tegangan turun saat diberi beban
Besarnyapersentase dari regulasi tegangan dapat dirinci dengan persaman : %regulasi Vnl Vfh 100% 2 dimana : Vnl : tegangan tetap beban Vfl : tegangan beban penuh Gambar 2. Rangkaian Catu Daya Agar tegangan keluaran catu daya lebih stabil, dapat digunakan suatu komponen IC yang disebut dengan IC regulator, misalnya LM 78XX.
– Pengertian Dan Cara Mengatasi Voltage Drop Pada Jaringan AC. Permasalahan drop tegangan pada jaringan listrik telah menimbulkan banyak permasalahan, terutama untuk wilayah yang memiliki beban penggunaan yang melebihi kapasitas hanya beroperasional pada voltase tertentu dengan toleransi voltase tertentu. Namun, karena suatu sebab, listrik yang mengalir ke end user mengalami voltage drop hingga di bawah toleransi voltase kerja peralatan, sehingga berpotensi merusak peralatan. Untuk itu, masalah tersebut harus dapat diatasi dengan mengetahui factor Dan Cara Mengatasi Voltage Drop Pada Jaringan ACPengertian Voltage DropYang dimaksud dengan voltage drop adalah besarnya penurunan voltase terukur akhir dibandingkan dengan voltase yang direncanakan. Terdapat banyak sekali penyebab voltage drop, bagian berikut ini akan menjelaskan secara umum beberapa Voltage DropSetiap kabel pasti memiliki hambatan dalam, sehingga saat arus mengalir melalui konduktor tersebut, maka sepanjang kabel akan terjadi perubahan voltase. Semakin panjang sebuah kabel, maka voltage drop atau tegangan jatuh akan semakin besar. Terdapat 3 hal utama yang menyebabkan terjadinya voltage drop yaitu Besarnya arus yang mengalir. Semakin besar arus yang mengalir, maka akan semakin besar voltage drop yang terjjadi. Impedansi atau tahanan dalam kabel. Semakin besar tahanan dalam sebuah kabel, maka akan semakin besar pula voltage drop yang akan terjadi. Hal ini berbanding terbalik dengan diameter kawat yang dilalui. Semakin besar diameter kawat, maka tahanan dalam akan semakin kecil. Demikian juga dengan panjang kabel, semakin panjang kabel, maka akan semakin besar tahanan dalam kabel, sehingga akan semakin besar voltage drop yang terjadi. Beban yang melebihi kapasitas supply. Pada kondisi tersebut, tidak hanya peralatan yang mungkin mengalami kerusakan, tetapi seluruh jaringan dalam keadaan Tahanan Dalam Atau Impedansi KawatImpedansi sebuah kabel atau kawat sangat tergantung pada beberapa hal seperti yang telah di sebutkan di atas yaitu besarnya diameter, panjang kabel, bahan atau komposisi kabel atau kawat, serta suhu kawatnya. Besarnya tahanan dalam dinyatakan dalam Ohm/ Perhitungan Voltage DropDalam aliran arus listrik AC, perhitungan dapat menggunakan asumsi factor beban pada kondisi arus arus maksimal sebuah jaringan. Nilai tersebut dapat diukur dengan mempertimbangkan factor efisiensi. Untuk sistem tiga phasa Vr = √3 x ρ x L x I x Cos phi A • Vr = Drop Voltage • Ρ = Tahanan jenis • L = Panjang kawat penghantar • I = Besar Arus • Cos phi = Faktor daya • A = Luas PenampangContoh Perhitungan Voltage Drop Instalasi Listrik 3 FasaSuatu Pembangkit listrik dengan tegangan sebesar 440 Volt, Cos phi 0,80, dialirkan menggunakan Kabel tembaga dengan luas penampang 95mm² sepanjang 500 meter untuk menyuplai berbagai peralatan listrik dengan beban arus sebesar 200 Ampere. Berapa besar kerugian tegangan Tegangan Drop pada ujung kabel tersebut adalah Vr = Drop Voltage ρ = Tahanan jenis Kabel bahan Tembaga 0,0000000172 l = Panjang kawat penghantar 500 Meter I =200 Ampere Cos phi = 0,80 A = 95 mm² atau 0,000095 m² Vr = √3 x ρ x