Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

14
Motor Induksi Tiga Fasa Merawat Memperbaiki Peralatan Listrik Rumah Tangga Disusun : Deden Darmawan ( 09 ) : Defka Ramadhani ( 10 ) : Deni Hermawan ( 11 ) : Dian Agoes Putra ( 12 ) SMK Negeri 1 Semarang 2014

description

artikel

Transcript of Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

Page 1: Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

Motor Induksi Tiga Fasa

Merawat Memperbaiki Peralatan Listrik Rumah Tangga

Disusun : Deden Darmawan ( 09 )

: Defka Ramadhani ( 10 )

: Deni Hermawan ( 11 )

: Dian Agoes Putra ( 12 )

SMK Negeri 1 Semarang

2014

Page 2: Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

Daftar Isi

Kata Pengantar Bab I : Pendahuluan

Tujuan

Rumusan Masalah

Isi

Penutup

Page 3: Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

Kata Pengantar

Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh. Segala puji bagi Allah yang telah memberikan kami kemudahan sehingga dapat menyelesaikan makalah ini. Tanpa pertolongan-Nya mungkin penyusun tidak akan sanggup menyelesaikannya dengan baik. Shalawat dan salam semoga terlimpah curahkan kepada baginda tercinta kita yakni Nabi Muhammad SAW.

Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang "Motor Induksi tiga Fasa", yang kami sajikan berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber. Makalah ini di susun oleh penyusun dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri penyusun maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari Tuhan akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.

Makalah ini memuat tentang “Motor Induksi Tiga Fasa” . Karena motor induksi sering digunakan untuk berbagai macam peralatan rumah tangga. Walaupun isi makalah ini kurang sempurna dan memerlukan perbaikan tapi juga memiliki detail yang cukup jelas bagi pembaca.

Semoga makalah ini dapat memberikan pengetahuan yang lebih luas kepada pembaca. Walaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Penyusun membutuhkan kritik dan saran dari pembaca yang membangun. Terima kasih.

20 Mei 2014Penyusun

( Semua Anggota )

Page 4: Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

Bab I

Pendahuluan

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 sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di industri maupun di rumah tangga. Hal ini disebabkan karena motor induksi memiliki berbagai keunggulan dibanding dengan motor listrik yang lain, yaitu diantaranya karena harganya yang relatif murah, konstruksinya yang sederhana dan kuat serta karakteristik kerja yang baik. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi 3-fase dan motor induksi 1-fase. Motor induksi 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri dengan kapasitas yang besar. Motor induksi 1-fase dioperasikan pada sistem tenaga 1-fase dan banyak digunakan terutama untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi 1-fase mempunyai daya keluaran yang rendah.

Tujuan

Tujuan yang hendak dicapai dalam penulisan makalah ini yaitu :

1. Mengerti dan memahami konsep untuk analisis motor induksi 3 fasa

2. Dapat memahami tentang aplikasi motor induksi 3 fasa di dalam dunia industri

3. Dapat memahami prinsip kerja dan kontruksi dari motor listrik 3 fasa

Rumusan Masalah

Berpijak dari latar belakang di atas, maka yang menjadi rumusan masalah pada penulisan makalah

ini adalah :

1. Apa itu motor listrik 3 fasa?

2. Bagaimana Wujud dan Perkembangannya?

3. Bagaimana aplikasinya?

Page 5: Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

Pengenalan Motor Induksi Tiga Fasa

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 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri dengan kapasitas yang besar. Bentuk gambaran motor induksi 3 fasa diperlihatkan padagambar 2.1, dan contoh penerapan motor induksi ini di industri diperlihatkan pada gambar 2.2.

Gb. Bentuk Fisik Motor Tiga Fasa

Gb. Penerapan Motor Tiga Fasa Pada Industri

Page 6: Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

Motor induksi 3 phase memiliki keunggulan diantaranya handal, tidak ada kontak antara stator dan rotor kecuali bearing, tenaga yang besar, daya listrik rendah dan hampir tidak ada perawatan. Akan tetapi motor induksi 3 phase memiliki kelemahan pada pengontrolan kecepatan. Kecepatan putar motor induksi bergantung pada frekuensi input, sedangkan sumber listrik memiliki frekuensi konstan. Untuk mengubah frekuensi input lebih sulit daripada mengatur tegangan input. Dengan ditemukannya teknologi inverter maka hal tersebut menjadi lebih mudah dan mungkin dilakukan.

