motor induksi

PPPPTK

MEDANKOMITMEN-KEUNGGULAN-KEBERSAMAAN

Unggul Bersama Kami !

MOTOR LISTRIK TIGA PHASA DAN SATU PHASA

MOTOR LISTRIK TIGA PHASADAN SATU PHASA

A. TUJUAN AKHIR PEMBELAJARAN

Selesai mempelajari modul ini, peserta diklat mampu :

1. Menguasai hubungan kumparan motor induksi 3 fasa

2. Menguasai motor sinkron dan karakteristiknya

3. Menguasai motor listrik Dahlander

4. Menguasai motor listrik 1 fasa

B. PENGETAHUAN DAN KETERAMPILAN PENDUKUNG

1. Teori kemagnitan

2. Konsep teknik listrik

3. Alat ukur dan pengukuran listrik

4. Motor listrik arus searah

Motor Listrik 3 Phasa dan 1 Phasa 1

PPPPTK




TOPIK 1.

MOTOR INDUKSI 3 PHASA

Topik ini membahas tentang kumparan hubungan bintang ( Y ), hubungan

segitiga ( ), vektor tegangan; vektor arus, hubungan motor induksi 3 fasa

dengan tegangan jala-jala ( Sumber tegangan ) dan arah putaran .

A. Tujuan Kegiatan :

- Menguasai hubungan bintang dan vektor tegangan

- Menguasai hubungan segitiga dan vektor arus

- Menguasai cara menghubungkan motor dengan tegangan jala-jala

- Menguasai cara membalik arah putaran motor induksi 3 fasa.

B. Hubungan Kumparan Motor Induksi 3 Fasa.

Hubungan kumparan stator motor induksi 3 fasa dapat dibuat dalam dua

jenis yaitu : Hubungan bintang dan hubungan segitiga.

1. Hubungan Bintang ( Y )

Kumparan stator motor induksi 3 fasa dihubungkan bintang, bila

besar jaringan listrik yang tersedia sebesar √3 kali tegangan

kumparan stator motor. Untuk membuat stator motor listrik

dalam kumparan stator ( U2 - V2 - W2 ) dijadikan satu titik

dan pangkal kumparan ( U1 - V1 - W1 ) dihubungkan

dengan jaringan tegangan listrik RST ( 3 fasa ) , lihat gambar 1


PPPPTK




R S T Pe

F

S

U1 V1 W1

Kumparan Stator

Titik Bintang

U2 V2 W2

Rotor

Gambar 1. Stator Hubungan Bintang ( Y )

Bila stator dibuat dalam hubungan bintang, maka arus fasa ( lp )

sama besarnya dengan arus line ( IL ), dan tegangan line lebih besar

dari pada tegangan fasa. Besar tegangan dapat digambarkan secara

vektor, seperti gambar 2.


PPPPTK




UL1 Up1 UL2

-Up2 Up2

120

Up3

UL3

Gambar 2. Vektor Diagram Tegangan Hubungan Bintang

Keterangan :

UL = Tegangan antara fasa dengan fasa

Up = Tegangan antara fasa dengan netral ( titik bintang ).

Secara vektor dapat dihitung besar tegangan line ( UL ) dan

tegangan fasa ( Up ) seperti di bawah ini :

UL1 = Up1 + Up2

UL1 = √ (Up1) ² + ( Up2) ² + 2. Up1.Up2. Cos 60º

UL = 3 . Up.

Atau dengan melihat segitiga 0 – Up1 – UL1 pada gambar vektor

tegangan seperti :


PPPPTK




UL 2

Jadi : Cos 30º= Up1 Up

UL 1Cos 30º = .

2 Up UL1

UL UL √3 UL 2 2 =

2 2 Up UL = √3 . Up

Untuk besar arus pada hubungan bintang adalah :

IL = lp

UpIL =

Z

Dan besar daya pada hubungan bintang adalah :

P = 3.Up. lp. Cos φ

P = √3. UL. IL Cos φ

2. Hubungan Segitiga ( Δ )

Kumparan motor induksi tiga fasa dihubungkan segitiga, bila besar

tegangan jaringan yang tersedia sama dengan tegangan fasa

kumparan motor. Untuk membuat kumparan stator motor dalam

hubungan segitiga, maka ujung kumparan pertama (U2)

dihubungkan dengan

pangkal kumparan kedua (V1), ujung kumparan kedua (V2)

dihubungkan dengan pangkal kumparan ketiga (W1), dan ujung


30

PPPPTK




kumparan ketiga (W2) dihubungkan dengan pangkal kumparan

pertama (U1). Sumber tegangan tiga fasa dihubungkan dengan

pangkal masing-masing kumparan, seperti gambar 12.

R S T

Pe

U1 V1 W1

Kumparan Stator

U2 V2 W2

Rotor

Gambar 3. Stator Hubungan Segitiga

Bila stator dalam hubungan segitiga, maka tegangan line (UL) sama

dengan tegangan fasa (Up) kumparan motor. Untuk besar arus

dapat digambarkan secara vektor, seperti gambar 4.


