(4) MesinAC(motor induksi)
-
Upload
muhammadfarhan -
Category
Documents
-
view
231 -
download
0
Transcript of (4) MesinAC(motor induksi)
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
1/54
MESIN ARUS BOLAK-BALIK
Berdasarkan input-output energi, mesin listrik dibedakanatas transformator, generator, dan motor.
ENERGI ELEKTRIK ENERGI ELEKTRIK
ENERGI MEKANIK
MEDAN
MAGNIT
M O T O
RG E N
E R A T
O R
TRANSFORMATOR
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 1
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
2/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 2
Motor mengubah energi listrikmen%adi energi mekanik
&enerator mengubah energi mekanikmen%adi energi listrik
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
3/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 3
Pembagian Mesin Elektrik
Transformator
Mesin Elektrik
Mesin AC Mesin DC
Mesin AC
(statis)
Mesin AC
(inamis)
Mesin DC
(statis)
Mesin DC
(inamis)
Mesin
Sin!ron
Mesin
Asin!ron
Re"tifier
In#erter
Generator DC
Motor DC
Generator Sin!ron
Motor Sin!ron
Generator Asin!ron
Motor Asin!ron
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
4/54
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
5/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B )
2. !umparan berputar(rotor
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
6/54
Medan Magnit Putar
*ika arus tiga fasa seimbang mengalir didalam belitan
tiga fasa, maka akan menimbulkan medan magnit putar +ang besarn+a tetap.
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 6
Cara Mengetahui Medan Magnet
Putar:
1. Analisis Model Matematik
2. Analisis Vektoris
3. Visualisasi Kutub Khayal
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
7/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B
iberikan arus tiga fasa ke masing-masing kumparanstator
( ) At I t i mc 0240sin)( −= ω
( ) At I t i mb0120sin)( −= ω
At I t i ma ω sin)( =
Model persamaan matematik
Masing-masing arus menghasilkan intensitas medan magnit
0
0sin)( ∠= t H t H ma ω ( ) 00 120120sin)( ∠−= t H t H mb ω
( ) 00 240240sin)( ∠−= t H t H mc ω
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
8/54
!erapatan fluks B /
00sin)( ∠= t Bt B ma ω
( ) 00 120120sin)( ∠−= t Bt B mb ω
( ) 00 240240sin)( ∠−= t Bt B mc ω
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B
1. ada 4t / 00
0=a B
( ) 00 120120sin ∠−= mb B B
( )00
240240sin ∠−= mc B B
0902
3−∠=++= mcbanet B B B B B
5
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
9/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B
'. ada 4t / 200
00∠= ma B B
01202
1∠−= mb B B
02402
1 ∠−= mc B B
00
2
3∠=++= mcbanet B B B B B
5
2. ada 4t / 00
3. ada 4t / 100
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
10/54
ay
ax
Sin β1
βCos β
y x aa βsinβcosβ1 +=∠
Metode vektor:
Masing-masing 7ektor diuraikan ke arah sb 8 9 a8 : dan
sb + 9a +:
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 10
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
11/54
( )( )
+−−=∠−=
y x
b
aa
B
32
1
2
1 120ωtsinB
120120ωtsinB(t)0
m
00
m
xa B ωtsinB0ωtsinB(t) m0
ma =∠=
( )( )
−−−=∠−=
y x
c
aa
B
32
1
2
1 240ωtsinB
024240ωtsinB(t)0
m
00
m
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 11
( ) ( ){ }cossin2
3
)()()((t)
y xm
cbanet
at at B
t Bt Bt B B
ω ω −=
++=5
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
12/54
ersamaan ini menun%ukkan bah;a
1. Besar medan magnit adalah tetap sebesar 3(2 Bm.
2. !e
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
13/54
t6
ib
ia ic
t
ic
iaib
t!
ia
ic ib
t3
ib
ia ic
t2
ic
iaib
t1
"
""
a
#b
c
#c
#a
bibic
t$
ia
%& %a%
b
%c
% & % c
% a
% b
% &
% b
% c
% a
%&%a%
b
%c
% &
% c
%
a % b
% &
% a
% b
% c
Visualisasi secara Vektoris
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
14/54
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
15/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 1)
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
16/54
Pembalikan Putaran Medan Magnit
*ika arus-arus +ang diberikan kedalam 2 stator ditukar,
maka medan magnit berputar ke arah sebalikn+a.