Dalam beberapa tahun yang lalu F. Blaschke telah mempublikasikan mengenai field oriented control (FOC) untuk motor induksi. Teori ini telah lengkap dikembangkan dan banyak digunakan dalam proses industri. Kemudian teknik baru telah dikembangkan yaitu teknik kontrol torsi dari motor induksi oleh I. Takahashi yang dikenal dengan Direct Torque Control (DTC). Dengan DTC dimungkinkan mengontrol torsi dengan performi yang baik tanpa menggunakan tranduser mekanik pada poros motor, sehingga DTC dapat dikatakan sebagai teknik kontrol “type sensorless” . Dengan menggunakan sensor putaran rotor motor akan mengakibatkan stabilitas yang rendah dan ada noise, sehingga dalam pengemudian motor induksi dengan pemakaian khusus menggunakan sensor mekanik akan menyulitkan.

Untuk mengontrol kecepatan motor induksi 3 phase menggunakan metode Direct Torque Control memiliki beberapa kelebihan diantaranya adalah :

1. Tidak membutuhkan transformasi koordinat.

2. Tidak membutuhkan pembangkit pulsa PWM.

3. Tidak membutuhkan regulator arus.

4. Kurang bergantung pada parameter mesin.

Metode Direct Torque Control merupakan tipe kontrol close loop. Kontrol close loop umum digunakan di dalam pengaturan kecepatan motor induksi karena memberikan respon kecepatan yang lebih baik dari pada open loop. Kontrol close loop disebut juga kontrol umpan balik yang menjadikan output sebagai perbandingan dengan input (referensi) untuk memperoleh suatu error. Didalam suatu sistem yang handal, adanya error merupakan suatu kerugian. Oleh karena itu, digunakan control PI yang diharapkan dapat menekan error sampai nilai minimal. Namun hal ini membutuhkan perhitungan matematik yang rumit dan komplek dalam menentukan Kp dan Ki yang sesuai, agar diperoleh kinerja motor yang bagus.

Page 7: Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa

Bila sumber tegangan tiga fasa dipasang pada kumparan stator, maka pada kumparan stator

akan timbul medan putar dengan kecepatan, ns = 120f/P , ns = kecepatan sinkron, f = frekuensi

sumber, p = jumlah kutup

Medan putar stator akan memotong konduktor yang terdapat pada sisi rotor, akibatnya pada

kumparan rotor akan timbul tegangan induksi ( ggl ) sebesar E2s = 44,4fnØ. Keterangan : E =

tegangan induksi ggl, f = frekkuensi, N = banyak lilitan, Q = fluks

Karena kumparan rotor merupakan kumparan rangkaian tertutup, maka tegangan induksi akan

menghasilkan arus ( I ).

Adanya arus dalam medan magnet akan menimbulkan gaya ( F ) pada rotor.

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.

Untuk membangkitkan tegangan induksi E2s agar tetap ada, maka diperlukan adanya perbedaan

relatif antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan putar rotor (nr).

Perbedaan antara kecepatan nr dengan ns disebut dengan slip ( S ) yang dinyatakan dengan

Persamaan S = ns-nr/ns (100%)

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.

Dilihat dari cara kerjanya motor tiga phasa disebut juga dengan motor tak serempak atau

asinkron.

Konstruksi Motor Induksi Tiga Fasa

Sebagaimana mesin pada umumnya menunjukkan bahwa motor induksi juga memiliki konstruksi yang sama baik motor DC maupun AC. Konstruksi dimaksud terdiri dari 2 bagian utama yaitu stator dan rotor. Secara lengkap dan detail dari kedua konstruksi dapat dilihat pada gambar 1 berikut :

Page 8: Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

Gb. Konstruksi Utama Stator dan Rotor

Stator pada motor induksi adalah sama dengan yang dimiliki oleh motor sinkron dan generator sinkron. Konstruksi stator terbuat dari laminasi-laminasi dari bahan besi silikon dengan ketebalan (4 s/d 5) mm dengan dibuat alur sebagai tempat meletakan belitan/kumparan, secara detail ditunjukan pada gambar 2 berikut.

Gb. Stator

Dalam alur-alur stator diletakkan belitan stator yang posisinya saling berbeda satu dengan lainnya, sesuai dengan fase derajat listrik yaitu 120° antar fase (motor 3 fase). Jumlah gulungan pada stator dibuat sesuai dengan jumlah kutub dan jumlah putaran yang diinginkan atau ditentukan. Khusus untuk Stator pada motor-motor listrik dengan ukuran kecil dibentuk dalam potongan utuh. Sedangkan untuk motor-motor dengan ukuran besar adalah tersusun dari sejumlah besar segmen-segmen laminasi.

Rotor adalah bagian yang berputar dari motor. Seperti dengan stator atas, rotor terdiri dari satu set laminasi baja beralur ditekan bersama dalam bentuk jalur magnetik silinder dan sirkuit listrik.