PPPPTK




IL1

- Ip2 Ip1

Ip3

IL3 IL2

Ip2

Gambar 4. Vektor Diagram Arus Pada Hubungan Segitiga

Secara vektor arus line dan arus fasa pada hubungan segitiga

dapat dihitung dengan :

IL1 = lp1 + lp2

1L1 = √ (lp1)² + (lp2)² + 2.lp1. lp2 Cos 60º

IL1 = √3. lp

√3. UpIL =

Z

Besar daya hubungan segitiga adalah :

P = 3. Up. Ip. Cos φP = √3. UL. IL. Cos φ


PPPPTK




C. Arah Putaran Motor Induksi 3 Fasa

Arah putaran motor induksi 3 fasa sesuai dengan standar pabrik motor

listrik di Eropa adalah arah ke kanan bila dilihat dari sisi poros puly

motor listrik. Arah putaran ini didapat bila terminal kumparan stator

U1, V1, W1 dihubungkan dengan urutan fasa R, S, T, jaringan

tegangan listriknya.

Untuk membalik arah putaran motor, dilakukan dengan cara

menukarkan salah satu fasa dengan fasa yang lain seperti gambar 8 di

bawah ini.

127 V/ 220 V 127 V/ 220 VR RS ST TPe Pe

F F

S S

U1 V1 W1 U1 V1 W1

M M 3 3

Arah kanan Arah kiri


PPPPTK




MENGUKUR BESARAN-BESARA LISTRIKMOTOR HUBUNGAN BINTANG DAN SEGITIGA

A. Alat Dan Bahan

1. Sumber tegangan 3 fasa

2. Motor Induksi 3 fasa rotor sangkar

3. Volt meter AC 0 – 300 V

4. Ampere Meter AC 0 – 30 A

5. MCB 3 fasa

6. Saklar 3 kutub

7. Kabel penghubung

B. Gambar Rangkaian Percobaan

V A A V IL IL UL

V Uf

A. Hubungan Bintang B. Hubungan Segitiga

Gambar 5. Rangkaian Pengukuran besaran Listrik.


PPPPTK




C. Langkah Kerja

1. Persiapkanlah alat dan bahan yang dibutuhkan sesuai daftar

2. Rangkailah motor induksi 3 fasa seperti gambar A, stator dalam

hubungan bintang yang dilengkapi dengan alat ukur Volt meter dan

Ampere Meter. ( Motor bekerja di bawah tegangan nominal ).

3. Hubungkan dengan sumber tegangan 3 fasa dan catat hasil

penunjukan alat ukur.

UL Uf IL If √3 UL. IL

V V A A VA

4. Rangkailah motor dalam hubungan segitiga seperti gambar B, dan

lengkapi dengan alat ukur Volt meter dan Ampere meter ( motor

bekerja sesuai tegangan nominal ).

5. Hubungkan dengan sumber tegangan 3 fasa, melalui MCB dan

saklar 3 kutub catat hasil pengukuran alat ukur pada tabel di bawah

ini.

UL Uf IL If √3 UL. IL

V V A A VA


PPPPTK




6. Bandingkan hasil perhitungan daya hubungan bintang dengan daya

hubungan segitiga.

Y : Δ :

7. Buatlah kesimpulan dari percobaan di atas.

Perhatian : Tegangan jala-jala 127 V / 220 V, maka tegangan

nominal motor harus 220 volt ( tegangan fasa ).

Evaluasi Topik 1

Petunjuk : Jawablah Pertanyaan di bawah ini :

1. Motor Induksi 3 fasa dihubungkan bintang apabila

-------------------------

2. Motor Induksi 3 fasa dihubungkan segitiga apabila

-------------------------

3. Gambarkan kumparan stator motor listrik pada hubungan bintang -------

4. Gambar kumparan stator motor listrik pada hubungan segitiga -----------

5. Besar arus motor listrik pada hubungan segitiga adalah --------------------


PPPPTK




TOPIK 2.

BESARAN–BESARAN MOTOR INDUKSI 3 PHASA.

Topik ini membahas tentang Plat nama motor induksi 3 fasa dan

besaran listrik dan mekanik dari motor induksi 3 fasa rotor sangkar ( rotor

hubung singkat ) dan rotor belitan.


- Menguasai arti dari plat nama motor induksi 3 fasa.

- Dapat menghitung besaran-besaran listrik dan mekanik motor

induksi 3 fasa.

B. Motor Induksi 3 fasa Rotor Sangkar

Motor induksi 3 fasa selalu dilengkapi dengan plat nama yang biasanya

tertempel pada body motor listrik tersebut. Dengan melihat plat nama

ini, kita dapat mengetahui jenis serta besaran-besaran listrik dari motor

induksi 3 fasa. Plat nama motor induksi 3 fasa dapat dilihat seperti

gambar 6 dibawah ini.

3 Motor

220/380 V 31/18 A

7,7 KW Cosφ = 0,8

700 1/min 50 HZ

I sol. KL. B IP. 44

Gambar 6. Plat nama Motor Induksi 3 fasa.


