motor induksi

trafo 3 fase terpadu, tetapi juga dapat disusun dari tiga trafo satu fase

menjadi satu trafo 3 fase.

Dalam hal konstruksi satu trafo 3 fase yang disusun dari tiga trafo satu

fase, maka ketiga trafo satu fase tersebut harus identik, kalau tidak maka akan

timbul kesalahan yang fatal, apalagi kalau kapasitas trafo tersebut cukup

besar.

Pemilihan apakah mempergunakan satu trafo tiga fase yang terpadu atau

satu trafo tiga fase yang disusun dari tiga trafo satu fase disesuaikan dengan

kebutuhan.

Dalam bidang ketenagaan listrik, untuk tegangan sistem dibawah 230 kv,

dapat dipergunakan satu kesatuan trafo tiga fase terpadu, tetapi untuk

tegangan sistem lebih tinggi dari 230 kv dapat mempergunakan satu trafo tiga

fase yang disusun dari 3 buah trafo satu fase, karena masalah pengangkutan

dari pabrik pembuatan ke lokasi dimana akan dipasang. Adapun hubungan

trafo 3 fase adalah sebagai berikut :

1. Tiga fase hubungan bintang/bintang (Y/Y)

2. Tiga fase hubungan delta/delta ( / )

3. Tiga fase hubungan bintang/delta (Y / ) atau sebaliknya delta /bintang (

/ Y)

4. Tiga fase hubungan delta terbuka (V / V)

5. Tiga fase hubungan Scott (T / T)

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Lenni

ELEKTRONIKA & TEKNIK TENAGA LISTRI K 1

BAB V

MESIN TAK SEREMPAK (MESIN INDUKSI)

5-1.Umum.

Mesin listrik baik arus searah maupun bolak balik terdiri dari generator dan

motor sehingga untuk mesin tak serempak ini dapat dibagi :

1. Generator Tak Serempak, sebagai pembangkit tenaga listrik, akan tetapi

jarang dipergunakan, kadang-kadang dipergunakan dalam pengreman

regeneratif yakni bila motor tak serempak berputar melebihi kecepatan

sinkronnya maka secara otomatis motor bekerja sebagai generator dan

berlangsung proses pengreman.

2. Motor Tak Serempak (motor asinkron atau motor induksi) yang banyak

dipergunakan di pabrik, industri dan peralatan-peralatan rumah tangga

sebagai penggerak atau penghasil tenaga mekanis.

Motor induksi dapat dibagi :

1. Berdasarkan prinsip kerja :

a. Motor induksi rotor sangkar dan motor induksi rotor belitan (lihat

gambar 5-1 dan 5-22).

b. Motor komutator seri, kompensasi, shunt dan repulsion.

2. Berdasarkan arus dan tegangan :

a. Tiga fase,

b. Satu fase

3. Berdasarkan kecepatan

a. Bervariasi

b. Bisa di atur

4. Berdasarkan struktur

a. Terbuka

b. Tertutup

c. Setengah tertutup

d. Berventilasi



Gambar 5-1. Motor Induksi rotor sangkar tiga fase, kelihatan rotornya

Gambar 5-2. Motor induksi rotor belitan tiga fase, kelihatan rotor dan cincin

gesernya

5-2. Konstruksi Motor Induksi.

Konstruksi motor induksi terdiri dari :

1. Stator, bagian motor yang diam.

2. Rotor, bagian motor yang berputar.

3. Celah udara, adalah ruangan antara stator dan rotor.

Konstruksi stator (lihat gambar 5-3) terdiri dari

a. Rumah stator dari besi tuang.

b. Inti stator dari besi lunak atau baja silikon.

c. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempat meletakkan belitan.

d. Belitan stator dari tembaga.



Belitan stator dirangkai untuk motor induksi tiga fase tetapi juga dapat dirangkai

untuk motor induksi satu fase, disamping itu juga dirangkai untuk jumlah kutub

tertentu.

Gambar 5-3. Stator motor induksi.

