Teori Tambahan Induksi Awesmilky

Seven.H.B.Siregar2010-11-270

PRAKTIKUM 1

KARAKTERISTIK START DAN SLIP PADA MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR TUPAI

TEORI

Karakteristik motor sangkar tupai adalah sbb :

1. Rotor terdiri dari penghantar tembaga yg dipasangkan pada inti yang solid dengan ujung ujung yang dihubung singkat

2. Kecepatan konstan3. Arus scart yang besar diperlukan oleh motor menyebabkan tegangan perfluktansi4. Arah putaran dapat dibalik dengan menukarkan dua dari tiga fasa daya utama pada motor5. Faktor daya cenderung buru untuk beban yang dikurangi6. Apabila tegangan diberikan pada lilitan statordihasilkan medan magnet putar yang

menginduksikan tegangan pada rotor.Tegangan tersebut pada gilirannya menimbulkan medan magnet. Medan rotor dan medan stator.cenderung saling tarik menarik satu sama lain. Situasi tersebut membangkitan torsi yang memutar rotor dengan arah yang sama dengan putaran medan magnet yang dihasilkan oleh stator.

STARTING MOTOR INDUKSI

Beban dengan inersia yang tinggi / besar akan menyebabkan waktu starting motor menjadi lama untuk mencapai kecepatan nominalnya. Selama periode starting tersebut, maka pada stator dan rotor akan mengalir arus yang besar sehingga bisa terjadi pemanasan berlebih (over heating) pada motor. Bahkan bisa lebih buruk lagi dapat menyebabkan gangguan pada sistem jala jala sumber listriknya sehingga akn menurunkan tegangannya. Hal ini akan mengganggu beban listrik yang lainnya.

Untuk menghindari hal tersebut, suatu motor induksi seringkali di start dengan level tegangan yang lebih rendah dari tegangan nominalnya.pengurangan tegangan starting tersebut akan membatasi daya yang diberian ke motor, namun demikian di sisi lain pengurangan tegangan ini akan berdampak memeperpanjang waktu / perode starting (waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan nominalnya ).

Sebagai contoh, jika digunakan untuk menggerakkan flywheel yang memiliki energi kinetik 5000 joule. Maka selama periode starting rotor akan mendisidasikan panas sebesar 5000 juga. Tergantung pada ukuran dan sistem pendinginana pada motor tersebut dapat dengan mudah akan menyebabakan overheating pada motor.

STARTING MOTOR SANGKAR TUPAI

Cara yang paling sederhana untuk menjalankan motor roto sangkar tupai ini adalah dengan menghubungka langsung dengan sumber dengan menggunakan saklar tiga phasa. Cara ini hanya diizinkan pada motor motor sangkar tupai dengan daya di bawah 3HP (sekitar 2 kw). Motor motor dengan daya lebih dari 3 HP tidak boleh langsung dihubungkan dwngan sumber. Untuk motor motor dengan daya 2-4 kw kita hanya memakai saklar bintang segitiga. Untuk itu kumparan mula mula

Laboratorium Mesin Listrik


dihubungkan. Cara ini hanya digunakan untuk motor motor induksi 3 phasa yang mempunyai hubunggan kumparan segutiga pada kondisi normalnya.

SLIP

Perbedaan kecepatan putaran rotor ( Nr) terhadap kecepatan medan putar stator ( Ns ) disebut dengan slip. Berubahnya kecepatan motor dapat mengakibatkan berubahnya besar slip 100 % pada saat start sampai 0 % pada saat diam (Nr) = (Ns). Karena terjadi slip maka kecepatan relative medan putar stator terhadap putaran rotor . hubungan antar frekuensi slip dapat dilihat dari persamaan berikut

Bila f1 = frekuensi

Ns = 120 f / P atau f1 = P Ns / 120

Pada rotor berlaku hubungan f2 = P (Ns-Nr) / 120

Bila f2 = P Ns (Ns- Nr) / 120 Ns

Karena S = Ns- Nr / Ns dan f1 = P Ns / 120

Maka f2 = f1 S

Karena pada saat start S = 100%, jadi f2 = f2 dengan demikian terlihat bahwa pada saat start dan rotor belum berputar frekuensi arus rotor dipengaruhi oleh slip (f2 = f1 S). Karena tegangan induksi dan reaktansi kumparan rotor merupakan fungsi, maka besarnya juga dipengaruhi oleh slip.



