Motor Induksi

179

description

mi

Transcript of Motor Induksi

  • MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

  • MOTOR INDUKSI TIGA PHASA-. Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang merubah energi listrik menjadi energi gerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dan mempunyai slip antara medan stator dan medan rotor. -. Motor induksi merupakan motor yang paling banyak kita jumpai dalam industri.

  • Konstruksi motor tiga phasa

  • Bagian Motor Induksi Tiga PhasaLahar

  • Stator-. Stator adalah bagian dari mesin yang tidak berputar dan terletak pada bagian luar. Dibuat dari besi bundar berlaminasi dan mempunyai alur alur sebagai tempat meletakkan kumparan.

  • Rotor -. Rotor sangkar Adalah bagian dari mesin yang berputar bebas dan letaknya bagian dalam. Terbuat dari besi laminasi yang mempunayi slot dengan batang alumunium / tembaga yang dihubungkan singkat pada ujungnya.

    Tidak dari belitan, dicor langsung

  • Rotor Sangkar

  • Konstruksi rotor sangkar ( squarrel-cage rotor )

  • Rotor kumparan ( wound rotor )

    Kumparan dihubungkan bintang dibagian dalam dan ujung yang lain dihubungkan dengan slipring ke tahanan luar. Kumparan dapat dikembangkan menjadi pengaturan kecepatan putaran motor. Pada kerja normal slipring hubung singkat secara otomatis, sehingga rotor bekerja seperti rotor sangkar.

  • Jenis Rotor Belitan

  • Konstruksi rotor kumparan ( wound rotor ).

  • Keuntungan motor tiga phasa -.Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar.-. Harganya relatif murah dan kehandalannya tinggi.-. Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil. -. Biaya pemeliharaan rendah karena pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan.

  • KERUGIAN PENGGUNAAN MOTOR INDUKSIKecepatan tidak mudah dikontrolPower faktor rendah pada beban ringanArus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal

  • PRINSIP KERJA MOTOR (Gaya Lorentz)F = Gaya B = Kerapatan fluksI = Arus L = Konduktor

    Arus listrik (i) yang dialirkan di dalam suatu medan magnet dengan kerapatan Fluks (B) akan menghasilkan suatu gayaSebesar:

  • Nilai F Dipengaruhi Banyaknya Lilitan ( N )

  • Linear Motor

  • Prinsip kerja 3 Phasa1. Bila sumber tegangan tiga phasa dipasang pada kumpara stator, maka pada kumparan stator akan timbul medan putar dengan kecepatan

    ns = kecepatan sinkronf = frekuensi sumberp = jumlah kutub

  • 2. Medan putar stator akan memotong konduktor yangterdapat pada sisi rotor, akibatnya pada kumparan rotor akan timbul tegangan induksi ( ggl ) sebesar

    E = tegangan induksi ggl f = frekkuensiN = banyak lilitanQ = fluks

  • 3. Karena kumparan rotor merupakan kumparan rangkaian tertutup, maka tegangan induksi akan menghasilkan arus ( I ).4. Adanya arus dalam medan magnet akan menimbulkan gaya ( F ) pada rotor.5. Bila torsi awal yang dihasilkan oleh gaya F pada rotor cukup besar untuk memikul torsi beban, maka rotor akan berputar searah dengan arah medan putar stator.

  • 6. Untuk membangkitkan tegangan induksi E2s agar tetap ada, maka diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator ( ns )dengan kecepatan putar rotor ( nr ).7.Perbedaan antara kecepatan nr dengan ns disebut dengan slip ( S ) yang dinyatakan dengan persamaan:

    8.Jika ns = nr tegangan akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada rotor, dengan demikian tidak ada torsi yang dapat dihasilkan. Torsi suatu motor akan timbul apabila ns > nr. 9.Dilihat dari cara kerjanya motor tiga phasa disebut juga dengan motor tak serempak atau asinkron. Karena tergantung frekuensi

  • Contoh soalMotor enam kutub disuplai dari sumber 60 Hz fasa tiga. Kecepatan rotor pada beban penuh adalah 1140 rpm. Tentukan: a) kecepatan sinkron dari medan magnet b) slip per unit c) kecepatan rotor untuk sebuah hasil beban yang dikurangi di slip s = 0,02

