Motor Ac Asinkron 3 f

download Motor Ac Asinkron 3 f

of 22

Transcript of Motor Ac Asinkron 3 f

Motor AC Asinkron 3 fasaMotor AC asikron 3 fasa banyak digunakan pada mesin-mesin penggerak di Industri karena daya keluaran mesin mesin tersebut lebih besar dari 1. Adapun kelebihan dan kekurangan motor induksi bila dibandingkan dengan jenis motor lainnya, adalah : Kelebihan Motor Induksi Mempunyai konstruksi yang sederhana. Relatif lebih murah harganya bila dibandingkan dengan jenis motor Menghasilkan putaran yang konstan. Mudah perawatannya. Untuk pengasutan tidak memerlukan motor lain sebagai penggerak mula. Tidak membutuhkan sikat-sikat, sehingga rugi gesekan bisa dikurangi. Kekurangan Motor Induksi A. Prinsip kerja Bila pada ke-3 fasa belitan stator diberikan tegangan 3-fasa seimbang maka pada inti stator akan terjadi medan putar, yang berputar sesuai dengan kecepatan sinkron.Ns =Ns : kecepatan putaran sinkron F : frekuensi tegangan stator p : jumlah kutub motor

yanglainnya.

Putarannya sulit diatur. Arus asut yang cukup tinggi, berkisar antara 5 s/d 6 kali arus nominal

120 f p

Fluksi yang berputar di sepanjang inti stator itu akan memotong batang-batang konduktor rotor, sehingga terimbas suatu tegangan imbas di rotor. Karena batang rotor terhubung singkat maka akan mengalir arus rotor pada batang-batang rotor tersebut, yang merupakan gaya putar rotor. Motor berputar dengan kopel putar sebesar gaya tersebut kali jari-jari (jarak batang konduktor - as).

Gambar 1. Medan Putar Pada Motor 3 Fasa

Jumlah putaran stator motor Asinkron dapat dihitung dengan rumus :ns =n f p = Jumlah putaran / menit = Frekuensi = Jumlah pasang kutub

60 f p

Bila salah satu fasa masukan terputus, jadi motor hanya mendapat masukan 2-fasa maka tak akan terjadi medan putar sehingga kopel motor tidak terbangkitkan dan motor gagal start. Pada kondisi motor tanpa beban maka putaran motor mendekati Ns.S= Ns N Ns

Slip =

S akan selalu ada pada operasi motor asinkron. Pada beban mekanis motor makin besar, S akan makin besar pula. Saat itu kopel motor akan mengimbangi kopel beban. Beban yang besar akan menarik arus motor yang besar pula sehingga kopel motor = kopel beban dan terjadi pada putaran kerja sistem motor-beban.

B. Torsi dan Daya Seperti telah dibahas pada sub bab mengenai konstruksi dan prinsip kerja motor induksi, tidak ada suplai listrik yang dihubungkan secara langsung ke bagian rotor motor, daya yang dilewatkan senjang udara adalah dalam bentuk magnetik dan selanjutnya diinduksikan ke rotor sehingga menjadi energi listrik. Rata-rata daya yang melewati senjang udara harus sama dengan jumlah rugi daya yang terjadi pada rotor dan daya yang dikonversi menjadi energi mekanis. Daya yang ada pada bagian rotor menghasilkan torsi mekanik, tetapi besarnya torsi yang terjadi pada poros motor dimana tempat diletakkannya beban, tidak sama dengan besarnya torsi mekanik, hal ini disebabkan adanya torsi yang hilang akibat gesekan dan angin. o Torsi motor Torsi Asut (Starting Torque) Torsi yang dihasilkan oleh sebuah motor pada saat mulai diasut disebut Torsi Asut, nilainya bisa lebih besar atau lebih kecil dari Torsi putar dalam keadaan normal.

Atau

o

Torsi saat Rotor(Motor) Berputar

Pada saat motor berputar, maka :

dimana : Er2 = Tegangan rotor / fasa saat berputar Ir2 = Arus rotor/fasa saat berputar

k = konstanta, nilainya =

3 2..N s

o

Torsi Maksimum saat Motor Berputar Kondisi Torsi Maksimum pada saat motor berputar bisa diperoleh dengan

mendeferentialkan persamaan Torsi terhadap Slip S. Torsi maksimum dT =0 dS

Berdasarkan hasil diferensial ini akan diperoleh ;

Gambar 2. Karakteristik Slip vs Torsi

o

Torsi Beban Penuh dan Torsi Maksimum

o

Torsi Asut dan Torsi Maksimum

o

Torsi pada rotor lilit Untuk menentukan Arus, daya, dan Torsi pada Motor Induksi rotor lilit tidak

berbeda dengan rotor sangkar, hanya pada rotor lilit kita bisa menambahkan tahanan luar terhadap bagian rotor tersebut.

