(4) mesinac(motor induksi)

8/18/2019 (4) MesinAC(motor induksi)

1/54

MESIN ARUS BOLAK-BALIK

Berdasarkan input-output energi, mesin listrik dibedakanatas transformator, generator, dan motor.

ENERGI ELEKTRIK ENERGI ELEKTRIK

ENERGI MEKANIK

MEDAN

MAGNIT

M O T O

RG E N

E R A T

O R

TRANSFORMATOR

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 1


2/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 2

Motor mengubah energi listrikmen%adi energi mekanik

&enerator mengubah energi mekanikmen%adi energi listrik


3/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 3

Pembagian Mesin Elektrik

Transformator

Mesin Elektrik

Mesin AC Mesin DC

Mesin AC

(statis)

Mesin AC

(inamis)

Mesin DC

(statis)

Mesin DC

(inamis)

Mesin

Sin!ron

Mesin

Asin!ron

Re"tifier

In#erter

Generator DC

Motor DC

Generator Sin!ron

Motor Sin!ron

Generator Asin!ron

Motor Asin!ron


4/54


5/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B )

2. !umparan berputar(rotor


6/54

Medan Magnit Putar

*ika arus tiga fasa seimbang mengalir didalam belitan

tiga fasa, maka akan menimbulkan medan magnit putar +ang besarn+a tetap.

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 6

Cara Mengetahui Medan Magnet

Putar:

1. Analisis Model Matematik

2. Analisis Vektoris

3. Visualisasi Kutub Khayal


7/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B

iberikan arus tiga fasa ke masing-masing kumparanstator

( ) At I t i mc 0240sin)( −= ω

( ) At I t i mb0120sin)( −= ω

At I t i ma ω sin)( =

Model persamaan matematik

Masing-masing arus menghasilkan intensitas medan magnit

0

0sin)( ∠= t H t H ma ω ( ) 00 120120sin)( ∠−= t H t H mb ω

( ) 00 240240sin)( ∠−= t H t H mc ω


8/54

!erapatan fluks B /

00sin)( ∠= t Bt B ma ω

( ) 00 120120sin)( ∠−= t Bt B mb ω

( ) 00 240240sin)( ∠−= t Bt B mc ω

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B

1. ada 4t / 00

0=a B

( ) 00 120120sin ∠−= mb B B

( )00

240240sin ∠−= mc B B

0902

3−∠=++= mcbanet B B B B B

5


9/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B

'. ada 4t / 200

00∠= ma B B

01202

1∠−= mb B B

02402

1 ∠−= mc B B

00

2

3∠=++= mcbanet B B B B B

5

2. ada 4t / 00

3. ada 4t / 100


10/54

ay

ax

Sin β1

βCos β

y x aa βsinβcosβ1 +=∠

Metode vektor:

Masing-masing 7ektor diuraikan ke arah sb 8 9 a8 : dan

sb + 9a +:

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 10


11/54

( )( )

+−−=∠−=

y x

b

aa

B

32

1

2

1 120ωtsinB

120120ωtsinB(t)0

m

00

m

xa B ωtsinB0ωtsinB(t) m0

ma =∠=

( )( )

−−−=∠−=

y x

c

aa

B

32

1

2

1 240ωtsinB

024240ωtsinB(t)0

m

00

m

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 11

( ) ( ){ }cossin2

3

)()()((t)

y xm

cbanet

at at B

t Bt Bt B B

ω ω −=

++=5


12/54

ersamaan ini menun%ukkan bah;a

1. Besar medan magnit adalah tetap sebesar 3(2 Bm.

2. !e


13/54

t6

ib

ia ic

t

ic

iaib

t!

ia

ic ib

t3

ib

ia ic

t2

ic

iaib

t1

"

""

a

#b

c

#c

#a

bibic

t$

ia

%& %a%

b

%c

% & % c

% a

% b

% &

% b

% c

% a

%&%a%

b

%c

% &

% c

%

a % b

% &

% a

% b

% c

Visualisasi secara Vektoris


14/54


15/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 1)


16/54

Pembalikan Putaran Medan Magnit

*ika arus-arus +ang diberikan kedalam 2 stator ditukar,

maka medan magnit berputar ke arah sebalikn+a.