  • PenyelesaianKecepatan sinkronDiketahui :p = 6 f = 60 Hznr = 1140 rpm

  • Slip pada beban penuh

  • Kecepatan putar rotor bila s = 0,02

  • TEGANGAN TERINDUKSI PADA ROTORPada saat standstill (slip = 100%)medan putar rotor maksimumFluks dalam stator sama dengan dalam rotortegangan yang dibangkitkan maksimum, tergantung pada belitan rotorTegangan yang diinduksikan ke rotor tergantung pada ratio belitan (perbandingan belitan rotor dan stator)Frekuensi rotor sama dengan frekuensi stator

  • Pada saat bergerak:medan putar rotor maksimumfluks dalam stator sama dengan dalam rotortegangan yang dibangkitkan berkurang sesuai dengan slip yang terjadiFrekuensi rotor semakin berkurang sesuai dengan penurunan slipDapat disimpulkan bahwa:Er = s x EBREr tegangan induksi rotorEBR tegangan induksi rotor saat standstillfR = s x fS fR frekuensi rotorfS frekuensi stator

  • Contoh SoalA three-phase 60 Hz four-pole 220-V wound induction motor has a stator winding Delta (segitiga) connected and a rotor winding Y (bintang) connected. The rotor has 40% as many turns as the stator. For a rotor speed of 1710 r/min, calculate:The slip The block rotor-induced voltage per phase EBRThe rotor-induced voltage per phase ERThe voltage between rotor terminalsThe rotor frequency

  • SolutionThe slip

  • The block rotor-induced voltage per phase EBRThe rotor-induced voltage per phase ER

  • The voltage between rotor terminalsThe rotor frequency

  • RANGKAIAN ROTORDi rotor dalam tiap kondisi diperoleh kesimpulan:Arus short circuit rotor dibatasi oleh impedansi rotorImpedansi terdiri dari dua komponen yaitu:Resistansi rotor RR Reaktansi diri sXBR (XBR Reaktansi diri rotor pada stand-still)Selama reaktansi diri merupakan fungsi dari frekuensi, reaktansi proportional terhadap slip

  • Sebagai hasil, arus rotor menjadibila,maka,

  • jika penyebut dan pembilang dibagi dengan s, maka:sehingga rangkaian ekuivalen rotor per fasa menjadi: Pembagian dengan s merubah titik referensi dari rotor ke rangkaian stator

  • Untuk tujuan menyamakan dengan rangkaian resistansi rotor RR yang sebenarnya, maka RR/s dipisah dalam dua komponen:sehingga rangkaian ekuivalen rotor menjadi sebagai berikut:

  • RANGKAIAN EKUIVALEN ROTOR

  • KOMPONEN DAYA PADA ROTORROTOR POWER INPUT (RPI)ROTOR COPPER LOSS (RCL)ROTOR POWER DEVELOPED (RPD)OUT-PUT POWER Ketiga komponen daya tersebut didapat dari persamaan: bila ruas kanan dan ruas kiri dari persamaan ini dikalikan dengan IR2, maka:

  • Dimana:ROTOR POWER INPUT (RPI)ROTOR COPPER LOSS (RCL)ROTOR POWER DEVELOPED (RPD)RPI = RCL + RPD

  • HUBUNGAN RPD DENGAN RPI

  • HUBUNGAN RCL DENGAN RPI

  • DAYA OUT-PUTDaya yang dibangkitkan di poros rotor dapat dinyatakan dengan persamaan:Pout = RPD - ProtasionalProtasional adalah daya hilang yang disebabkan oleh gaya gesekan (friksi) dan angin (kipas pendingin)

  • TORSI YANG DIBANGKITKANTorsi elektromekanik Te adalah torsi yang dibangkitkan di celah udara yang dapat dinyatakan dengan persamaan:

  • Torsi poros Td adalah torsi yang dibangkitkan di poros rotor yang dapat dinyatakan dengan persamaan:Bila rugi Protasional diabaikan maka Td dapat dinyatakan dengan persamaan:

  • RANGKAIAN STATORTerdiri dari Tahanan stator RsReaktasi induktif XsRangkaian magnetisasi (tidak boleh diabaikan seperti trafo karena rangkaian ini menyatakan celah udara)Rangkaian stator per fasa dinyatakan pada gambar berikut:

  • DIAGRAM RANGKAIAN STATOR

  • Bila tegangan konstanRugi inti dianggap konstan mulai dari kondisi tanpa beban sampai beban penuhRc dapat dihilangkan dari diagram rangkaian tetapi: rugi inti tetap ada dan diperhitungkan pada efisiensiArus magnetisasi pada motor sekitar 30% s/d 50% dari arus nominalReaktansi magnetisasi merupakan komponen penting pada rangkaian penggantiSehingga penyederhanaan diagram rangkaian stator menjadi seperti gambar berikut:

  • PENYEDERHANAAN DIAGRAM RANGKAIAN STATOR

  • PENGGABUNGAN DIAGRAM RANGKAIAN ROTOR DAN STATORSisi stator sebagai referensi parameter rotorUntuk menggabung rangkaian rotor dengan rangkaian stator maka dapat digunakan konsep: daya stator sama dengan daya rotorSehingga EBR harus sama dengan ESES = a.EBR = EBR IR = IR/aRR =a2.RRXBR =a2.XBRKonstanta a merupakan transformasi tegangan stator ke rotor

  • DIAGRAM LENGKAP MOTOR INDUKSI TIAP FASA

  • ANALISA ARUS (METODE LOOP)Dari diagram rangkaian berikut dapat dibuat dua persamaan:

  • Loop I:Loop II:Dibuat dalam bentuk matrik didapat:

  • Tentukan nilai deteminant (D) konstanta matrik, dengan:Arus IS didapat dengan persamaan:

  • Arus IR didapat dengan persamaan:Arus magnetisasi IM diperoleh dari:Faktor daya motor didapat dari Cos sudut arus stator ISIM = IS IR

  • KOMPONEN DAYA TIGA FASA STATOR POWER INPUT (SPI) STATOR COPPER LOSS (SCL)

  • KOMPONEN DAYA TIGA FASA ROTOR POWER INPUT (RPI) ROTOR COPPER LOSS (RCL)

  • ROTOR POWER DEVELOPED (RPD) ROTASIONAL LOSS (PR) OUTPUT POWER (PO)PO = RPD - PRKOMPONEN DAYA TIGA FASARugi-rugi yang disebabkan oleh gesekan dan angin

  • DIAGRAM ALIR DAYA PADA MOTOR INDUKSI TIGA FASA

  • ANALISA ARUS (METODE PENYEDERHANAAN)Mengacu pada diagram lengkap motor induksi tiap fasaUntuk tujuan menyederhanakan analisa, pindahkan parameter XM mendekati sumber tegangan maka didapat diagram rangkaian seperti berikut:

  • PENYEDERHANAAN RANGKAIAN EKUIVALEN MOTOR INDUKSI

  • Dari rangkaian penyederhanaan didapat persamaan arus IR sebagai berikut:Arus pemagnetan IM sebagai berikut:

  • Arus stator IS sebagai berikut:Bila mengikuti gambar rangkaian maka rugi tembaga stator SCL menggunakan arus IR. Tetapi untuk mengurangi error yang tinggi pada perhitungan efisiensi maka SCL dihitung menggunakan persamaan berikut:Faktor daya motor didapat dari Cos sudut arus stator ISPerhitungan daya dan rugi-rugi yang lain sama seperti perhitungan metode LOOP

  • EFISIENSI (h)Menyatakan perbandingan daya output dengan daya input Bila dinyatakan dalam prosen maka,

  • Contoh Soal A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction motor has following circuit parameters on a per phase basis referrred to the stator: RS = 0.344 W RR = 0.147W XS = 0.498 W XR = 0.224W XM = 12.6W Assuming a Y-connected stator winding. The rotational losses and core loss combined amount to 262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8 % determine:the line current and power factorthe shaft torque and output horse powerthe efficiency

  • SOLUTION (LOOP METHODE)the phase voltage is:the equivalent circuit is given in Figure:

  • Loop I:Loop II:Dibuat dalam bentuk matrik didapat:

  • Tentukan nilai deteminant (D) konstanta matrik, dengan:

  • a. Arus IS didapat dengan persamaan:

  • Arus IR didapat dengan persamaan:Power faktor motor (diambil dari sudut IS):