Page 9: Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

Keuntungan Penggunaan Motor Tiga Fasa

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 Tiga Fasa

Kecepatan tidak mudah dikontrol

Power faktor rendah pada beban ringan

Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal

a. Mechanical failure;Kerusakan mekanis bisa disebabkan oleh banyak hal, termasuk karena kurang pelumasan, vibrasi yang berlebihan dan tidak imbang, atau karena misalignment. Dan semua penyebab-penyebab itu memiliki kesamaan, yaitu mereka terjadi secara bertahap dan menunjukkan tanda-tanda peringatan. Bunyi gangguan (noise) dapat mengindikasikan adanya awal dari kerusakan mekanis. Analisa terhadap sampel oli dapat pula menunjukkan hal yang sama. Tindakan korektif segera dapat mencegah kerusakan pada motor yang selain akan berbiaya besar juga membutuhkan waktu yang relatif lebih lama.Secara praktis, kerusakan mekanis masih bisa dicegah lewat kegiatan preventive maintenance regular, misalnya penggantian oli teratur, pemantauan tekanan oli dan lain-lain.

b. Over-currentOver-current terjadi seringkali karena kondisi operasi yang mengakibatkan motor menarik arus lebih besar dari kemampuannya (rated capacity). Biasanya terjadi tiba-tiba dan sulit diprediksi kapan akan terjadi. Namun untungnya, seperti disebutkan di awal tadi, ada banyak piranti yang mampu membatasi atau mencegah over-current ini. Sebut saja seperti overload, phase failure relay, under voltage relay, fuse dan sebagainya. Piranti ini sekarang menjadi hal yang wajib ada di setiap instalasi motor. Bahkan ada piranti pengaman yang didesain khusus untuk motor-motor tertentu, misalnya INT69 untuk motor yang digunakan kompresor refrigerasi.

c. Low insulation resistanceTahanan isolasi dari lilitan motor listrik akan menurun (degradasi) seiring dengan waktu. Misalnya, sebuah motor baru atau baru digulung biasanya memiliki tahanan isolasi (diukur dengan megger) diatas 1000 megohm. Selama motor itu bekerja maka nilai tahanan isolasi akan menurun hingga batas terendah yang tidak memungkinkan motor bekerja (short). Secara umum disepakati bahwa nilai tahanan isolasi kurang dari 1 megohm adalah batas aman dimana motor harus segera direfurbish.Banyak faktor yang mempengaruhi laju penurunan tahanan isolasi ini, sebagian bisa kita kendalikan dan sebagiannya lagi tidak. Yang paling jelas tentu saja adalah suhu motor itu sendiri. Suhu motor dapat tergantung dari lingkungan (ambient) atau dari beban. Sebagai rule of thumb adalah setiap kenaikan 10

Page 10: Motor Induksi Tiga Fasa Bengkel

derajat celcius maka nilai tahanan isolasi akan turun 50%.Faktor lingkungan tentunya yang paling mudah adalah memperhatikan ventilasi ruang motor, apakah telah sesuai dengan standar air change rate atau tidak. Dari beban, kita dapat memeriksa apakah sistem pendinginan motor bekerja dengan baik. Pendinginan motor dapat berupa radiator, injection cooling (pada kompresor refrigerasi) atau kipas yang ikut berputar bersama shaft motor. Selain itu, terdapat juga pengaruh dari ketidakseimbangan tegangan suplai (supply voltage) ke motor pada motor fasa tiga. Lagi-lagi sebagai rule of thumb perlu diperhatikan bahwa suhu pada lilitan motor akan naik (secara prosentase %) sebanding dengan dua kali kwadrat dari ketidakseimbangan tegangan. Jadi ketidakseimbangan tegangan sebesar 5% saja akan mengakibatkan suhu lilitan naik 50%.

Kesimpulan

Motor induksi 3 fasa merupakan motor yg paling banyak d gunakan dalam bidang industri, karena memiliki keunggulan yang handal, tidak ada kontak antara rotor dan stator kecuali bearing, tenaga yang besar, daya listrik yang rendah dan perawatan yang minim.selain itu kontruksinya sangat sederhana sehingga tidak terlalu sulit dalam perbaikannya apabila terjadi kerusakan pada motor sehingga tidak menggangu jalannya produksi pada industri.

Penutup

Demikianlah makalah yang kami buat ini, semoga bermanfaat dan menambah pengetahuan para pembaca. Kami mohon maaf apabila ada kesalahan ejaan dalam penulisan kata dan kalimat yang kurang jelas, dimengerti, dan lugas. Karena kami hanyalah manusia biasa yang tak luput dari kesalahan Dan kami juga sangat mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca demi kesempurnaan makalah ini. Sekian penutup dari kami semoga dapat diterima di hati dan kami ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.