PPPPTK




Dari plat nama motor induksi diatas dapat diartikan :

- 3 M = Motor Induksi 3 fasa

- 220 V = Tegangan nominal hubungan delta

- 380 V = Tegangan nominal hubungan bintang

- 7,7 kW = Daya out put nominal motor

- Cos φ = 0,8 = Faktor Daya Motor

- 700 1/min = Putaran nominal motor dengan jumlah kutubnya

8 bh ( 4 pasang )

- I sol. KL.B = Isolasi klas B

- IP 44 = International Protection, (4) pengaman dari benda

luar dengan diameter ≥ 1 mm, dan (4) aman dari

pancaran air dari segala arah.

- 31 A = Arus nominal motor hubungan delta

- 18 A = Arus nominal motor hubungan bintang.

Dengan besaran listrik di atas dapat dihitung besar listrik lainnya seperti :

- Daya masuk ( Pi) = 3. U. I. Cosφ

- Daya keluar ( Po) = 2 n M. 1 min./60 sec

Po. 60 sec- Torsi (Kopel) Motor = . Nm

2 n . 1 min

Po- Effisiensi = . 100%

Pin

ns - nr- Slip (S) = . 100%

ns

60 f- Putaran sinkron (ns) =

P


PPPPTK




Untuk menghubungkan motor listrik dengan tegangan jala-jala harus

disesuaikan dengan besar tegangan yang tersedia. Untuk motor seperti

gambar 6. plat nama motor induksi 3 fasa di atas dapat dibuat hubungannya

seperti :

1. Hubungan Bintang ( Y ).

F 3 / 380 V. 50 Hz

R S T

U1 V1 W1

Stator

Tegangan Motor : U2 V2 W2 220 V/380V

Rotor Sangkar

Gambar 7. Motor Hubungan Bintang


PPPPTK




2. Hubungan segitiga ( Δ )

F 3 Pe / 220 V / 50 Hz R

S T

U1 V1 W1

Stator

U2 V2 W2 Tegangan Motor : 220V/380V Rotor Sangkar

Gambar 8. Motor Hubungan segitiga

3. Motor Induksi 3 Fasa Rotor Belitan

Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan belitan kumparan 3

fasa seperti kumparan stator. Kumparan stator dan rotor mempunyai

jumlah kutub yang sama.

Motor dengan rotor belitan memungkinkan penambahan tahanan luar

sampai harga tertentu, yang dapat membuat kopel mula mencapai harga

kopel maksimumnya. Motor listrik memerlukan kopel mula yang besar

pada start untuk dapat menggerakkan beban yang berat.


PPPPTK




Motor induksi dengan rotor belitan mempunyai cincin seret yang

merupakan terminal penghubung dengan tahanan luar. Dengan mengatur

tahanan luar, maka motor induksi 3 fasa rotor balitan dapat :

- Mengurangi arus mula (arus start)

- Mengahsilkan kopel mula yang besar

- Memperbaiki faktor daya cost

- Mempengaruhi effisiensi motor

L1 L2 L3 Pe

F

S

U1 V1 W1 TAHANAN LUAR

K

M L

M

Gambar 9. Rangkaian Motor Induksi 3 fasa Rotor Belitan


PPPPTK




Untuk mendapatkan kopel awal yang besar diperoleh dengan mengatur

besar R2 = X2.

Hal ini sesuai dengan persamaan :

R2

S = , saat start S = 1

Keterangan :

S = Slip

R2 = Resistansi rotor

X2 = Reaktansi rotor

Agar R2 = X2 biasanya dilakukan dengan mengatur R2 melalui tahanan

luar seperti gambar 19.

RSTPe

F

K1

F1 K3 K2

M 3

R4 – R6 R1 – R

Gambar 10. Motor rotor belitan dengan pengaturan tahanan luar

tiga tingkat


PPPPTK




Dari gambar pengaturan tahanan luar diatas dapat dijelaskan sebagai

berikut :

- Tingkat I : K1 bekerja ( 0N ), K2 dan K3 terbuka ( OFF ).

Motor bekerja dengan tahanan R1 – R3 ditambah R4 – R 6

( Motor keadaan start )

- Tingkat II : K1 dan K2 bekerja, K3 terbuka. Motor bekerja dengan

tahanan R4 – R6

- Tingkat II : K1 dan K3 bekerja, K2 terbuka. Motor bekerja normal

(Running).

Dengan pengaturan tahanan luar akan menghasilkan karakteristik

kopel

(M) = f (n) seperti di bawah ini.

M

(Mm) R = R1 – R6

R = R4 – R6

R = 0

Pout. = ( M nominal)

n

n Putaran nominal

Gambar 11. Karakteristik M = f (n).


PPPPTK




Untuk mengetahui besaran-besaran listrik dari motor induksi 3 fasa rotor

belitan dapat dilihat dari plat nama motor tersebut seperti berikut :

Plat nama motor induksi 3 fasa rotor belitan seperti gambar 12.

-----------------------------Type 3 Mot

Δ Y 220 / 380 V 0,48/0,28 A0,09 KW Cos : 0,77

1430 1/min 50 HZ

Uerr : 127 V 0,7 AIsol : KL.B IP 44

Gambar 12. Plat nama Motor Induksi Rotor Belitan

Sistem tegangan yang tersedia 220/380 V/50 Hz, maka motor dihubungkan

bintang.

