-

## PSK
Jarak (m) Bit Error Rate (BER) 4-PSK 8-PSK 16-PSK
1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 2.2 10 -3 4 0 0 1.77 10 -2 5 0 9.5 10 -3 8.39 10 -2 6 4.61 10 -3 4.41 10 -2 1.10 10 -1
Pada jarak 4 meter, nilai BER 16- PSK  semakin  tinggi  dibandingkan  pada jarak  3  meter  yaitu  1.77×10 -2 .  Hal  ini dikarenakan  jarak  node  yang  semakin jauh  akan  meningkatkan  noise  yang  ada sehingga  nilai  BER  pun  akan  semakin besar.  Pada  teknik  modulasi  4-PSK  dan 8-PSK  noise  yang  ada  masih  tidak mempengaruhi  pengiriman  informasi. Pada  jarak  5  meter,  nilai  BER  8-PSK adalah    9.5×10 -3 dan  nilai  BER  16-PSK adalah  8.39×10 -2 .  Nilai  BER  untuk  4- PSK  masih  tetap  bernilai  0.  Hal  ini karena 8-PSK memiliki euclidean distance yang kecil dibandingkan 4-PSK tetapi  lebih  besar  daripada  16-PSK, sehingga  8-PSK  mudah  di  pengaruhi noise  dibanding  4-PSK  tetapi  jika dibandingkan  dengan  16-PSK,  8-PSK lebih  tahan  terhadap  noise.  Pada  jarak  6 meter,  nilai  BER  pada  4-PSK  adalah 4.61×10 -3 ,  8-PSK  adalah  4.41×10 -2 ,  dan 16-PSK  adalah  1.10×10 -1 .  Hal  ini dikarenakan  euclidean  distance  pada
constelasi yang mempengaruhi ketahanan  setiap  level  teknik  modulasi terhadap  noise  dan  jumlah  noise  yang semakin  banyak  karena  jarak  antar  node yang lebih jauh juga.
Data  pada  Tabel  2  disajikan dalam  bentuk  grafik  BER  fungsi  jarak pada  lingkungan  indoor  untuk  teknik modulasi  M-PSK  seperti  pada  Gambar 14.  Pada  grafik  BER  fungsi  jarak  pada lingkungan  indoor  teknik  modulasi  M- PSK terlihat grafik 16-PSK pada jarak 5 meter  ke  6  meter  kenaikan  nilai  BER tidak  terlalu  signifikan  yaitu  dari 8.39×10 -2 ke  1.1045×10 -1 .  Implementasi sistem  komunikasi  SISO  dengan  teknik modulasi  4-PSK  lebih  baik  daripada  8- PSK,  dan  16-PSK.  Misalnya  pada  saat jarak  antar  node  pengirim  dan  penerima sebesar 5 meter, pada sistem komunikasi SISO  dengan  teknik  modulasi  4-PSK nilai  BER  sebesar  0  sedangkan  8-PSK nilai BER sebesar 9.5×10 -3 , dan 16-PSK nilai  BER  sebesar  8.39×10 -2 .  Pada  jarak 6  meter,  BER  teknik  modulasi  4-PSK sebesar  4.614×10 -3 ,  sedangkan  BER untuk  8-PSK  sebesar  4.41×10 -2 dan  16- PSK  sebesar  1.10×10 -1 .  Grafik  BER fungsi  jarak  pada  lingkungan  indoor teknik  modulasi  M-PSK  menunjukkan bahwa  nilai  BER  semakin  besar  dengan bertambahnya jarak antara node pengirim  dan  penerima  untuk  daya
pancar  yang  tetap.  Hal  ini  dipengaruhi oleh  jarak  antar  pengirim  dan  penerima yang semakin jauh, maka noise yang ada juga akan semakin besar, serta daya yang diterima  di  penerima  semakin  kecil, sehingga nilai BER akan semakin besar. Nilai  BER  berbanding  lurus  dengan jarak antar node.
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 Jarak (m) B it E rr o r R a te 4-PSK 8-PSK 16-PSK
Gambar 14 . Grafik BER Fungsi Jarak pada Lingkungan Indoor Teknik Modulasi M-PSK
Hasil  pengukuran  BER  dengan mengubah jarak antar node pengirim dan penerima di lingkungan outdoor ditunjukkan Tabel 3 dan Gambar 15.
