ISSN: 1693-6 930                                                       27      Analisi s  Moto r Induksi Satu  Fasa  Deng a n  Metode… …(Mu ham m ad Andang  No vianta )   ANALISIS MOTOR INDUKSI SATU FASA  DENGAN METODE CYCLOCONVERTER  BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51      Muhammad Anda ng  Nov i anta   Jurusan Te kn ik Elektro Inst itut Sains dan  Teknol ogi A KPRIND Yog y akarta   Kampus  ISTA J l . Kalis ahak  No. 28  Kompleks  Balapan Yogyak arta  Telp 027 4-56 3029, Fax 02 74-5 638 47, e m ail : m_and ang @a kp rind .ac.id       A b st r a k  Motor in du ksi  satu fa sa  de ngan  ka pa sitor b a n y a k  dig una kan  pad a  m e sin-m e si n  se perti   alm a ri es, ko m p reso r, po m pa air dan  m e sin cu ci.  Konstruksin y a  sam a  den gan  m o tor fasa b e lah,   han ya a da  pe nam bahan  sa tu atau le bih  kap a sito r  yan g  terh ubu ng  seri d eng an  ku m paran b ant u.  Motor kapa sit o r dap at m e m berika n  gaya putar y ang  lebih besar  deng an arus  start lebih  ke cil  darip ada m o tor fasa b e la h. Deng an p e m a sang an  kap a sito r se cara se ri de ngan  kum paran  bantu, m a ka  beda fa sa an tara arus  ku m paran utam a dan kum p a r an ba ntu a k an m enjadi b e sa r   ( m a k s i mu m  9 0 ). Akib at beda fasa ( )  yan g  be sar i n i, m a ka m edan magnit putar  yang   diha silkan ol eh kum paran  stator akan m enjadi  besa r  dan den ga n sendi rin y a  gaya putar rotor  aka n  m enjad i be sar pul a.   Ha sil p eneli t ian m enunju k kan  bah wa  deng an b eda  fasa  ( θ )  y ang  sem a kin b e sar, m a ka m e dan m agnet putar yang di hasil ka n oleh  kum paran  stator akan m enjadi   besar dan  d enga n  sen d irinya  ga ya  pu tar rotor a k a n  m enjadi  be sar p u la. Be da fa sa  ( θ ) yang   paling b e sar  terjadi pa da  percob aan  kapa sitor de n gan nilai p a li ng ke cil, se d ang kan b eda  fasa   ( θ )   ya ng  pa ling  ke cil terj adi p ada  pe rcob aan  kapa sitor  den gan  nilai  paling   besar. Sem a kin  besar nil a i ka pasito r  m a ka  Co s   a k an  sem a kin be sa r dan pe rub a h an su dut pe n y uluta n  ( ) d an  wa ktu pen yul u tan (t) da pa t m e m pengaruhi ke ce pata n  putara n  da n daya pad a  m o tor induksi  s a tu fasa.     Kata kunci :  m o tor induksi  satu fasa, m i kro k o n trol er  AT89S51, cyclo con v e r ter      1. PEN DA HU LU AN    Motor satu fasa d enga n ke kuata n  ku rang da ri 1 PK dewa s a in i banyak dig una kan   dirum ah ta ng ga, kantor,  p abri k , be ng ke l maup un  pe rusa haa n-p e rusa haa n. Pa da moto r i n d u ksi  tiga fasa  da p a t dilihat, ba hwa flu k s ma gnet yang  terbentu k  di se ki tar stato r  m e rupa ka n me d a n   magnet yang  berputa r . Akan tetapi, lain hal nya den gan med an magnet yang  terbentu k  pad a   motor  satu  fa sa  dima na flu k s ma gnet  ha nya be rga n tia n  a r ah  saja,  sehi ngg a me nyuka r kan  ba