Gambar 3. Rangkaian Ekuifalen Motor induksi Rotor Lilit

Saat pengasutan S =1

Saat berputar

Daya motor 3 Fasa Diagram aliran daya dari sebuah Motor Induksi Tiga Fasa seperti diperlihatkan

pada gambar 5.106 Daya Masuk Stator = Daya Keluar Stator + Rugi Tembaga Stator Daya Masuk Rotor = Daya Keluar Stator Daya Keluar Rotor Kotor = Daya Masuk Rotor - Rugi Tembaga Rotor

Gambar 4. Diagram Alir daya motor 3 Fasa

Keterangan : Daya Keluar Rotor kotor = Pout rotor Daya Masuk Rotor Rugi Tembaga Rotor Pout rotor = Tg .2. = Pin rotor = Pcu rotor

.Nr

Rugi Tembaga Rotor untuk Sistem Tiga Fasa, adalah :

Daya Mekanik (Pm) atau Pout rotor =(1 - S) Pin rotor

Gambar 5. Rangkaian Ekuivalent Motor AC 3 fasa

C. Kontruksi dan tipe 1 Bagian bagian Motor

Gambar 6. Bagian bagian motor 3 Fase.

2 Konstruksi Stator dibuat dari besi plat berlapis, berfungsi untuk mengurangi eddy current. Belitan stator dan pembagi medan magnit dihubungkan Y atau . Rotor dililit dihubung Y dan ujung yang lain disambung slip ring dengan sikat arang, berfungsi sebagai penghubung singkat kumparan, jika motor sudah berjalan normal dengan mengatur tahanan asut

D. Karakteristik

Gambar 7. Operasi motor asinkron. a) Karakteristik T-N motor dan beban b) Diagram kerja motor

Pada gambar tersebut terlihat bahwa keseimbangan putaran terjadi pada n = N di mana pada saat itu kopel beban = kopel putar motor. Daya mekanis keluar motor saat itu :PO = TL N 5250

Po [Hp] TL (ft - lb) N (Rpm)

; 1 lb = 0,45 kg ; 1 ft = 0,33 m

Bila saat itu motor mendapat tegangan catu 3-fasa V dan arus jala-jala I dengan faktor kerja = cos maka daya masuk motorPin = 3 V I cos

sehingga efisiensi motor = Kembali ke Gambar 2:

=

PO Pin

Pada saat start, motor mendapat momen/ kopel percepatan sebesar :

Ta = TS TSB

Ta : Kopel percepatan motor saat start TS : Kopel start motor TSB : Kopel lawan dari beban saat start Dari hubungan (6) itu terlihat bahwa kecepatan start motor adalah tergantung pada tegangan masuknya. Untuk motor yang sama,T k V 2

Selanjutnya diagram pada Gambar 3 memperlihatkan karakteristik motor asinkron dalam melayani beban. Pada beban yang lebih besar, waktu start motor akan lebih panjang, arus kerja motor lebih tinggi dan putaran kerja motor lebih rendah. Sementara itu oleh besarnya arus motor, temperatur kerja motor akan lebih tinggi pula. Batas pembebanan motor ditentukan oleh batas kenaikan temperatur yang terjadi yang masih dapat ditolerir oleh isolasi belian motor. Tiap jenis isolasi beliatan motor mempunyai batas temperatur kerja maksimum sendiri-sendiri yang tak boleh terlewati. Bila terlewati maka isolasi belitan tersebut akan rusak hingga terjadi hubung singkat yang kemudian membakar isolasi belitan motor.

Gambar 8. Diagram perjalanan waktu dari arus dan putaran motor untuk dua macam pembebanan

Start motor asinkron Masalah kopel motor ini erat hubungannya dengan cara-cara start motor asinkron. Pada cara start wye - delta misalnya, kopel start motor:T kV 2 = =3 2 T1 V k 3

Di mana T1 = kopel motor pada cara kerja wye-delta = 3 kopel start motor pada start langsung hubungan delta. Namun sementara itu, latar belakang penggunaan start semacam itu adalah untuk menurunkan arus start motor. Istart sebesar itu (lihat persamaan 8) akan terus mengalir sebelum motor berputar.