Berdasarkan  Tabel  3,  pada  jarak  antar node  pengirim  dan  penerima  1  meter hasil BER untuk teknik modulasi 4-PSK, 8-PSK,  dan  16-PSK  adalah  0.  Hal  ini terjadi karena jarak antar node dekat dan tidak  ada  hambatan  dalam  propagasi sinyal sehingga noise yang ada kecil dan tidak mempengaruhi pengiriman informasi.  Kemudian,  jarak  diubah menjadi  2  meter.  Pada  jarak  2  meter, nilai  BER  dari  ketiga  M-ary  pada
modulasi  PSK  tetap  bernilai  0.  Hal  ini dikarenakan  seperti  pada  jarak  1  meter. Jarak kemudian di ubah menjadi 3 meter. Pada  jarak  3  meter  nilai  BER  pada teknik  modulasi  16-PSK  sudah  berubah menjadi      5.59×10 -4 .  Hal  ini  karena  16- PSK  memiliki  euclidean  distance  pada diagram constelasi yang kecil dibandingkan 8-PSK dan 4-PSK, sehingga mudah dipengaruhi noise. Pada teknik modulasi 16-PSK  dengan jarak 3 meter,  informasi  yang  dikirim  sudah dipengaruhi noise yang ditimbulkan oleh lingkungan.  Jarak  kemudian  diubah menjadi 4 meter.
Pada jarak 4 meter, nilai BER 16- PSK  semakin  tinggi  dibandingkan  pada jarak  3  meter  yaitu  7.8×10 -3 .  Hal  ini dikarenakan  jarak  node  yang  semakin jauh  akan  meningkatkan  noise  yang  ada sehingga  nilai  BER  pun  akan  semakin besar.  Pada  teknik  modulasi  4-PSK  dan 8-PSK  noise  yang  ada  masih  tidak mempengaruhi  pengiriman  informasi. Pada  jarak  5  meter,  nilai  BER  8-PSK adalah  3.08×10 -3 dan nilai BER 16-PSK adalah  6.61×10 -2 .  Nilai  BER  untuk  4-
PSK  masih  tetap  bernilai  0.  Hal  ini karena 8-PSK memiliki euclidean distance yang kecil dibandingkan 4-PSK tetapi  lebih  besar  daripada  16-PSK, sehingga  8-PSK  mudah  di  pengaruhi noise  dibanding  4-PSK  tetapi  jika
dibandingkan  dengan  16-PSK,  8-PSK lebih  tahan  terhadap  noise.  Pada  jarak  6 meter,  nilai  BER  pada  4-PSK  adalah  0, 8-PSK  adalah  3.33×10 -2 ,  dan  16-PSK adalah  9.34×10 -2 .  Hal  ini  dikarenakan euclidean  distance  pada  constelasi  yang mempengaruhi  ketahanan  setiap  level teknik  modulasi  terhadap  noise  dan jumlah  noise  yang  semakin  banyak karena  jarak  antar  node  yang  lebih  jauh juga.
Tabel  3. BER  terhadap  Jarak  pada Lingkungan Outdoor Teknik  Modulasi
M-PSK Jarak (m) Bit Error Rate (BER) 4-PSK 8-PSK 16-PSK 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 5.59 10 -4 4 0 0 7.8 10 -3 5 0 3.08 10 -3 6.61 10 -2 6 0 3.33 10 -2 9.34 10 -2 7 1.93 10 -3 2.5 10 -1 2.95 10 -1 8 2.02 10 -2 2.61 10 -1 3.21 10 -1 9 2.23 10 -1 2.83 10 -1 3.71 10 -1 10 2.47 10 -1 3.26 10 -1 3.93 10 -1
Jarak  7  meter,  nilai  BER  pada  4- PSK  adalah  1.93×10 -3 ,  8-PSK  adalah 2.5×10 -1 ,  dan  16-PSK  adalah  2.95×10 -1 . Nilai  BER  ketiga  level  modulasi  PSK
naik  dibandingkan  saat  jarak  6  meter.
Hal  ini  juga  dikarenakan  jumlah  noise
yang semakin banyak akibat pertambahan jarak
antar node.
