motor ac asinkron 3 fasa - luqman96.files.wordpress.com … · web viewdibuat dari besi plat...
TRANSCRIPT
Motor AC Asinkron 3 fasa
Motor AC asikron 3 fasa banyak digunakan pada mesin-mesin penggerak di
Industri karena daya keluaran mesin – mesin tersebut lebih besar dari 1. Adapun
kelebihan dan kekurangan motor induksi bila dibandingkan dengan jenis motor lainnya,
adalah :
Kelebihan Motor Induksi Mempunyai konstruksi yang sederhana.
Relatif lebih murah harganya bila dibandingkan dengan jenis motor
yanglainnya.
Menghasilkan putaran yang konstan.
Mudah perawatannya.
Untuk pengasutan tidak memerlukan motor lain sebagai penggerak mula.
Tidak membutuhkan sikat-sikat, sehingga rugi gesekan bisa dikurangi.
Kekurangan Motor Induksi Putarannya sulit diatur.
Arus asut yang cukup tinggi, berkisar antara 5 s/d 6 kali arus nominal
A. Prinsip kerjaBila pada ke-3 fasa belitan stator diberikan tegangan 3-fasa seimbang maka pada
inti stator akan terjadi medan putar, yang berputar sesuai dengan kecepatan sinkron.
Ns : kecepatan putaran sinkronF : frekuensi tegangan statorp : jumlah kutub motor
Fluksi yang berputar di sepanjang inti stator itu akan memotong batang-batang
konduktor rotor, sehingga terimbas suatu tegangan imbas di rotor. Karena batang rotor
terhubung singkat maka akan mengalir arus rotor pada batang-batang rotor tersebut, yang
merupakan gaya putar rotor. Motor berputar dengan kopel putar sebesar gaya tersebut
kali jari-jari (jarak batang konduktor - as).
Gambar 1. Medan Putar Pada Motor 3 Fasa
Jumlah putaran stator motor Asinkron dapat dihitung dengan rumus :
n = Jumlah putaran / menitf = Frekuensip = Jumlah pasang kutub
Bila salah satu fasa masukan terputus, jadi motor hanya mendapat masukan 2-fasa
maka tak akan terjadi medan putar sehingga kopel motor tidak terbangkitkan dan motor
gagal start. Pada kondisi motor tanpa beban maka putaran motor mendekati Ns.
Slip =
S akan selalu ada pada operasi motor asinkron.
Pada beban mekanis motor makin besar, S akan makin besar pula. Saat itu kopel
motor akan mengimbangi kopel beban. Beban yang besar akan menarik arus motor yang
besar pula sehingga kopel motor = kopel beban dan terjadi pada putaran kerja sistem
motor-beban.
B. Torsi dan DayaSeperti telah dibahas pada sub bab mengenai konstruksi dan prinsip kerja motor induksi,
tidak ada suplai listrik yang dihubungkan secara langsung ke bagian rotor motor, daya yang
dilewatkan senjang udara adalah dalam bentuk magnetik dan selanjutnya diinduksikan ke
rotor sehingga menjadi energi listrik. Rata-rata daya yang melewati senjang udara harus
sama dengan jumlah rugi daya yang terjadi pada rotor dan daya yang dikonversi menjadi
energi mekanis.
Daya yang ada pada bagian rotor menghasilkan torsi mekanik, tetapi besarnya torsi yang
terjadi pada poros motor dimana tempat diletakkannya beban, tidak sama dengan besarnya
torsi mekanik, hal ini disebabkan adanya torsi yang hilang akibat gesekan dan angin.
Torsi motor
o Torsi Asut (Starting Torque)
Torsi yang dihasilkan oleh sebuah motor pada saat mulai diasut disebut Torsi
Asut, nilainya bisa lebih besar atau lebih kecil dari Torsi putar dalam keadaan normal.
Atau
o Torsi saat Rotor(Motor) Berputar
Pada saat motor berputar, maka :
dimana : Er2 = Tegangan rotor / fasa saat berputar
Ir2 = Arus rotor/fasa saat berputar
k = konstanta, nilainya =
o Torsi Maksimum saat Motor Berputar
Kondisi Torsi Maksimum pada saat motor berputar bisa diperoleh dengan
mendeferentialkan persamaan Torsi terhadap Slip S.
