I. Maksud dan tujuan praktikum pengereman motor induksi

Mengetahui macam-macam pengereman pada motor induksi.

Menetahui karakteristik pengereman pada motor induksi.

II. Alat dan bahan yang digunakan

Autotrafo 3 phasa

Ampere meter DC

Ampere meter AC

Volt meter AC

Volt meter DC

Watt meter

Penyearah

Jamper secukupnya

Unit beban

III. Teori dasar

TEORI DASAR

Motor induksi secara prinsip dapat dianalogikan dengan sebuah transformator,

hanya saja yang membedakannya adalah pada motor induksi, rangkaian sekundernya

berputar. Maka motor induksi dapat dianalogikan dengan sebuah transformator dan

oleh karena itu cara menganalisaannya juga sama.

Gambar 2.1 Rangkaian Motor Induksi

Apabila motor berputar, maka parameter-parameter yang ada hubungannya

dengan frekuensi akan berubah. Pada saat motor berputar tanpa beban, besarnya daya

yang diserap oleh motor Po hanya dipergunakan untuk mengatasi rugi-rugi inti dan

rugi mekanik. Daya yang dihasilkan (dengan masukan 3 Ø ), sebanding dengan

tegangan, arus serta faktor bebannya.

Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang akan

menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron

disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk

melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu,

didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada

“kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan

tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya

beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang

sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/slip

ring motor.

Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase

slip/geseran(Parekh, 2003):

% Slip = (Ns – Nb)/Ns x 100

Dimana:

Ns = kecepatan sinkron dalam RPM

Nb = kecepatan dasar dalam RPM

Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi

Gambar 2.2 Grafik Torsi vs Kecepatan Motor Induksi

Gambar 2.2 menunjukan grafik torsi vs kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan

arus yang sudah ditetapkan. Bila motor :

Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torsi yang

rendah (“pull-up torque”).

Mencapai 80% kecepatan penuh, torsi berada pada tingkat tertinggi (“pull-out

torque”) dan arus mulai turun.

Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torsi dan stator turun ke

nol.

KONSTRUKSI & RANGKAIAN EKIVALEN SETIAP PERCOBAAN

A. Konstruksi

Konstruksi motor induksi secara detail terdiri atas dua bagian, yaitu :

Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:

Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang

dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut

diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin

hubungan pendek.

Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan

terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase

digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya

dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan

sikat yang menempel padanya.

Rotor motor induksi terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut.

1. Inti rotor, bahannya dari besi lunak atau baja silikon sama dengan

inti stator.

2. Alur, bahannya dari besi lunak atau baja silikon sama dengan inti.

Alur merupakan tempat meletakkan belitan (kumparan) rotor.

3. Belitan rotor, bahannya dari tembaga.

4. Poros atau as.

Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk

membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah

kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat.

Stator motor induksi pada dasarnya terdiri dari bagian-bagian sebagai

berikut.

1. Rumah stator (rangka stator) dari besi tuang.

2. Inti stator dari besi lunak atau baja silikon.

3. Alur, bahannya sama dengan inti, dimana alur ini merupakan tempat

meletakkan belitan (kumparan stator).

4. Belitan (kumparan) stator dari tembaga.

Rangka stator motor induksi didisain dengan empat tujuan yaitu:

1. Menutupi inti dan kumparannya.

2. Melindungi bagian-bagian mesin yang bergerak dari kontak

langsung dengan manusia dan dari goresan yang disebabkan oleh

gangguan objek atau gangguan udara terbuka (cuaca luar).

3. Menyalurkan torsi ke bagian peralatan pendukung mesin dan oleh

karena itu stator didisain untuk tahan terhadap gaya putar dan

goncangan.

4. Berguna sebagai sarana rumahan ventilasi udara sehingga

pendinginan lebih efektif.