Kemudian,  jarak  diubah  menjadi  8 meter.  Pada  jarak  8  meter,  nilai  BER pada  4-PSK  adalah  2.02×10 -2 ,  8-PSK adalah  2.61×10 -1 ,  dan  16-PSK  adalah 3.21×10 -1 .  Hal  ini  juga  dikarenakan jumlah  noise  antar  node.  Pada  jarak  9 meter,  nilai  BER  pada  4-PSK  adalah 2.23×10 -1 ,  8-PSK  adalah  2.83×10 -1 ,  dan 16-PSK  adalah  3.71×10 -1 .  Pada jarak  10 meter,  nilai  BER  pada  4-PSK  adalah 2.47×10 -1 ,  8-PSK  adalah  3.26×10 -1 ,  dan 16-PSK  adalah  3.93×10 -1 .  Nilai  BER untuk  setiap  level  modulasi  selalu  naik karena  jumlah  noise  yang  semakin banyak  akibat  pertambahan  jarak  antar node.
Data  pada  Tabel  3  disajikan dalam  bentuk  grafik  BER  fungsi  jarak pada  lingkungan  outdoor  untuk  teknik modulasi  M-PSK  seperti  pada  Gambar 15.  Implementasi  sistem  komunikasi SISO  dengan  teknik  modulasi  4-PSK lebih  baik  daripada  8-PSK  dan  16-PSK. Misalnya  pada  saat  jarak  antar  node pengirim  dan  penerima  sebesar  5  meter, pada  sistem  komunikasi  SISO  dengan teknik  modulasi  4-PSK  nilai  BER sebesar  0  sedangkan  8-PSK  nilai  BER
sebesar  3.08×10 -3 ,  dan  16-PSK  nilai BER sebesar 6.61×10 -2 .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 Jarak (Meter) B it E rr o r R a te Bit error Rate (PSK) Vs Jarak QPSK 8-PSK 16PSK
Gambar 15. Grafik BER Fungsi Jarak pada Lingkungan Outdoor Teknik Modulasi M-PSK
Pada  jarak  6  meter,  BER  teknik modulasi  4-PSK  sebesar  0,  sedangkan BER  untuk  8-PSK  sebesar  3.33×10 -2 , dan 16-PSK sebesar 9.3×10 -2 . Pada jarak 7  meter,  BER  teknik  modulasi    4-PSK sebesar 1.93×10 -3 , sedangkan BER untuk 8-PSK  sebesar  2.5×10 -1 ,  dan  16-PSK sebesar  2.95×10 -1 .  Grafik  BER  fungsi jarak  pada  lingkungan  outdoor  teknik modulasi  M-PSK  menunjukkan  bahwa nilai  BER  semakin  besar  terhadap bertambahnya jarak antara node pengirim  dan  penerima  untuk  daya pancar  yang  tetap.  Hal  ini  dipengaruhi oleh  jarak  antar  pengirim  dan  penerima yang semakin jauh, maka noise yang ada juga akan semakin besar, serta daya yang diterima  di  penerima  semakin  kecil, sehingga nilai BER akan semakin besar.
Nilai  BER  berbanding  lurus  dengan jarak antar node.
Nilai  BER  yang  ditunjukkan melalui  tabel  3  dan  4  maupun  Gambar 14  dan  15,  dapat  diambil  kesimpulan bahwa  kinerja  sistem  komunikasi  SISO di  lingkungan  outdoor  lebih  baik daripada  di  lingkungan  indoor.  Hal  ini ditunjukkan pada Gambar 16.
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 Jarak (Meter) B it E rr o r R a te Bit error Rate (PSK) Vs Jarak QPSK In 8-PSK In 16PSK In QPSK Out 8-PSK Out 16-PSK Out
Gambar 16. Grafik BER Fungsi Jarak dengan Teknik Modulasi PSK pada Lingkungan Indoor dan Outdoor
Pada  Gambar  16  terlihat  bahwa nilai  BER  di  lingkungan  outdoor selalu dibawah nilai BER di lingkungan indoor untuk semua tingkatan  level  (M  Aray).    Hal  ini dikarenakan lingkungan indoor banyak terdapat barang  yang berada di sekitar node  pengirim  dan  penerima  dengan jarak yang cukup dekat, sehingga akan menimbulkan  multipath  sinyal  yang mempengaruhi  pengiriman  informasi. Sedangkan,  pada  lingkungan outdoor , disekitar  node  pengirim  dan  penerima tidak terdapat barang sehingga, memungkinkan sedikit terdapat
multipath pada  saat  pengiriman,  jadi nilai BER saat pengukuran di lingkungan outdoor lebih kecil dibandingkan  saat  pengukuran  di lingkungan indoor.

