4 motor induksi 3 phase baru.pdf
Post on 11-Aug-2015
166 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
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
2. Motor induksi 3 phasa 6 kutup dengan hubungan bintang,
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
3. Motor induksi 3 phasa 6 kutup dengan hubungan bintang,
dioperasikan pada tegangan 380 V, 50 Hz, pada saat beban penuh
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
4. Motor induksi 3 phasa 2 kutup dengan hubungan bintang,
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
5. Motor induksi 3 phasa 8 kutup dengan hubungan bintang,
dioperasikan pada tegangan 380 V, 50 Hz, pada saat beban penuh
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
top related