L x I x Cos phi/A Vr = 1,732 x 0,0000000172 mm²/m x 500m x 200Amp x 0,80 0,000095 m²= 0,002383232 0,000095 m² Vr = 25,08 VoltMaka dapat disimpulkan bahwa tegangan di ujung kawat adalah V0-Vr – 440 – 25,8 Volt V = voltCara Mengatasi Masalah Voltage Drop Mengganti ukuran kawat atau penghantar dengan diameter atau penampang yang lebih besar. Hal ini ternyata sangat signifikan. Menggunakan trafo step up pada gardu atau pada panel end user atau pemakai sebelum listrik disalurkan. Dengan demikian, maka voltase listrik dapat dikoreksi terlebih dahulu sebelum disalurkan ke user. Pemilihan konduktor dengan tahanan dalam yang kecil, voltase drop lebih Dan Cara Mengatasi Voltage Drop Pada Jaringan ACIngat selalu bahwa semakin jauh sebuah titik dari gardu utama, maka voltase akan semakin
dantegangan Disajikan data, peserta didik dapat menentukan tegangan dan regangan pada tali Suatu tali berdiameter 4 mm dan mempunyai panjang awal 2 meter ditarik dengan gaya 200 newton hingga panjang tali berubah menjadi 2,02 m. tegangan dan regangan tali tersebut adalaha. 6σ = 13,92 x 10 N/m ; e = 0,1 Dalam kehidupan kita sebagai engineer, sudah umum rasanya jika ada orang berpendapat bahwa saat tegangan ngedrop maka arus akan naik. Hal ini tidak salah, meskipun tidak juga selalu benar. Pernah dilakukan simulasi terkait hal ini dengan menggunakan software ETAP, kami tampilkan pada gambar berikut Gambar 1. Beban lump saat tegangan diturunkan Gambar 2. Beban statik saat tegangan diturunkan Pada gambar 1 kita lihat bahwa saat tegangan diturunkan awalnya di kiri 20 kV, menjadi kanan 18 kV arus akan naik dari Ampere menjadi Ampere. Namun pada gambar 2 terlihat bahwa saat tegangan diturunkan, arus juga ikut turun dari A menjadi A. Kenapa perlakuan yang sama bisa menimbulkan reaksi yang berbeda? Hal ini karena jenis beban yang dipakai berbeda. Gambar 1 menggunakan beban lump gabungan antara motor dan statik, sedangkan gambar 2 menggunakan beban statik murni. Memang umum rasanya jika kita melihat atau mendengar ada orang yang mengeluh saat tegangan ngedrop, bor listrik yang dipakaianya lebih cepat panas. Hal ini sejalan dengan simulasi bahwa saat tegangan ngedrop, motor listrik akan mengambil arus yang lebih besar. Saat arus bertambah, maka nilai power loss akan meningkat sesuai persamaan P = I²xR sehingga menimbulkan panas. Lalu muncul pertanyaan lagi, kok bisa motor listrik "sepintar" itu? artinya saat tegangan dirasa kurang, dia secara otomatis menarik arus lebih banyak? Untuk menjelaskan hal ini, perhatikan gambar 3 berikut Gambar 3. Grafik drop tegangan vs kecepatan putar motor induksi Gambar di atas saya ambil dari penelitian dosen jurusan teknik elektro universitas Malikussaleh, Medan yang dimuat dalam jurnal Teknik elektro RELE Rekayasa Elektrikal dan Energi tahun 2019, dengan judul penelitian Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kerja Motor Induksi. Dari grafik tersebut terlihat bahwa semakin besar nilai drop tegangan, maka kecepatan putar Nr dari motor induksi akan semakin menurun. Kenapa bisa seperti itu? Berikut penjelasannya Pada dasarnya semua motor listrik itu sama. Bekerja berdasarkan gaya Lorentz F = i . l x B B berasal dari kumparan medan bisa magnet permanen, bisa juga elektromagnetik. Letaknya juga beda-beda, ada yang di stator kayak motor DC Ada juga yang di rotor motor AC i muncul karena kumparan armature yang merupakan rangkaian tertutup diberikan tegangan listrik. Letaknya juga macem2, ada yang di rotor motor DC dan ada