Torsi maksimum
Berdasarkan hasil diferensial ini akan diperoleh ;
Gambar 2. Karakteristik Slip vs Torsi
o Torsi Beban Penuh dan Torsi Maksimum
o Torsi Asut dan Torsi Maksimum
o Torsi pada rotor lilit
Untuk menentukan Arus, daya, dan Torsi pada Motor Induksi rotor lilit tidak
berbeda dengan rotor sangkar, hanya pada rotor lilit kita bisa menambahkan tahanan
luar terhadap bagian rotor tersebut.
Gambar 3. Rangkaian Ekuifalen Motor induksi Rotor Lilit
Saat pengasutan S =1
Saat berputar
Daya motor 3 Fasa
Diagram aliran daya dari sebuah Motor Induksi Tiga Fasa seperti diperlihatkan
pada gambar 5.106
Daya Masuk Stator = Daya Keluar Stator + Rugi Tembaga Stator
Daya Masuk Rotor = Daya Keluar Stator
Daya Keluar Rotor Kotor = Daya Masuk Rotor - Rugi Tembaga Rotor
Gambar 4. Diagram Alir daya motor 3 Fasa
Keterangan :
Daya Keluar Rotor kotor = Pout rotor
Daya Masuk Rotor = Pin rotor
Rugi Tembaga Rotor = Pcu rotor
Pout rotor = Tg .2. .Nr
Rugi Tembaga Rotor untuk Sistem Tiga Fasa, adalah :
Daya Mekanik (Pm) atau
Pout rotor =(1 - S) Pin rotor
Gambar 5. Rangkaian Ekuivalent Motor AC 3 fasa
C. Kontruksi dan tipe1 Bagian bagian Motor
Gambar 6. Bagian – bagian motor 3 Fase.
2 KonstruksiStator dibuat dari besi plat berlapis, berfungsi untuk mengurangi eddy current . Belitan
stator dan pembagi medan magnit dihubungkan Y atau ∆.
Rotor dililit dihubung Y dan ujung yang lain disambung slip ring dengan sikat arang,
berfungsi sebagai penghubung singkat kumparan, jika motor sudah berjalan normal
dengan mengatur tahanan asut
D. Karakteristik
Gambar 7. Operasi motor asinkron. a) Karakteristik T-N motor dan beban
b) Diagram kerja motor
Pada gambar tersebut terlihat bahwa keseimbangan putaran terjadi pada n = N di
mana pada saat itu kopel beban = kopel putar motor.
Daya mekanis keluar motor saat itu :
Po [Hp] ; 1 lb = 0,45 kg
TL (ft - lb) ; 1 ft = 0,33 m
N (Rpm)
Bila saat itu motor mendapat tegangan catu 3-fasa V dan arus jala-jala I dengan
faktor kerja = cos maka daya masuk motor
sehingga efisiensi motor =
Kembali ke Gambar 2:
Pada saat start, motor mendapat momen/ kopel percepatan sebesar :
Ta : Kopel percepatan motor saat start
TS : Kopel start motor
TSB : Kopel lawan dari beban saat start
Dari hubungan (6) itu terlihat bahwa kecepatan start motor adalah tergantung pada
tegangan masuknya. Untuk motor yang sama,
Selanjutnya diagram pada Gambar 3 memperlihatkan karakteristik motor asinkron
dalam melayani beban.
Pada beban yang lebih besar, waktu start motor akan lebih panjang, arus kerja
motor lebih tinggi dan putaran kerja motor lebih rendah. Sementara itu oleh besarnya arus
motor, temperatur kerja motor akan lebih tinggi pula. Batas pembebanan motor ditentukan
oleh batas kenaikan temperatur yang terjadi yang masih dapat ditolerir oleh isolasi belian
motor. Tiap jenis isolasi beliatan motor mempunyai batas temperatur kerja maksimum
sendiri-sendiri yang tak boleh terlewati. Bila terlewati maka isolasi belitan tersebut akan
rusak hingga terjadi hubung singkat yang kemudian membakar isolasi belitan motor.
Gambar 8. Diagram perjalanan waktu dari arus
dan putaran motor untuk dua macam pembebanan
Start motor asinkronMasalah kopel motor ini erat hubungannya dengan cara-cara start motor asinkron.
Pada cara start wye - delta misalnya, kopel start motor:
Di mana T1 = kopel motor pada cara kerja wye-delta = 13 kopel start motor pada start
langsung hubungan delta.
Namun sementara itu, latar belakang penggunaan start semacam itu adalah untuk
menurunkan arus start motor. Istart sebesar itu (lihat persamaan 8) akan terus mengalir
sebelum motor berputar.
