360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
-
Upload
ach-zainul-zen -
Category
Documents
-
view
228 -
download
0
Transcript of 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
1/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 1
Catatan Kuliah
EEE 360
TOPIK 3a
Transformer (Bagian 1: Single Phase)
Baca Bab: 4,1-4,6
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
2/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 2
Kuliah 8
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
3/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 3
Transformator
• Analisis rangkaian magnetik
• Rangkaian magnetik terdiri dari inti besi
laminasi dan berliku.
• Arus AC di berliku menghasilkan fluks
magnetik AC di inti.
• Medan magnet dihitung oleh hukum Ampereâ €
™ s:
• F = D = !" #
• di mana: F adalah ga$a magnetomoti%e
• & adalah 'umlah putaran
• Aku adalah arus• ! adalah medan magnet
• " # dia pan'ang 'alur magnetik
• L c
I
I
Φ
Lc
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
4/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 4
Transformer
• Analisis rangkaian magnetik • Magneti# kerapatan fluks ()eber * m + atau ,eslas-
• = m ! = m & * " #
• dimana:
– m adalah permeabilitas di ! * m. m = m o m r
– m o = / p 01 23 ! * m ruang bebas permeabilitas (udara-
– m r permeabilitas relatif (pesa4at m r = 05 dan besi m r =
611127111-
– &ilai sebenarn$a dari m r ditentukan dari 2 kur%a
magnetisasi ! dari bahan magnetik.
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
5/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 5
Transformer Analisis rangkaian magnetik
• 8irkuit magnetik $ang dibangun
dengan inti dilaminasi.
• nti terbuat dari lembaran besi
silikon.
• 2 kur%a ! dari tiga bahan
magnetik ditun'ukkan pada gambar.
• 9ermeabilitas inti adalah kemiringan
2 kur%a !.
• Rentang operasi di ba4ah saturasi
(lutut- dari kur%a. )ila$ah inikurang lebih inier.
• 2 ! Cur%es. ( di teslas5 ! di amp *
m-
B - H Cures! "B in #eslas, H in am$%m&
1.
5
1.
0
0.
5
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
6/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 6
Transformer Analisis rangkaian magnetik • "angkah selan'utn$a analisis adalah perhitungan fluks magnetik.
• Fluks diukur dengan )eber
• Ma$oritas fluks dalam inti besi. Fluks kebo#oran ke#il mungkin
mun#ul di udara5 $ang diabaikan di sini.
• Fluks adalah:
• f m = A = m !A = m &A * " #
• Dimana: adalah densitas fluks di ,esla
• A adalah penampang inti besi
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
7/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase !
Transformer Analisis rangkaian magnetik
Fluks AC sinusoidal menginduksi tegangan di kumparan (Farada$â € ™ s "a4-
• ,egangan ini sama dengan tegangan suplai 'ika drop tegangan ohmi# diabaikan. Tegangan induksi adalah:
• 9ersamaan untuk fluks sinusoidal adalah: "#& ' m sin" #&
• leh karena itu5 ekspresi untuk tegangan induksi men'adi:
• &ilai rms dari tegangan induksi adalah:
dimana: ; adalah dalam %olt5 f =
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
8/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase %
Transformer Analisis rangkaian magnetik
• 8ubstitusi f = M (&A * " #- $ield persamaan tegangan induksi:
(imana
adalah induktansi
• >nergi dalam medan magnet merupakan bagian integral dari da$a listrik
$ang masuk:
• ,egangan induksi di kumparan kedua ditempatkan pada intin$a adalah:
c
2
L
& NL
⋅⋅µ=
"t
"iL
"t
"i
L
& N N
"t
" Ne 2'1
c
1222 ⋅=⋅⋅µ
⋅=φ
⋅= ⋅
"t
"iL
"t
"i
L
& N
"t
" Ne
c
2 =⋅µ
=φ
=
2
0 2
1 I Ldii Ldt
dt
di Lidt eiW
I
⋅⋅=⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅= ∫ ∫ ∫
&L
N NL
c
2102'1 µ=
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
9/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase (
Tes# 1
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
10/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 10
K)*I+H
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
11/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 11
Transformer
Analisis Cir#uit magnetik
• 9enataan sebuah induktor
dengan #elah udara
ditun'ukkan pada ?ambar
tersebut
• 8ebuah kumparan
ditempatkan pada besi2#ore.
• @erapatan fluks magnetik di#elah udara
adalah gap . ketika saat ini
sa$a m.
a
%
&
a
%
&
h
'
g
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
12/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 12
Transformer
Menghitung
• 0- fluks magnetik dan kerapatan fluks di bagian $ang berbeda dari inti
besi
• +- ,entukan intensitas medan magnet (!- di bagian $ang berbeda dariinti
• - !itung 'umlah putaran $ang diperlukan untuk mempertahankan
fluks 'ika saat ini adalah m
• /- !itung induktansi ketika besi2#ore diabaikan atau dianggap.