Konstruksi rotor, (lihat gambar 5-4 dan gambar 5-5) terdiri dari :

a. Inti rotor bahannya sama dengan inti stator.

b. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempat meletakkan belitan.

c. Belitan rotor bahannya dari tembaga, dari konstruksi lilitan akan memberikan

dua macam rotor yakni :

i. Motor induksi dengan rotor sangkar atau rotor kurung.

ii. Motor induksi dengan rotor belitan.

d. Poros atau as.

Gambar 5-4. Rotor sangkar dari motor induksi.



Gambar 5-5. Rotor belitan dari rotor induksi.

Stator dan rotor membentuk rangkaian magnetis, berbentuk silindris yang

simetris dan diantaranya terdapat celah udara. Celah udara antara stator dan

rotor, kalau telalu luas maka efisiensi mesin rendah, sebaliknya jika terlalu sempit

menimbulkan kesukaran mekanis pada mesin.

5-3. Prinsip Kerja Motor Induksi.

Prinsip kerja motor induksi tiga fase berdasarkan induksi elektromagnetis,

yakni bila belitan/kumparan stator diberi sumber tegangan bolak-balik 3 fase maka

arus akan mengalir pada kumparan tersebut, menimbulkan medan putar (garis-

garis gaya fluks) yang berputar dengan kecepatan sinkron dan akan mengikuti

persamaan

…………………………………………… (5-1)

dengan :

Ns = Kecepatan putar dari medan putar stator dalam rpm.

f = Frekuensi arus dan tegangan stator.

p = Banyaknya kutub.

Garis-garis gaya fluks dari stator tersebut yang berputar akan memotong

penghantar-penghantar rotor sehingga pada penghantar-penghantar tersebut

timbul EMF (Elektro Motoris Force) atau GGL (Gaya Gerak Listrik) atau tegangan

induksi.

Berhubung kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup maka pada

kumparan tersebut mengalir arus. Arus yang mengalir pada penghantar rotor yang



berada dalam medan magnit berputar dari stator, maka pada penghantar rotor

tersebut timbul gaya-gaya yang berpasangan dan berlawanan arah, gaya tersebut

menimbulkan torsi yang cenderung memutar rotomya, rotor akan berputar dengan

kecepatan putar (N1) mengikuti putaran medan putar stator (N s).

5-3-1. SLIP (S).

Slip timbul karena perbedaan perputaran medan putar stator dan

perputaran rotor.

Ada tiga macam slip:

1. Slip mutlak, dinyatakan oleh persamaan :

S = Ns - N r ………………………….……………………………(5-2)

2. Slip pecahan, dinyatakan oleh persamaan :

………………………….……………………………(5-3)

3. Slip dalam persen (%), dinyatakan oleh persamaan :

……………………….……………………………(5-4)

5-3-2 Frekufnsi Arus Rotor.

Pada waktu rotor masih diam maka frekuensi arus rotor sama dengan

frckuensi arus stator (f). Waktu rotor berputar maka frekuensinya (f) akan

dipengaruhi oleh slip yang mengikuti persamaan:

f’ = s. f ………………………………………………...…………………(5-5)

5-4. Rangkaian Rotor Motor Induksi.

Belitan/kumparan rotor kalau digambarkan secara rangkaian listrik,

gambarnya sebagai berikut :



Gambar 5-6. Rangkaian rotor motor induksi.

Keterangan gambar 5-6:

Ry = Resistans/tahanan/hambatan dari kumparan rotor dalam ohm perfase.

X2 = Reaktans kumparan rotor pada waktu masih diam dalam ohm perfase.

R2 (1-s/s) = adalah simulasi beban dari motor induksi.

I2 = Arus yang mengalir di kumparan rotor dari induksi.

E2 = EMF (GGL) atau tegangan induksi yang dibangkitkan oleh kumparan

rotor, pada waktu rotor masih dalam keadaan diam, dalam besaran

volt.

