motor induksi ex.ppt

7/27/2019 MOTOR INDUKSI EX.ppt

1/149

Prinsip kerja motor 3 Phasa

1. Bila sumber tegangan tiga phasa dipasang pada kumpara

stator, maka pada kumparan stator akan timbul medan putar

dengan kecepatanP

fns

120

ns = kecepatan sinkron

f = frekuensi sumber

p = jumlah kutupP

fns

120


2/149

2. Medan putar stator akan memotongkonduktor yang

terdapat pada sisi rotor, akibatnya padakumparan rotor akan timbul tegangan induksi

( ggl ) sebesar

fNE s 4,442

E = tegangan induksi ggl

f = frekkuensi

N = banyak lilitan

Q = fluks


3/149

3. Karena kumparan rotor merupakan

kumparan rangkaian tertutup, maka

tegangan induksi akan menghasilkan

arus ( I ).

4. Adanya arus dalam medan magnet akan

menimbulkan gaya ( F ) pada rotor.

5. Bila torsi awal yang dihasilkan oleh gaya

F pada rotor cukup besar untuk memikul

torsi beban, maka rotor akan berputar

searah dengan arah medan putar stator.


4/149

6. Untuk membangkitkan tegangan induksi E2s agar tetap ada,

maka diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan

medan putar stator ( ns )dengan kecepatan putar rotor ( nr ).

7.Perbedaan antara kecepatan nr dengan ns disebut dengan

slip ( S ) yang dinyatakan dengan persamaan:

8.Jika ns = nr tegangan tidak akan terinduksi dan arus

tidak

mengalir pada rotor, dengan demikian tidak ada torsi yangdapat dihasilkan. Torsi suatu motor akan timbul apabila

ns > nr.

9.Dilihat dari cara kerjanya motor tiga phasa disebut juga

dengan motor tak serempak atau asinkron.

%100nnnS

s

rs


5/149

Contoh soal

Motor enam kutub disuplai dari sumber 60 Hz fasatiga. Kecepatan rotor pada beban penuh adalah 1140rpm. Tentukan:

a) kecepatan sinkron dari medan magnetb) slip per unit

c) kecepatan rotor untuk sebuah hasil

beban yang dikurangi di slip s = 0,02


6/149

Penyelesaian

Kecepatan sinkron

rpm

x

p

fns

12006

7200

6

60120120

Diketahui :

p = 6

f = 60 Hz

nr = 1140 rpm


7/149

Slip pada beban penuh

%505,01200

601200

11401200

atau

n

nns

s

rs


8/149

Kecepatan putar rotor bila s =

0,02

rpm

xn

n

n

n

n

nns

r

r

s

r

s

rs

1176

1200)02,01(

1200102,0

1


9/149

TEGANGAN TERINDUKSI PADA ROTOR

Pada saat standstill (slip = 100%)

medan putar rotor maksimum

Fluks dalam stator sama dengan dalam rotor

tegangan yang dibangkitkan maksimum,tergantung pada belitan rotor

Tegangan yang diinduksikan ke rotor tergantungpada ratio belitan

Frekuensi rotor sama dengan frekuensi stator


10/149

Pada saat bergerak: medan putar rotor maksimum

fluks dalam stator sama dengan dalam rotor tegangan yang dibangkitkan berkurang sesuai

dengan slip yang terjadi

Frekuensi rotor semakin berkurang sesuai

dengan penurunan slip Dapat disimpulkan bahwa:

Er = s x EBR Er tegangan induksi rotor

EBR

tegangan induksi rotor saat standstill fR = s x fS

fR frekuensi rotor

fS frekuensi stator


11/149

Contoh Soal

A three-phase 60 Hz four-pole 220-Vwound induction motor has a statorwinding Delta connected and a rotorwinding Y connected. The rotor has 40%

as many turns as the stator. For a rotorspeed of 1710 r/min, calculate: The slip The block rotor-induced voltage per phase EBR The rotor-induced voltage per phase E