Dalam motor induksi antara stator dan rotor terdapat celah udara yang

merupakan ruangan antara stator dan rotor. Pada celah udara ini lewat fluks

induksi stator yang memotong kumparan rotor sehingga meyebabkan rotor

berputar. Celah udara yang terdapat antara stator dan rotor diatur sedemikian

rupa sehingga didapatkan hasil kerja motor yang optimum. Bila celah udara

antara stator dan rotor terlalu besar akan mengakibatkan efisiensi motor

induksi rendah, sebaliknya bila jarak antara celah terlalu kecil/sempit akan

menimbulkan kesukaran mekanis pada mesin. Dalam motor induksi tidak ada

komutator dan singkat arang.

Gambar 2.3 Konstruksi Motor Induksi

Metode pengereman motor listrik

Dapat dilakukan secara elektrik, yaitu dengan metode pengereman

dinamis dan metode pengereman pluging. Kedua metode pengereman motor

secara elektrik tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing – masing.

Metode pengereman secara dinamis dan pluging memiliki tujuan yang sama,

yaitu sama-sama bertujuan untuk menghentikan putaran motor listrik dengan

lebih cepat. Secara lebih detil kedua metode pengereaman motor tersebut

dapat diuraikan sebagai berikut.

Metode Pengereman Dinamik

Pengereman yang dilakukan dengan melepaskan jangkar yang

berputar dari sumber tegangan dan memasangkan tahanan pada terminal

jangkar. Oleh karena itu kita dapat berbicara tentang waktu mekanis T

konstan dalam banyak cara yang sama kita berbicara tentang konstanta waktu

listrik sebuah kapasitor yang dibuang ke dalam sebuah resistor. Pada

dasarnya, T adalah waktu yang diperlukan untuk kecepatan motor jatuh ke

36,8 persen dari nilai awalnya. Namun, jauh lebih mudah untuk menggambar

kurva kecepatan-waktu dengan mendefinisikan konstanta waktu baru To yang

merupakan waktu untuk kecepatan dapat berkurang menjadi 50 persen dari

nilai aslinya. Ada hubungan matematis langsung antara konvensional

konstanta waktu T dan setengah konstanta waktu TOBuku ini diberikan oleh :

To=0,639T

Kita dapat membuktikan bahwa waktu mekanis ini konstan diberikan oleh :

To= Jn2 1131 .5 P 1

dimana

To = waktu untuk kecepatan motor jatuh ke satu-setengah dari nilai

sebelumnya [s]

J = momen inersia dari bagian yang berputar, yang disebut poros motor [kg ×

m]

n1 = awal laju pengereman motor saat mulai [r / min]

P1 = awal daya yang dikirim oleh motor ke pengereman resistor [W]

131,5 = konstan [exact value = (30 / p) 2 loge 2]

0,693 = konstan [exact value = loge 2]

Persamaan ini didasarkan pada asumsi bahwa efek pengereman sepenuhnya

karena energi pengereman didisipasi di resistor. Secara umum, motor

dikenakan tambahan akibat torsi pengereman windage dan gesekan, sehingga

waktu pengereman akan lebih kecil dari yang diberikan oleh persamaan

diatas.

PengeremanElektrik

Pengereman secara elektrik, torsi pengereman dihasilkan

berdasarkan nilai arusinjeksi yang diberikan pada belitan stator.Pada

pengereman secara elektrik energiputaran rotor diubah menjadi

energi elektrik yangkemudian dikembalikan ke suplai daya,

ataudengan memberikan suatu medan magnet stasionerpada stator

sehingga putaran rotor akan berkurangdengan sendirinya,

pengereman secara elektriklebih halus dan tidak ada hentakan yang

terjadi.

Pengereman secara elektrik tidak dapatmenghasilkan torsi

untuk menahan beban dalamkeadaan sudah berhenti dan

membutuhkan sumberenergi listrik untuk mengoperasikannya.

IV. Prosedur percobaan

a. Pengeremanan Dinamik

1. Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah.

