Motor+Induksi

8/6/2019 Motor+Induksi

1/13

Mot

mekanik (

utama yaitu

bagian yang

dan teganga

DC dan mo

utama dari

II.1.1 Kons

Bagi

sama denga

dibuat dari

r listrik a

erak putar )

stator dan r

berputar. T

n bolak-bali

tor yang m

otor listrik

ruksi Stat

an yang dia

n stator dar

elat besi lu

dalah alat

. Secara u

otor. Stator

egangan ya

k. Motor y

nggunakan

:

ambar 2.1

r

m dari mot

i generator-

ak dan terp

Gambar

otor Indu

yang men

um konstru

adalah bagi

g digunaka

ng menggu

tegangan

: Konstruks

r listrik ad

generator (

asang kump

2.2 : Kump

si.

ubah ener

ksi motor l

an yang dia

n motor list

nakan tega

olak-balik

i Motor List

alah stator,

umber pem

aran/belitan

ran Stator

i listrik m

istrik terdiri

m sedangka

ik adalah te

gan searah

dalah mot

rik

mempunyai

bangkit list

di dalamny

enjadi ene

dari 2 bagi

n rotor adal

gangan sear

disebut mo

r AC. Bagi

susunan ya

ik). Stator

.

rgi

an

ah

ah

or

an

ng

itu


2/13

II.1.2 Kons

Bagi

dalam berm

Rotor sangk

Mot

digunakan

Khususnya j

Harga le Perawat Konstru Ukuran Ada beb

Wal

mempunyai

II.2 Prinsip

Bila

yang besarn

semula dia

rangkaian t

searah deng

stator karen

ruksi Roto

an yang ber

acam-maca

ar.

r Induksi

di dalam

enis motor i

bih murah d

n lebih mu

sinya kuat.

ebih kecil d

erapa piliha

upun demi

karakteristi

Kerja Mot

kumparan

ya konstan.

sehingga

rtutup sehi

an medan

a bila sama

r

putar pada

konstruksi

Gambar

Fasa ada

proses ind

nduksi sang

ibandingka

ah.

ibandingka

n untuk Sin

kian motor

putaran ke

or Induksi

fasa stato

Fluks yan

timbul teg

ngga arus

agnet puta

maka kec

motor listri

sebagai be

2.3:Konst

ah jenis m

ustri karen

kar bajing (

motor jeni

motor jeni

le Phase at

induksi m

cil dibawah

diberi teg

timbul ak

ngan induk

mengalir da

r tetapi kec

patan relati

adalah rot

ikut di baw

uksi Rotor

otor pengg

a mempun

squirrelcage

s lain denga

lain.

u Polyphas

mpunyai k

3000 rpm.

ngan 3 fas

an memoto

si pada ku

n timbul g

patan roto

f (nr) = 0

or, dan roto

ah ini : Rot

rak yang

yai banyak

) diantarany

n daya sama

.

kurangan

maka aka

ng permuka

paran roto

aya. Rotor

tidak akan

ehingga ro

r dapat dib

or belitan, d

aling bany

keunggul

a :

.

aitu biasan

timbul flu

an rotor ya

r (ggl) dal

akan berpu

sama deng

or tidak ak

at

an

ak

n.

ya

ks

ng

m

tar

an

an


3/13

terinduksi tegangan dan tidak ada arus yang mengalir lagi pada rotor akibatnya torsi

tidak akan timbul. Karena itu rotor selalu berputar pada nr < ns akibatnya selalu

timbul Slip.

II.2.1 Slip Motor Induksi

Slip adalah perbedaan antara kecepatan medan stator ( ns ) dengan kecepatan

rotor atau sebenarnya ( nr). Besarnya slip tergantung dari besar kecilnya beban motor.

Semakin besar beban maka slip makin besar. Bila slip bertambah maka torsi yang

dihasilkan juga bertambah.