1

I start =

Vp Zm

Vp : Tegangan masuk motor / fasa Zm : Impedansi motor / fasa Oleh Zm motor yang rendah maka Istart akan tinggi sekali yang selain mengakibatkan jatuh tegangan sesaat yang besar dijaringkan (antara sumber - motor) juga dapat mengganggu frekuensi pembangkit serta pengamanan pengaman arus gangguan, terutama pada motor besar. Dengan start wye-delta, I start =Vp / 3 Zm

, arus diperkecil

3 kali semula.

Dengan start melalui R depan atau X depan,I start = Vp Zm + X d

Setelah motor berputar barulah Istart turun, sesuai :Is = V E Zm

dimana E adalah ggl lawan motor.

Besarnya Xm ataupun Vstart adalah tergantung pada batas arus start minimum yang masih dapat diterima oleh sistem motor - beban di mana motor pada kondisi start tersebut masih sanggup membawa beban ke putaran nominal yang ditujunya.

Pengereman Motor Asinkron Untuk mesin putaran cepat , cara mematikan harus melalui sistem pengereman. Ada beberapa cara sistem pengereman : Sistem Mekanis. Konstruksi : rotor dan stator berbentuk kerucutPrinsip Kerja : Posisi mati : rotor tak bergerak (direm) Saat start : rotor digeser oleh daya magnetis ke dalam kira-kira 1 mm ( v ) sehingga rem (B) lepas dan motor mulai berputar. Saat off pegas ( F ) menekan rotor keluar sehingga motor tererem kembali.

Rangkaian ekivalen motor asinkron Sebagaimana juga dengan mesin listrik tak berputar: transformator, motor asinkron mempunyai pula suatu rangkaian ekivalen. Rangkaian ekivalen motor asinkron diciptakan untuk mempermudah pekerjaan analisa atas motor. Lihat gambar 4.

Gambar 9. Rangkaian ekivalen motor asinkron per fasa.

di mana : Vm / fasa R1 : tegangan masuk motor / fasa : tahanan stator

X2 a R2 a 2 X2 Rc Xc2

: reaktansi : tahanan rotor dilihat dari stator : reaktansi : tahanan rangkaian magnetisasi motor : reaktansi rangkaian magnetisasi motor yang

1S a 2 R2 :menggambarkan tahanan yang mewakili beban S

merupakan fungsi dari S a : perbandingan lilitan stator dan rotor Nilai parameter rangkaian ekivalen motor diperoleh dari hasil pengukuran laboratorium. Contoh penggunaan rangkaian ekivalen ini misalnya untuk menhitung efisiensi, daya keluaran dan lain-lain. Untuk putaran motor tertntu maka nilai I1 dapat dicari. Demikian pula nilai I2 dan keluaran motor adalah :P0 = 3 I 2 2

1 s a 2 R2 s

rugi-rugi motor adalah :

Ploss = I 1 R1 + I RC R0 + I 2 a 2 R2Cos motor adalah dicari setelah nilai1S a 2 R2 diperoleh, dilanjutkan cara S

2

2

2

perhitungan menurut teori rangkaian listrik untuk jaringan R dan XL. Masukan motor adalah :Pin = 3 I 1 V1 cos

Dengan demikian efisiensi motor dapat dicari. E. Penggunaan

F. Proteksi G. Kesalahan pada Motor 3 Fase Kesalahan atau kerusakan yang terjadi pada motor 3 fase ini di tandai motor tidak dapat berputar saat dijatu dengan tegangan. Kesalahan atau kerusakan ini antara lain : Kesalahan :

-

Tidak ada sumber Sumber tidak cocok Pengereman mekanis

Kerusakan :

Pada pengaman motor Pada saklar motor Pada belitan motor ( pada terminal motor ) Cara pencarian kesalahan / kerusakan pada motor Memutar poros/as motor dengan tangan. Motor besar, beban besar Pengereman besar

a.