• 6- !itung tegangan induksi di kumparan5 dengan 061 putaran5 'ikaditempatkan pada besi2#ore Asumsikan bah4a frekuensi adalah
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
13/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 13
Transformer I(eal Transformer Trafo #elah (ilaminasi besi-
core (an $rimer (an seun(er
berliu
.ulun/an $erla0anan (an
flus ebocoran a(alah nol!
Primer berliu (i$aso oleh
#e/an/an sinusoi(al 1!
Te/an/an 1 (rie arus
ma/ne#i2in/ melalui
berliu! saa 1m
N1 N2
aminate inti %esi
eng*o* +tama eng*o* se*uner
,1m
!1
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
14/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 14
Transformer I(eal Transformer a/ne#i2in/ saa# saa
men/hasilan flus ma/ne#isasi
(alam in#i besi!
5lus berubah lebih a#au uran/
(i
ben#u sinusoi(al!
Hubun/an an#ara flus
(an #e/an/an:
)*+ ,eneration
N1 N2
ma+1
m
11 Nf 44.4
"t
" N- φ⋅⋅⋅=
φ⋅=
φ m
!1
,1m
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
15/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 15
Transformer I(eal Transformer +c flus lin e /ulun/an
seun(er!
Perubahan flus "( f m % (#&
men/in(usi sinusoi(al
#e/an/an (i /ulun/an
seun(er!
Te/an/an in(usi a(alah:
7asio #e/an/an $rimer (anseun(er (isebu# rasio #urn:
a - !1!# - "1"#
generasi tegangan
N1 N2ma+2
m
22 Nf 44.4
"t
" N- φ⋅⋅⋅=
φ⋅=
,1m
!1
φm
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
16/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 16
Transformer
I(eal Transformer ebuah beban im$e(ansi
9 #erhubun/ e seun(er!
eun(er #e/an/an (rie
arus beban melalui 9 saa#
ini aalah:
,# - !# /#
+rus beban men/hasilan
flus f an/ menen#an/
ma/ne#isasi flus f m!
Transformer
imuat
N1 N2
oa
I
φ #
9
0m
1
φ m
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
17/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 1!
Transformer
I(eal Transformer
Beban flus f men/in(usi
#e/an/an (i /ulun/an $rimer an/
menen#an/ #e/an/an su$lai!
u$lai #e/an/an ons#an! Oleh
arena $en/uran/an #e/an/an
in(usi menin/a#an arus
$rimer! "aa 1m I 1&!
I 1 saa# ini men/hasilan
flus f 1 sal(o i#u (an mene#araan
flus f an/ (ihasilan oleh arus
seun(er I !
Transformer
imuat
N1 N2
oa
I
φ #φ m φ 1
1
0mB 0
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
18/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 1%
Transformer
I(eal Transformer Pemera#aan flus men/hasilan efe seba/ai
beriu#:
5lus in#i f m #e#a$ ons#an (an in(e$en(en
(ari beban!
Primer ma/ne#o-mo#if /aa 5 1 a(alah sama(en/an /aa ma/ne#omo#ie seun(er 5 ! Karena
i#u:
,1 "1 - ,# "#
Persamaan ini men/asumsian
bah0a
ma/ne#i2in/ saa# ini saa m a(alah
(iabaian ecil
Transformer
imuat
N1 N2
oa
I0mB 0
1
φ m φ1 φ #
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
19/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 1(
Transformer I(eal Transformer Keru/ian a(alah nol (alam
#ransforma#or an/ i(eal! Oleh
arena i#u (aa in$u# "+& a(alah
sama (en/an (aa ou#$u# "+&!
aa 1 1 ' I Te/an/an (an arus hubun/an
a(alah:
a ' 1 % ' I % I1 or
'1 % a an( I ' I1 a
;ia #ransforma#or
menin/a#an #e/an/an,
$enurunan saa# ini (an
sebalina!
E2uialent Cir&uit
!1 - E1
E# -E 1 a
,1 ,# - a,1
E# - !#
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
20/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 20
*ec#ure 1<
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
21/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 21
Transformator Transformer a#ual
.ulun/an #ransforma#or an/sebenarna
memilii resis#ensi 7 1 (an 7 , an/
(ieluaran (ari /ulun/an (an
(i#em$a#an secara seri (en/an
merea!
Ba/ian (ari arus u#ama
flus an/ (ihasilan #i(a aan
men/hubun/an
/ulun/an seun(er! Ini
flus a(alah ebocoran u#ama
flus f 11! Ba/ian (ari arus seun(er
flus an/ (ihasilan #i(a aan
men/hubun/an
/ulun/an $rimer! 5lus ini a(alah
ebocoran flus seun(er f !