At I t i ma ω sin)( =
( ) At I t i mb0240sin)( −= ω
( ) At I t i mc0120sin)( −= ω
!erapatan fluks total adalah
( ) ( ){ }cossin2
3
)()()((t)
y xm
cbanet
at at B
t Bt Bt B B
ω ω +=
++=
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 16
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
17/54
( ) ( ){ }cossin2
3(t) y xmnet at at B B ω ω +=
4t/00
4t/13)0
4t/00
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 1
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
18/54
KONSEP DS! MO"O! #ND$KS#
1. *ika tegangan tiga fasa diberikan ke stator,akan mengalir arus tiga fasa pada statortersebut. Arus tiga fasa ini dapatmenghasilkan medan magnit putar di ruang
stator %s& !e
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
19/54
2. Medan magnit putar +ang dibangkitkan olehstator tersebut dapat menimbulkan teganganinduksi pada rotor. !arena kumparan pada rotormerupakan rangkaian tertutup, maka pada
kumparan itu timbul arus. =nteraksi antara arusdan medan putar menimbulkan ga+a danmen+ebabkan rotor berputar dengan ke< nr
searah dengan arah medan putar.
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 1
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
20/54
3. utaran motor induksi dapat ditingkatkansampai mendekati putaran sinkronn+a 9+aitu
putaran medan: tetapi tidak pernah men
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
21/54
'. *ika rotor berputar pada ke
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
22/54
6. Motor induksi beker%a berdasarkan tegangan
dan arus dalam rotor, dan oleh karena itumotor induksi seringkali disebut ebagai tra'oyang ber(utar) kumparan primer 9stator:menginduksikan tegangan pada kumparan
sekunder 9rotor:.
. ebalikn+a, %ika rotor berputar pada ke
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
23/54
karena
x100%n
nnS
s
r −= s
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 23
. ada ke
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
24/54
?ontoh soal
ebuah motor induksi empat kutub 20 7olt 10 hp)0 z hubungan ' mempun+ai slip ) @ pada bebanpenuh.
a. apatkan nsb. apatkan nr
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
25/54
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
26/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 26
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
27/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 2
ANGKAIAN EKIVALEN
MOTO INDUKSI
1& Model !angkaian Ekivalen "ra'o
tator otor
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
28/54
*& !angkaian Ekivalen Sisi !otor
a. #egangan terinduksi pada rotor dapat
din+atakan sebagai
"C adalah tegangan pada saat rotor ditahan.
" / s "C
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 2
b. esistansi rotor tidak tergantung pada slip,sedangkan reaktansin+a dapat din+atakansebagai
D / 4 > / 2E fr >
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
29/54
!arena fr / s fe, maka
D / s 9 2E fe > : / s DC
DC adalah reaktansi rotor ketika rotor ituditahan. angkaian eki7alen rotor adalah
sebagai berikut
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 2
B B
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
30/54
"C
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 30
eq R
RO
O R R
RO
O R R
RO
R R
R R
Z
E
jX s
R
E
jsX R
sE
jX R
E I
,
=+
=
+=
+=
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
31/54
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
32/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 32
an rangkaian eki7alen per fasa motor induksidiberikan dalam gambar berikut
angkaian "ki7alen Motor =nduksi
-
5
=1
φ $
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
33/54
D+ DN KOPE, MO"O! #ND$KS#
ari rangkaian eki7alen satu fasa
22
11
1
1
1
jX s R
jBG
jX R
V
Z
V I
mC
eq
++−
++== φ φ
ugi tembaga stator
1
2
13 R I P SCL =
ugi inti
C
C
R
E G E P
2
12
1inti
33 ==
a+a
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
34/54
a+a +ang dikon7ersi dari elektris ke mekanis adalah
−=−=
−=
11333 2222
22
222
con
s R I R I
s R I
P P P RCL AG
ubungan antara da+a adalah
?> / s A&
an da+a +ang dikon7ersi men%adi da+a mekanis dapat
din+atakan sebagai / A& - sA&
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
35/54
elan%utn+a, %ika da+a-da+a +ang hilang karena perputaranrotor rot diketahui, maka da+a output adalah
out /
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
36/54
θ cos3 LT in I V P =
Pinti-rugi inti.
PSC,-rugi tembaga
Stator.
P/P0onv
P'r-!ugi
/esekan.
mbebanot x P ω τ =
iagram aliran da+a
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 36
1
2
13 R I P SCL =
C
C R
E G E P
2
12
1inti
33 ==
P!C,-rugi tembaga
rotor.