2. Laporkan rankaian percobaan pada asisten.

3. Naikan saklar handle.

4. Nyalakan autotrafo.

5. Nyalakan motor dengan mengatur tegangan autotrafo.

6. Naikan arus eksitasi sampai maksimum.

7. Catat hasil besaran pengukuran dari percobaan.

8. Kecilkan arus eksitasi.

9. Kecilkan tegangan autotrafo sampai nol.

10. Nyalakan saklar injeksi DC.

11. Percobaan selesai dan matikan semua peralatan.

b. Pengereman regenerative

1. Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah.

2. Laporkan rankaian percobaan pada asisten.

3. Naikan saklar handle.

4. Nyalakan autotrafo.

5. Nyalakan motor dengan mengatur tegangan autotrafo.

6. Naikan arus eksitasi.

7. Catat hasil pengukuran yang didapat dari percobaan.

8. Kecilkan arus eksitasi.

9. Kecilkan tegangan autotrafo sampai nol.

10. Nyalakan beban yang ada.

11. Lepaskan pengereman, percobaan selesai dan matikan semua

peralatan.

V. Wiring diagram dan single line

Wirring diagram pengereman dinamik

Wirring diagram pengereman regeneratif

Single line pengereman dinamik

Single line pengereman regeneratif

VI. Data pengamatan

Data pengamatan pengereman motor induksi

Putaran motor

(rpm)

Tegangan

(volt)

Waktu

(sec)

Tegangan exitacy

(volt)

1500 13,2 13,11 -

1499 139,3 4,04 204,4

1497 233,2Dengan beban 1

4,29203,2

1495 228,8Dengan beban 2

3,64205,4

1494 228,2Dengan beban 3

3,24204,4

VII. Analisa

Dari praktikm pengereman pada motor induksi dapat dianalisa yaitu

Pada percobaan pertama yaitu tanpa tegangan exitacy didapat data putaran motor =

1500 rpm, tegangan = 13,2 volt, waktu =13,11 sec, artinya pada pengereman ini di

butuhkan waktu cukup lama agar motor bisa berhenti tanpa adanya tegangan exitacy,

pada tegangan yang didapat ada kesalahan pada pengukuran atau penggunaan alat

ukur sehingga didapat tegangan yang kecil.

Pada percobaan kedua yaitu dengan ditambahkannya tegangan exitacy, dengan

adanya tegangan exitacy ini pengeremannya jauh lebih cepat dibandingkan tanpa

tegangan exitacy karena tegangan ini sebagai gaya lawan pada putaran rotor tersebut

sehingga motor dapat berhenti dengan cepat.

Pada percobaan ketiga yaitu dengan tegangan exitacy dan beban lampu 1 buah

didapat data putaran motor = 1497 rpm, tegangan = 233,2 volt, waktu =4,29 sec,

tegangan excitacy = 203,2 volt, artinya pada pengereman ini motor dapat berhenti

lebih cepat di bandingkan percobaan pertama karena adanya tegangan exitacy

sehingga terdapat gaya lawan pada rotor maka motor dapat berhenti lebih cepat.

Untuk percobaan ke empat dan seterusnya bebannya di tambah sehinga semakain

banyak beban yang ditambahkan maka semakin cepat pengereman pada motor

induksi.

VIII. Kesimpulan

Dari percobaan pengereman motor induksi dengan injeksi sumber DC dapat

disimpulkan

Dapat mengetahui macam-macam pengereman pada motor induksi, menetahui

karakteristik pengereman pada motor induksi.

Pada percobaan dinamis dibutuhkan pengereman cukup lama tanpa adanya tegangan

exitacy namun dengan ditambahkannya tegangan exitacy cukup cepat pengereman

yang dihasilkan.

Untuk percobaan regeneratif pengereman yang dihasilkan jauh lebih cepat karena

adanya tambahan beban yang beupa lampu.