- Tegangan nominal : 380 V

- Arus nominal : 0,28 A

- Cos : 0,77

- Daya out put ( Po ) : 0,09 KW

- Putaran rotor ( nr ) : 1430 rpm

- Putaran sinkron ( ns ) : 1500 rpm ( 4 kutub )

- Tegangan Erregung (Uerr) : 127 V ( n = 0 )

- Arus Erregung ( Ierr ) : 0,7 A


PPPPTK




Dari data plat nama motor listrik di atas dapat dihitung besaran listrik lain

seperti :

1. Daya masuk ( Pin ) = √ 3. U. I. Cos

Pin = √3. 380. 0,28. 0,77

Pin = 142 watt

Po. 60 sec2. Torsi Motor (M) =

2 . N. 1 min

90 W. 60 sec M =

2. 1430 1/min.1min M = 0,60 W sec = 0,60 Nm

ns - nr3. Slip ( S ) =

ns 1500 - 1430

S = 1500

S = 0,0466

Po4. Effisiensi Motor ( ) = 100%

Pin

90 W = 100%

142 W

= 63,38%


PPPPTK




Evaluasi Topik 2

Petunjuk : Jawablah pertanyaan di bawah ini.

1. Plat nama sebuah motor induksi 3 fasa seperti :

D - Motor

380/660 V 0,36/0,2 A

0,09 KW Cos = 0,72

1350 1/min 50 HZ

Isol. Kl. B IP. 44

Bila tegangan jala-jala 220 V, 380V maka motor dihubungkan ---------------

2. Plat nama motor induksi 3 fasa seperti :

D - Motor

220/380 V 31/18 A

7,5 KW Cos = 0,8

1460 1/min 50 HZ

Isol. Kl. B IP. 23


PPPPTK




Tuliskan/hitunglah besaran-besaran berikut bila motor dihubungkan dengan

tegangan 3 fasa 220 V/380 V.

a. Hubungan kumparan motor : ---------------------------------------------

b. Tegangan nominal : ---------------------------------------------

c. Arus nominal : ---------------------------------------------

d. Daya out put ( Po ) : ---------------------------------------------

e. Daya in put ( Pi ) : ---------------------------------------------

f. Putaran motor ( nr ) : ---------------------------------------------

g. Putaran medan stator ( ns ) : ---------------------------------------------

h. Jumlah pasang kutub ( P ) : ---------------------------------------------

i. Slip ( S ) : ---------------------------------------------

j. Effisiensi ( ) : ---------------------------------------------


PPPPTK




TOPIK 3.

MOTOR SINKRON DAN KARAKTERISTIKNYA.

Topik ini membahas tentang prinsip kerja motor sinkron, pengaruh

pengaturan arus penguat medan pada Motor Sikron, Motor Sinkron

sebagai kapasitor, dan Karakteristik motor sinkron.

A. Tujuan Kegiatan

1. Menguasai prinsip kerja kerja motor sinkron

2. Menguasai pengaruh arus penguat medan pada motor sinkron

3. Menguasai Motor Sinkron sebagai kapasitor

4. Menguasai Karakteristik motor sinkron

B. Prinsip Kerja Motor Sinkron

Motor sinkron pada dasarnya mempunyai kumparan jangkar pada stator

dan kumparan medan pada rotor. Kumparan jangkarnya sama dengan

motor induksi 3 fasa yang dapat dihubungkan bintang atau segitiga,

sedangkan kumparan medan berbentuk kutub sepatu ( rotor silinder ).

Arus searah ( DC ) dialihkan ke rotor melalui cincin seret untuk

menghasilkan kutub magnet U – S pada rotor.

Apabila kumparan jangkar dihubungkan dengan sumber tegangan 3 fasa

akan timbul medan putar pada stator.

Pada rotor terdapat kutub magnet U – S oleh arus searah, maka rotor

akan mendapat tarikan dari kutub medan putar stator sehingga rotor

akan turut berputar dengan arah dan kecepatan yang sama ( sinkron ).


PPPPTK




U

DC

S

Gambar 13. Kutub Medan Stator dan Rotor

Dari interaksi dua medan magnet ini, kopel yang dihasilkan motor sinkron

merupakan fungsi dari sudut antara sumbu kutub medan stator dan kutub

medan motor.

Torsi (M) = Br. Bs . sin

Keterangan :

Br = Medan magnet rotor

Bs = Medan magnet stator

= Sudut antara kutub medan stator dengan medan

rotor

Sumbu kutub medan putar berimpit dengan sumbu kutub medan rotor

( = 0 ). Pada tiap penambahan beban, membuat rotor tertinggal sebentar

dari medan stator membentuk sudut kopel dan kemudian berputar

dengan kecepatan yang sama lagi ( sinkron ).

Penambahan beban motor melebihi nominal mengakibatkan hilangnya

kekuatan kopel dan motor disebut kehilangan sinkronisasi.