PRAKTIKUM- II

ARAH PUTARAN DAN PERUBAHAN ARAH PUTARAN DARI MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR TUPAI

TEORI TAMBAHAN

MOTOR INDUKSI

Motor induksi satu fasa sering disebut dengan motor asinkron atau motor tak serempak,

karena putaran medan stator tidak sama dengan putaran medan rotor. Putaran sinkron stator (ns)

selalu mendahului

atau lebih cepat dari putaran medan rotor (nr). Putaran medan stator dihasilkan karena adanya medan

putar (fluks yang berputar) yang dihasilkan oleh kumparan stator atau rotor dari motor. Medan

putar akan terjadi bila kumparan stator atau rotor dialiri arus listrik dengan fase

banyak, misalnya dua fasa, tiga fasa dan sebagainya.

Motor induksi satu fasa bila dihubungkan dengan sumber tegangan bolak balik tidak akan

menghasilkan medan putar pada kumparan statornya, tetapi malah

medan pulsasilah yang akan terjadi. Medan pulsasi adalah suatu medan yang punya dua besaran

yang sama besar, tetapi berlawanan arah dengan kecepatan sudut yang sama pula.

Kedua komponen tersebut akan bergerak berlawanan arah dan dengan kecepatan sudut yang sama,

sehingga kedudukannya terhadap ruang seolah‐olah tetap (diam). Kedua komponen ini te

ntunya akan menghasilkan kopel yang sama besar dan berlawanan arah pula. Pada dasarnya, kopel

yang dihasilkan mempunyai kemampuan untuk menggerakkan motor dengan arah maju atau

mundur, akan tetapi dalam gerak mulanya kemampuan gerak maju dan

gerak mundur sama besar oleh sebab itu motor akan diam. Apabila dengan suatu bantuan gerak mula

yang diberikan pada arah maju atau arah mundur, maka motor akan berputar sesuai dengan arah gerak

yang diberikan.

Motor induksi pada umumnya berputar dengan kecepatan konstan mendekati kecepatan

sinkronnya, meskipun demikian pada penggunaan tertentu dikehendaki juga adanya pengaturan putaran.

Pengaturan putaran motor induksi memerlukan biaya yang agak tinggi.

Biasanya pengaturan ini dapat dilakukan dengan beberapa cara :

1. Mengubah jumlah kutub motor

Karena ns = maka perubahan jumlah kutub (p) atau frekuensi (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 dua perubahan kecepatan sinkron dengan mengubah jumlah kutub dari 2 menjadi 4,



2. Mengubah frekuensi jala-jala

Pengaturan putaran motor induksi dapat dilakukan dengan mengubah-ubah harga frekuensi

jala. Hnya saja untuk menjaga keseimbangan kerapatan fluks, perubahan tegangan harus dilakukan

bersamaan dengan perubahan frekuensi. Persoalannya sekarang adalah bagaimana mengatur

frekuensi dengan cara yang efektip dan ekonomis.

3. Mengatur tegangan jala-jala

T = (V1)2

Dari persamaan kopel motor induksi diatas diketahui bahwa kopel sebanding dengan

pangkat dua tegangan yang diberikan. Untuk karakteristik beban seperti terlihat pada gambar 5,

kecepatan akan berubah dari n1 ke n2 untuk tegangan masuk setengah tegangan semula.Cara ini

hanya menghasilkan pengaturan putaran yang terbatas (daerah pengaturan sempit).

4. 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.

PRINSIP KERJA ROTOR BERPUTAR

Jika kumparan utama dan kumparan bantu dihubungkan ke sumber tegangan maka arus mengalir

ke kumparan utama dan bantu dengan berbeda fase. Perbedaan fase tersebut ditimbulkan medan magnit

antara medan stator kumparan utama dan kumparan bantu. Hasil kedua medan kumparan utama dan

kumparan bantu menghasilkan medan putar pada stator dan selanjutnya menyebabkan rotor berputar.

Saklar sentrifugal akan bekerja memutuskan arus pada kumparan bantu secara otomatis jika putaran

motor mencapai 70 – 80 % dari kecepatan nominal.



PRAKTIKUM-III

PENGUKURAN TORSI DENGAN MENGGUNAKAN DINAMOMETER

TEORI TAMBAHAN

Dynamometer, adalah suatu mesin yang digunakan untuk mengukur torsi (torque) dan kecepatan

putaran (rpm) dari tenaga yang diproduksi oleh suatu mesin, motor atau penggerak berputar lain.