gi  motor  sewaktu mulai dijal ankan. Untu k mempe r be sar daya b agi  perp u tara n  motor  sewaktu  st art , dipe rlu k an bantua n yang pad a pri n sip n ya deng an jalan me mbentu k  me dan mag net baru   yang berbed a arah d eng a n  medan ma gnet utama. Dala m h a l ini, berarti ha ru s terda pat ali r an   listrik  baru ya ng tidak  sefa sa de nga n al iran li strik ya ng men galir  pada  kum paran utama  ( Ma i n   Windi ng ), yan g  bera r ti haru s  terda pat ku mparan  kedu a yang terpi s ah dari  kum p aran uta m a [7].      Oleh ka re na   itu sebe na rnya  pa da m o tor  spilt ph ase  me nggu nakan li stri k  satu fa sa,  tetapi didala m  lilitan stato r  terda pat arus lis t r ik d ua  fasa, yang m engali r  pad a  kump aran ut ama  dan kumpa r an ke dua. Kumpa r an  ke dua ini umu m nya dise bu t kumpa r an  bantu ( auxili ary  windi ng ). Untuk memb entu k  adanya d u a  buah aru s  listrik yang be rb eda fasa, dig una kan si ste m   peng ge ser fa sa, sehin gga  dari  satu fa sa  listrik yang d i masu kkan  m a ka  didal am  motor te rbent uk  listrik  dua fa sa. Umum nya  hal ini da pat  dilaksan aka n  deng an m e masa ng  seri  pada  kum paran   bantu sebu ah  rang kaia n ku mparan (in d u k tor) maup un  kapa sitor.      Seca ra um u m  motor li strik be rfung si  unt uk m eng u bah e nergi li stri k menj adi  energi  meka nik yan g  beru pa ten aga puta r . Pada motor A C , kump ara n  rotor tidak  mene rima en ergi  listrik secara  lang sun g , tetapi secara  indu ksi  se p e rti yang te rj adi pa da  ku mparan  se ku nder  transfo rmato r . Oleh  ka re n a  itu, moto r  AC di ken a l  d enga n moto r indu ksi. Se bena rnya  mo tor   indu ksi  da pa t diidenti k kan  den gan  tra n sformator y ang  kum p a r a n  p r imer  seb agai  kum p a r an   stator, sedan gka n  kum p a r an se ku nde r seb agai  kum para n  roto r [3].  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                   ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 5, No. 1,  April 2007 :  27 - 32   28   Disebut mot o r satu fasa, karena  untu k  men gha sil k an tenag a m e ka nik, pa da  motor  terse but dim a su kkan te ga ngan  satu fa sa. Di  dalam  pra k tek  se ri ng dijum pai  motor  satu  f a sa   deng an lilitan  dua fa sa.  Di kata kan  demi k ian,  ka ren a   di dala m  mot o r  satu fa sa l ilitan stato r ny a   terdiri d a ri du a jenis lilitan,  yaitu lilitan poko k   dan lilitan  Bantu. Kedua jeni s lilitan t e rsebut dib u a t   sed e miki an  rupa,  sehi ngg a walaup un  aru s  yan g  m engali r  p ada  motor ad ala h  arus/teg a n gan   satu fasa, akan meng aki b atkan a r u s  yang men gali r  pada ma sin g -ma s in g lilitan memp uny ai   perb eda an fa sa. Atau d e n gan  kata lai n , bah wa a r u s   yang men gali r  pad a  kump aran  utama  d an  bantu tida k sefasa d an pe nyalaan T R IAC dilakukan d enga n perbe daan u r utan f a sa 1 2 0 0  den gan  mengatu r  su d u t  penyal aan   α  te rha dap  p e rpoto nga n  sumbu  nol  sed e mikia n   rup a , akan  dipe rol e h   suatu p eng aturan a n tara 0  < V < V  maks .       