R The voltage between rotor terminals The rotor frequency


12/149

Solution

The slip

min/1800460120120 rx

pfns

05,01800171011

s

r

nns


13/149

The block rotor-induced voltage per

phase EBR

The rotor-induced voltage per phaseER

phaseVofE statorBR /%40

phaseVxEBR /882204,0

V4,48805,0 xsEE BRR


14/149

The voltage between rotor terminals

The rotorfrequency

RrotorLL VV 3)(

zxsffR H36005,0

VxVrotorLL

62,74,43)(


15/149

RANGKAIAN ROTOR

Di rotor dalam tiap kondisi diperolehkesimpulan:

Arus short circuit rotor dibatasi oleh impedansirotor

Impedansi terdiri dari dua komponen yaitu:

Resistansi rotor RR

Reaktansi diri sXBR (XBR Reaktansi diri rotor padastand-still)

Selama reaktansi diri merupakan fungsi darifrekuensi, reaktansi proportional terhadap slip


16/149

Sebagai hasil, arus rotor menjadi

22

RR

RR

XR

EI

BRR

BRR

sXX

sEE

22 )( BRR

BR

R sXR

sE

I

bila, maka,


17/149

jika penyebut dan pembilang dibagi dengan s,maka:

22][ BRR

BRR

Xs

R

EI

sehingga rangkaian ekuivalen rotor per fasamenjadi:

Pembagian dengan smerubah titikreferensi dari rotor kerangkaian stator


18/149

Untuk tujuan menyamakan dengan

rangkaian resistansi rotor RR yangsebenarnya, maka RR/s dipisah dalamdua komponen:

RRRR RRs

R

s

R

)11

(

s

RR

s

RRR

R

sehingga rangkaian ekuivalen rotormenjadi sebagai berikut:


19/149

RANGKAIAN EKUIVALEN ROTOR


20/149

KOMPONEN DAYA PADA ROTOR

ROTOR POWER INPUT (RPI)

ROTOR COPPER LOSS (RCL)

ROTOR POWER DEVELOPED (RPD)

OUT-PUT POWER

Ketiga komponen daya tersebut

didapat dari persamaan:

)11

(

s

RR

s

RRR

R bila ruas kanan dan

ruas kiri daripersamaan ini dikalikandengan IR

2, maka:


21/149

)11(

222

s

RIRI

s

RI RRRR

RR

s

R

IR

R

2

RR RI2

)11(2

s

RI RR

Dimana:




RPI = RCL + RPD


22/149

HUBUNGAN RPD DENGAN RPI

s

RIRPI RR

2

)11(2 sRIRPD RR )1(2

ssRIRPD RR

)1(

2

ss

RIRPD RR

)1( sRPIRPD


23/149

HUBUNGAN RCL DENGAN RPI

s

RIRPI RR

2

RR RIsRPI2

RR RIRCL2

RCLsRPI sRPIRCL


24/149

DAYA OUT-PUT

Daya yang dibangkitkan di porosrotor dapat dinyatakan dengan

persamaan:Pout = RPD - Protasional

Protasional adalah daya hilang yangdisebabkan oleh gaya gesekan

(friksi) dan angin (kipas pendingin)


25/149

TORSI YANG DIBANGKITKAN

Torsi elektromekanik Te adalah torsi yangdibangkitkan di celah udara yang dapatdinyatakan dengan persamaan:

s

e

RPIT

60

2 ss

n


26/149

Torsi poros Td adalah torsi yangdibangkitkan di poros rotor yang dapat

dinyatakan dengan persamaan:

R

outd

PT

60

2 rr

n

Bila rugi Protasional diabaikan maka Tddapat dinyatakan dengan persamaan:

R

d

RPDT


27/149

RANGKAIAN STATOR

Terdiri dariTahanan stator Rs

Reaktasi induktif Xs

Rangkaian magnetisasi (tidak bolehdiabaikan seperti trafo karena rangkaianini menyatakan celah udara)

Rangkaian stator per fasa dinyatakanpada gambar berikut:


28/149

DIAGRAM RANGKAIAN STATOR


29/149

Bila tegangan konstan Rugi inti dianggap konstan mulai dari kondisitanpa beban sampai beban penuh

Rc dapat dihilangkan dari diagram rangkaiantetapi:

rugi inti tetap ada dan diperhitungkan pada efisiensi Arus magnetisasi pada motor sekitar 30% s/d