## 5. H ASIL D AN P EMBAHASAN

## Analisa Data Hasil Simulasi
Analisa ini bertujuan untuk mengetahui  seberapa  besar  pengaruh jatuh tegangan terhadap slip, daya output, rugi-rugi dan efisiensi motor induksi tiga fasa dan analisa ini dilakukan pada setiap beban.

## Beban 4 N-m
1) Pada 0 % (sesuai data tabel 3.2)
a)  Berdasarkan  pers.  2.1  Kecepatan medan putar statorialah
Ns = Ns = = 1500 rpm
b)  Berdasarkan  pers.  2.5  besar  Slip adalah: S (%) = x 100 %
S (%) = x 100 % =3,27 %
c) Berdasarkan pers. 2.11 jika diturunkan maka besar Rugi-rugi adalah :
Prugi  = Tb x
= = =
151,86
Prugi  = 4 x 151,86= 607,45watt
48
d)  Berdasarkan  Pers.  2.31  besar  Daya outputialah :
Pout = Pin - Prugi
Pout = 5520- 607,45=4912,56watt
e) Berdasarkan pers. 2.43 besar Efisiensi :
η (%) = x 100 %
η (%) = x 100 % = 88,99 %
2) Pada 2 % (sesuai data tabel 3.2)
a) Kecepatan medan putar stator
Ns =
Ns = = 1500 rpm b) Slip
S (%) = x 100 % S  (%)  = x  100  %  =
3,29%
c) Rugi-rugi
Prugi   = Tb x =
= =
151,84
Prugi   = 4 x 151,84 = 607,37watt%
e) Efisiensi
η (%) = x 100 %
η (%) = x 100 % = 88,65 %
3) Pada 4 % (sesuai data tabel 3.2)
a) Kecepatan medan putar stator
Ns = Ns =
= 1500 rpm
b) Slip
S (%) = x 100 % S  (%)  = x  100  %  = 3,30%

## c) Rugi-rugi
Prugi   = Tb x
= = =
151,82
Prugi   = 4 x 151,82 = 607,27 watt
d) Daya Output
Pout = Pin - Prugi Pout = 5200 -607,27= 4592,72watt e) Efisiensi η (%) = x 100 % η (%) = x 100 % = 88,32 %
4) Pada 6 % (sesuai data tabel 3.2)
a) Kecepatan medan putar stator
Ns = Ns = = 1500 rpm

## b) Slip
S (%) = x 100 %
S  (%)  = x  100  %  =
3,32%

## c) Rugi-rugi
Prugi   = Tb x
= = = 151,79
Prugi   = 4 x 151,79= 607,18 watt
d) Daya Output Pout = Pin - Prugi Pout   = 5038 -607,18= 4430.82watt e) Efisiensi η (%) = x 100 %
η (%) = x 100 % = 87,95 %
5) Pada 8 % (sesuai data tabel 3.2)
a) Kecepatan medan putar stator
Ns = Ns = = 1500 rpm

## b) Slip
S (%) = x 100 %
S  (%)  =
x  100  %  =
3,33%
c) Rugi-rugi
Prugi   = Tb x
=
= =
151,77
Prugi   = 4 x 151,77 = 607,07 watt
d) Daya Output Pout = Pin - Prugi Pout   = 4871 - 607,07=4263,93watt e) Efisiensi η (%) = x 100 %
η (%) = x 100 % = 87,53 %
Untuk lebih mempermudah melihat  hasil  analisa  perhitungan  slip, daya  output,  rugi-rugi  dan  effisiensi motor ketika terjadi jatuh tegangan maka dibuat tabel hasil di bawah ini :
5.1 Grafik Hubungan Terhadap Jatuh Tegangan Pada Masing-