Vp : Tegangan masuk motor / fasa
Zm : Impedansi motor / fasa
Oleh Zm motor yang rendah maka Istart akan tinggi sekali yang selain mengakibatkan
jatuh tegangan sesaat yang besar dijaringkan (antara sumber - motor) juga dapat
mengganggu frekuensi pembangkit serta pengamanan pengaman arus gangguan,
terutama pada motor besar.
Dengan start wye-delta, , arus diperkecil 3 kali semula.
Dengan start melalui R depan atau X depan,
Setelah motor berputar barulah Istart turun, sesuai :
dimana E adalah ggl lawan motor.
Besarnya Xm ataupun Vstart adalah tergantung pada batas arus start minimum yang
masih dapat diterima oleh sistem motor - beban di mana motor pada kondisi start tersebut
masih sanggup membawa beban ke putaran nominal yang ditujunya.
Pengereman Motor AsinkronUntuk mesin putaran cepat , cara mematikan harus melalui sistem pengereman. Ada
beberapa cara sistem pengereman :
Sistem Mekanis.
Konstruksi : rotor dan stator berbentuk kerucut Prinsip Kerja :
Posisi mati : rotor tak bergerak (direm) Saat start : rotor digeser oleh daya magnetis ke
dalam kira-kira 1 mm ( v ) sehingga rem (B) lepas dan motor mulai berputar.
Saat off pegas ( F ) menekan rotor keluar sehingga motor tererem kembali.
Rangkaian ekivalen motor asinkronSebagaimana juga dengan mesin listrik tak berputar: transformator, motor asinkron
mempunyai pula suatu rangkaian ekivalen. Rangkaian ekivalen motor asinkron diciptakan
untuk mempermudah pekerjaan analisa atas motor. Lihat gambar 4.
Gambar 9. Rangkaian ekivalen motor asinkron per fasa.
di mana :
Vm / fasa : tegangan masuk motor / fasa
R1 : tahanan stator
X2 : reaktansi
a2 R2 : tahanan rotor dilihat dari stator
a2 X2 : reaktansi
Rc : tahanan rangkaian magnetisasi motor
Xc : reaktansi rangkaian magnetisasi motor
:menggambarkan tahanan yang mewakili beban yang
merupakan fungsi dari S
a : perbandingan lilitan stator dan rotor
Nilai parameter rangkaian ekivalen motor diperoleh dari hasil pengukuran
laboratorium. Contoh penggunaan rangkaian ekivalen ini misalnya untuk menhitung
efisiensi, daya keluaran dan lain-lain. Untuk putaran motor tertntu maka nilai I1 dapat
dicari. Demikian pula nilai I2 dan keluaran motor adalah :
rugi-rugi motor adalah :
Cos motor adalah dicari setelah nilai diperoleh, dilanjutkan cara
perhitungan menurut teori rangkaian listrik untuk jaringan R dan XL.
Masukan motor adalah :
Dengan demikian efisiensi motor dapat dicari.
E. Penggunaan
F. Proteksi
G. Kesalahan pada Motor 3 FaseKesalahan atau kerusakan yang terjadi pada motor 3 fase ini di tandai motor tidak
dapat berputar saat dijatu dengan tegangan. Kesalahan atau kerusakan ini antara lain :
Kesalahan :
- Tidak ada sumber
- Sumber tidak cocok
- Pengereman mekanis
Kerusakan :
− Pada pengaman motor
− Pada saklar motor
− Pada belitan motor ( pada terminal motor )
Cara pencarian kesalahan / kerusakan pada motora. Memutar poros/as motor dengan tangan.P e t u n j u k : Motor kecil, beban kecil → Pengereman kecil
Motor besar, beban besar → Pengereman besar
Jika As motor tidak mau berputar maka terjadi “ gangguan mekanis yaitu :
− Kerusakan/penjepitan dari lacker (bearing)
− Gear rusak
b. Mengukur tegangan dengan voltmeterUntuk mengetahui apakah motor hubung singkat atau terjadi kebocoran arus
atau ada kerusakan lain, maka dilakukan pengukuran tegangan dengan
voltmeter.
b.1). Mengukur diatas saklarPengukuran R-S, S-T, R-T
V1 = V2 = V3 Kondisi sekering baik
V1 = V2 = V3 Pengaman putus atau
hantaran bocor.