I1
N1 φ m N2
!1 !#
I2
φ 11
φ 22
1 2
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
22/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 22
Transformer a#ual 5lus men/hubun/an /ulun/an $rimer a(alah:
5lus men/hubun/an /ulun/an seun(er a(alah:
5 11 (an 5 (a$a# (i/an#i (en/an se#ara in(u#ansi * 1 (an * masin/-masin/
Transformator
I1
N1
φ m
N2
!#E1 E#
4#
,#
41
!1
1 #
1
11
N
LI
m11m1 +φ=φ+φ=φ
1 N2L2I
m22m2 +φ=φ+φ=φ
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
23/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 23
Transformer a*tual =alam #ransforma#or na#a in#i $ermeabili#as besi #i(a #a
#erba#as (an arus ma/ne#i2in/ #i(a (a$a# (iabaian!In#i besi
(i0aili oleh ma/ne#i2in/ rea#ansi > m His#eresis (an arus e(( menebaban eru/ian besi! Keru/ian
ini (i0aili oleh resis#ensi 7 c an/ #erhubun/ secara $aralel(en/an > m
Transformer
!#E1 E#!1
1 41
4& m
,#
4# #
I1
,1
"1 "#Φm
,& ,m
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
24/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 24
Transformator
Transformer an/ sebenarna! irui# ?@uialen#
,1
71
,&
!1 E1
4# 7#
,#!#
E#
,1
41
,m
4& 7m
,eal Transformer
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
25/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 25
Transformator
Pene(erhanaan ran/aian eialen
Persamaan un#u sebuah #ransforma#or an/ i(eal
E 1 - E # , 1 - , # a
Pemba/ian hasil (ua $ersamaan (i
Im$e(ansi (a$a# (i#ransfer (ari sa#u sisi e sisi lain (en/anmen/alian (en/an ua(ra# (ari rasio beli#an!
2
22
1
1
I
/a
I
/= 2
2
1 a =
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
26/33
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
27/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 2!
Transformator Parame#er ran/aian se#ara eri im$e(ansi #ransforma#or
(ihi#un/ (ari #es sirui# $en(e! Te/an/an ren(ah sisi "*&
a(alah hubun/ $en(e (an
#e/an/an #in//i "H& (iberianoleh #e/an/an (iuran/i an/
men(oron/ arus melalui #rafo!
#e/an/an, arus, (an (aa in$u#
(iuur!
7an/aian #es $en(e!
Short &ir&uit test
4 e ) u & e )
3 o l t a g e
-
&
1
L -2 -
&
s h o r t
c i r c * i t
, s &
! s &
P s &
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
28/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 2%
Transformator Parame#er ran/aian se#ara Tes sirui# $en(e memberian
saa sc saa# ini, #e/an/an
su$lai sc (an hilan/na (aa P sc! 7an/aian eialen
menunAuan bah0a im$e(ansiseri (a$a# (ihi#un/ (ari (a#a ini
Perhi#un/an im$e(ansi seri a(alah:
/ e - ! s& , s& an 4 e - P s& , s& #Oleh arena i#u, se#ara rea#ansi a(alah:
2
e
2
ee
03 −=
4e 7e,s& se&,s&
!s&
L
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
29/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 2(
Transformator Parame#er ran/aian se#ara Im$e(ansi ma/ne#i2in/ #rafo
(ihi#un/ (ari #es sirui# #erbua! isi #e/an/an #in//i "H&
#erbua (an sisi #e/an/an
ren(ah "*& (iberian oleh#e/an/an (inilai, an/
men(oron/ arus ma/ne#i2in/
melalui #rafo! Te/an/an, arus (an
menalahan eua#an (iuur!
Terbua - ran/aian #es
.
89en &ir&uit test
&
-
1
!o p e n
c i r c * i t
4 a t e )
3 o l t a g e
2 - L -
P o, o
! o-!
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
30/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 30
Transformator
Parame#er ran/aian se#araTes sirui# #erbua memberian
ma/ne#i2in/ caban/ saa# ini
saa o, #e/an/an su$lai
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
31/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 31
Transformator
Per#anaan un#u merenun/an! en/a$a $enemuan #ransforma#or mem$erce$a#
$eremban/an $en//unaan lis#ri en/a$a besi a#au ma/ne#isasi eru/ian an/ lebih $en#in/
(ari$a(a eru/ian an/ (isebaban oleh resis#ensi berelo-
elo en/a$a #ransforma#or harus (i(in/inan Ba/aimana hal
i#u (ilauan +$aah hubun/an #ransforma#or an/ memaso rumah +n(a
(an (i mana
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
32/33
05/13/16 360 Topic 3a. Transformer 1-Phase 32
Transformator
+ +, 4
-
8/17/2019 360 Topic 3a Transformers 1ph Indo (Mogan, Agung, Galih)
33/33
05/13/16 360 Topic 3a Transformer 1-Phase 33
Transformator
en/hi#un/ $arame#er #ransforma#or! en//ambar ran/aian euialen (ise(erhanaan Hi#un/ (an $lo# $en/a#uran #e/an/an #ransforma#or s beban
(an menen#uan beban e#ia re/ulasi #ersebu# a(alah D Hi#un/ (an $lo# efisiensi s beban! enen#uan beban e#ia
efisiensi masimum (an efisiensi masimum +sumsian: fa#or (aa