At I t i ma ω sin)( =

( ) At I t i mb0240sin)( −= ω

( ) At I t i mc0120sin)( −= ω

!erapatan fluks total adalah

( ) ( ){ }cossin2

3

)()()((t)

y xm

cbanet

at at B

t Bt Bt B B

ω ω +=

++=

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 16


17/54

( ) ( ){ }cossin2

3(t) y xmnet at at B B ω ω +=

4t/00

4t/13)0

4t/00

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 1


18/54

KONSEP DS! MO"O! #ND$KS#

1. *ika tegangan tiga fasa diberikan ke stator,akan mengalir arus tiga fasa pada statortersebut. Arus tiga fasa ini dapatmenghasilkan medan magnit putar di ruang

stator %s& !e


19/54

2. Medan magnit putar +ang dibangkitkan olehstator tersebut dapat menimbulkan teganganinduksi pada rotor. !arena kumparan pada rotormerupakan rangkaian tertutup, maka pada

kumparan itu timbul arus. =nteraksi antara arusdan medan putar menimbulkan ga+a danmen+ebabkan rotor berputar dengan ke< nr

searah dengan arah medan putar.

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 1


20/54

3. utaran motor induksi dapat ditingkatkansampai mendekati putaran sinkronn+a 9+aitu

putaran medan: tetapi tidak pernah men


21/54

'. *ika rotor berputar pada ke


22/54

6. Motor induksi beker%a berdasarkan tegangan

dan arus dalam rotor, dan oleh karena itumotor induksi seringkali disebut ebagai tra'oyang ber(utar) kumparan primer 9stator:menginduksikan tegangan pada kumparan

sekunder 9rotor:.

. ebalikn+a, %ika rotor berputar pada ke


23/54

karena

x100%n

nnS

s

r −= s

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 23

. ada ke


24/54

?ontoh soal

ebuah motor induksi empat kutub 20 7olt 10 hp)0 z hubungan ' mempun+ai slip ) @ pada bebanpenuh.

a. apatkan nsb. apatkan nr


25/54


26/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 26


27/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 2

ANGKAIAN EKIVALEN

MOTO INDUKSI

1& Model !angkaian Ekivalen "ra'o

tator otor


28/54

*& !angkaian Ekivalen Sisi !otor

a. #egangan terinduksi pada rotor dapat

din+atakan sebagai

"C adalah tegangan pada saat rotor ditahan.

" / s "C

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 2

b. esistansi rotor tidak tergantung pada slip,sedangkan reaktansin+a dapat din+atakansebagai

D / 4 > / 2E fr >


29/54

!arena fr / s fe, maka

D / s 9 2E fe > : / s DC

DC adalah reaktansi rotor ketika rotor ituditahan. angkaian eki7alen rotor adalah

sebagai berikut

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 2

B B


30/54

"C

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 30

eq R

RO

O R R

RO

O R R

RO

R R

R R

Z

E

jX s

R

E

jsX R

sE

jX R

E I

,

=+

=

+=

+=


31/54


32/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 32

an rangkaian eki7alen per fasa motor induksidiberikan dalam gambar berikut

angkaian "ki7alen Motor =nduksi

-

5

=1

φ $


33/54

D+ DN KOPE, MO"O! #ND$KS#

ari rangkaian eki7alen satu fasa

22

11

1

1

1

jX s R

jBG

jX R

V

Z

V I

mC

eq

++−

++== φ φ

ugi tembaga stator

1

2

13 R I P SCL =

ugi inti

C

C

R

E G E P

2

12

1inti

33 ==

a+a


34/54

a+a +ang dikon7ersi dari elektris ke mekanis adalah

−=−=

−=

11333 2222

22

222

con

s R I R I

s R I

P P P RCL AG

ubungan antara da+a adalah

?> / s A&

an da+a +ang dikon7ersi men%adi da+a mekanis dapat

din+atakan sebagai / A& - sA&


35/54

elan%utn+a, %ika da+a-da+a +ang hilang karena perputaranrotor rot diketahui, maka da+a output adalah

out /


36/54

θ cos3 LT in I V P =

Pinti-rugi inti.

PSC,-rugi tembaga

Stator.

P/P0onv

P'r-!ugi

/esekan.

mbebanot x P ω τ =

iagram aliran da+a

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B 36

1

2

13 R I P SCL =

C

C R

E G E P

2

12

1inti

33 ==

P!C,-rugi tembaga

rotor.