%100xn

nnSlips

rs = ..................................................................................... (2.1)

xpnn

fr rs

120

= ............................................................................................... (2.2)

120

. snpfs = ........................................................................................................ (2.3)

Dimana :

ns = putaran kumparan medan stator dalam rpm

nr = putaran kumparan rotor dalam rpm

p = jumlah pasangan pole

fs = frekuensi stator, Hz

fr = frekuensi rotor, Hz

II.2.2 Konsep Medan Putar

Gambar 2.4 menunjukkan belitan stator tiga fasa untuk dua kutub dan diasumsikandalam hubungan Y (menghubungkan A, B, dan C). Tegangan yang didistribusikan

ke stator sebagai fungsi waktu ditunjukkan pada Gambar 2.5. Medan magnet dalam

stator ditunjukkan dalam empat kejadian waktu yang berbeda (t1, t2, t3, dan t4), yang

sesuai dengan perbedaan tegangan yang ditunjukkan Gambar 2.5.


4/13

t1 t2 t3 t4

VA-A VB-B VC-C

Gambar 2.4 Medan Stator

Gambar 2.5 Tegangan 3 Fasa pada Stator, Urutan Fasa ABC


5/13

Pada saat t1, VA-A dan VC-C bernilai positif dan VB-B bernilai negatif

(maksimum). Dan arah arus yang dihasilkan terlihat pada Gambar 2.4a, arah arus ini

juga menunjukkan resultan dua kutub medan magnet.

Sesaat kemudian, pada t2, VA-A bernilai positif (maksimum) denga VB-B dan

VC-C kedua-duanya bernilai negatif. Waktu ini sesuai dengan pergeseran 60 derajat

listrik dari waktu t1 dari tegangan masuk. Arah arus bersama dengan resultan medan

stator ditunjukkan pada Gambar 2.4b, dengan catatan bahwa medan resultan telah

bergeser 60o searah jarum jam dari posisi saat t1.

Padat2, VA-A dan VB-B bernilai positif sedang VC-C sekarang bernilai negatif

(maksimum). Arus dan resultan medan ditunjukkan pada Gambar 2.4c. dengan

perputaran medan 60o lagi searah jarum jam.

Terakhir, pada t4, VB-B bernilai positif (maksimum) dengan VA-A dan VC-C

kedua-duanya positif. Ini ditunjukkan pada Gambar 2.4d.

Dari gambar dijelaskan bahwa medan yang dihasilkan dari arus yang mengalir

dari ketiga lilitan stator bergeser mengelilingi permukaan stator, bergerak melalui

jarak tertentu dalam setiap interval waktu tertentu. Prinsip medan magnetik berputar

ini digunakan baik dalam motor induksi maupun motor sinkron.

II.2.3 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi

Untuk mempermudah penganalisaan dengan mengguankan rangkaian

rangkaian eqifalen, lebih dahulu ditinjau keadaan motor induksi dimana motor

induksi sebagai suatu transformator, pentrasferan energi dari stator kerotor dari suatu

motor induksi adalah besaran induksi elektromagnetik karenanya motor induksi

dapat dianggap sebagai transformator dengan stator merupakan primer dan rotor

sebagai rangkaian sekunder seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :


6/13

Gambar 2.6 : Rangkaian motor induksi

Dalam diagram vector gambar V1 adalah tegangan fasa stator, R1 dan X1

adalah tahanan stator dan reaktasi bocor pada lilitan fasa stator. Tegangan ( V 1 )

mengahasilkan fluks magnet damana primer ( Stator ) dan dalam sekunder ( Rotor )

timbul tegangan induksi Er ( S . E2 ) tegangan terminal sekunder E2 tidak ada sebab

keseluruhannya tegangan indusi Er telah habis terpakai dalam rangkaian tertutup dari

rotor dengan demikian :

V1 = E1 + I1 ( R1 + X1 ) .................................................................................. (2.4)

Besarnya Er tergantung pada factor trasformasi tegangan atara stator danrotor, dan juga tergantung pada slip. Seakan akan selurunya tegangan Er diserap

dalam impedansi rotor.

Er = I2 . Z2

atau

Er = I2 . ( R2 + X2 ) ......................................................................................... (2.5)

Dalam diagram vector, Io adalah arus primer tanpa beban. Arus ini

mempunyai dua komponen yaitu komponen rugi besi ( Ic ), yang menghasilkan rugi

motor, arus magnetisasi ( Im ) yang menghasilkan fluks magnet.

Vektor diagram dapat dilihat dibawah ini :

Dengan demikian :

Io2 = ( Ic )2 + ( Im )2 ........................................................................................ (2.6)


7/13

V 1 I1 X 1

I1 R 1

E 1

I1

I2 '

Io

I2

I2S X 2

E r = S . I2

1

2

IC

Im

Rangkaian penguat mengandung

Rc =CI

E1 dan Xm =mI

E1

.