Dynamometer dapat juga digunakan untuk menentukan tenaga dan torsi yang diperlukan untuk

mengoperasikan suatu mesin. Dalam hal ini, maka diperlukan dynamometer. Dynamometer yang

dirancang untuk dikemudikan disebut dynamometer absorsi/penyerap atau dynamometer pasif.

Dynamometer yang dapat digunakan, baik penggerak maupun penyerap tenaga disebut dynamometer

aktif atau universal.

Sebagai tambahan untuk digunakan dalam menentukan torsi atau karakteristik tenaga dari mesin

dalam test/Machine Under Test (MUT), Dynamometer juga mempunyai peran lain. Dalam siklus standar

uji emisi, seperti yang digambarkan oleh US Environmental Protection Agency (US EPA), dynamometer

digunakan untuk membuat simulasi jalan baik untuk mesin (dengan menggunakan dynamometer mesin)

atau kendaraan secara penuh (dengan menggunakan dynamometer chasis).Sebenarnya, di luar

pengukuran torsi dan power yang sederhana, dynamometer dapat digunakan sebagai bagian dari

pengujian untuk berbagai aktivitas pengembangan mesin seperti kalibrasi pengontrol manajemen mesin,

pengembangan sistem pembakaran dsb

Prinsip Operasi

Dynamometer absorsi bertindak sebagai pemberi beban yang digerakkan oleh mesin pada saat

pengujian. Dynamometer harus mampu beroperasi pada kecepatan yang berfariasi, dan memberi beban

pada mesin tersebut pada tingkatan torsi yang berfariasi pula selama pengujian berlangsung.

Dynamometer pada umumnya dilengkapi dengan beberapa cara operasi pengukuran torsi dan kecepatan.

Dynamometer harus dapat menyerap tenaga yang dikeluarkan oleh mesin.Tenaga yang diserap

oleh dynamometer harus dapat diteruskan ke udara sekitar atau mentransfer ke

air pendingin. Dynamometer regeneratife memindahkan tenaga ke bentuk daya listrik.

Dynamometer dapat dilengkapi dengan berbagai system kontrol. Jika dynamometer mempunyai

regulator torsi, itu beroperasi pada penyetel torsi pada saat mesin beroperasi

Pada kecepatan apapun, hal itu dapat dicapai selama pengembangan torsi yang telah di tentukan

sebelumnya. Jika dynamometer mempunyai regulator kecepatan, maka dapat diketahui besar torsi yang

diperlukan menggerakkan mesin pada kecepatan yang telah ditentukan sebelumnya.

Dynamometer motor bertindak sebagai penggerak dari peralatan yang akan diuji. Maka

dynamometer harus dapat menggerakkan peralatan pada kecepatan dan tingkatan torsi yang berfariasi

selama pengujian berlangsung



Dynamometer Listrik

Pada dasarnya pengereman yang terjadi pada dynamometer listrik akibat pemotongan medan

magnet oleh pergerakan bahan konduktor.

Ada 2 type dynamometer absorsi yang bekerja secara listrik yaitu :

1). Dynamometer arus pusaran (eddy current dynamometer)

2). Dynamometer ayunan listrik atau generator

1). Dynamometer Arus Pusaran

Dynamometer ini terdiri dari suatu rotor yang digerakkan oleh suatu motor yang tenaganya yang

akan diukur, dan berputar dalam medan magnet. Kekuatan medan magnetnya dikontrol dengan merubah

arus sepanjang susunan kumparan yang ditempatkan pada kedua sisi dari rotor. Rotor ini bertindak

sebagai konduktor yang memotong medan magnet. Karena pemotongan medan magnet itu maka terjadi

arus dan arus ini diinduksikan dalam rotor sehingga rotor menjadi panas.

Keuntungan-keuntungan:

- Pengaturan beban dan pemeliharaan mudah

- Pada kecepatan yang rendah penyerapan daya bisa penuh

Kerugian-kerugian:

- Harus tersedia sumber arus searah yang besar

- Pada penyerapan daya yang besar, panas yang timbul menyulitkan pendingin

- Bagian yang dilalui air pendingin dipengaruhi erosi dan korosi

2). Dynamometer Ayunan Listrik atau Generator

Pada prinsipnya, bidang gerak dynamometer ini diputarkan secara terpisah baik dengan

mengutamakan pipa-pipa saluran utama atau abattery yang mempertahankan suatu tegangan yang

konstan. Seluruh mesin ditumpu dengan ball bearing, casing menahan sebuah lengan torsi untuk

menjadikan seimbang torsi mesin. Torsi mesin disebarkan pada casing oleh daya tarik medan magnet,

yang dihasilkan ketika jangkar sedang berputar dan mengeluarkan tenaga listriknya pada aliran sebelah

luar dynamometer.