  • b. The shaft torque and output horse powerKecepatan sinkron dari motor adalah :Kecepatan rotor adalah :Kecepatan sudut rotor adalah :

  • Rotor Power Input adalah :Rotor Power Developed adalah :

  • Power Output adalah :Torsi motor adalah :Pout = RPD Protasional = 7246,776 262 = 6984,776 WHorsepower motor adalah :

  • Power loos adalah :c. Efisiensi motor adalah :Protasional + Core loss= 262 WRCL = 0,028 x 7455,351 = 208.75 WSCL = 3x23,932x 0,344 = 590,97 W + Total loss = 1061,72 W

  • SOLUTION (Penyederhanaan)the phase voltage is:the equivalent circuit is given in Figure:

  • Arus IR didapat dengan persamaan:Arus IM didapat dengan persamaan:

  • a. Arus Sumber IS didapat dari :Power faktor motor (diambil dari sudut IS):

  • b. The shaft torque and output horse powerKecepatan sinkron dari motor adalah :Kecepatan rotor adalah :Kecepatan sudut rotor adalah :

  • Rotor Power Input adalah :Rotor Power Developed adalah :

  • Power Output adalah :Torsi motor adalah :Pout = RPD Protasional = 7764 262 = 7502 WHorsepower motor adalah :

  • Power loos adalah :c. Efisiensi motor adalah :Protasional + Core loss= 262 WRCL = 0,028 x 7988 = 224 WSCL = 3x25,822x 0,344 = 688 W + Total loss = 1174 W

  • Perbandingan Kedua MetodeArus sumberMetode LoopMetode Pendekatan

  • Perbandingan Kedua MetodeTorsi Poros dan Output HorsepowerMetode LoopMetode Pendekatan

  • Perbandingan Kedua MetodeEfisiensiMetode LoopMetode Pendekatan

  • KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSIRotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas berdasarkan National Electrical Manufacturers Association (NEMA)Motor kelas AMempunyai rangkaian resistansi ritor kecilBeroperasi pada slip sangat kecil (s
  • Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas berdasarkan National Electrical Manufacturers Association (NEMA)Motor kelas BUntuk keperluan umum, mempunyai torsi starting normal dan arus starting normalRegulasi kecepatan putar pada saat full load rendah (dibawah 5%)Torsi starting sekitar 150% dari ratedWalaupun arus starting normal, biasanya mempunyai besar 600% dari full loadMotor kelas CMempunyai torsi statring yang lebih besar dibandingkan motor kelas BArus starting normal, slip kurang dari 0,05 pada kondisi full loadTorsi starting sekitar 200% dari ratedUntuk konveyor, pompa, kompresor dll

  • Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas berdasarkan National Electrical Manufacturers Association (NEMA)Motor kelas DMempunyai torsi statring yang besar dan arus starting relatif rendahSlip besarPada slip beban penuh mempunyai efisiensi lebih rendah dibandingkan kelas motor lainnyaTorsi starting sekitar 300%

  • TORQUE-SPEED CURVES OF DIFFERENT NEMA STANDARD MOTORS

  • Karakteristik motor induksi

  • Untuk mempersingkat perhitungan dan penjelasan maka dari Gambar karakteristik motor induksi dipilih kondisi-kondisi ekstrim yaitu :Kondisi startingKondisi puncak (maksimum)Kondisi beban nominal (sudah dibahas)Kondisi-kondisi Ektrim Karakteristik Motor Induksi

  • Kondisi Torsi Starting (Stand still)Dari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalen motorPada saat start rotor belum berputar sehingga slip s = 1Arus starting rotor menjadi:

  • Kondisi Torsi MaksimumDari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalen motor Pada saat arus rotor maksimum torsi akan maksimum Arus maksimum rotor pada slip sb (torsi max) terjadi bila impedansi rotor mendekati nol sehingga:Karena nilai normal RS
  • Masukkan nilai sb ke dalam persamaan arus saat torsi maksimum, didapat arus rotor maksimum yaitu: Rotor power Input maksimum menjadi: Torsi maksimum menjadi: Rotor power developed maksimum menjadi:

  • Contoh soalA three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction motor has following circuit parameters on a per phase basis referrred to the stator: RS = 0.344 W RR = 0.147W XS = 0.498 W XR = 0.224W XM = 12.6W Assuming a Y-connected stator winding. The rotational losses and core loss combined amount to 262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8 % calculate of:the starting torque of the motorthe maximum torque of the motor

  • SOLUTIONArus starting :RPI starting :

  • SOLUTIONKecepatan sudut sinkron :Torsi starting :

  • SOLUTIONSlip saat torsi maksimum :RPI saat torsi maksimum :Kecepatan putar saat torsi maksimum :

  • SOLUTIONRPD saat torsi maksimum :Torsi maksimum :

  • MOTOR ROTOR BELITANPerbedaan mendasar dari Motor rotor belit dengan motor sangkar bajing adalah terdapat pada konstruksi rotorRotor sangkar bajing mempunyai:Tahanan rotor tetapArus starting tinggiTorsi starting rendahRotor belitMemungkinkan tahanan luar dihubungkan ke tahanan rotor melalui slip ring yang terhubung ke sikat.Arus starting rendahTorsi starting tinggiPower faktor baik

  • BAGIAN-BAGIAN ROTOR BELIT

  • Graph of induction motors showing effect of increasing the ratio of resistance to inductance

  • KLAS ISOLASI MOTOR

    Class Maximum Allowed Temperature (*) A 105C 221FB 130C 266FF 155C 311FH 180oC356oF

  • MOTOR DUTY CYCLE TYPES AS PER IEC STANDARDS

  • MOTOR DUTY CYCLE TYPES AS PER IEC STANDARDS

  • TYPICAL NAME PLATE OF ANAC INDUCTION MOTOR

  • NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS

    TermDescriptionVoltsRated terminal supply voltage.AmpsRated full-load supply current.H.P.Rated motor output.R.P.MRated full-load speed of the motor.HertzRated supply frequency.FrameExternal physical dimension of the motor based on the NEMA standards.DutyMotor load condition, whether it is continuos load, short time, periodic, etc.

  • NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS

    TermDescriptionDateDate of manufacturing.Class InsulationInsulation class used for the motor construction. This specifies max. limit of the motor winding temperature.NEMA DesignThis specifies to which NEMA design class the motor belongs to.Service FactorFactor by which the motor can be overloaded beyond the full load.

  • NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS

    TermDescriptionNEMA Nom. EfficiencyMotor operating efficiency at full load.PHSpecifies number of stator phases of the motor.PoleSpecifies number of poles of the motor.Specifies the motor safety standard.

    YSpecifies whether the motor windings are start (Y) connected or delta () connected.

  • MENENTUKAN PARAMETER RANGKAIAN EKUIVALEN MOTOR INDUKSI TIGA PHASEMelakukan kegiatan pengujian untuk mendapatkan parameter rangkaian ekuivalent motor induksiMenggambar karakteristik motor induksi (torsi terhadap slip)Menguji kebenaran data-data yang ada pada name plate

  • RANGKAIAN EKUIVALENT MOTOR INDUKSI

  • TEST MOTOR No load testBlocked rotor testDC test

  • No Load TestTujuanmenentukan rugi inti + rugi rotasionalmenentukan parameter Xm

  • Blocked rotor testTujuanmenentukan parameter Re dan Xe

  • DC testTujuanMenentukan parameter RS dan RRResistansi ekuivalen rotoruntuk hubungan Y

  • DC testResistansi ekuivalen rotoruntuk hubungan deltauntuk 60Hz Rac=1,4Rdcuntuk 50Hz Rac=1,3Rdc

  • ContohName plate Three Phase Induction MotorP = 0,75 KW = 1 HPV = 380/220 Vf = 50 Hznr = 1380 rpmI = 2/3,45 A

  • Data yang diperoleh :No load test :P = 120 WV = 380 VI = 1,3 A Blocked rotor test :P = 260 WV = 120 VI = 2 A DC test :V = 48 VI = 2 A

  • PERHITUNGANNo load test

  • DC testPERHITUNGAN

  • PERHITUNGANBlocked rotor test

  • Rangkaian Ekuivalen MI

  • Slip motor:Jika nr = 1380 rpm, maka ns yang mungkin pada frekuensi 50 Hz adalah 1500 rpm shg:

  • Arus IRArus IS

  • Rotor Power Input (RPI)Rotor Power Developed (RPD)