Pada waktu rotor berputar maka EMF (GCL) atau tegangan induksi

pada kumparan rotor diberi simbul dengan E2s yang mengikuti persamaan :

E2S = S E2……………….…………….……………………………(5-6)

Demikian pula dengan reaktansnya pada waktu rotor berputar diberi

simbol dengan X2s dan akan mengikuti persamaan :

X2s = S . X2 ……………...…………….……………………………(5-7)

Pada saat rotor berputar maka arus rotor:

…………………………………………..…..(5-8)

Dari rangkaian rotor tersebut dapat dituliskan



Persamaan tersebut dikalikan dengan menghasilan :

…………………………………………..…..(5-9)

dengan :

1. = Daya yang diterima rotor (P2), atau daya input rotor (daya

masuk rotor) atau daya yang ditarik oleh rotor

2. = Rugi-rugi tembaga rotor atau daya yang hilang berupa

panas ( )

3. = Daya keluaran (output) rotor berupa daya mekanik (Pm) atau

daya output rotor yang masih kotor (groos output)

Dari butir 1, 2 dan 3 didapatkan bahwa :

…………………………………. (5-10)

Daya mekanik (Pm ) = (1 - s) x daya masuk rotor (P2 ) ………………..…….. (5-11)

P2 : Pm : = 1 : (1 – S) : S ……………………….……………….. (5-12)

5-5. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi.

Rangkaian ekivalen atau untai ekivalen atau rangkaian setara atau

rangkaian pengganti berguna untuk menyelesaikan analisis perhiitungan motor

induksi. Ada dua macam rangkaian ekivalen:

1. Rangkaian ekivalen yang sebenarnya.

2. Rangkaian ekivalen pendekatan

5-5-1. Rangkaian ekivalen yang sebenarnya.

Rangkaian ini dapat diturunkan dari rangkaian listrik motor induksi berikut :



Gambar 5-7. Rangkaian listrik motor induksi.

Rangkaian listrik motor induksi tersebut terdiri dari:

1. Rangkaian kumparan stator.

Rangkaian ini baik komponen maupun besarannya sebagai berikut :

R1 = Resistans atau hambatan atau tahanan kumparan stator dalam ohm

() perfase.

Xl = Reaktans kumparan stator dalam ohm perfase

R0 = Resistans rangkaian penguat dalam ohm ( ) perfase atau

disebut konduktans (Go) yang besamya sama dengan 1/Ro .

X0 = Reaktans rangkaian penguat dalam ohm () perfase atau

disebut suseptans (Bo) = 1 /Xo.

II = Arus yang mengalir pada kumparan stator dalam Amper perfase

jika motor berbeban.

I0 = Arus yang mengalir pada kumparan stator bila motor tidak

berbeban (beban nol) dalam Amper perfase.

V1 = Tegangan masuk atau tegangan yang diberikan ke kumparan

stator dari jala-jala (sumber energi listrik) dalam besaran volt

perfase.

Jika kumparan stator tiga fase hubungan bintang (Y) maka VI

sama dengan tegangan antara fase (V1 = VLL / ), yang

diberikan pada soal adalah VLL.

EI = EMF atau GGL atau tegangan induksi pada kumparan stator

dalam volt perfase.



2. Rangkaian Kumparan Rotor.

Rangkaian kumparan rotor ini seperti yang telah diberikan (lihat gambar

5-6). Untuk mendapatkan rangkaian ekivalen maka rangkaian kumparan rotor

harus disesuaikan besaran dari komponen-komponennya yakni dipindahkan

atau dilihat pada sisi stator dengan memperhatikan perbandingan

transformasi, lihat gambar 5-8 berikut :

Gambar 5-8. Rangkaian rotor motor induksi yang dilihat/dipindahkan kesisi stator.

Dari gambar 5-8 tersebut maka hubungan komponennya sebelum dan

sesudah dipindahkan ke stator akan mengikuti persamaan-persamaan:

……………………………………..……………. (5-13)

I2’ = I2/a ………….…..……………………………………..…………… (5-14)

…………………………………………..…………...…. (5-15)

X2’ = a2X2…………….……………………………………..……………. (5-16)

Keterangan persamaan di sebelah :

= Perbandingan transformasi

N1 = Banyaknya lilitan kumparan stator

N2 = Banyaknya lilitan kumparan rotor

Kw1 = Kp1 x Kd1 = Faktor belitan stator

Kw2 = Kp1 x Kd2 = Faktor belitan rotor



motor induksi

Documents