2. METODE  PENELITIAN  Peralata n  pe nelitian yang  digun akan terdiri da ri:  a.  Motor in du ksi  satu fa sa  (sp e sifikasi nya;  merk DAB, te gang an A C  2 20 volt, freku ensi  50  Hz,  daya  o u tput  100 Watt, kapasitas maksimal  42  lit er/ m enit, kecepatan 2850 rpm,  win d ing  cla s s  F, jumla h  kutub utam a 2 buah,  Ǿ  35  mm 2  , jumlah kutub b antu  2 buah,  Ǿ  30  mm 2 ).  b.  Ran g kaian  catu daya, alat ini beke r ja  p ada tega nga n 5 volt DC u n tuk me ngub ah tegan gan   220 V A C  m e njadi teg ang a n  5 volt  DC yaitu de ngan   mengg una ka n trafo  pen urun teg anga n  untuk me nu runkan tega n gan 22 0 V menjadi 1 2  V AC, kemu dian di sea r a h ka n den gan  mengg una ka n 4 bu ah di o da  da n kapa sitor  seb agai  tapis d an di re gula s ikan me njadi 5 V DC ,  sep e rti ditunj ukkan p ada  Gamba r  1.     J1 CO N1 1 2 -+ D1  1 A D2 I N 41 48 U1 L M 78 05 IN 1 OU T 3 GN D 2 Q1 BD 1 3 9 C1 10 00u F / 2 5 V C2 47 0u F / 1 0 V Z e r o  C r o ssi n g +5 V   Gamba r  1. Rang kaia n cat u  daya     c.  Ran g kaian T R IAC. Ran g kaian ini be ke rja se b agai p e ngatur d a ya.  Daya yang di salu rkan ke  beba n bisa d i atur den gan  mengatu r  waktu tund a ( t) saat pen yulutan TRIA C, terhitung   mulai saat te gang an si nu s jala-jal a listri k  men c a pai ti tik nol. Te kni k  pengatu r a n   wa ktu tunda   penyuluta n   semacam ini d i kata kan  seb agai teknik  cy clo c on ve rt er .  d.  Ran g kaian  p engatu r an f r eku e n s i de n gan te kni k   c ycl oc on vert e r  deng an mi kro k o n trol er  AT89C51 terdiri da ri 4 bag ian, yaitu:  1)  Bagian pe rta m a sen s o r  zer o  cr os s i ng  (Gamba r 2)  2)  Bagian kedu a  penge ndali u t ama (Ga m ba r 3)  3)  Bagian ketiga  sakl ar ele k tr onis p eng atur daya (Gam b a r 4)  4)  Bagian keem pat rang kai a n  display  7-se gm ent  (Gamb a r 5)       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930  ■     Analisi s  Moto r Induksi Satu  Fasa  Deng a n  Metode … … (Mu ham m ad Andang  No vianta )   29 Zero Crossing R1 1K Q2 2N2222 R2 1K +5V U2A 74HC14 1 2 14 7 Interupt +5V U2B 74HC14 3 4 14 7 +5V   Gamba r  2. Rang kaia n Sen s or  Z e ro Crossing     +5 V I n t e r upt R3 33 0 +5 V U3 A T 89C 51 RS T 9 XT A L 2 18 XT A L 1 19 GN D 20 PS EN 29 AL E / PR O G 30 EA / V PP 31 VC C 40 P1 . 0 1 P1 . 1 2 P1 . 2 3 P1 . 3 4 P1 . 4 5 P1 . 5 6 P1 . 6 7 P1 . 7 8 P2 . 0 / A 8 21 P2 . 1 / A 9 22 P2 . 2 / A 1 0 23 P2 . 3 / A 1 1 24 P2 . 4 / A 1 2 25 P2 . 5 / A 1 3 26 P2 . 6 / A 1 4 27 P2 . 7 / A 1 5 28 P3 . 0 / R X D 10 P 3 .1 /T X D 11 P 3 .2 /I N T 0 12 P 3 .3 /I N T 1 13 P 3 .4 /T 0 14 P 3 .5 /T 1 15 P3 . 6 / W R 16 P3 . 7 / R D 17 P0 . 0 / A D 0 39 P0 . 1 / A D 1 38 P0 . 2 / A D 2 37 P0 . 