1Tugas : Mesin-Mesin Listrik ACIDC , dikumpul pada saat UAS

t

Suatu motor DC shunt 25 Hp, 200 V mempunyai tahanan jangkar 0,18 O dan tahananlilitan medan 100 C). Putaran beban penuh adalah 1200 rpm dan efisiensi:81 Yoa). Tentukan besarnya rugi-rugi mekanis dari motor tsb.b). Tentukan putaran motor apabila motor sedang berjalan, tiba-tiba tegangan jala-jala

turun 10 %o.

Suatu motor induksi 3 fasa berkutub 6 dengan frekuensi 50 c/s mempunyai slip 3 %Berapakah putaran rotor dari motor tersebut.

Tegangan terminal dari suatu alternator 3 fasa pada keadaan beban nol adalah 20 KV,sedang pada keadaan beban penuh adalah 18 KV, berapakah regulasi dari alternatortsb.

Apabila 1440" putaran listrik sama dengan 360o putaran mekanik, berapakah jumlahkutub dari mesin listrik tsb

Suatu alternatortanpa beban berputar pada kecepatan 1500 rpm dan tegangan yangdibangkitkan adalah 125 V bila arus medan 1,5 A. Apabila alternator tsb pada bebanpenuh berputar denga kecepatan 3000 rpm dan ggl-nya250 V berapah arus medanalternator tsb.

Untuk mengetahui benar tidaknya frekuensi, urutan fasa dan tegangan terminal dari 2generator 3 fasa (alternator) yang akan dihubung paralel dapat digunakan alatpendeteksi yaitu lampu sinkronoskop hubungan terang. Gambarkan dan terangkanbagaimana cara kerja dari alat pendeteksi tsb.

Data dari suatu motor induksi 3 fasa rotor sangkar diketahui sbb . 40 Hp, 3 ph, 380 v,50 Hz ; 4 kutub ; 1440 rpm dan efisiensi : 9a Yo. Bila rugi tembaga (cu) pada stator: l2OO W dan rugi-rugi inti (besi): 500 W, tentukan .a). Rugi-rugi tembaga (Cu) pada rotorb).Rugi-rugi gesek & angin

Sebuah motor induksi 3 fasa rotor sangkar, 6 kutub, 50 c/s berputar pada kecepatan970 rpm. Bi la keluaran (Pout) kotor rotor adalah 16 Kw, berapa rugi-rugi tembagarotor.

Gambarkan diagram sirkit starting Y-A secara otomatis dari motor induksi 3 fasa,dan terangkan cara kerjanya.

6

9.

BAB VI. MESIN ARUS BOI,AK BAIIK 1 FASA

VI-1. Pendahuluan

- Mesin arus bolak balik 1 fasa pada umuflulya dipakai sebagai mo-tor yang sering disebut motor induksi fasa tunggal '

- Struktur motor induksi fasa t.unggal sama dengan motor induksi 3fasa jenis rotor sangkar, kecuafi kumparan statornya yang hanyaterdiri dari 1 fasa.

- Banyak dipakai untuk alaE-aIat rumah tangga seperti kipasangin, pompa-pompa/ mesin pendinqin, dC, dII '

vI-2. Prinsip Kerja

- prinsip kerja mesin arus bolak balik 1 fasa sama denagan mesinarussearah(dc),bedanyadalammesinarusbolakbaliklfasatidak diperlukan komutator.

- Seperti diketahui kumparan stator 3 fasa bila dihubungkan de-ngan sumber tegangan bol-ak baljk 3 fasa, akan menghasilkansuatu medan magnit. yang berputar terhadap ruang (disebut medanputar) . Medan putar inil-ah pada dasarnya menjadi prinsip motorinduksi. Aka:r tetapi untuk f asa t.unggal tidak menghasilkanmedan putar.

- Bila sumber tegangan adalah arus bolak balik (berbentuk sinus-oida) maka fluks yang dihasilkan juga akan berbentuk sinusoidayaitu :

165

WL

o

* Ftuks terhadaPFluks terhadaPF1uks cerhadaPdimana : wt =

e-

waktu adalah :ruang adalah :waktu dan ruangkecepatan sudutsudut ruang

COS

a,11q

:6=0m cos wt cos CI

_A\_ Y/m

,b = Onradalah

tt

E

hj +lI

FIuks (medan)terhadap ruang

Fluks terhadaPwaktu

Vektor

Bila fluks O tersebut dijabarkano

= ;--:"""= ,r": 1.,Fluks ini disebut fluks (medan)berputar terhadaP ruang-Dengan demikian dapat ditarik kesimpulan bahr^ra sebenarnya fluksyang dihasilkan oleh kumparan fasa tunggal merupakan fluks de-ngan 2 komponen :* komponen fluks arah maju = % 0^ cos (g - wt)* komponen fluks arah mundur = y2 Om cos ( e + wt)

maka :

+%S*cos(e+wt)pulsasi yaitu fluks Yang bukan

I

-

t'*I

t-1 acar-t__

Lbt)

Kedua komponen fluks tersebut dia.fas bergerak berlawanan arahdengan kecepatan sudut wt yang sduna, sehingga kedudukan terha-dap ruang seolah-olah tetap.Kedua komponen fluks yang berlawanan arah tersebut akan mengha-silkan kopel yang sama besar dan berlawanan arah pula (arahmaju dan mundur), Iihat gambar :

Kopel resultant yang dihasilkan oleh kedua komponen pada dasar-nya mempunyai kemampuan untuk menggerakl

Motor fasa tak seirnbang

Motor fasa tak seimbang mempunyai 2 kumparan pada Stator yaitukumparan utama (U) dan kumparan bantu (B) (lihat gambar).Kumparan bantu (B) mempunyai tahanan lebih besar daripadakumparan utama, sed.ang reaktansinya dibuat tebih kecil.