  • Daya OutputDaya Losses

  • Effisiensi dan daya dalam Hp

  • Rangkuman Hasil Test No load test Xm = 168,76 ohmP rot+inti = 42,5 W Blocked rotor testRe = 21,67 ohmZe = 34,6 ohmXe = 26,97 ohmRr = 6,07 ohm DC testRdc = 11,75 ohmRac = 15,27 ohmSlip= 0,08

  • Rangkuman Hasil TestIR = 2,3 ARPI = 1185,2 WRPD = 1032,1 WPout = 989,6 WEffisiensi = 66,12 %Daya output dalam Hp = 1,33 Hp

  • SOAL 1Diketahui motor induksi tiga phasa, P=4, V=230 V, f=60 Hz, nm=1725 rpmTentukan : slip per-unit dan frekuwensi rotor pada rated speed

  • PENYELESAIANKecepatan sinkron dari motor adalah :Slip per-unit :Maka frekwensi rotor :

  • SOAL 2Diketahui motor induksi tiga phasa 10 HP, P=4, V=440 V, f=60 Hz, nm=1725 rpm Rugi tembaga stator = 212 W; rotational loss=340 WTentukan : a. Power developedb. Daya celah udara c. Rugi tembaga rotord. Total daya input e. Efisiensi motor

  • PENYELESAIANKecepatan sinkron dari motor adalah :Slip per-unit :Daya output rotor :

  • c. Rugi tembaga rotor :d. Daya input :Pcu2 = sPAG = 0.0417x8139.41 = 339.413 W Rugi tembaga stator :Pcu1= 212 W (diberikan) e. Efisiensi :

  • SOAL 3Diketahui motor induksi tiga phasa 2 HP, P=4, V=120 V, f=60 Hz, nm=1620 rpm Impedansi stator=0.02+j0.06 ; rotational loss=160 WTentukan : arus rotor

  • PENYELESAIANDaya output adalah :Kecepatan sinkron : Slip per-unit :

  • Daya celah udara :Daya yang dikonversikan :Rugi tembaga rotor :Pcu2 = sPAG = 0.1x1835,56 = 183,556 W

  • Arus rotor :

  • SOAL 4Diketahui motor induksi tiga phasa hubungan Y, P=6, V=230 V, f=60 Hz, Parameter :r1=0.5; r2=0.25; x1=0.75; x2=0.5; Xm=100; Rc=500; Impedansi stator = 0.02+j0.06 ; rotational loss=160 WTentukan : Arus stator, arus rotor, arus magnetisasi, daya input, rugi tembaga stator, rugi tembaga rotor, daya output, torsi pada shaft dan efisiensi saat rated slip=2.5 %

  • PENYELESAIANKecepatan sinkron : Kecepatan sudut sinkron :

  • Rangkaian Ekivalen Motor

  • Impedansi rotor efektif berdasar pada stator adalah : Berdasarkan rangkaian pada gambar, maka Tegangan per-phasa adalah :

  • Maka :Impedansi celah udara :

  • Arus stator :Impedansi total :Faktor daya :

  • Rugi tembaga stator :Tegangan Input :Daya input :

  • Arus magnetasi :Arus eksitasi :Arus Inti :

  • Rugi inti :Arus rotor :Daya celah udara :

  • Daya konversi :Rugi tembaga rotor :Daya output :

  • Efisiensi :Torsi poros/shaft :

  • SOAL 5Diketahui motor induksi tiga phasa hubungan Y. Parameter : r1=10 ; x1=25 ; r2=3; x2=25 , Xm=75 Tentukan : breakdown slip dan torsi maksimum pada motor.