PPPPTK




C. Pengaruh Arus Penguat Medan Rotor

Bila arus medan pada rotor cukup untuk membangkitkan garis gaya

magnet ( fluks magnet ) yang diperlukan motor, maka stator tidak perlu

memberikan arus pemagnetan pada rotor dan motor bekerja pada faktor

kerja 1,0. Pada saat arus medan pada rotor kurang penguat berkurang ,

maka stator akan menarik arus pemagnetan dari jala-jala ( jaringan

listrik 3 fasa ), sehingga motor bekerja pada faktor kerja terbelakang

( Lagging ). Sebaliknya bila arus medan pada rotor berlebih ( penguat

berlebih ), maka kelebihan fluks ini harus diimbangi oleh medan putar

stator dengan menarik arus yang bersifat kapasitif dari jala-jala, dan

motor bekerja pada faktor kerja terdahulu ( leading ). Dengan demikian

faktor kerja motor sinkron dapat diatur dengan mengubah-ubah besar

arus penguat rotor.

Lag U

E I.. Xs

I

1,0 U

I

I .Xs

I E

U

Lead I.Xs

EGambar 14. Diagram Vektor Arus dan Tegangan Motor Sinkron.


PPPPTK




Diagram vektor di atas memperlihatkan bahwa bila beban P tetap (konstan)

arus jangkar I yang ditarik jala-jala oleh motor harganya besar saat arus

penguat berkurang faktor kerja terbelakang ( lag ), arus I semakin kecil

untuk faktor kerja 1,0. Dan kemudian arus I bertambah besar lagi

ketika penguatan rotor dibuat berlebih mengakibatkan faktor kerja

terdahulu ( lead ).

D. Motor Sinkron Sebagai Kapasitor

Apabila penguatan medan pada rotor motor sinkron berlebih, maka

untuk mengkompersasi kelebihan fluks dari penguatan ini, maka motor

akan menarik arus yang bersifat kapasitif.

Jadi motor sinkron tanpa beban yang diberi penguat berlebih akan

berfungsi sebagai kapasitor yang dapat untuk memperbaiki faktor daya

( Cos ). Motor sinkron ini dapat juga disebut kondensor sinkron.

Untuk jelasnya penguatan berlebih ini dapat dilihat pada gambar 15

diagram vektor motor sinkron tanpa beban.

I

U I.XS

EGambar 15. Diagram vektor penguat berlebih

Dari diagram vektor di atas terdapat E U.

Untuk mengimbangi tegangan penguat E, arus kapasitif ( leading current )

ditarik jala-jala. ( jaringan listriknya ).

Daya aktif P = √ 3. U. I. Cos = 0, sehingga yang timbul pada motor

adalah daya reaktif yang bersifat kapasitif ( kapasitor ).


PPPPTK




KARAKTERISTIK MOTOR SINKRON

A. Alat Dan Bahan

1. Sumber tegangan 3 fasa 127 V/220 V

2. Magnetic Powder Brake

3. Unit Pengontrol Magnetic Powder Brake

4. Motor Sinkron

5. Volt meter AC : 0 – 300 V

6. Cos meter

7. Ampere meter AC dan Amper meter DC

8. Torsi meter ( Nm )

9. rpm meter

10. Sumber tegangan DC : 0 – 220 V

11. Saklar 3 kutub dan MCB 3 fasa

12. Kabel penghubung


PPPPTK




B. Gambar Lay Out Percobaan

127 V / 220 V - 50 Hz R S T N Pe

F

S

A Cos Start Unit Pengontrol F1 Powder M Brake Nm Rpm F2

A 220 V 220 V

DC 0 – 220 V

Gambar 16. Lay Out Percobaan 5


PPPPTK




C. Langkah Kerja

1. Siapkanlah alat dan bahan yang dibutuhkan sesuai daftar alat dan

bahan

2. Tuliskan plat nama motor yang akan di praktekkan

-----------------------------

Type 3 Mot

3. Hitunglah Torsi ( momen putar ) nominal motor

Po. 60 SecM =

2 . n. 1 min

M = ------- Nm

4. Buatlah rangkaian percobaan seperti gambar lay out percobaan 5 di

atas. Motor dibuat dalam hubungan segitiga ( sesuaikan dengan

sumber tegangan yang tersedia ).

5. Pastikan motor tanpa beban dari pengereman sebelum motor bekerja

6. Tekan tombol start pada penguat dan hidupkan motor melalui saklar

3 kutub. Setelah motor bekerja lepaskan tombol start.

7. Aturlah beban motor dari 0 – max, dan catat hasil penunjukan alat

ukur pada tabel di bawah ini.