3 / A D 3 36 P0 . 4 / A D 4 35 P0 . 5 / A D 5 34 P0 . 6 / A D 6 33 P0 . 7 / A D 7 32 Y1 12M H z C3 33pF C4 33pF R4 10K C5 10uF +5 V D4 I ndi k a t o r  R i pl e Mo t o r J1 3 CO N2 1 2 +5 V     Gamba r  3. Rang kaia n pen gend ali utam a (Mikro kont roler AT89 C5 1)    U4 MOC3011 1 2 6 4 Q3 BT136 R6 360 R7 470 C6 0.05uF/220V J14 HEADER 1 1 J15 HEADER 1 1 J16 HEADER 1 1 J17 HEADER 1 1 R8 220 +5V Motor   Gamba r  4. Sakla r  ele k tro n i s pen gatur d a ya  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                   ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 5, No. 1,  April 2007 :  27 - 32   30   +5V Interupt R3 330 +5V U3 AT89C51 RST 9 XTAL2 18 XTAL1 19 GN D 20 PSEN 29 ALE/PROG 30 EA/VPP 31 VC C 40 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 P2.7/A15 28 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 Y1 12MHz C3 33pF C4 33pF R4 10K C5 10uF +5V R5 220 R9 220 R10 220 Q5 A733 D4 Indikator Riple Q6 A733 Q7 A733 Motor J13 CON2 1 2 +5V +5V +5V +5V J4 CON2 1 2 J5 CON2 1 2 J6 CON2 1 2 J7 CON2 1 2 J8 CON2 1 2 J9 CON2 1 2 J10 CON2 1 2 J11 CON2 1 2     Gamba r  5. Rang kaia n display  7-segm e n t    3.  HASIL D A N  PEMBA HAS AN   3.1  Perhitung an beda fasa ( θ ) dan fak t or d a y a  (Cos    ) untuk  frek ue nsi 50 Hz  Untu k perhitu ngan di guna kan tahan an ut ama se be sa r 22,5  Ώ  da n tahana n bantu  51,3 Ώ     Tabel 1. Data  hasil pe ngu kuran u n tuk freku e n s i 50 Hz  No.  Kapas itor ( μ F)   P (w att)  (pen gukur an)   Putaran (rpm)   V (beba n)   I  Utam a   (A)   I  Ba ntu   (A)   1. 4,5   61   299 5   215   1,15   2,33   2. 6,5   64   298 5   215   1,06   2,17   3. 8  69   298 0   210   1,04   2,05   4. 10   80   297 5   180   0,75   1,6   5. 12,5   86   296 5   175   0,7   1,5       Tabel 2. Perb andin gan Co s   untu k  fre k uen si 50 Hz  No.  Kapas itor ( μ F)  Cos    (perhit ung an)   Cos    (pen gukur an)   1.  4,5   0,24   <  0,5 laggi ng   2.  6,5   0,28   <  0,5 laggi ng   3.  8  0,31   <  0,5 laggi ng   4.  10   0,59   0,76  lag g i n g   5.  12,5   0,7   0,82  lag g i n g       3.2  Perhitung an beda fasa ( θ ) dan fak t or d a y a  (Cos    ) untuk  frek ue nsi 93 Hz  Untu k perhitu ngan di guna kan tahan an ut ama se be sa r 22,5  Ώ  da n tahana n bantu  51,3 Ώ     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930  ■     Analisi s  Moto r Induksi Satu  Fasa  Deng a n  Metode … … (Mu ham m ad Andang  No vianta )   31 Tabel 3. Data  hasil pe ngu kuran u n tuk freku e n s i 93 Hz  No.  Kapas itor ( μ F)   P (w att)  (pen gukur an)   Putaran (rpm)   V (beba n)   I  Utam a   (A)   I  Ba ntu   (A)   1. 4,5   40   295 5   175   0,87   1,65   2. 6,5   44   295 0   165   0,8   1,53   3. 8  54   293 5   150   0,7   1,42   4. 10   60   293 0   145   0,66   1,3   5. 12,5   63   292 0   130   0,55   1,1     Tabel 4. Perb andin gan Co s   untu k  fre k uen si 93 Hz  No.  Kapas itor ( μ F)  Cos    (perhit ung an)   Cos    (pen gukur an)   1.  