  • PENYELESAIANKecepatan sinkron : Kecepatan sudut sinkron :

  • Rangkaian Ekivalen Motor

  • Tegangan thevenin: Berdasarkan rangkaian pada gambar, maka Tegangan per-phasa adalah :

  • Maka :Impedansi thevenin :

  • Torsi Maksimum:Breakdown (optimum) slip :

  • SOAL 6Diketahui motor induksi tiga-fasa, 100 HP, V=440 V, P=8, f=60 Hz, impedansi rotor= 0.02 + j 0.08 perfasa. Tentukan : Kecepatan saat torsi motor maksimum dan resistansi eksternal yang harus ditambahkan secara seri pada rotor jika torsi start dari motor 80 % dari nilai maksimum

  • PENYELESAIANDaya output : Kecepatan sinkron :

  • Impedansi rotor : Slip maksimum dapat diperoleh dengan :

  • Kecepatan motor saat torsi maksimum adalah :Torsi motor maksimum diperoleh :

  • Penambahan tahanan luar (r) saat motor jalan pada torsi start 80% dari nilai maksimum adalah :

  • Nilai tahanan luar yang dibutuhkan adalah :

  • Pengaturan Putaran Pengaturan Putaran dapat dilakukan dengan : -. Mengubah jumlah kutub -. Mengubah nilai frekuensi -. Mengatur tegangan jala-jala -. Mengatur tahanan luar

  • Pengaturan Putaran

  • Menjalankan Motor Induksi Tiga Phasa Motor induksi tiga phasa dengan daya yang besar tidak dapat dijalankan dengan cara dihubungkan langsung ke sumber jala-jala. Hal ini disebabkan karena, akan menyerap arus yang sangat besar yaitu mencapai 6 -8 kali arus nominalnya. Hal ini disebabkan karena pada saat start besarnya slip pada motor induksi adalah sama dengan 1 (satu), sehingga di saat Slip = 1, tahanan rotor kecil. Arus menjadi besar dan akan merusak motor itu sendiri atau terganggunya sistem instalasi tegangan akan Drop. Di mana Drop tegangan ini mengganggu kerja dari relay, kontaktor, nyala lampu, maupun peralatan elektronik dan computer yang ada disekitarnya.

  • Ada beberapa cara untuk mengurangi besarnya arus start antara lain adalah :

    1. Primary resistor control 2. Transformer control 3. Wey-Delta control 4. Part-winding start control 5. Electronic control

  • STARTING STAR/DELTA

    Gambar. Hubungan Bintang Gambar. Hubungan Segitiga

    Kumparan stator saat pengawalan dalam hubungan bintang (), setelah motor mencapai putaran nominal hubungan berubah menjadi delta (). Sehingga hubungan tegangan dan arusnya dapat dilihat sebagai berikut : Tegangan , pada hubungan bintang (Y) tegangan pada kumparan mendapat tegangan sebesar 1/ dari tegangan jala-jala , untuk hubungan delta ().tegangan pada kumparan mendapat tegangan sama dengan tegangan jala-jala.

  • STARTING STAR/DELTA

  • Motor Induksi Satu FasaMotor satu fasa umumnya dibuat dengandaya yang kecil (fractional horse power), konstruksinya juga relatif sederhana,walaupun demikian motor jenis initidak terlalu mudah untuk dianalisa.Motor satu fasa banyak digunakan padaperalatan rumah tangga dan industri,seperti refrigerator, pompa air, mesincu-ci, mesin jahit, dan lain-lain.

  • Motor satu fasa dibagi atas tiga tipe, yaitu :Motor Induksi Satu FasaMotor Seri Satu Fasa (Universal)Motor jenis ini diklasifikasikan berdasarkanmetoda yang digunakan untukpengasutannya dan mengacupada nama metoda yang digunakannya,seperti resistance start (splitphase), capacitor-start, capacitorrun,dan shaded pole.Motor Sinkron Satu FasaMotor seri satu fasa dapat digunakandengan dua macam jenis arus,yaitu arus searah (dc) dan arusbolak-balik (ac). Motor jenis inimampu memberikan torsi asut yangtinggi dan beroperasi pada kecepatantinggi. Motor universal banyakdigunakan pada peralatan rumahtangga dan peralatan yang bersifatportable.Tipe motor sinkron satu fasa berputar pada kecepatan konstan dandigunakan pada peralatan yang membutuhkan kecepatan konstanseperti jam. Ada dua tipe motor sinkron yang umum digunakan, yaitureluctance motor dan hysterisis motor.