PPPPTK




Tabel : Arus Penguat Konstan

Beban ( Torsi ) : 0 – Max, dan If = 0,6 A

If ( A ) 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,

6

IM ( A )

Cos

8. Pada beban nol aturlah arus penguat dan catat pada tabel.

Beban ( Torsi ) = 0 ( Nol )

If ( A ) 0,

7

0,6 0,

5

0,

4

0,

3

0,2 0,

1

IM ( A )

Cos

9. Pada beban nominal motor, aturlah arus penguat motor dan catat

pada tabel

Beban ( Torsi ) = Torsi nominal motor (sesuai plat nama )

If ( A ) 0,

7

0,6 0,

5

0,

4

0,

3

0,2 0,

1

IM ( A )

Cos

10. Dari ketiga tabel di atas buatlah :

- Karakteristik : Cos = f ( IM )

- Karakteristik : Cos = f ( If )

- Karakteristik : Arus motor ( Im ) = f ( If )


PPPPTK




11. Buatlah kesimpulan dari percobaan di atas.

Evaluasi Topik 3

Petunjuk : Jawablah pertanyaan di bawah ini

1. Pada motor sinkron terdapat dua medan magnet yaitu :

----------------------------- dan ---------------------------------------------------

2. Bila motor sinkron dibebani melebihi nominal maka motor ---------------

3. Bila arus pemagnetan pada rotor berkurang, maka motor sinkron bekerja

pada faktor kerja -------------------------------------------

4. Bila arus pemagnetan pada rotor berlebih, maka motor sinkron bekerja

pada faktor kerja ------------------------------------------

5. Faktor kerja motor sinkron dapat di atur dengan -----------------------------


PPPPTK




TOPIK 4.

MOTOR DAHLANDER.

Topik ini membahas tentang motor induksi yang kecepatannya dapat

berubah sesuai dengan perubahan jumlah kutub, dan hubungan kumparan

motor untuk memperoleh kecepatan tertentu.


1. Menguasai prinsip perubahan kutub.

2. Menguasai hubungan motor Dahlander sesuai dengan kecepatan

putarannya.

3. Menguasai rangkaian motor Dahlander dua kecepatan

B. Prinsip Perubahan Kutub Kumparan

Motor induksi pada umumnya berputar dengan kecepatan tertentu,

sesuai dengan jumlah kutub dan frekuensi jaringan listriknya.

Motor Dahlander merupakan motor listrik yang dapat bekerja pada dua

kecepatan sesuai dengan kecepatan sinkron ( ns ) :

60 fns = .

P

Perubahan jumlah pasang kutub ( P ) atau frekuensi ( f ) akan

mempengaruhi kecepatan putaran.

Untuk motor Dahlander mempunyai kumparan stator yang dirancang

sedemikian rupa, sehingga dengan mengubah titik hubung dapat

membuat perubahan dari 4 kutub ke 2 kutub, 8 kutub ke 4 kutub


PPPPTK




( perbandingan kutub 2 : 1 ).Untuk jelasnya dapat dilihat prinsip

perubahan kutub dari 4 kutub ke 2 kutub di bawah ini.

U S U S U S S U

a b a b

a. Kumparan 4 kutub b. Kumparan 2 kutub

Gambar 17. Prinsip perubahan kutub kumparan

C. Hubungan Kumparan Motor Dahlander

Motor Dahlander mempunyai hubungan kumparan sedemikian rupa,

sehingga dapat dibuat variasi hubungan untuk merubah jumlah

kutubnya. Secara umum kumparan stator motor Dahlander terdiri dari

enam bagian seperti gambar 18.

1U

2V 2 W

1V 2U 1 W

Gambar 18. Kumparan Stator dan Plat nama


PPPPTK




Motor Dahlander

D - Motor

Y Y / Δ 380 V

1,1 / 0,75 KW 3 A /2,4 A

2820/1400 1/min 50 Hz

Dengan bentuk kumparan stator motor gambar 19 diatas, maka motor

dapat dihubungkan untuk putaran lambat dan putaran cepat.

R

S T

1U

2V 2W

1V 2U 1W

Rotor


PPPPTK




Gambar 19. Motor Dahlander Hubungan Segitiga ( lambat )

Motor putar lambat bila 1U–1V –1W dihubungkan masing-masing dengan

jala-jala R – S – T, dan 2U – 2V – 2W dibiarkan terbuka. Hubungan

kumparan ini disebut hubungan segitiga ( Δ ), dan motor bekerja pada

putaran lambat

Untuk putaran cepat, kumparan motor Dahlander dibuat pada hubungan

bintang ganda ( YY ), yaitu : 2U – 2V – 2W dhubungkan dengan sumber

tegangan R – S – T dan terminal 1U – 1V – 1W disatukan ( dibintangkan )

seperti gambar 20.

R S T

1U

2V 2 W Stator

2U 1V 1 W

Rotor


PPPPTK




Gambar 20. Motor Dahlander Hubungan Bintang Ganda ( Cepat )