## MasingBeban
Dari  hasil  simulasi  dan  analisa yang  tercatat  di  tabel,  maka  kita  dapat membuat  grafik  antara  daya  input,  arus input,kecepatan  putar,daya  output,  slip, rugi-rugi dan efisiensi
Hubungan  antara  daya  input  dengan jatuh  tegangan  pada  masing-masing beban
Gambar 4.1 .Grafik Jatuh Tegangan
Terhadap Daya Input Motor
Berdasarkan gambar 4.1.jatuh tegangan terhadap motor induksi tiga fasa dapat  mempengaruhi  daya  input  motor induksi  tiga  fasa,  seperti  untuk  beban  4 Nm  dengan  jatuh  tegangan  sebesar  0  % daya  input  motor  induksi  tiga  fasa
Vdc (%)
sebesar5540watt  dan  jatuh  tegangan sebesar 8 % daya input motor induksi tiga fasasebesar  4936  watt  dengan  artian semakin  besar  jatuh tegangan  maka  daya inputmotor  induksi  tiga  fasa  akan semakin  berkurang,  berarti  terdapat hubungan  berbanding  terbalik  antara jatuh  tegangan  jala-jala  dengan  daya input motor induksi tiga fasa.
Bertambahnya beban juga mempengaruhi daya  input  seperti  terlihat  pada  grafik, semakin bertambah beban membuat daya input semakin besar, dengan itu besarnya beban  berbanding  lurus  dengan  besar daya input.
Hubungan antara arus input dengan jatuh tegangan pada masing-masing beban
Gambar 4.2. Grafik Jatuh Tegangan
Terhadap Arus Input Motor
Berdasarkan  gambar  4.2  jatuh tegangan  terhadap  motor  induksi  tiga fasadapat  mempengaruhi  arus  input motor  induksi  tiga  fasa,  seperti  untuk beban  5  Nm  dengan  jatuh  tegangan  jala- jala sebesar 0 % arus input motor induksi
tiga  fasa  sebesar  6,35  ampere  dan  jatuh tegangan jala-jala sebesar 8 % arus input motorinduksi  tiga  fasa  sebesar  6,94 ampere dengan artian semakin besar jatuh tegangan  maka  arus  input  motor  induksi tiga  fasa  akan  semakin  besar,  berarti terdapat  hubungan  berbanding  lurus antara  jatuh  tegangan  jala-jala  dengan arus input motor induksi tiga fasa seperti ditunjukkan  pada  gambar  4.2.  Untuk beban  yang  semakin  besar  maka  arus input  motor  induksi  tiga  fasa  yang diperlukan  semakinbesar  juga.  Berarti terdapat  hubungan  berbanding  lurus antara  beban  dengan  arusinput  motor induksi tiga fasa.
Hubungan antara rugi-rugi daya dengan  jatuh  tegangan  pada  masing- masing beban
Gambar 4.6 Grafik Jatuh Tegangan Terhadap Rugi-Rugi Daya
Berdasarkan  gambar  4.6,  jatuh tegangan  terhadap  motor  induksi  tiga fasadapat  mempengaruhi  rugi-rugi  motor induksi  tiga  fasa,  seperti  untuk  beban  6
N-m  dengan  jatuh  tegangan  jala-jala sebesar  0  %  rugi-rugi  motor  induksi  tiga fasa  sebesar  606,42  watt  dan  jatuh tegangan  sebesar  8  %  rugi-rugi  motor induksi  tiga  fasa  sebesar  605,82  watt dengan  artian  semakin  besar  jatuh tegangan  maka  rugi-rugi  motor  induksi tiga  fasa  akan  semakin  kecil,  berarti terdapat  hubungan  berbanding  terbalik antara  jatuh  tegangan  dengan  rugi-rugi motor induksi tiga fasa seperti ditunjukkan  pada  gambar  4.6.  Untuk beban yang semakin besar maka rugirugi motor  induksi  tiga  fasa  akan  semakin kecil, berarti terdapat hubunganberbanding terbalik antara beban  dengan  rugi  motor  induksi  tiga fasa.
Hubungan  antara  effisiensi  motor dengan  jatuh  tegangan  pada  masing- masing beban
Gambar 4.7. Grafik Jatuh Tegangan Terhadap Effisiensi Motor
Berdasarkan  gambar  4.7,  jatuh tegangan  terhadap  motor  induksi  tiga fasadapat  mempengaruhi  efisiensi  motor induksi  tiga  fasa,  seperti  untuk  beban  4 N-m      dengan jatuh tegangan sebesar 0 %  efisiensi  motor  induksi  tiga  fasa sebesar  88,99%  dan  jatuh  tegangan sebesar  8  %  efisiensi  motor  induksi  tiga fasa  sebesar  87,53%  dengan  artian semakin  besar  jatuh  tegangan  maka efisiensi  motor  induksi  tiga  fasa  akan semakin  kecil,  berarti  terdapat  hubungan berbanding terbalik antara jatuh tegangan dengan  efisiensi  motor  induksi  tiga  fasa. Bertambahnya  beban  membuat  effisiensi motor semakin tinggi, dengan artian besar beban  berbanding  lurus  dengan  effisiensi motor.

