4 motor induksi 3 phase baru.pdf

Motor induksi

Mesin listrik94

Motor Induksi 3 phase

Modul pengajaran ini berisikan tentang : kunstruksi bagian, bagian ,prinsip

kerja motor induksi ( a sinkrun ).

Tujuan

setelah mempelajari modul ini siswa diharapkan dapatMenjelaskan

kunstruksi, bagian bagian , prinsip kerja . Terbangkitnya Medan

Putar, Daya dan torsi pada motor induksi

Motor Induksi 3 phase

Motor induksi merupakan

motor yang paling banyak

digunakan pada mesin

penggerak di industri hal ini

dikarenakan mudahnya

perawatan yang diperlukan

maupun mudahnya

pengendalian kecepatan sedang

perubahan kecepatan akibat pembebanan yang terjadi cukup kecil, pada

motor induksi ini pembentukan medan penguat pada stator motor induksi

ini hanya digunakan input tegangan pada stator sedang medan penguat pada

rotor dihasilkan berdasar induksi tegangan dari stator. Sebagai akibatnya

motor induksi ini mempunyai faktor kerja ( cos ) kurang dari 1.

Untuk mengoperasikan motor induksi tidak diperlukan biaya yang besar,

tetapi untuk pengaturan maupun pengendalian putaran secara terus menerus

( variable ) perlu digunakan inverter.

Konstruksi motor induksi

Secara konstruksi motor induksi mempunyai dua bagian yaitu stator dan

rotor.

Motor induksi

Mesin listrik95

Stator

Stator pada motor induksi 3 phase mempunyai

kontruksi yang sama dengan stator pada mesin

sinkrun yaitu berupa tiga buah lilitan penghantar

yang masing-masing lilitan berbeda 120 listrik

seperti pada gambar 72 . Jika pada masing

masing lilitan pada stator ini diberikan tegangan

AC 3 phasa maka pada stator ini akan terbentuk medan maknit yang

besarnya sangat dipengaruhi perubahan tegangan AC tersebut

Gambar 72

Gambar konstruksi belitan stator motor induksi 3 phasa

Motor induksi

Mesin listrik96

Rotor

Sesuai dengan namanya rotor pada motor induksi bersifat semacam

secundair dari tranformator sedang stator merupakan primair, putaran

medan maknit pada stator menyebabkan perpotogan medan magnit oleh

penghantar pada rotor sehingga menghasilkan arus pada rotor yang akan

mengakibatkan timbulnya medan maknit seperti yang terjadi pada stator.

.

Gambar 73 Konstruksi Rotor Sangkar

Rotor pada motor induksi ada dua macam yaitu motor sangkar dan rotor lilit

pada rotor sangkar penghantar yang dipasang pada slot dihubung singkat

pada ujung dari rotor seperti pada gambar 73 sedang pada rotor lilit

penghantar yang dipasang mempunyai kontruksi yang sama seperti

penghatar pada stator sedang ujung masing-masing penghatar dihubung-

singkatkan melalui resistor yang dipasang diluar motor .

Motor induksi

Mesin listrik97

Gambar 73b Konstruksi Rotor Lilit.

TERBANGKITNYA MEDAN PUTAR

Pada gambar 74 dimisalkan masing-masing phasa digambarkan dengan

sebuah lilitan dan masing-masing lilitan (A, B dan C) berbeda phasa 120.

Gambar 74

Medan putar dan diagram fektor dari phase

Motor induksi

Mesin listrik98

Rangkaian Eqivalent motor induksi rotor sangkar

Rangkaian Eqivalent motor induksi rotor sangkar digambarkan semacam

tranformator yang dihubung singkat pada sisi secundairnya sedang untuk

motor induksi rotor lilit hubung sikat pada sisi secundair dilakukan setelah

melalui resistor yang dipasang disisi luar motor.

Gambar 75 Rangkaian Eqivalent motor induksi rotor sangkar

Motor induksi

Mesin listrik99

Konstanta Pada Rotor

Stator pada rotor ini dapat disamakan dengan primair pada transformator,

hal ini dikarenakan konstruksi dari stator mempunyai fungsi selain

membangkitkan medan putar juga berfungsi menginduksikan medan listrik

pada rotor, sedang rotor diidentikkan dengan sekunder dari trafo yang

dihubung-singkatkan.