RANGKAIAN MOTOR DAHLANDER

DUA KECEPATAN

A. Alat Dan Bahan

1. Motor Dahlander

2. Sumber tegangan 3 fasa 220 V/380 V

3. Kontraktor magnet 3 buah

4. Tombol tekan NC dan NO

5. Thermal over load Relay ( TOR )

6. Amper meter AC 0 - 30 A

7. Volt meter AC 0 - 1000 V

8. Kawat Penghubung


PPPPTK




B. Gambar Rangkaian Percobaan

F0

F1

S0

S1 K1 K2

S2

K2 K3

K3 K3

K1 K2 K3

Gambar 21. Rangkaian Kontrol Arus


PPPPTK



1V

1W

2V

2W


2. Gambar Rangkaian Utama

127 V / 220 V 50 Hz

L1L2L3

Pe

K1 K3 K2

1U 2U

M

Gambar 22. Rangkaian Utama Motor Dahlander Dua Kecepatan


PPPPTK




C. Langkah Kerja

1. Siapkanlah alat dan bahan yang dibutuhkan sesuai daftar

2. Tuliskan plat nama motor yang digunakan pada praktek

3. Rangkailah pengontrol motor sesuai dengan gambar rangkaian

kontrol arus

4. Rangkailah motor sesuai dengan rangkaian utama

5. Setelah rangkaian diperiksa pembimbing hubungkan dengan

sumber tegangan

6. Tekan tombol tekan S1, motor berputar ------------------------------

7. Tekan tombol tekan S2, motor berputar ------------------------------

8. Tekan tombol tekan S0, motor ----------------------------------------

9. Ulangi langkah kerja 6 s/d 8 sampai prinsip kerja motor dipahami

10. Buatlah kesimpulan dari percobaan ini.


PPPPTK




Evaluasi Topik 4

Petunjuk : Jawablah pertanyaan di bawah ini :

1. Motor Dahlander bekerja dengan dua kecepatan melalui perubahan

-------------------------------------

2. Gambarkan hubungan motor dahlander putaran cepat

3. Gambarkan hubungan motor Dahlander putaran lambat

4. Motor Dahlander banyak digunakan pada mesin --------------------------


PPPPTK




TOPIK 5.

MOTOR LISTRIK 1 PHASA.

Topik ini membahas tentang motor listrik 1 fasa tanpa kapasitor dan

motor listrik 1 fasa dengan kapasitor.


1. Menguasai motor listrik 1 fasa tanpa kapasitor

2. Menguasai motor listrik 1 fasa dengan kapasitor

3. Menguasai prinsip perubahan arah putaran motor listrik 1 fasa

B. Motor Listrik 1 Fasa Tanpa Kapasitor

Motor listrik 1 fasa disebut juga motor 2 fasa tak seimbang yang

mempunyai dua kumparan stator yaitu :

1. Kumparan utama ( u )

2. Kumparan bantu ( z )

Agar terjadi fasa tak seimbang, maka kumparan bantu direncanakan

mempunyai Resistansi ( R ) lebih besar dari kumparan utama, dan

reaktansinya ( XL ) lebih kecil.

Dengan demikian terdapat perbedaan fasa antara arus kumparan

utama (Iu) dengan arus kumparan bantu (Iz), yang mana arus

kumparan bantu (Iz) mendahului arus kumparan utama (Iu). Dalam

hal ini motor berfungsi sebagai motor dua fasa tidak seimbang, yang


PPPPTK




mengakibatkan terjadinya medan putar pada stator. Dengan

terjadinya medan putar pada stator, maka rotor pun dapat berputar.

Kumparan bantu secara umum hanya dibutuhkan pada saat start dan

akan terputus bila kecepatan putar motor mencapai 75 % dari

kecepatan sinkron.

Untuk memutuskan kumparan bantu digunakan saklar sentrifugal.

>n

U1 Z1 V

L IZ

N

U2 Z2 IU I

a. Rangkaian Motor 1 fasa b. Vektor Arus Dan Tegangan

Gambar 23. Motor Listrik 1 fasa tanpa kapasitor

C. Motor Listrik 1 Fasa Dengan Kapasitor (Motor Kapasitor)

Untuk memperbesar beda fasa antara kumparan utama dengan

kumparan bantu, maka pada kumparan bantu dipasang kapasitor yang

dihubungkan secara seri.

Dengan pemasangan kapasitor dapat bergna untuk memperbesar kopel

mula motor.

Pemasangan kapasitor ada sebagai kapasitor start dan ada juga

kapasitor running ( Kapasitor Kerja ). Besar kapasitor start adalah 4

kali Kapasitor Kerja.


PPPPTK




Untuk menghitung besar kapasitor kerja motor induksi 1 fasa dapat

melalui besar daya motor sebagai berikut.

>n C Iz

U1 Z1 V

V

I

N

U2 Z2 IU

a. Rangkaian Motor Kapasitor b. Vektor Arus dan Tegangangan Motor Kapasitor

Gambar 24. Motor Kapasitor

Daya out put Daya Reaktif

P Q

U 2 U 2

R Xc

U 2

P =Xc

U 2

Xc =P

P

Jadi C = Farad


PPPPTK




U 2 . 2. F.

Keterangan :

P = Daya Motor ---------------- VA

U = Tegangan ------------------ V

f = frekwensi ------------------ 1/S

c = Kapasitas C --------------- Farad

D. Arah Putaran Motor Listrik 1 Fasa.

Motor induksi 1 fasa dapat berputar arah kiri dan kanan. Untuk

merubah arah putarannya adalah dengan membalik polaritas salah satu

kumparan yaitu dengan membalik polaritas kumparan utama saja atau

kumparan bantunya.