Keuntungan-keuntungan:

- Kapasitas penyerapan sampai 500 hp dan ketelitian kerja tinggi

- Sistem yang tertutup yang tidak terpengaruh gangguan luar

- Tidak memerlukan pendinginan

Kerugian-kerugian:

- Harga mahal

- Untuk penyerapan daya yang besar dengan kecepatan yang rendah sulit dilaksanakan



PRAKTIKUM -IV

KARAKTERISTIK TORSI DAN BEBAN PADA SEBUAH MOTOR INDUKSI

TEORI TAMBAHAN

Torque motor induksi AC tergantung kepada kekuatan medan rotor dan stator yang saling

berinteraksi dan hubungan fasa antara keduanya. Torque dapat dihitung dengan Equation (12-3).

dimana

Selama operasi normal, K, , dan cos adalah konstan, sehingga torque berbanding lurus

dengan arus rotor. Arus rotor meningkat dengan proporsi yang sama dengan slip. Perubahan torque

terhadap slip menunjukkan bahwa begitu slip naik dari nol hingga –10%, torque naik secara linier. Begitu

torque dan slip naik melebihi torque beban penuh, maka torque akan mencapai harga maksimum sekitar

25% slip. Torque maksimum disebut breakdown torque motor.Jika beban dinaikkan melebihi titik ini,

motor akan stall dan segera berhenti. Umumnya, breakdown torque bervariasi dari 200 hingga 300%

torque beban penuh. Torque awal (starting torque) adalah nilai torque pada 100% slip dan normalnya 150

hingga 200% torque beban penuh. Seiring dengan pertambahan kecepatan dari rotor, torque akan naik

hingga breakdown torque dan turun mencapai nilai yang diperlukan untuk menarik beban motor pada

kecepatan konstan, biasanya antara 0 – 10%.

Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban

motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan.

Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India, 2004):

• Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan

kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah

conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.

• Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan kecepatan

operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi

sebagai kwadrat kecepatan).



• Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan

berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-

peralatan mesin.

Beban Motor

Karena sulit untuk mengkaji efisiensi motor pada kondisi operasi yang normal, beban motor

dapat diukur sebagai indikator efisiensi motor. Dengan meningkatnya beban, faktor daya dan efisinsi

motor bertambah sampai nilai optimumnya pada sekitar beban penuh.

Persamaan berikut digunakan untuk menentukan beban:

Beban = Pi x η

HP x 0,7457

Dimana,

η = Efisiensi operasi motor dalam %

HP = Nameplate untuk Hp

Beban = Daya yang keluar sebagai % laju daya

Pi = Daya tiga fase dalam kW

Survei beban motor dilakukan untuk mengukur beban operasi berbagai motor di seluruh pabrik.

Hasilnya digunakan untuk mengidentifikasi motor yang terlalu kecil. (mengakibatkan motor terbakar)

atau terlalu besar (mengakibatkan ketidak efisiensian). US DOE merekomendasikan untuk melakukan

survei beban motor yang beroperasi lebih dari 1000 jam

per tahun. Terdapat tiga metode untuk menentukan beban motor bagi motor yang beroperasi

secara individu:

• Pengukuran daya masuk. Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya

masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 100%.

• Pengukurann jalur arus. Beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur(diukur

dengan alat analisis daya) dengan laju amper. Metode ini digunakan bila faktor daya tidak dketahui dan

hanya nilai amper yang tersedia. Juga direkomendasikan untuk menggunakan metode ini bila persen

pembebanan kurang dari 50%

• Metode Slip. Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi

dengan slip untuk motor dengan beban penuh. Ketelitian metode ini terbatas namun dapat dilakukan

dengan hanya penggunaan tachometer (tidak diperlukan alat analisis daya). Karena pengukuran daya

masuk merupakan metode yang paling umum digunakan, maka hanya metode ini yang dijelaskan untuk

motor tiga fase.


Teori Tambahan Induksi Awesmilky

Documents

Transcript of Teori Tambahan Induksi Awesmilky