  • Motor Induksi Satu FasaKonstruksi motor induksi satu fasa hampir sama dengan motor induksi tigafasa rotor sangkar, yang membedakannya pada kumparan stator yang berupakumparan satu fasa. Motor induksi satu fasa biasanya dilengkapi saklar sentrifugalyang diperlukan saat pengasutan, saklar akan memutuskan suplai teganganke kumparan bantu setelah motor mencapai kecepatan 75% s.d 100% darikecepatan nominal motor.Dengan menghubungkan motor induksi satu fasa ke sumber tegangan bolakbaliksatu fasa, maka kumparan stator akan menghasilkan fluksi yang berbentuksinusoidal. Fluks magnet ini hanya merupakan fluks pulsasi, bukan merupakanfluks medan putar, sehingga tidak memutarkan rotor yang dalam keadaandiam, hanya putaran fluksi yang dihasilkan.Jadi motor induksi satu fasa tidak dapat start sendiri. Untuk dapat startsendiri, motor memerlukan alat bantu, alat bantu ini ada yang digunakan saat start atau selama motor bekerja.

  • Motor Split PhaseMotor Split Phase (resistance-start motor) adalah motor induksi satu fasa yang memilki dua buah kumparan pada bagian statornya, yaitu kumparan utama (main stator winding) dan kumparan bantu (auxilary stator winding).

  • Motor KapasitorMotor kapasitor biasanya dioperasikan pada rating daya antara 1/8 hp s.d 1 hp. Konstruksi motor kapasitor hampir sama dengan motor split phase, perbedaannya hanya pada penambahan unit kapasitor yang dihubungkan secara seridengan kumparan utama atau kumparan bantu. Kapasitor biasanya diletakan dibagian luar motor atau berada didalamrumah motor.

  • Tipe-tipe motor kapasitor adalah :

    Motor Kapasitor-Start, kapasitor ini digunakan selama periode start(pengasutan) motor;

    Motor Kapasitor-Run, kapasitor digunakan selama periode start dan run (jalan);

    Motor Kapasitor- Start Kapasitor- Run, dalam motor ini digunakan dua buah kapasitor, yaitu satu untuk startdan satu lagi untuk jalan(run).

  • Motor Kapasitor-Start, Motor Kapasitor-Run, Motor Kapasitor- Start Kapasitor- Run,

  • Keuntungan kapasitor dipasang secarapermanen pada motor adalah : Memperbaiki kapasitas beban lebihpada motor; Faktor daya motor jadi tinggi; Efisiensi yang tinggi; Suara motor halus dan tidak bising.Kapasitor digunakan untuk starting(pengasutan)dan menjalankan motor.Karena kapasitor digunakan saat pengasutandan jalan, maka harus dipilih nilaikapasitor yang tepat. Umumnya kapasitoryang digunakan adalah tipe ac paperoil dengan nilai antara 20 uF s.d 50 uF.

  • Motor Shaded-PolePerbedaan konstruksi motor shadedpole(kutub bayangan) yang sangat menonjol bila dibandingkan dengan konstruksimotor induksi satu fasa yang lainnya adalah pada bagian statornya, bagian kutub magnit stator motor dibelahdan diberi cincin pada bagian ujung kutubnya, yang biasa disebut kutub bayangan. Sedangkan jenis rotor yang digunakannya sama dengan motorinduksi satu fasa yang lainnya yaitu rotor sangkar. Motor kutub bayangan biasanya digunakan pada peralatan dengan kapasitas daya yang kecil seperti pada motor-motor kipas angin kecil.

  • Motor Seri Satu Fasa (Universal)

  • Motor universal terdiri dari sebuah rotor yang biasa disebut armatur atau jangkar, dengan lilitan kumparan sekelilingnya, dan diujung poros diletakkan komutator yang dibagi atas beberapa lamel. Pada permukaan komutator diletakan sikat karbon yang berfungsi untuk mengalir arus dari sumber luar ke dalam jangkar motor. Saat arus mengalir ke dalam jangkar, maka di jangkar akan timbul medan magnit, sehingga jangkar akan berputar diantara kutub magnit yang berada di stator motor.

    Hampir semua motor universal memiliki kipas pendingin di bagian ujung porosnya. Motor universal banyak digunakan pada peralatan listrik dengan ukuran kecil dan sedang, seperti pengisap debu, msin jahit dan sejenisnya.

    Motor universal bisa dioperasikan dengan sumber arus searah atau bolak-balik. Kecepatan motor bisa diatur dengan menggunakan rheostat, penyearah, atau perubahan kedudukan sikat karbon yang melewati jangkar motor.