>n >n

C C

U1 Z1 U1 Z1

L L

N N

U2 Z2 U2 Z2

a. Putaran Kanan b. Putaran Kiri

Gambar 25. Rangkaian Motor 1 Fasa Arah Putaran Kiri dan Kanan


PPPPTK




Evaluasi Topik 5

Petunjuk : Jawablah pertanyaan di bawah ini

1. Motor Listrik 1 fasa mempunyai dua bagian kumparan stator yaitu

------------ dan ------------------------------------

2. Guna kapasitator pada motor listrik 1 fasa adalah ---------------------------

3. Kapasitator dihubungkan secara ------------------- dengan kumparan

bantu

4. Merubah arah putaran motor listrik 1 fasa adalah dengan ------------------


PPPPTK




KUNCI JAWAB EVALUASI

A. Jawaban Evaluasi Topik 1

1. Tegangan listrik yang tersedia 3 kali tegangan nominal motor

2. Tegangan jaringan listrik yang tersedia sama dengan tegangan

nominal motor

3. Kumparan stator hubungan bintang

R S T

U1 V1 W1

U2 V2 W2

4. Kumparan stator hubungan segitiga.

R S T

U1 V1 W1

U2 V2 W2

5. Sebesar 3 kali arus motor hubungan bintang.


PPPPTK




B. Jawaban Evaluasi Topik 2

1. Hubungan segitiga ( Δ )

2. a. Hubungan bintang ( Y )

b. Tegangan Nominal = 380 Volt

c. Arus nominal = 18 A

d. Daya out put ( Po ) = 7500 watt

e. Daya in put ( Pi ) = 9.478 watt

f. Putaran motor ( nr ) = 1460 1/min

g. Putaran stator ( ns ) = 1500 1/min

h. Jumlah kutub ( P ) = 2 pasang

i. Slip ( S ) = 2,6% ( 0,026 )

j. Effisiensi = 79% ( 0,79 )

D. Jawaban Evaluasi Topik 3

4. Medan putar stator dan medan magnet rotor oleh arus DC

5. Motor sinkron kehilangan kekuatan kopel ( gaya putar )

6. Faktor kerja terbelakang ( lagging )

7. Faktor kerja terdahulu ( leading )

8. Dengan mengatur arus penguat pada rotor


PPPPTK




E. Jawaban Evaluasi Topik 4

1. Perubahan jumlah pasang kutub.

a. Hubungan motor Dahlander putaran cepat

R S 1 U T

2V 2 W

1V 1W

2U

b. Hubungan Motor Dahlander putaran lambat

S R T

1U

2V 2W


PPPPTK




2U

1V 1W

4. Mesin bubut.

F. Jawaban Evaluasi Topik 5

1. Terdiri dari kumparan utama dan kumparan bantu

2. Untuk memperbesar kopel mula motor

3. Secara serie

4. Dengan membalik polaritas salah satu kumparan ( kumparan bantu

atau kumparan utama ).


PPPPTK




KATA PENGANTAR

Pembuatan modul ini merupakan salah satu usaha untuk meningkatkan kwalitas proses pembelajaran pada diklat Guru SMK di P4TK bidang bangunan dan listrik Medan untuk Program Keahlian Teknik Listrik dengan Judul “ Motor Listrik Tiga Phasa dan Satu Phasa. ”.

Usaha tersebut adalah sebagai tindak lanjut dari informasi sistem Pendidikan Kejuruan yang diarahkan kepada penyiapan SDM dengan kompetensi sesuai dengan kebutuhan Dunia Kerja.

Modul ini disusun dengan merujuk kepada Kurikulum SMK , dimana isi maupun teknik pengajarannya mengacu pada pendekatan pelatihan berbasis kompetensi. Dengan demikian diharapkan dapat digunakan sebagai pegangan utama bagi peserta diklat, untuk meningkatkan kelancaran proses pembelajaran baik secara klasikal maupun secara mandiri dalam upaya pencapaian penguasaan kompetensi.

Bagaimanapun isi yang terkandung dalam modul ini masih belum sempurna. Untuk itu, kepada peserta diklat dianjurkan melengkapi, memperkaya dan memperdalam pemahaman dan penguasaan materi untuk topik yang sama dengan membaca referensi


PPPPTK




lainnya yang terkait. Selain itu kritik dan saran membangun bagi penyempurnaan sangat diharapkan bagi semua pihak.

Kepada pihak yang turut membantu dalam penyiapan naskah ini, disampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya serta ucapan terima kasih.

Kiranya modul yang sederhana ini dapat bermanfaat khususnya bagi peserta diklat dan yang memerlukannya.

Medan, April 2009Ka. P4TK Medan,

Ir. H. Ponijan Asri, M.M.NIP. 130781096

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

PENDAHULUAN

Menemukan informasi tentang ruang lingkup isi modul, persyaratan

mempelajari modul serta hasil belajar yang akan dicapai setelah mempelajari

modul.

BELAJAR

Pada bagian ini anda mempelajari materi pelajaran yang harus anda kuasai.

PERSIAPAN PRAKTEK


P

B

PR

PPPPTK




Pada bagian ini anda harus melaksanakan kegitan praktek

EVALUASI

Pada bagian ini anda harus menjawab pertanyaan yang tersedia tanpa melihat

kunci jawaban.

KUNCI JAWABAN EVALUASI

Bagian ini merupakan kunci jawaban setiap topik evaluasi.


EV

PE

motor induksi

Documents