Pada motor induksi belitan rotor dan stator dapat diquivalenkan seperti pada

rangkaian berikut (Howard E Jordan, 1983:59, S langdrof Alexander,

1981:258)

Gambar 76. Rangkaian equivalen rotor motor induksi

PAG Pconv

PRCL

Pfriction

Pstary

Daya pada celahudara

Pout

Motor induksi

Mesin listrik100

e.m.f. pada rotor per phasa = Er = s E2 (Symonds Aland, 1980:158, Person

Mc,1981:295)

Er = n s E1

Sedang besar reaktansi pada rotor

X2 = 2 f L

Dengan demikian besar impedansi rotor per phasa

22 XRZ r

Sehingga besar arus pada rotor

I2 = E2 / Z2 (S Langdrof Alexander, 1981 : 259)

= n E1 / Z2

Dengan dapat diketahui besar arus yang mungkin terjadi paa motor maka

dapat diperhitungkan besar arus yang diperlukan dari sumber.

Frekwensi rotor

Pada motor induksi kecepatan putar rotor selalu tertinggal terhadap putaran

medan maknit yang terjadi pada stator, selisih kecepatan putar ini yang

mengakibatkan terinduksinya tegangan pada rotor, tegangan induksi pada

rotor ini mempunyai frekwensi yang besarnya dihitung berdasar rumusan

berikut:

60

PnnsFr

60

Pns

ns

nnsFr

60

PnsSFr

FsSFr .

Motor induksi

Mesin listrik101

Impedansi pada rotor

Dengan berubahnya frekwensi pada rotor mengakibatkan perubahan

reaktansi induktif pada rotor yang juga mengakibatkan perubahan

impedansi pada rotor, dan besar impedansi ini dapat dihitung deangan

rumusan sebagai berikut:

Saat awal motor jalan Saat motor jalan

Arus Rotor

Perubahan impedansi pada rotor membawa pengaruh pada besar arus yang

timbul pada rotor, besar arus pada rotor ini dapat dihitung berdasar

pembagian antara tegangan induksi yang terjadi pada rotor dibagi inpedansi

rotor

Arus rotor saat motor start

Arus motor saat motor jalan ( rotor berputar )

2X2R2Z

22 2X2R(2Z

rX2RZr

22 2Xs2R(Zr

2Xs2RZr

2

22

Z

EI

ZE

Ir

r

2

222

1

1

2

2

XR

EN

N

I

2

222

1

1

2

2

XsR

EN

N

I

Motor induksi

Mesin listrik102

Rugi rugi tembaga pada rotor

Dimana

Sehingga

Atau

60

2 TnP s

AG

60

Tn2Pout

n

P

n

PT out

s

AG

2

60

2

60

n

P

n

P out

s

AG sAG

out

n

n

P

P

sAG

out

n

n

P

P 11

s

s

AG

outAG

n

nn

P

PP

sP

PP

AG

outAG

AGoutAG PsPP

AGrroutAG PsRIPP 2

AG

r

P

RIs 2

2

s

RIP r

AG2

2

Motor induksi

Mesin listrik103

Daya dan torsi pada motor induksi

Daya pada motor induksi merupakan besaran tegangan dan arus yang

digunakan bila motor tersebut motor induksi 3 phasa maka besar daya input

dapat dituliskan dengan rumusan

CosIVCosIVP FFLLin 33

Rugi yang terjadi pada stator merupakan rugi yang terjadi akibat resistansi

tembaga pada stator dan besarnya sangat dipengaruhi oleh besar arus pada

stator.

SSCL RIP 21

Rugi daya pada inti ( COREP ) dalam mesin induksi adakalanya tidak besar

terutama bila motor bekerja pada putaran mendekati putaran sinkrun, rugi

inti ini lebih kecil bila dibandingkan dengan rugi tembaga pada rotor.

Daya input pada celah udara merupakan daya input electric yang telah

mengalami penurunan akibat rugi tembaga pada stator dan juga rugi daya

pada inti jadi dapat dituliskan rumusan sebagai berikut:

coreSCLinAG PPPP

Rugi terjadi pada resistansi tembaga rotor disebut rugi tembaga pada rotor

( RCLP ) dan besarnya sangat dipengaruhi oleh besar arus pada rotor

RRRCL RIP 2 .

Dengan adanya rugi daya pada rotor maka besar daya mekanik yang

dihasilkan motor juga mengalami penurunan RCLAGCONV PPP sedang

rugi yang laian yaitu rugi daya akibat gesekan ( frictionP ) atau rugi penyebaran

( STARAYP ) akan bertambah besar bila putaran motor tinggi ( semakin tinggi

putaran motor maka rugi gesekan maupun rugi penyebaran ikut mengalami

kenaikan )

StrayfrictionConvOUT PPPP

Motor induksi

Mesin listrik104

CosIVPin LL 3

CosIVmPin FF

Contoh Soal

Motor Induksi 3 Phasa dengan tegangan kerja 220V/380V daya out put

10 HP, dengan frekwensi kerja 50 Hz, bila rugi daya pada stator 1,5

KW,rugidaya pada rotor 700W, rugi inti 800 W sedang rugi gesekan dan

rugi penyebaran diabaikan, tentukan

Daya pada celah udara.

