Frequensi 60Hz atau 50Hz. apa pengaruhnya

Frekwensi merupakan salah spesikasi sumber tenaga listrik yang ada atau dipilih oleh suatu negara tertentu. Spesifkasi lain yalah tegangan atau

voltage. Pemilihan ditentukan oleh standard apa yang dianut negara tsb.    perbedaan yang dianut kedua standard tsb. Jika NEMA memakai 60 Hz maka IEC memalai 50 Hz. Pemakaian motor 60Hz ke supply listrik 50 Hz tentu ada pengaruh demikian pula sebaliknya. Frekwensi paling berpengaruh pada putaran motor yang disupply tenaga listrik tsb. Kita perlu tahu seberapa besar pegaruh tsb, apa pengaruhnya terhadap faktor daya guna, umur motor dan baik atau buruknya.

NEMA dan IEC

Standard NEMA dipakai di Amerika bagian utara, terutama Amerika Serikat tentunya ditambah negara yang yang memakai tehnologi atau membeli pabriknya dari Amerika Serikat. Sedangkan IEC dianut oleh sebagian negara di dunia selain di Amerika. Disamping standard lain seperti negara Inggris BS2613, Jerman VDE 0530 dan Jepang JIS. Biasanya standard lain mengadopsi IEC yang bersifat metrik.

NEMA atau National Electrical Manufacturers Association berkantor di Amerika . 

IEC , International Electrotechnical Commission berpusat di Eropa.

Spesifikasi Motor

Dibawah ini contoh spesifikasi listrik dari sebuah motor sebagai contoh untuk pembahasan sehubungan dengan pemakaian frekwemsi. Yang sulit dihindari ialah kita membeli motor standard NEMA untuk dipasang dinegara yang memakai standard IEC atau sebaliknya. Sehingga diperlukan pengetahuan tentang spesikasi listril dan spesifikasi mekanis dari kedua standard tsb.

Contoh : Motor 100HP, 230/460 V, 60 Hz, 

Pengertian dari spesifikasi tsb, sbb :

· NEMA menuliskan kapasitas dengan horse power, 100 HP sebagai kapasitas atau kemampuan motor menggerakan beban sebesar 100 horse power. Biasanya IEC menyatakan kapasitas dengan KW,  (100 HP = 74,57 KW)

· 230V , winding motor terdiri dari dua set setiap phase dan dihubungkan secara parallel

· 460V, winding motor terdiri dari dua set setiap phase dan dihubungkan secara serie.

· 60Hz, adalah frequency jaringan listrik yang seharusnya tersedia untuk motor tsb.

Effek pada Motor 230/460 V, 60 Hz, jika di pasang pada frekwensi 50 Hz

( table tsb. Disalin dari Catalog Leeson Motor)

Memasang motor 60 Hz di Freq 50 Hz

Power-grid di Eropa dan dihampir semua negara lain menggunakan system freq 50Hz, kecuali Amerika bagian Utara menggunakan 60Hz. 

Apa efek performance, memasang motor 60Hz pada freq. 50Hz? Apakah cukup aman ? 

Jawabnya meragukan “ya” atau mungkin “ya tidak”.

Motor 3 phase 60Hz  dapat dioperasikan cukup memuaskan (sesuai dengan nameplate) pada power supply freq 50Hz jika tegangan/voltage di turunkan sama dengan rasio penurunan frequency.

· Jadi motor 60Hz,460V jika dipasang pada 50Hz,380V akan menghasilkan performance yang memuaskan sesuai nameplate horsepower, dan putaran poros hanya 50/60 dari putaran yang tertera di nameplate. Jadi jika 60Hz ke 50Hz, berarti seharusnya Voltage   5/6×460V=383V

· Motor 60Hz 230V jika dipasang di 50Hz 230V, mungkin tidak memuaskan tanpa menurunkan horsepower sebesar faktor 0,80-0,85. Jadi HP rated beban yang digerakan harus diturunkan, ini hubungannya dengan efek panas yang timbul di winding.

Dengan panduan table tsb, dapat disimpulkan 

Motor 100HP, 230V/460V, 60 Hz, 1800Rpm motor winding terkoneksi 230V dipasang pada 220V / 50 Hz akan terjadi sbb:

· Torsi full load diperlukan 120%

· Putaran sinkron stator turun menjadi 5/6 atau 83,3% yaitu 0.833×1800 Rpm = 1500 Rpm

· Arus full load menjadi 115%

· Efisiensi saat full load turun 2%

· Power faktor turun 3-4%

· Locked rotor torque naik dari rated menjadi 130 - 135%

· Breakdown torque, naik dari rated menjadi 120 - 125%

· Arus locked rotor naik dari rated menjadi 106%

· Panas di motor naik menjadi 153%

· Magnetic noise bertambah.

Kesimpulan dari kasus ini bahwa umur motor berkurang karena bertambahnya arus yang berarti bertambah panas.

efek harmonisa pada motor induksi 1 phasa 220 volt, 1/4 hp, 1400 rpm

Pada sistem energi listrik terdapat gangguan yang menyebabkan

perubahan bentuk gelombang dari suplai listrik yang mulanya berbentuksinusoidal menjadi tidak la gi sinusoidal. Cacat gelombang yang disebabkaninteraksi antara bentuk gelombang yang sinusoidal dengan komponen gelombanglain, dan mempunyai frekuensi kelipatan integer dari komponen gelombangfundamentalnya (50Hz) dapat merusak peralatan yang menggunaka n suplai listrikini. Gangguan jenis ini kita sebut dengan harmonisa.Pengujian efek harmonisa pada motor induksi satu phasa ini mencobauntuk memberikan gambaran tentang harmonisa yang merusak tersebut. Pengujianefek harmonisa ini akan diujikan pada sebuah motor induksi dimana motor yangdigunakan telah didesign untuk bekerja pada frekuensi 50 Hz. Kemudian motortersebut akan diterapkan pada sebuah sumber yang berharmonisa dan besaran dariTHD (Total Harmonic Distortion) dibuat melebihi dari standard yang telahditentukan, yaitu 5%. Cara untuk mengkondisikan efek harmonisa ini adalahdengan mencampurkan frekuensi fundamental 50Hz dengan frekuensi lain yanglebih tinggi (150, 250,?,650 Hz) dan amplitudo harmonisanya lebih kecil dariamplitudo fundamentalnya.Kesimpulan yang didapat, motor yang diberi suplai berharmonisa akanmengalami penurunan efisiensi yang cukup besar. Dimana besar efisiensinyaturun menjadi 10% saja. Sedangkan apabila dikondisikan pada kondisi suplailistrik yang tidak berharmonisa, efisiensi dari motor mampu mencapai 45%.Hal ini sangat kurang baik bagi motor yang diterapkan pada sumberberharmonisa, selain efisiensi dari motor berkurang, lifetime penggunaan motormenjadi lebih pendek. Selain dari pada itu harmonisa membuat motor induks i iniberputar pada putaran yang kurang stabil antara 1400-1480 Rpm, yang padaakhirnya putaran yang tidak stabil ini membuat torsi motor menjadi terganggu.Pada pengujian motor dengan sumber berharmonisa (harmonisa 3,5,?13) dengan THD-tegangan sebesar 5%, 10%, dan 20%, mengindikasikanbanyak kemunculan harmonisa yang ke-3 saat motor dijalankan. Sedangkan padaharmonisa 3 dan 5 dengan THD sebesar 50%, harmonisa yang dicampurkan akantetap dominan.