Gambar 2.7 : Diagram vektor tegangan

Umumnya pada transformator, Io adalah kecil. Hal ini disebabkan reaktansi

pada transformator rendah, karena Im adalah kecil dan menghasilkan Io yang kecil

tetapi pada motor induksi adanyanya celah udara ( celah udara adalah reluktansi

tinggi ) memerlukan Im yang besar karenanya Io sangat besar.

Dalam vector diagram, I2 adalah arus beban ekifalen dalam primer dan sama dengan

I2 / a, arus total primer adalah jumalah vektor Io dan I2.

Seperti halnya pada trasformator, harga sekunder dapat ditransfer ke primer

dan sebaliknya. Peralihan impedansi atau resistansi dari sekunder ke primer, harus

dikali dengan a2

sedangkan arus dibagi dengan a. rangkaian ekifalen motor induksi

dimana semua harga stator ditransfer ke primer adalah seperti gambar dibawah ini :


8/13

Gambar 2.8 : Rangkaian Motor Induksi.

Sedangkan rangkaian ekivalen motor induksi dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.9 :Rangkaian Ekivalen Motor Induksi

II.2.4 Kopel Motor Induksi.

Dari rangkaian ekivalen Gambar. arusI2 adalah :

2

2

22

2

2

12

'

)()/( XasRa

EI

+= ........................................................................ (2.7)

dan

cos =2

222

22

2

2

)()/(

/

impedansi

tahanan

XasRa

SRa

+= ............................................... (2.8)

Daya input rotor adalah :

P = T............................................................................................................. (2.9)

Dimana :


9/13

P = Daya

T = Kopel

= Kecepatan sudut

Dimana besarnya daya input rotor 3 fasa adalah :

P = 3E1I2 cos ............................................................................................ (2.10)

Bila persamaan 2.6 disubsitusikan ke 2.7 persamaan maka didapat kopel motor

induksi 3 fasa :

cos3

2'

1IEP

T == .................................................................................... (2.11)

Bila Z1 = R1 + jX1 dianggap kecil sehingga E1 dianggap sama dengan V1 dan

persamaan 2.4 dan 2.5 di subtitusikan ke persamaan 2.8, maka :

2

2

222

2

2

2

22

1)()(

3

XasRa

RsaVT

+=

.................................................................... (2.12)

II.2.5 Daya Motor Induksi

Jika tegangan antara fasa fasa adalah V1 dan aliran arus yang diambil oleh

stator adalah I1 maka daya yang dimasukkan pada stator pada pergeseran fasa sebesar

1 adalah :

Pin = 3 . V1 . I1 . cos .................................................................................. (2.13)

Dari gambar 2.5 dapat kita ambil persamaan daya masuk pada rotor ( P2 )

yaitu sebagai berikut :

P2 = 3 . I22 . [ R2 + R2 (

s

1- 1 )]

Dimana :

R2 / s = R2 + R2 (

s

1- 1 )

Maka persamaan menjadi :

P2 = 3 . I22

. ( R2 / s ) =s

RI'

2

2'

2 ..3


10/13

Atau P2 =Slip

TembagaRugiRugi

Daya keluaran rotor ( Output Rotor ) :

Pm = P2 3 . ( I2 )2 . R2 ................................................................................. (2.14)

atau :

Pm = 3 . ( I2 )2

. R2. (s

1- 1 )

Pm = ( 1 s ) P2

Output rotor dapat dikonversikan menjadi energi mekanik dan menghasilkan

torsi gross ( Tg ). Selain dari torsi gross sebahagian hilang berupa rugi rugi angin

dan rugi rugi gesekan pada rotor dan sisanya adalah torsi poros ( Tsh ). Jika

kecepatan rotor adalah nr ( rpm ) dan Tg ( n.m ) maka :

60

.2. rg nT = Rotor Gross Output ( Watt )

atau :

Tg =

60.2 rn

OutputGrossRotor

.............................................................................. (2.15)

Jika misalnya tidak terdapat rugi rugi Cu pada rotor maka :

Output Rotor = Input Rotor

Dalam hal ini motor akan dikatakan berputar dalam kecepatan sinkron,

sehingga persamaan menjadi :