yang di stator motor AC. Arus ini nantinya akan membangkitkan medan di kumparan jangkar, lalu berinteraksi dengan medan yang timbul di kumparan medan seperti interaksi 2 buah magnet, lalu timbul gaya dan motor berputar. Jadi kalau salah satu variabel input dikurangi, contoh seperti tegangan atau dalam kasus lain bisa juga arus eksitasi Medan yang dikurangi, maka gaya Lorentz yang timbul juga berkurang. Jika itu terjadi, maka kemampuan untuk berputar torsi akan turun. Karena beban mekanis relatif tetap, maka kecepatan akan berkurang. Hampir sama seperti motor DC Tamiya yang baterainya atau magnet permanennya sudah melemah. Kembali ke gambar 3 kecepatan putar Nr menurun, frekuensi tetap, kecepatan medan putar Ns tetap, maka pasti slip akan naik sesuai persamaan berikut Ns = 120*f/P s = Ns-Nr/Ns keterangan s = slip f = frekuensi P = jumlah kutub pole motor induksi Nr = kecepatan putar motor Ns = kecepatan medan putar Nilai slip yang bertambah ini akan mempengaruhi besarnya nilai R pada rangkaian ekuivalen motor induksi. Seperti terlihat pada gambar 4, nilai hambatan pada motor induksi dipengaruhi oleh slip berdasarkan persamaan R2'*1/s-1. Artinya, saat slip bertambah maka nilai R tersebut akan turun. Sesuai hukum ohm, saat nilai R turun sedangkan nilai V tetap maka nilai I akan naik. inilah kronologi mengapa saat tegangan terminal turun, motor listrik akan menarik arus lebih banyak. Gambar 4. Rangkaian Ekuivalen Motor Induksi Selanjutnya, bagaimana jadinya jika bebannya adalah beban statik murni? Pernahkah anda mendengar atau melihat saat tegangan ngedrop, lampu malah menyala lebih terang? Atau mungkin yang sering kita lakukan kegiatan menyolder. Apakah saat tegangan ngedrop akan membuat timah lebih cepat meleleh? Tentu saja tidak. Kita membutuhkan tegangan yang bagus supaya lampu dan solder bekerja optimal. jika tegangan turun, maka kinerja alat tersebut juga akan menurun. Kesimpulannya secara umum intuisi yang berkembang di masyarakat mengenai saat tegangan drop arus naik itu tidak salah, tapi bukan berarti semuanya bisa dipukul rata. Karena jika menyuplai beban statik, maka responnya adalah seperti gambar nomor 2. Berdasarkan pengalaman saya selama bertugas di PLN, untuk pelanggan residensial pelanggan rumah tangga saat tegangan dinaikkan, arus yang mengalir juga ikut naik. Sudah beberapa kali terjadi saat ada pekerjaan penambahan JTR Jaringan Tegangan Rendah, pembebanan trafo juga ikut naik. Jadi kami sarankan jika ingin melakukan perbaikan tegangan, perhatikan prosentase beban trafonya. Jangan sampai menyelesaikan masalah dengan masalah. Alias tegangan drop hilang, trafonya malah trip karena overload.Ketikabeban 1 kΩ dihubungkan ke rangkaian dioda, beban ini akan mengambil arus 2,1mA. Akibatnya akan ada penurunan tegangan pada dioda sebanyak: ΔvO = -2,1 x r = -2,1 x 18,9 = -39,7 mV Penurunan pada setiap dioda kira-kira 13,2 mV, pemakaian model sinyal kecil tidak sepenuhnya 'valid'.Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC pada jangka watu 0-25 detik tidak diberi gangguan beban dapat dilihat pada tabel . Tabel Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC saat 0-25 ref =120 rad/sec Metode Kontrol PI PI PSO Overshoot rad/s 0 0 Settling time det 8,581 3,534 Dapat dilihat pada tabel bahwa sistem dengan kontroler PI pada jangka waktu 0-25 detik memiliki nilai settling time sebesar 8,581 detik dan tidak memiliki nilai overshoot, sedangkan sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan menggunakan PSO memiliki nilai settling time sebesar 3,534 detik dan juga tidak memiliki nilai overshoot. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa pada periode 0-25 detik pada saat sistem tidak diberi gangguan beban respon sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan PSO lebih baik dibandingkan respon sistem dengan kontroler PI konvensional karena respon sistem kembali ke kondisi steady state lebih cepat. Respon Kecepatan Saat Sistem diberi Gangguan Beban TL = 1 Nm, ref = 120 rad/sec Pada jangka waktu 25-50 detik terdapat gangguan berupa torsi mekanik sebesar 1 Nm. Ketika motor diberi gangguan berupa beban, maka kecepatannya akan turun. Dari respon sistem sebelumnya dapat dilihat bahwa tegangan motor akan naik agar motor mencapai kecepatan referensinya kembali. Selain itu, pada saat kecepatan motor turun karena motor dibebani maka torsi dan arus motor akan naik agar torsi elektrik pada motor mampu melawan torsi mekanik yang diberikan beban sehingga dengan kondisi yang demikian motor dapat mencapai kecepatan referensinya kembali. Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC pada jangka watu 25-50 detik diberi gangguan beban dapat dilihat pada tabel Tabel Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC saat 25-50 detik TL = 1 Nm, ref =120 rad/sec Metode Kontrol PI PI PSO Overshoot rad/s 118,8 118,9 Settling time det 27,46 25,61 Dapat dilihat pada tabel bahwa sistem dengan kontroler PI pada jangka waktu 25-50 detik memiliki nilai overshoot sebesar 118,8 rad/sec dan memiliki nilai settling time sebesar 27,46 detik, sedangkan sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan menggunakan PSO memiliki nilai overshoot sebesar 118,9 rad/sec dan memiliki nilai settling time sebesar 25,61 detik. Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa pada saat sistem diberi gangguan beban, sistem dengan kontroler PI konvensional mengalami perlambatan kecepatan menjadi 118,8 rad/sec sedangkan sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan menggunakan PSO mengalami perlambatan kecepatan menjadi 118,9 rad/sec. Itu artinya respon kecepatan motor PMDC yang dikontrol oleh kontroler PI konvensional lebih lambat dibandingkan dengan respon kecepatan motor PMDC yang dikontrol oleh kontroler PI yang dioptimisasi dengan PSO ketika motor tersebut diberi beban. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa pada periode 25-50 detik pada saat sistem diberi gangguan beban respon sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan PSO lebih baik dibandingkan respon sistem dengan kontroler PI konvensional karena respon sistem kembali ke kondisi steady state lebih cepat dan perlambatan sistem ketika diberi beban lebih kecil. Respon Kecepatan Saat Sistem diberi Gangguan Beban TL = 2 Nm, ref = 120 rad/sec Respon kecepatan sistem motor PMDC dengan gangguan torsi mekanik 2 Nm ditunjukkan pada gambar Gambar Respon Kecepatan Motor PMDC dengan Gangguan Torsi Mekanik 2 Nm ref = 120 rad/sec Pada jangka waktu 25-50 detik terdapat gangguan berupa torsi mekanik sebesar 2 Nm. Ketika motor diberi gangguan berupa beban, maka kecepatannya akan turun. Dari respon sistem sebelumnya dapat dilihat bahwa tegangan motor akan naik agar motor mencapai kecepatan referensinya kembali. Selain itu, pada saat kecepatan motor turun karena motor dibebani maka torsi dan arus motor akan naik agar torsi elektrik pada motor mampu melawan torsi mekanik yang diberikan beban sehingga dengan kondisi yang demikian motor dapat mencapai kecepatan