BAB II

TEORI DASAR TRANFORMATOR

2.1 Definisi dan Kontruksi Motor Induksi

Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (ac) yang

paling luas digunakan Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa motor ini

bekerja berdasarkan induksi medan magnet stator ke statornya, dimana arus

rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus

yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor

dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus

stator.

Motor induksi secara prinsip dapat dianalogikan dengan sebuah

transformator, hanya saja yang membedakannya adalah pada motor induksi,

rangkaian sekundernya berputar. Maka motor induksi dapat dianalogikan

dengan sebuah transformator dan oleh karena itu cara menganalisaannya juga

sama.

Gambar 2.1 Rangkaian Motor Induksi

Apabila motor berputar, maka parameter-parameter yang ada

hubungannya dengan frekuensi akan berubah. Pada saat motor berputar tanpa

beban, besarnya daya yang diserap oleh motor Po hanya dipergunakan untuk

mengatasi rugi-rugi inti dan rugi mekanik. Daya yang dihasilkan (dengan

masukan 3 Ø ), sebanding dengan tegangan, arus serta faktor bebannya.

5

6

2.2 Rangkaian Ekivalen Pengganti Motor Induksi

Rangkaian pengganti beban nol :

Gambar 2.2 Rangkaian pengganti beban nol

Dari data percobaan beban nol akan diperoleh :

Ro= Vo2

Po1 fasa

[Ω ]

Zo=Vo

Io[Ω ]

Zo=

jX m Ro

Ro+ jX m

[Ω ]

Xm= ZoRo

Ro−Zo[Ω ]

Rangkaian pengganti percobaan berbeban

Gambar 2.4 Rangkaian pengganti pembebanan

Adapun rumus yang digunakan untuk menghitung torka adalah :

T=P . 602πn

7

2.3 Prinsip Kerja Motor Induksi

Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang

akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan

kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet

kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang

menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor

tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar”

yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut

disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya

beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat

dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor

cincin geser/slip ring motor.

Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase

slip/geseran (Parekh, 2003):

% Slip = (Ns – Nb)/Ns x 100

Dimana:

Ns = kecepatan sinkron dalam RPM

Nb = kecepatan dasar dalam RPM

2.4 Pengereman Pada Motor Induksi

Adapun pengereman pada motor induksi dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :

a. Pengereman Elektrik

Pengereman secara elektrik, torsi pengereman dihasilkan

berdasarkan nilai arus injeksi yang diberikan pada belitan stator. Pada

pengereman secara elektrik energi putaran rotor diubah menjadi energi

elektrik yang kemudian dikembalikan ke suplai daya, atau dengan

memberikan suatu medan magnet stasioner pada stator sehingga putaran

rotor akan berkurang dengan sendirinya, pengereman secara elektrik

lebih halus dan tidak ada hentakan yang terjadi.

8

Pengereman secara elektrik tidak dapat menghasilkan torsi untuk

menahan beban dalam keadaan sudah berhenti dan membutuhkan sumber

energi listrik untuk mengoperasikannya.

b. Pengereman Dinamik

Pengereman dinamik digunakan untuk menghentikan putaran rotor

motor induksi. Tegangan pada stator diubah dari sumber tegangan AC

menjadi tegangan DC dalam waktu yang sangat singkat. Torsi yang

dihasilkan dari pengereman tergantung pada besar arus DC yang

diinjeksikan pada belitan stator. Pada gambar 2.1. menunjukkan bentuk

rangkaian pengereman dengan injeksi arus searah pada motor induksi

tiga fasa.

Arus searah yang diinjeksikan pada kumparan stator akan

mengembangkan medan stasioner untuk menurunkan tegangan pada

rotor. Oleh karena kumparan rotor terhubung singkat, arus yang mengalir

menghasilkan medan magnet. Medan magnet akan berputar dengan

kecepatan yang sama dengan rotor tetapi dengan arah yang berlawanan

untuk menjadikan stasioner terhadap stator. Interaksi medan resultan dan

gerak gaya magnet rotor akan mengembangkan torsi yang berlawanan

dengan torsi motor sehingga pengereman terjadi. Torsi pengereman yang

dihasilkan tergantung pada besarnya arus injeksi DC pada belitan stator,

karena torsi pengereman sebanding dengan arus injeksi. Sedangkan nilai

tahanan (R) berpengaruh pada nilai kecepatan torsi pengereman terjadi.

Semakin kecil nilai tahanan (R), semakin cepat torsi pengereman terjadi.

2.5 Penyearah Gelombang Penuh

Penyearah yang dipakai adalah penyearah gelombang penuh dengan

menggunakan transformator step down dan mempunyai keluaran tegangan DC

positif. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan

transformator step down dapat dilihat pada gambar 2.5.

9

Prinsip kerja dari penyearah gelombang penuh dengan 4 diode diatas

dimulai pada saat output transformator memberikan level tegangan sisi positif,

maka D1, D4 pada posisi forward bias dan D2, D3 pada posisi reverse bias

sehingga level tegangan sisi puncak positif tersebut akan di leawatkan melalui

D1 ke D4. Kemudian pada saat output transformator memberikan level

tegangan sisi puncak negatif maka D2, D4 pada posisi forward bias dan D1,

D2 pada posisi reverse bias sehingan level tegangan sisi negatif tersebut

dialirkan melalui D2, D4. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik

output berikut.