4,5   0,26   <  0,5 laggi ng   2.  6,5   0,33   <  0,5 laggi ng   3.  8  0,51      0,6 laggi ng   4.  10   0,62    0,86 lag g i n g   5.  12,5   0,88    0,98 lea d i n g       3.3  Perhitung an beda fasa ( θ ) dan fak t or d a y a  (Cos    ) untuk  frek ue nsi 167 Hz  Untu k perhitu ngan di guna kan tahan an ut ama se be sa r 22,5  Ώ  da n tahana n bantu  51,3 Ώ     Tabel 5. Data  hasil pe ngu kuran u n tuk freku e n s i 167  Hz  No.  Kapas itor ( μ F)   P (w att)  (pen gukur an)   Putaran (rpm)   V (beba n)   I  Utam a   (A)   I  Ba ntu   (A)   1. 4,5   7,5   293 0   70   0,35   0,72   2. 6,5   9  292 0   75   0,25   0,6   3. 8  11   290 5   80   0,22   0,45   4. 10   12   289 0   82   0,20   0,35   5. 12,5   13,5   287 0   85   0,17   0,26     Tabel 6. Perb andin gan Co s   untu k  fre k uen si 167  Hz  No.  Kapas itor ( μ F)   Cos    ( p er hi tung an )   Cos    (p e n gu k u ra n)   1.  4,5   0,3   <  0,5 laggi ng   2.  6,5   0,48    0,55 lag g i n g   3.  8  0,625      0,7 laggi ng   4. 10   0,73   0,94  le ad ing   5. 12,5   0,93   0,98  le ad ing       4.   SIMPU L AN    Deng an be d a  fasa ( θ ) yan g  sem a kin  be sar, ma ka m e dan mag net p u tar yang di h a sil k an   oleh ku mpa r a n  stator a k an  menjadi b e sa r dan de ngan  sendi rinya g a ya putar rot o r akan menj adi  besar pula. Beda  fa sa ( θ ) yang  palin g  be sar terja d i  pada  pe rco baan  ka pa sitor d eng an ni lai  paling ke cil, sed ang ka n  b eda  fa sa ( θ )  yang p a lin g ke cil te rjad i pada  pe rco baan  ka pa sitor  deng an  nilai  paling  be sa r.  Semaki n b e sar nil a i  kap a sitor ma ka  Co s   a k an  se makin  be sa r  dan  peru bah an  sudut p enyulu t an ( ) da n  wa ktu p enyul utan (t ) d a p a t memp eng aruhi  kecepa tan  putara n  dan  daya pad a motor indu ksi satu fasa.       DAF TA R PU STAK A   [1]  Bloche r, Ri ch ard, “ D a sa r  Ele k t r o n i ka ”,  Andi Offset, Yogyaka r ta, 2003.   [2] Budiha rto,  W. ,  “ Inter f acin g  Komp ute r   dan Mikr oko n troler ”, PT.  Elex Media  K o mputind o ,  Ja karta, 20 05 .  [3]  Frank  D. Petruz ella, “ Elektronika Indus tri ”, Andi Offset, Yogyakart a , 2002.   [4]  Gregori, J.M., “ Belajar Elektronika ”,  PT. Elex Me dia Komputin do, Ja karta.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                   ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 5, No. 1,  April 2007 :  27 - 32   32 [5]  Ibrahim,   K.F., “ Teknik Digital ”, And i  Offset, Yogyaka r ta, 1996.    [6]  Putra, E.A., “ Belajar Mikr okontroler AT89C51/52/5 5 ”, Gava Med i a, Yogyakata ,  2002.   [7] Sumanto,  “ Motor Arus Bolak-balik ”, Andi Offset, Yogyakarta, 19 89 .  [8]  S. Was i to, “ V a demekum Elektronik a ”,  PT. Gramedi a Pusta k a Ut ama, Ja ka rta, 2001.   [9] Zuhal,  “ Das a r  Tenaga Lis t rik ”, Pene rbi t  ITB,  Bandun g, 1991.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.