2
2
2* 3 R I P =
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
37/54
Conto
ebuah motor induksi tiga fasa '0 7olt )0 hp menarik arus
60 A pada faktor da+a 0,) tertinggal. ugi tembaga stator2 kG, rugi tembaga rotor 00 G, rugi putaran 600 G, rugiinti 100 G. apatkan besaran-besaran berikut
b. a+a +ang dikon7ersi
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
38/54
( ) ( ) ( ) ./ 42,20,50403
cos$3P *in
==
=
a+a - inti / '2,' F 2 F 1, / 3,6 kG
a+a +ang dikon7ersi / 3,6 F 0, / 3, kG
a+a keluaran out /
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
39/54
Pemisaan !ugi2rugi rotor dan Daya yang Dikonversi
ebagian da+a pada
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
40/54
con
2
P
ss61
1 %D1=1 =2 2 %D2
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '0
angkaian eki7alen per-fasa dengan rugi rotordan
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
41/54
?ontoh
ebuah motor induksi '60 7olt, 2) hp, 60 z, ' kutub
dihubungkan bintang mempun+ai data impedansi per fasadilihat dari sisi rangkaian stator
D1 / 1,106 H D2 / 0,'6' H DM/26,3 H
1 / 0,6'1 H 2 / 0,332 H
#otal rugi-rugi rotasional plus rugi inti adalah tetap sebesar100 G. $ntuk slip 2,2 persen pada tegangan dan frekuensiIominal, dapatkan
a. utaran
b. Arus stator
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
42/54
a. 1. !e
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
43/54
-
5
=1
φ $ 1),0 %26,3
%0,'6'0,6'1 %1,106
b. angkaian eki7alen
0330149211 ((( )(*ek ∠=+=
Arus stator
0
01331
33014
340
((((
+ −∠=∠
=
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '3
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
44/54
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
45/54
e. 1. !opel terinduksi
2. !opel beban
I.m 4
J
s
A&ind 2(==
f. "fisiensi motor
@3,@8100
K
in
out ==
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B ')
I.m )6,
4
J
m
outout ==
4r
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
46/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '6
PENEN"$N P!ME"E! !N/K#N
#u%uan Mendapatkan nilai-nilai 1
, 2
, D1
, D2
, dan DM
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
47/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '
"es %eban Nol
!angkaian Pengu3ian %eban Nol
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
48/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '
angkaian eki7alen motor beban nol adalah
Beban pada kondisi ini han+a berupa rugi gesekandan angin, *adi semua
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
49/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '
lip +ang ter%adi sangat ke
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
50/54
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B )0
a+a input +ang diukur menun%ukkan rugi-rugi da+amotor, +ang terdiri dari
ugi-rugi stator
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
51/54
TUGAS
1. ebuah motor induksi berkutub 2( $ /0 mencatu beban 2$ h adakeceatan 2$ rm
a. 4eraa sli motor
b. 4eraa torsi terinduksi dalam motor
c. 4eraa keceatan oerasi motor )ika torsi digandakan
d. 4eraa daya yang dicatu oleh motor ketika torsi digandakan
2. 5iasumsikan baha motor induksi ada contoh diatas memunyai
rotor belit
a. 4eraa torsi maksimum motor( ada keceatan dan sli beraa
hal tersebut ter)adib. 4eraa torsi starting motor
c. Ketika resistansi rotor digandakan( beraa keceatan ada saat
torsi maksimum ter)adi( beraa torsi starting yang baru dari motor
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B
)1
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
52/54
TUGAS
17 Seb8a9 mesin in-8.si 3 fasa, 40 $, 100 9", 0 !, 6.8t8b bero"erasi "a-a s:i" 3% ("ositi") "a-a beban
"en89, 98t8n;:a9 <
a) =ece"atan motor -an ara9n>a ter9a-a" .ece"atan me-an
ma;nit
b) ?re.8ensi rotor
c) =ece"atan me-an stator
-) =ece"atan me-an ce:a9 8-ara27 @:an;i soa: no71 Ai.a mesin -io"erasi.an "a-a s:i" 3%
(ne;atif)
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B
)2
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
53/54
TUGAS
Sebuah mesin induksi rotor belit 3 fasa, 10 hp, 208 V, kutub, 0 !" mempun#ai perbandin$an belitan stator%rotor 1&0,' dan kedua belitan stator dan rotor terhubun$
bintan$(
a)Stator mesin induksi tersebut dihubun$kan den$ansumber 3 fasa, 208 V, 0 !" dan motor berputar padake*epatan 11+0 rpm
i( !itun$lah slip
ii( !itun$lah te$an$an terinduksi dalam rotor perfasa dan frekensite$an$an terinduksi
iii( Tentukan ke*epatan medan rotor dalam rpm terhadap rotor danterhadap stator
April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B
)3
-
8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)
54/54
b) ika terminal stator dihubun$kan sin$kat danterminal rotor dihubun$kan den$an sumber 3 fasa,208 V, 0 !" dan motor berputar pada ke*epatan11+ rpm,
i( Tentukan arah perputaran motor terhadapperputaran medan
ii( Tentukan te$an$an terinduksi dalam stator per fasadan frekuensin#a
)'