Petunjuk : Motor kecil, beban kecil Pengereman kecil

Jika As motor tidak mau berputar maka terjadi gangguan mekanis yaitu : Kerusakan/penjepitan dari lacker (bearing) Gear rusak b. Mengukur tegangan dengan voltmeter Untuk mengetahui apakah motor hubung singkat atau terjadi kebocoran arus atau ada kerusakan lain, maka dilakukan pengukuran tegangan dengan voltmeter. b.1). Mengukur diatas saklar Pengukuran R-S, S-T, R-T V1 = V2 = V3 Kondisi sekering baik V1 = V2 = V3 Pengaman putus atau hantaran bocor.

b.2). Mengukur dibawah saklar V1 = V2 = V3 sama pengukuran dengan b.1 kondisi saklar baik Jika tidak sama kondisi saklar rusak

b.3). Mengukur pada terminal motor a. Jika V1, V 2, V3, tidak ada tegangan maka thermorelay putus b. Jika V1 V2 V3 atau antara fase dengan HP tidak sama besarnya Kerusakan dalam hantaran atau terminal baut kurang keras. c. Mengukur antara HP dengan titik bintang

Jika besar tegangan 0-10 V ( pada U = 380 V ) Kumparan masih baik, tapi jika tegangan lebih dari 10 V, maka bisa dikarenakan Sumber tegangan kurang simetris Jika tegangan sumber sudah simetris, tapi pengukuran tegangan lebih dari 10 V ( pada U = 380 V ), berarti Kumparan kontak dengan badan motor Ada kegagalan isolasi dengan U = 380 V c. Mengukur arus motor Mengukur arus motor tujuannya adalah untuk mengetahui dan

membandingkan dengan /arus nominal motor. Cara yang baik adalah dengan menggunakan tang amper, karena bisa mengetahui arus start motor ( 5 - 7 n ). Jika Semua hasil pengukuran sama atau dibawah In arus motor baik. Hasil pengukuran sama, kadang-kadang / terus menerus semakin besar dari In, berarti beban terlalu besar, tetapi jika dalam waktu pendek, agar aman perlu diukur suhunya. Jika arus dari semua fase tidak sama/melebihi In maka terjadi hubung singkat atau kumparan bocor.

d.

Pengukuran Tahanan

Awas : motor harus dimatikan dan terminal motor harus bebas tegangan. Mengukur masing-masing tahanan, Titik Y atau harus dilepas, Jika besar tahanan dari masing-masing belitan sama e. Pengukuran tahanan isolasi belitan baik ( Untuk daya motor simetris )

Cara pengukurannya dilakukan : Masing-masing kumparan diukur dengan badan motor menggunakan megger. Jika tahanan isolasi besarnya 1 K /Volt motor baik

Jika dibawah harga tersebut : Terjadi kegagalan isolasi f. Pengukuran putaran

Jika putaran motor dibawah putaran nominal hal ini disebabkan oleh : Beban motor terlalu besar Motor salah sambung biasanya terjadi pada motor 2 kecepatan / dahlander g. Pengukuran Suhu

Hal ini jarang dilakukan, karena biasanya pengukuran langsung didalam motor dan tidak boleh dibenarkan diatas body. Suhu motor akan menentukan klas isolasi, berikut tabel klas isolasi

A E B F H

1050 C 1200 C 1300

Toleransi harga nominal :

Tegangan

Pada hubungan Y/

10 % 10 % ( Dari beban penuh 100 % s/d 10 % ) ( tanpa beban ) tergantung besarnya motor.

Arus

Daya yang dihasilkan

Antara beban penuh s/d tanpa beban bisa lebih 10 % waktu singkat 10 %

Frekuensi

Tabel Prosedure pencarian kiesalahan pada motor Asynchron 3 fase

Motor tidak berputar

Pada peralatan pengaman ( Zekering, MCB, thermo relay ). Tegangan motor tidak ada

Pengaman putus/rusak Jika pengaman baik Kesalahan pada kontaktor dan saklar hantaran (putus) Kumparan motor

Motor tidak ada reaksi

Motor tidak berputar

Memutar As motor Peralatan pengaman

Gangguan mekanis Rusak atau putus Hubung singkat / putus pada hantaran Kumparan rusak Kumparan

Putaran kurang baik Tegangan pada

putus Hubungan singkat Hubungan singkat sumber Setelan harus sama In

( berbunyi )

motor dengan jembatan Y/ yang

Peralatan Motor berputar thermorelay putus dalam waktu singkat Motor panas

Penyetelan / setting arus pada thermorelay dibawah nominal

Ventilator rusak / tertutup kotoran

Pengukuran suhu motor kotor udara

Arus asut (sampai 10 Beban motor > dari n ) Motor berputar lambat daya motor .

Untuk motor yang baru disambung Tegangan betul Sambungan keras dan betul ? HP baik Putaran betul/salah Sebelum thermorelay

Teg. kecil dari motor

Teg. besar Y

Meneliti antar fasa

Start langsung = In Start Y/