referensinya kembali. Oleh karena itu tegangan input pada motor harus dinaikkan agar kecepatan motor dapat kembali ke kecepatan yang diinginkan karena salah satu cara dalam pengaturan kecepatan motor PMDC adalah dengan mengontrol tegangan inputnya Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC pada jangka watu 25-50 detik diberi gangguan beban dapat dilihat pada tabel Tabel Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC saat 25-50 detik TL = 2 Nm, ref =120 rad/sec Metode Kontrol PI PI PSO Overshoot rad/s 117,6 117,7 Settling time det 28,05 25,62 Dapat dilihat pada tabel bahwa sistem dengan kontroler PI pada jangka waktu 25-50 detik memiliki nilai overshoot sebesar 117,6 rad/sec dan memiliki nilai settling time sebesar 28,05 detik, sedangkan sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan menggunakan PSO memiliki nilai overshoot sebesar 117,7 rad/sec dan memiliki nilai settling time sebesar 25,62 detik. Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa pada saat sistem diberi gangguan beban, sistem dengan kontroler PI konvensional mengalami perlambatan kecepatan menjadi 117,6 rad/sec sedangkan sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan menggunakan PSO mengalami perlambatan kecepatan menjadi 117,7 rad/sec. Itu artinya respon kecepatan motor PMDC yang dikontrol oleh kontroler PI konvensional lebih lambat dibandingkan dengan respon kecepatan motor PMDC yang dikontrol oleh kontroler PI yang dioptimisasi dengan PSO ketika motor tersebut diberi beban. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa pada periode 25-50 detik pada saat sistem diberi gangguan beban respon sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan PSO lebih baik dibandingkan respon sistem dengan kontroler PI konvensional karena respon sistem kembali ke kondisi steady state lebih cepat dan perlambatan sistem ketika diberi beban lebih kecil. Dari hasil simulasi pada keempat respon sistem diatas dapat dilihat bahwa sistem yang menggunakan kontroler PI yang doptimisasi dengan PSO memiliki respon yang paling baik. Hal ini menunjukkan bahwa dengan menggunakan PSO didapatkan koordinasi parameter PI yang optimal sehingga mampu meredam osilasi sistem yang lebih baik dibandingkan kontroler yang lain. BAB 5 PENUTUP Kesimpulan Dari hasil simulasi diperoleh beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut 1. Metode PSO dapat digunakan untuk menentukan koordinasi parameter PI yang optimal. 2. Kontroler PI yang optimal dapat diterapkan pada sistem motor PMDC untuk meredam osilasi respon sistem motor PMDC. 3. Penerapan PSO terhadap PI pada sistem motor PMDC dapat memperkecil overshoot respon sistem dan mempercepat settling time sistem. 4. Perubahan respon sistem akan terjadi ketika motor diberi gangguan beban. Saran Saran untuk penelitian berikutnya adalah 1. Untuk mendapatkan koordinasi parameter PI yang optimal pada sistem motor PMDC dapat dilakukan dengan menggunakan komputasi cerdas yang lain untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal.
Sepertiyang kita ketahui sirkuit Dc diberi nilai dalam VA, produk dari tegangan dan arus yaitu; jika tegangan baterai turun selama proses pemakaian, baterai memiliki pasokan arus tinggi untuk mencocokkan dengan beban VA yang diperlukan, tetapi memiliki tegangan untuk menentukan resistansi internal dari baterai bertambah sehingga baterai tidak mampu memberikan jumlah yang diperlukan saat ini dari beban yang sebenarnya dibutuhkan, sehingga baterai ditemukan habis.