Daya komfersi

Daya input.

Tentukan pula arus yang digunakan motor bila 8,0Cos

Efisiensi Pada motor Induksi

in

out

P

P

SCLCoreRCLfrictionstaryout

out

PPPPPP

P

Motor induksi

Mesin listrik105

Contoh soal

Motor Induksi 3 Phasa dengan tegangan kerja 220V/380V daya out put

10 HP, dengan frekwensi kerja 50 Hz, bila rugi daya pada stator 1,5

KW,rugidaya pada rotor 700W, rugi inti 800 W sedang rugi gesekan dan

rugi penyebaran diabaikan, tentukan

Efisiensi motor

Persamaan torsi

Pada motor induksi besar torsi sangat dipengaruhi resistansi maupun

impedansi pada rotor , hal ini dapat dilihat dari persamaan berikut

Dimana

Ir =2

12

222

1

1

2

))XS(R

SEN

N

22

22

221

2

1

2

2r

)XS(R

SEN

N

I

22

22

221

2

1

2

2

s

in

)XS(R

SEN

N

S

R

n2

P60T

60

Tn2Pout

s

RI

60

Tn2P 2

2rs

in

s

RI

n2

60

n2

P60T 2

2r

ss

in

Motor induksi

Mesin listrik106

jadi2

222

2212

)XS(R

SE

S

RKT

Torsi maksimum

22

22

212

)XS(R

SERT

Torsi akan maksimum apabila penyebut sama dengan nol

0 = 22

22 )XS(R

22

22 )XS(R )XS(R 22

Contoh Soal

Motor induksi 3 phasa 4 kutup dihubungkan secara bintang dengan

tegangan kerja 380V, saat dibebani dengan beban penuh menghasilkan

putaran 1425 rpm, jika resistansi rotor 0,4 dan reaktansi induktif dari rotor

4, sedang perbandingan lilitan rotor dengan stator 0,8 : 1, hitung torsi pada

saat beban penuh, daya out put jika rugi mekanis 480 watt, dan hitung pula

torsi maximum yang dapat dihasilkan motor.

Penyelesaian

rpmp

fkrunNPutaran s 1500

2

50.60.60sin

05,01500

14251500

s

s

n

nNrjadisSlipyangte

VV

sanganperphaSedangtega 2203

380

Motor induksi

Mesin listrik107

Jadi besar torsi yang dibangkitkan

2

2

).(

....55,9

2

21

2

XsR

REs

n

N

Nm

Ts

22

22

)4.05,0(4,0

4,0.220.05,0

1500

8,0.3.55,9

T

NmT 048,592,0

9680122,0

Motor induksi

Mesin listrik108

Daya output elektrik sebelum terjadi rugi gesekan

Jika rugi mekanis 480 watt maka besaar daya output mekanis

Torsi maksimum terjadi saat Xs=Rs=0,4 sehingga torsi maksimum

terjadi saat slip

60

..2 TnPm

wattTn

Pm 880760

048,59,1425.14,31.2

60

..2

wattwattwattPoutm 83274808807

mekanismout PPP

1,04

4,0

2

2

X

Rs

NmkT 83,7332,0

19360122,0

4,04,0

4,0.220.1,022

2

max

Motor induksi

Mesin listrik109

Soal Latihan

1. Motor induksi 3 phasa 4 kutup dengan hubungan bintang,

dioperasikan pada tegangan line 660 V, 50 Hz, pada saat beban

penuh dengan torque beban 75 Nm, Slip yang terjadi 9%.,Hitung


dioperasikan pada tegangan 660 V, 50 Hz, pada saat beban penuh

dengan torque beban 145 Nm, Slip yang terjadi 9%. Jika rugi

gesekan dan rugi penyebaran 300 watt, rugi tembaga stator 900 watt

dan rugi inti 740 watt ,Hitung



Slip yang terjadi 8 % Nilai resistansi dan reaktansi masing masing

20 m dan 400 m, dengan perbandingan belitan antara rotor dan

stator 0.8 ,hitung :

a. Daya keluaran , bila rugi daya mekanik 30 watt.

b. Rugi tembaga rotor saat beban penuh.

c. Arus awal motor



dengan torque beban 145 Nm, Slip yang terjadi 9%. Jika rugi

gesekan dan rugi penyebaran 300 watt, rugi tembaga stator 900 watt

dan rugi inti 740 watt ,Hitung



Arus line yang diperlukan 60 A dengan Cos Q 0,8 Jika rugi

gesekan dan rugi penyebaran 800 watt, rugi tembaga stator 1,5

KW rugi tembaga rotor 600 watt dan rugi inti 700 watt ,Hitung

4 motor induksi 3 phase baru.pdf

Documents