2

2

2* 3 R I P =


37/54

Conto

ebuah motor induksi tiga fasa '0 7olt )0 hp menarik arus

60 A pada faktor da+a 0,) tertinggal. ugi tembaga stator2 kG, rugi tembaga rotor 00 G, rugi putaran 600 G, rugiinti 100 G. apatkan besaran-besaran berikut

b. a+a +ang dikon7ersi


38/54

( ) ( ) ( ) ./ 42,20,50403

cos$3P *in

==

=

a+a - inti / '2,' F 2 F 1, / 3,6 kG

a+a +ang dikon7ersi / 3,6 F 0, / 3, kG

a+a keluaran out /


39/54

Pemisaan !ugi2rugi rotor dan Daya yang Dikonversi

ebagian da+a pada


40/54

con

2

P

ss61

1 %D1=1 =2 2 %D2

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '0

angkaian eki7alen per-fasa dengan rugi rotordan


41/54

?ontoh

ebuah motor induksi '60 7olt, 2) hp, 60 z, ' kutub

dihubungkan bintang mempun+ai data impedansi per fasadilihat dari sisi rangkaian stator

D1 / 1,106 H D2 / 0,'6' H DM/26,3 H

1 / 0,6'1 H 2 / 0,332 H

#otal rugi-rugi rotasional plus rugi inti adalah tetap sebesar100 G. $ntuk slip 2,2 persen pada tegangan dan frekuensiIominal, dapatkan

a. utaran

b. Arus stator


42/54

a. 1. !e


43/54

-

5

=1

φ $ 1),0 %26,3

%0,'6'0,6'1 %1,106

b. angkaian eki7alen

0330149211 ((( )(*ek ∠=+=

Arus stator

0

01331

33014

340

((((

+ −∠=∠

=

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '3


44/54


45/54

e. 1. !opel terinduksi

2. !opel beban

I.m 4

J

s

A&ind 2(==

f. "fisiensi motor

@3,@8100

K

in

out ==

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B ')

I.m )6,

4

J

m

outout ==

4r


46/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '6

PENEN"$N P!ME"E! !N/K#N

#u%uan Mendapatkan nilai-nilai 1

, 2

, D1

, D2

, dan DM


47/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '

"es %eban Nol

!angkaian Pengu3ian %eban Nol


48/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '

angkaian eki7alen motor beban nol adalah

Beban pada kondisi ini han+a berupa rugi gesekandan angin, *adi semua


49/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B '

lip +ang ter%adi sangat ke


50/54

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B )0

a+a input +ang diukur menun%ukkan rugi-rugi da+amotor, +ang terdiri dari

ugi-rugi stator


51/54

TUGAS

1. ebuah motor induksi berkutub 2( $ /0 mencatu beban 2$ h adakeceatan 2$ rm

a. 4eraa sli motor

b. 4eraa torsi terinduksi dalam motor

c. 4eraa keceatan oerasi motor )ika torsi digandakan

d. 4eraa daya yang dicatu oleh motor ketika torsi digandakan

2. 5iasumsikan baha motor induksi ada contoh diatas memunyai

rotor belit

a. 4eraa torsi maksimum motor( ada keceatan dan sli beraa

hal tersebut ter)adib. 4eraa torsi starting motor

c. Ketika resistansi rotor digandakan( beraa keceatan ada saat

torsi maksimum ter)adi( beraa torsi starting yang baru dari motor

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B

)1


52/54

TUGAS

17 Seb8a9 mesin in-8.si 3 fasa, 40 $, 100 9", 0 !, 6.8t8b bero"erasi "a-a s:i" 3% ("ositi") "a-a beban

"en89, 98t8n;:a9 <

a) =ece"atan motor -an ara9n>a ter9a-a" .ece"atan me-an

ma;nit

b) ?re.8ensi rotor

c) =ece"atan me-an stator

-) =ece"atan me-an ce:a9 8-ara27 @:an;i soa: no71 Ai.a mesin -io"erasi.an "a-a s:i" 3%

(ne;atif)

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B

)2


53/54

TUGAS

Sebuah mesin induksi rotor belit 3 fasa, 10 hp, 208 V, kutub, 0 !" mempun#ai perbandin$an belitan stator%rotor 1&0,' dan kedua belitan stator dan rotor terhubun$

bintan$(

a)Stator mesin induksi tersebut dihubun$kan den$ansumber 3 fasa, 208 V, 0 !" dan motor berputar padake*epatan 11+0 rpm

i( !itun$lah slip

ii( !itun$lah te$an$an terinduksi dalam rotor perfasa dan frekensite$an$an terinduksi

iii( Tentukan ke*epatan medan rotor dalam rpm terhadap rotor danterhadap stator

April 13, 2016Mahfudz - !"" - #"$B

)3


54/54

b) ika terminal stator dihubun$kan sin$kat danterminal rotor dihubun$kan den$an sumber 3 fasa,208 V, 0 !" dan motor berputar pada ke*epatan11+ rpm,

i( Tentukan arah perputaran motor terhadapperputaran medan

ii( Tentukan te$an$an terinduksi dalam stator per fasadan frekuensin#a

)'

(4) mesinac(motor induksi)

Documents