b.2). Mengukur dibawah saklarV1 = V2 = V3 sama pengukuran dengan b.1
kondisi saklar baik Jika tidak sama kondisi
saklar rusak
b.3). Mengukur pada terminal motora. Jika V1, V 2, V3, tidak ada tegangan’
maka thermorelay putus
b. Jika V1 ≠ V2 ≠ V3 atau antara fase dengan
HP tidak sama besarnya Kerusakan dalam hantaran atau terminal baut kurang keras.
c. Mengukur antara HP dengan titik bintang
Jika besar tegangan 0-10 V ( pada U = 380 V )
Kumparan masih baik, tapi jika tegangan
lebih dari 10 V, maka bisa dikarenakan
Sumber tegangan kurang simetris
Jika tegangan sumber sudah simetris, tapi pengukuran tegangan lebih dari 10 V (
pada U = 380 V ), berarti
Kumparan kontak dengan badan motor Ada kegagalan isolasi dengan U = 380 V
c. Mengukur arus motorMengukur arus motor tujuannya adalah untuk mengetahui dan
membandingkan dengan /arus nominal motor. Cara yang baik adalah dengan
menggunakan tang amper, karena bisa mengetahui arus start motor ( 5 - 7 × Ιn ).
Jika Semua hasil pengukuran sama atau dibawah In arus motor baik.Hasil pengukuran sama, kadang-kadang / terus menerus semakin besar dari In,
berarti beban terlalu besar, tetapi jika dalam waktu pendek, agar aman perlu diukur suhunya. Jika arus dari semua fase tidak sama/melebihi In maka terjadi hubung singkat atau kumparan bocor.
d. P e n gu k u r an T a h anan Awas : motor harus dimatikan dan terminal motor harus bebas tegangan.
Mengukur masing-masing tahanan, Titik Y atau ∆ harus dilepas, Jika besar tahanan
dari
masing-masing belitan sama belitan baik ( Untuk daya motor simetris )
e. Pengukuran tahanan isolasiCara pengukurannya dilakukan : Masing-masing kumparan diukur dengan badan motor menggunakan megger.Jika tahanan isolasi besarnya ± 1 K Ω/Volt motor baik
Jika dibawah harga tersebut : Terjadi kegagalan isolasi
f. Pengukuran putaranJika putaran motor dibawah putaran nominal hal ini disebabkan oleh :
Beban motor terlalu besarMotor salah sambung biasanya terjadi pada motor 2 kecepatan / dahlander
g. Pengukuran SuhuHal ini jarang dilakukan, karena biasanya pengukuran langsung didalam motor
dan tidak boleh dibenarkan diatas body.
Suhu motor akan menentukan klas isolasi, berikut tabel klas isolasi
A
E
B
F
H
1050
C
1200
C
1300
Toleransi harga nominal :
Tegangan Pada hubungan Y/∆
Arus
± 10 % ± 10 % ( Dari beban penuh 100 %s/d 10 % ) ( tanpa beban )
tergantung besarnya motor.
Daya yang dihasilkan Antara beban penuh s/d tanpa beban bisa lebih 10 % waktu singkat
± 10 %
Tabel Prosedure pencarian kiesalahan pada motor Asynchron 3 fase
• Motor
tidak berputar
• Motor tidak
ada reaksi
Pada peralatan
pengaman
( Zekering, MCB,
thermo relay ).
Tegangan motor
tidak ada
Pengaman putus/rusak Jika
pengaman baik
Kesalahan pada kontaktordan saklar hantaran(putus)Kumparan motor
• Motor
tidak
berputar
• Putaran
kurang baik
• ( berbunyi )
•
Memutar As motor
Peralatan pengaman
Tegangan pada
motor dengan
jembatan Y/∆
yang
Gangguan mekanis Rusak atau putus Hubung singkat / putus pada hantaran Kumparan rusak Kumparan putus Hubungan singkatHubungan singkat sumber
• Motor
berputar
thermorelay
putus dalam
waktu singkat
• Motor panas
• Motor
berputar lambat
Penyetelan / setting arus pada thermorelay dibawah Ι nominalPengukuran suhu motor
Arus asut (sampai 10 ×
Ιn )
Setelan harus sama In
Ventilator rusak / kotor udaratertutup kotoran
Beban motor > dari
daya motor .
• Untuk motor
yang baru
disambung
Tegangan betul
Sambungan keras
dan betul ?
HP baik
Putaran betul/salah
Sebelum thermorelay
Teg. kecil Teg. besar∆ Y Meneliti antar fasa dari
motor
Start langsung = In
Start Y/∆