## 6. P ENUTUP

## Kesimpulan
Dari  hasil  simulasi  dan  analisa data,  maka  penulis  dapat  menyimpulkan beberapa hal yaitu sebagai berikut :
1. Arus,  tegangan  dan  beban  pada  motor induksi  saling  berhubungan,  seperti yang  terlihat  pada  gambar  4.2.  Pada beban  5  N-m  saat jatuh tegangan  0  % arus  input  motor  induksi  tiga  fasa sebesar  6,35  A  dan  jatuh  tegangan jala-jala  sebesar  8  %  arus  input motorinduksi  tiga  fasa  sebesar  6,94 Adan  pada  beban  6  N-m  saat  jatuh tegangan 0 % arus input motor sebesar
6,48  A  dan  saat  jatuh  tegangan  8  % arus input motor sebesar 7,03. Dengan kata lain, jatuh tegangan dan bertambahnya  beban  membuat  arus motor induksi semakin besar.
2. Jatuh  tegangan  dan  beban  juga berpengaruh  pada  besarnya  kecepatan putar  motor  induksi,  terlihat  pada gambar 4.3, ketika beban sebesar 5 N- m  saat  jatuh  tegangan  0  %  kecepatan putar  motor  sebesar  1449,67  rpm  dan saat  jatuh  tegangan  8  %  kecepatan putar  motor  sebesar  1448,52  rpm. Sedangkan  ketika  beban  dinaikkan menjadi  6  N-m  pada  saat  jatuh tegangan  0  %  besar  kecepatan  putar motor  ialah  1448,46  rpm  dan  saat jatuh  tegangan  8  %  besar  kecepatan putar  motor  ialah  1447,03  rpm.  Maka dapat disimpulkan bahwa jatuh tegangan  dan  bertambahnya  beban pada  motor  induksi  membuat  putaran motor melambat atau berkurang.
3. Jatuh  tegangan  dan  bertambahnya beban  juga  mempengaruhi  effisiensi motor  induksi  tiga  fasa.  Gambar  4.7 membuktikannya, ketika beban sebesar 4 N-m saat jatuh tegangan 0 % besar effisiensi motor sebesar 88,99 % sedangkan  saat  jatuh  tegangan  8  % besar  effisiensi  menjadi  87,53  %,  dan ketika beban dinaikkan menjadi 5 N-m saat  jatuh  tegangan  0  %  besar
effisiensi ialah 89,99 % dan saat jatuh tegangan  8  %  besar  effisiensi  adalah 87,71  %.  Hasil  ini  membuktikan bahwa jatuh tegangan membuat effisiensi  motor  induksi  tiga  fasa menjadi  semakin  kecil,  tetapi  lain halnya  dengan  beban  semakin  besar beban membuat  effisiensi motor semakin baik.

## Saran
Untuk  mendapatkan  tegangan  yang  ideal pada  motor  induksi  tiga  fasa  maka diperlukan pemasangan AVR (Automatic Voltage  Regulator)  pada  sisi  masukan tegangan.

## 7. D AFTAR P USTAKA
Prasetyo, Eko. 2009. ” Analisis  Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala Terhadap  Unjuk  Kerja  Motor Induksi  Tiga  Fasa  Rotor  Sangkar Tupai”  . Medan  :  Repository USU.
M. Arfan Saputra, Syamsul Amien. 2014 . “Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kinerja
Motor  Induksi  Tiga  Fasa  Rotor Belitan”. Medan : DTE FT USU Agung  Khairi,  Syamsul  Amien.  2014.
“Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan  Terhadap  Torsi  Dan Putaran Pada Motor Arus Searah Penguatan  Shunt”, Medan  : Repository USU
Antonov,  Yeni  Oktariani.  2004. Studi
Pengaruh  Torsi  Beban  Terhadap Kinerja Motor Induksi Tiga Fase, Jurnal  Teknik  Elektro, Institut
Teknologi Padang . Sendro, Parisro. 2011. ” Analisa Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap  Kerja  Motor  Induksi Tiga Fasa Menggunakan
Matlab”. Medan  :  Repository
USU.
Zein, Muhammad. 2015.  “ Analisis
Pengaruh Tegangan Tidak Seimbang  Terhadap  Temperatur
Motor  Induksi  Tiga  Phasa ”,
Medan : Repository USU.
Irpan  Rosidi  Tanjung,  Surya  Tarmizi Kasim. 2015. “ Analisis Pengaruh
Jatuh
Tegangan
Terhadap
Kinerja  Motor  Arus  Searah Kompon ” Medan : DTE FT USU
Firdaus,  Ahmad  Riyad  . “Pengenalan
Simulink” Modul Praktikum.
Politeknik Batam