Analisis Efisiensi Energi Motor Induksi Berbeban Lebih dengan Variasi Profil Akselerasi dan Frekuensi Kerja Inverter

Fadhlul Muzakki, Dr. Ir. Nur Abdillah Siddiq, S.T., IPP.; Ir. Yakub Fahim Luckyarno, S.T., M.Eng., Ph.D.

2026 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Motor induksi yang beroperasi pada kondisi berbeban lebih berisiko mengalami penurunan efisiensi dan ketidakstabilan operasi. Meskipun kondisi ini merupakan persoalan praktis yang umum di industri, kajian akademik yang mengkarakterisasinya masih jarang ditemukan. Penelitian ini bertujuan mengkarakterisasi efisiensi energi sistem motor induksi berbeban lebih, ditinjau dari pengaruh variasi frekuensi kerja inverter dan profil akselerasi.

Pengujian dilakukan pada motor induksi tiga fasa 0,75 kW yang menggerakkan exhaust fan melalui transmisi puli, dikendalikan inverter pada enam titik frekuensi kerja (3–50 Hz) dan tiga profil akselerasi (linear, s-curve, u-curve). Efisiensi kondisi tunak dihitung melalui segregasi rugi daya mengacu IEEE Std 112 Method E1, sedangkan efisiensi kondisi transien dihitung dari integrasi daya terhadap waktu.

Hasil menunjukkan komposisi rugi daya bergeser dari didominasi rugi gesek-angin dan rugi inti pada frekuensi rendah menjadi didominasi rugi tembaga rotor pada frekuensi tinggi. Efisiensi kondisi tunak mencapai puncak 74,85% pada 32 Hz, kemudian menurun tajam hingga 12,22% pada 50 Hz karena motor melewati titik breakdown torque. Pada kondisi transien, profil u-curve secara konsisten menghasilkan rugi energi terendah dan efisiensi tertinggi, sehingga kombinasi frekuensi 32 Hz dan profil u-curve memberikan keseimbangan optimal antara efisiensi energi dan stabilitas performa.

Induction motors operating under overload conditions risk reduced efficiency and unstable operation. Although this condition is a common practical issue in industry, academic studies characterizing it remain scarce. This study characterizes the energy efficiency of an overloaded induction motor system, examining the effects of inverter operating frequency and acceleration profile.

Testing was conducted on a 0.75 kW three-phase induction motor driving an exhaust fan through a pulley transmission, controlled by an inverter across six operating frequencies (3–50 Hz) and three acceleration profiles (linear, s-curve, u curve). Steady-state efficiency was determined through loss segregation based on IEEE Std 112 Method E1, while transient efficiency was determined from power integrated over time.

The loss composition shifted from friction-windage and core losses dominating at low frequencies to rotor copper loss dominating at high frequencies. Steady-state efficiency peaked at 74.85% at 32 Hz before declining sharply to 12.22% at 50 Hz as the motor exceeded the breakdown torque point. Under transient conditions, the u-curve profile consistently yielded the lowest energy loss and highest efficiency, with the 32 Hz–u-curve combination providing the optimal balance between energy efficiency and performance stability.

Kata Kunci : profil akselerasi, efisiensi energi, motor induksi, frekuensi kerja inverter, berbeban lebih