Kumparan utama ,Zu=Ru+jXuxu

tgdu=Ru

dengan tahanan R., kecil maka t9 du besar

Kumparan bantu, Zb = Rb + j Xb

rgor='oRb

dengan tahanan Rp besar maka tg dn kecil

Dengan demikian terdapat perbedaan fasa antara arus kumparan fmdengan kumparan bantu Ia (Ia terdahulu dari I*). Motor berfung-si sebagai motor 2 fasa Eak seimbang, akibatnya terjadi medanputar pada stator sehingga motor bergerak (berputar) '

r_5 8

t6o

vr /" too% putaran fmffon

Kumparan bantu diputuskan (saklar S terbuka) pada saat putaranmencapai 75 ? putaran Sinkron. Biasanya digunakan saklar yang

terbuka Secara ot.omat.is dengan adanya gaya sentrifugal padaroLor. ALau dengan suatu rele dimana kumparan rele dihubungkanseri dengan kumparan utama dari motor, sedang kont.ak-kc\ntakdari rele dihubungkan dengan kumparan bantu (1ihaC gambar) '

re\e

1,69

Pada waktu periode starting arus I* besar (Im = V/Zu) sehinggakont.ak rele akan tertutup, akibatnya arus I, akan mengalir, danmotor akan distart (berputar) sebagaimana mestinya. setelahputaran naik sampai 75 eo dari puLaran nominal maka arus I* akan

drop (jatuh) kepada suatu nilai yang cukup untuk membuka konLakrele.

Motor Kapasitor

Dengan memasangi Suatu kapaPitor pada kumparan bantu (B), makadiperoleh beda fasa 90o antara I* dan fa ' Arus Ia terdahulu90o dari I* sehingga diperol-eh kopel mula yang lebih besar '

L^

1)o

T (t")t1I

iI

I

TW

Vubo! '

l_70

7r wo% lufaraa Srnkron

Berbagai alat sePertingin )/ang banYak diPakaiyang relatif Iebih besar,digunakan.

VI-3. Motor Dengan 2 Macam Tegangan

Biia diinginkanmisalnya tegangan l-10dapat dibuat sbb :

macam tegangankumparan utama

kompressor, pompa-poffiPd, mesin pendi-dirumah memang memerl-ukan kopel mulasehinqgar motor kapasitor cocok untuk

motor daPat bekerja Pada 2V atau 220 V, maka hubungan

e

/)\l4t0 v

ZLO V

vI-4. Mengatur Putaran Motor

Putaran dapat diat.ur d.engan merubah jumlah kutub pada kumpa-ran stator yang dapaL dibuat terpisah. Dua buah kumparan ditem-patkan pada alur-a1ur (slots) dari stator dimana salah satumisalnya jumlah kutubnya 6, dan yang lain jumlah kutubnya 8.

L71-

=n1-rI2

=6_B

H-T-!

jumlah kutubjumlah kutub

-> putaran-> PuLaran

dimana nl , fr2

Vf-5. Membalik Putaran

Unt.uk membalik Put.aran motor maka

utama dan kumparan banLu dapat dibuathubungan-hubungan kumParan

sbb :

r*_T"-\

'( t9

L72

ConLoh :

Suatu motor fasa tunggal dengan jenis motor kapasitor L/3 HP' L2Ov, 50 c/s mempunyai impedansi kumparan utama dan kumparan bantusebagai berikuL :

kumParan utama Zu = 4,5 + i 3,7 0kumparanbantu zb =9,5 + j3,5 f2

Tentukan besarnya kapasitor yang diperlukanmotor tersebut.

Penyelesaian :

Hubungan antara kumparan utama, kumparan bantu, kapasitor, dandiagram fasor dapat, dilihat seperti gambar :

untuk menjalankan

V\ ,y' y';Y'

le.-

Lb xru

Iw

zr D r -iY-'*L1 ' J "IJU

XL,

4,5 + j 3,73,1

E9 duD"u

arc

= O,B2Aq

L'J

tg 0,82 =0u 39 ,6

L73

Tanpa kaPasitor Zb = Rb + j Xlf

Dengan kapasitor Zb - Rb + j (Xl,b - XC)= 9,5 + j ( 3,5 - XC )

Xi.b - XC 3,5 - XCtg dn 9,5Rb

vektor diagram)

sehingga :

3,5 - Xctg (- 50,40) = qq

rt"

3,5 - Xc-

I )lL'UL

9,5

Xn - L,2L x 9,5 + 3,5 = 15 A\_

106xc= (0)

a*Fr:z.,l .!.u

"n6-LU

atau C = {pE)2. 7t. f . XC

106111 ?1 rrFLLL I Jt I'L'

2. 1t. 50. 15

1_7 4