PROGRAM DIPLOMA IIIPOLITEKNIK TEDC BANDUNGTEKNIK OTOMASI Mata KuliahMESIN LISTRIKPrepared byErfi IlyasWidyaiswara MadyaPOKOK BAHASAN1.Motor Arus Searah2.Motor Asinkron3.Motor Sinkron4.Motor-motor Satu FasaTOPIK 3MOTOR SINKRON(MOTOR SEREMPAK)Tujuan PembelajaranSetelah menyelesaikan kegiatan perkuliahan topik ini, diharapkan mahasiswa mampu memahi karakteristik dan pengoperasian motor sinkron atau motor serempak (synchronous motor) Lingkup materi Karakteristik Motor1. Konstruksi dan keistimewaan motor sinkron2. Prinsip Kerja Motor Sinkron3. Pengaruh perubahan beban padamotor sinkron4. Pengaruh perubahan penguatan pada motor sinkron5. Vektor diagram motor sinkron6. Daya motor sinkron1. Konstruksi dan Keistimewaan Motor SinkronMotorsinkron pada dasarnya identik dengan generator sinkron (alternator). Sehingga konstruksi motor sinkron sama dengan alternator. a) Stator (bagian yang diam)b) Rotor (bagian yang berputar)Fungsi stator dan rotor adalah untuk menempatkan belitan:a) Jangkar (belitan ac)b) Medan (belitan dc) Konstruksi Motor Sinkron (Motor Serempak)1. Konstruksi dan Keistimewaan Motor SinkronPada mesin sinkron tidak selamanya jangkar merupakan bagian yang beputar (rotor) tetapi juga bisa sebaliknya, sehingga dikenal ada dua jenis mesin sinkron, yaitu:1. Mesin sinkron kutub luar (jangkar yang berputar)2. Mesin sinkron kutub dalam (medan yang yang berputar). Konstruksi Motor Sinkron (Motor Serempak)Umumnya motor sinkron menggunakan jenis kutub dalam.Medan sebagai rotor dan jangkar sebagai stator 1. Konstruksi dan Keistimewaan Motor SinkronKonstruksi Motor Sinkron (Motor Serempak)1. Konstruksi dan Keistimewaan Motor SinkronKonstruksi Motor Sinkron (Motor Serempak)Jenis rotor yang digunakan pada mesin sinkron kutub dalam: a). Rotor silinderb). Rotor kutub julang (Salient)Rotor kutub julang (salient)Rotor Silinder1. Konstruksi dan Keistimewaan Motor SinkronKeistimewaan Motor Sinkron (Motor Serempak)1. Berputar dengan kecepatan sinkron yang konstan, sehingga satu-satunya cara untuk merubah putaran hanyalah dengan merubah frekuensi tegangan sumber.2. Mampu beroperasi pada range faktor daya yang lebar, baik lagging maupun leading.3. Tidak mampu starting sendiri, harus diputar terlebih dahulu sampai putaran sinkron (mendekati sinkron) dengan menggunakan tenaga dari luar sebelum disinkronkan dengan tegangan sumber2. Prinsip Kerja Motor SinkronApabila kumparan jangkar dihubungkan pada sumber tegangan tiga fasa, maka akan terbangkit medan putar dengan kecepatan: 120 f ns = kecepatan medan putarns =-------- f = frekuensi tegangan sumberPP = jumlah kutubU UUSS SUSABSUUSAB2. Prinsip Kerja Motor SinkronApabila kumparan jangkar dihubungkan pada sumber tegangan tiga fasa, maka akan terbangkit medan putar dengan kecepatan: 120 f ns = kecepatan medan putarns =-------- f = frekuensi tegangan sumberPP = jumlah kutubU UUSS S3. Pengaruh Perubahan Beban pada Motor SinkronU EUSUSUEERouo3. Pengaruh Perubahan Beban pada Motor SinkronSR =0asRXarctg = u Z0 0 0. . Cos I U P =4. Pengaruh Perubahan Penguatan Pada Arus Jangkar dan Faktor DayaUEERouUEERouUEERouPenguatan 100%E = UPenguatan < 100%E < UPenguatan > 100%E > U4. Pengaruh Perubahan Penguatan Pada Arus Jangkar dan Faktor DayaKurva V Motor SinkronIm/IfIKurva I f (Im)5. Vektor Diagram Motor SinkronKatakanlah sebuah motor sinkron mempunyai impedansi sinkron sebesar Ra + jXs, disuplai dengan sumber tegangan tiga fasa dengan tegangan per fasa sebesar U dan menarik arus sebesar IaSs a SS RRXarctgX R ZZ I E= Z+ ==u2 2.5. Vektor Diagram Motor SinkronOABCDOB CA ABCDFaktor daya lagging Faktor daya unity Faktor daya leading OA = tegangan jala (U)OB = arus beban (I)OC = resistif drop (I Ra)CD = reaktif drop (I Xs)OD = tegangan resultante (I Zs)AD = ggl induksi (E)DO5. Daya Motor SinkronouUEERo oo UCos E Cos ECos E UCos EUSin Sin ERRR =+ ==Besarnya daya mekanik yang dihasilkan motor adalah:Pm = E I Cos ( + u) Pm = - E I Cos ( + u) ZsErI karena = 5. Daya Motor SinkronouUEER( )( )( ) | |( ) | |( ) u o uo u uu o u ou u u CosZsECosZsEUPmCos U Cos EZsEPmSin Sin U Cos Cos U EZsEPmSin Sin Er Cos Cos ErZsEPmCos ErZsEPm2 = = = =+ =Karena Ra relatih kecil, biasanya diabaikan, sehingga Zs = Xs dan sudut u = 900, maka: ( )ooSinXsEUPmCosXsECosXsEUPm= =02090 90Sehingga daya total menjadi:o SinXsEUPm3=5. Daya Motor SinkronSebuah motor sinkron 3C, 400 V, Y mempunyai impedansi sinkronZs = 0,25 + j 3,2. Arus jangkar 52,5A dengan faktor daya 0,8 lead.Hitunglah :a). Pinputb). Ec). PmContoh soalPenyelesaian:5. Daya Motor Sinkrono uUEERIABCDPerhatikan segitiga ABC5. Daya Motor Sinkrono uUEERIABCDPerhatikan segitiga ABCTugasSebuah motor sinkron 3 ph, 2300 V, Y. Mempunyai resistansi 0,2 ohm per fasa dan reaktansi sinkron 2.2 ohm per fasa. Motor beroperasi pada faktor daya 0,5 lead dengan arus jala-jala 200 A. Hitunglah ggl yang terbangkit pada jangkar dan Pm. Penyelesaian:Perbandingan Antara Motor Sinkron & AsinkronNo Induction Motors Synchronous Motors123456It has got self starting torque and no special means is required for its startingIts speed falls with the increase in load and is always less than synchronous speedIt operates at only lagging power factor , which becomes very poor at light loadsIt required no dc exitacionSpeed can be controlled but to smal extentIt is used for supplying mechanical load onlyIt has got no self starting torque and some means is required for its startingIts average speedis constant and independent of loadIt can be operated under a wide range of power factor, both lagging and leadingIt required dc excitation No speed control is possibleIt is used for supplying mechanical load as well as for power factor improvementPerbandingan Antara Motor Sinkron & AsinkronNo Induction Motors Synchronous Motors789Its torque is more sensitive to change in supply voltage Breakdown torque is proportional to the square of the supply voltageIt is more simple and cost less comparativelyIts torque is less sensitive to change in supply voltage Breakdown torque is proportional to the supply voltageIt is more complicated and costs more comparativelyTERIMAKASIH Goniometri otrst = proyektumr = proyektors = proyeksiSin o = r/t,Cosec = t/r Sin o = 1/CosecCos o = s/t,Sec = t/s Cos o = 1/SecTg o = r/s,Cotg = s/r Tg o = 1/CotgSin o x Cosec o = 1Cos o x Sec o = 1Tg o x Cotg o = 1Tg o = Sin o/Cos oCotg o = Cos o/Sin oGoniometri o |abcDalil Sinus | o SincSinbSina= =Dalil Cosinus|oCos ab b a cCos ac c a bCos bc c b a2222 2 22 2 22 2 2 + = + = + =Goniometri Rumus Penjumlahan( )( ) | o | o | o| o | o | oSin Cos Cos Sin SinSin Cos Cos Sin Sin = + = +( )( ) | o | o | o| o | o | oSin Sin Cos Cos CosSin Sin Cos Cos Cos+ = = +MA AF1F2A1A2++ - -220 V 0 - 220 VTGrpmA+-220 VV3 x 220 VACosR S TNL1L2L3V0VSBULVUG