Tg =rn

InputRotor

.2

II.3. Prinsip Motor Induksi Satu-Fasa

Jika tegangan satu-fasa dikenakan pada lilitan stator motor induksi satu-fasa,

arus bolak-balik akan mengalir dalam lilitan tersebut. Arus stator ini membangkitkan

medan yang serupa dengan yang ditunjukkan Gambar 2.10. Selama setengah siklus di

mana arus stator sedang mengalir seperti arah yang ditunjukkan, kutub selatan


11/13

terbentuk pada permukaan stator di A dan kutub utara C. Selama setengah siklus

berikutnya, kutub stator dibalik. Walaupun kuat medan stator berubah dan

polaritasnya dibalik secara periodik, aksinya selalu di sepanjang garis AC. Jadi

medan ini tidak berputar tetapi merupakan medan stasioner yang berdenyut.

Gambar 2.10 Medan Stator Berdenyut Sepanjang Garis AC

Seperti halnya dalam transformator, tegangan diinduksikan dalam rangkaian

sekunder yang dalam hal ini rotor. Karena rotor motor induksi satu-fasa adalah tipe

sangkar tupai yang serupa dengan motor fasa-banyak, arus rotornya mengalir seperti

yang ditunjukkan dalam Gambar 2.10. Arus rotor ini membentuk kutub pada

permukaan rotor, tetapi karena kutub ini selalu dalam garis lurus (sepanjang garis

AC) dengan kutub stator, tidak ada kopel yang dibangkitkan dalam kedua arah

tersebut. Oleh sebab itu, motor induksi satu-fasa tidak start sendiri (self-starting)

tetapi memerlukan beberapa penstart-an khusus. Salah satu cara adalah dengan

menambah kumparan bantu yang dipasang pada motor satu-fasa. Bila motor sudah

berputar pada kecepatan sebenarnya, kumparan bantu tidak berfungsi lagi.


12/13

II.4 Pengaturan Putaran Motor Induksi.

Motor pada umumnya berputar dengan kecepatan konstan, mendekati

kecepatan sinkronnya. Meskipun demikian pada penggunaan tertentu dikehendaki

juga adanya pengaturan putaran. Pengaturan motor induksi memerlukan biaya yang

agak tinggi.

Pengaturan kecepatan putaran motor induksi tiga fasa dapat dilakukan dengan

beberapa cara :

a. Pengaturan dengan mengubah jumlah kutub motor.

Karena ns =p

f120, maka perubahan jumlah kutub (p) atau frekwensi (f )

akan mempengaruhi putaran. Jumlah kutub dapat diubah dengan merencanakan

kumparan stator sedemikian rupa sehingga dapat menerima tegangan masuk pada

posisi kumparan yang berbeda-beda. Biasanya diperoleh kecepatan sinkron dengan

mengubah jumlah kutub dari 2 menjadi 4.

b. Mengubah frekwensi jala-jala.

Pengaturan putaran motor dapat dilakukan dengan mengubah-ngubah harga

frekwensi jala. Hanya saja untuk menjaga kesimbangan kerapatan fluks, pengubahan

tegangan harus dilakukan bersamaan dengan pengubahan frekwensi.

c. Mengatur tegangan jala-jala.

2

2

222

2

2

22

2

1)(as)(

)(V

3

XRa

ssT aa

+=

Dari persamaan kopel motor induksi di atas diketahui bahwa kopel sebanding

dengan pangkat dua tegangan yang diberikan. Untuk karakteristik beban seperti

terlihat pada Gambar di bawah ini, kecepatan akan berubah dari n1 ke n2 untuk

tegangan masuk setengah tegangan semula. Cara ini hanya menghasilkan pengaturan

putaran yang terbatas (daerah pengaturan sempit).


13/13

Gambar 2.11 :Karakteristik Beban

d. Pengaturan Tahanan Luar.

Tahanan luar motor rotor belitan dapat diatur, dengan demikian dihasilkan

karakteristik kopel kecepatan yang berbeda-beda. Putaran akan berubah dari n1 ke n2

ke n3 dengan bertambahnya tahanan luar yang dihubungkan ke rotor.

Gambar 2.12 : Karakteristik Kopel Kecepatan yang Berbeda

Motor+Induksi

Documents

Transcript of Motor+Induksi