50% dari arus nominal Reaktansi magnetisasi merupakan komponen

penting pada rangkaian pengganti

Sehingga penyederhanaan diagramrangkaian stator menjadi seperti gambarberikut:


30/149

PENYEDERHANAAN DIAGRAM

RANGKAIAN STATOR


31/149

PENGGABUNGAN DIAGRAM

RANGKAIAN ROTOR DAN STATOR

Sisi stator sebagai referensi parameter rotor Untuk menggabung rangkaian rotor dengan

rangkaian stator maka dapat digunakan

konsep: daya stator sama dengan dayarotor Sehingga EBR harus sama dengan ES ES = a.EBR= EBR

IR = IR/a RR =a

2.RR XBR =a

2.XBR Konstanta a merupakan transformasi

tegangan stator ke rotor


32/149


33/149

ANALISA ARUS (METODE LOOP)

Dari diagram rangkaian berikut dapatdibuat dua persamaan:


34/149

SRMMSS V)I'X(0-)IsXXR( jjj

0)I'XX's

R'

()IsX0( RMBRR

M jjj

0')'('

)0(

)0()(S

R

S

MBRR

M

MMSS V

I

I

XXjs

RjX

jXXXjR

Loop I:

Loop II:

Dibuat dalam bentuk matrik didapat:


35/149

)'('

)0(

)0()(

MBRR

M

MMSS

XXj

s

RjX

jXXXjR

)'(

'0

)0(0

MBRR

MS

S

XXjs

R

jXjV

I

Tentukan nilai deteminant ()

konstanta matrik, dengan:

Arus IS didapat dengan persamaan:


36/149

0)0(

)0()(

'M

SMSS

R

jX

jVXXjR

I

Arus IR didapat dengan persamaan:

Arus magnetisasi IM diperoleh dari:

Faktor daya motor didapat dari Cossudut arus stator IS

IM = ISIR


37/149

KOMPONEN DAYA TIGA FASA

cos3 SSVxISPI

SS RxISCL2

3

STATOR POWER INPUT (SPI)

STATOR COPPER LOSS (SCL)


38/149


s

RxIRPI R

R

''3

2

RR RxIRCL ''32




39/149

)11(''3

2

sRxIRPD

RR


ROTASIONAL LOSS (PR)

OUTPUT POWER (PO)

PO = RPD - PR


Rugi-rugi yang disebabkan oleh gesekan

dan angin


40/149

DIAGRAM ALIR DAYA PADA

MOTOR INDUKSI TIGA FASA

POUT

SPI

RPIRPD

SCL RCL PR


41/149

ANALISA ARUS

(METODE PENYEDERHANAAN)

Mengacu pada diagram lengkapmotor induksi tiap fasa

Untuk tujuan menyederhanakananalisa, pindahkan parameter XMmendekati sumber tegangan makadidapat diagram rangkaian seperti

berikut:


42/149

PENYEDERHANAAN RANGKAIAN

EKUIVALEN MOTOR INDUKSI


43/149

Dari rangkaian penyederhanaan didapatpersamaan arus IR sebagai berikut:

)'()'

(

'

RSBR

S

SR

XXj

s

RR

VI

M

SMjX

VI

Arus pemagnetan IM sebagai berikut:


44/149

RMS I'II

Arus stator IS sebagai berikut:

Bila mengikuti gambar rangkaian makarugi tembaga stator SCL menggunakanarus IR. Tetapi untuk mengurangi erroryang tinggi pada perhitungan efisiensi

maka SCL dihitung menggunakanpersamaan berikut:

Faktor daya motor didapat dari Cossudut arus stator IS

SS RxISCL2

3 Perhitungan daya dan rugi-rugi yang lain

sama seperti perhitungan metode LOOP


45/149

EFISIENSI (h)

Menyatakan perbandingan daya outputdengan daya input

in

loos

in

loosin

in

out

PP

PPP

PP 1h

Bila dinyatakan dalam prosen maka,

%100xP

P

in

outh


46/149

Contoh Soal

A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp inductionmotor has following circuit parameters on a per phase

basis referrred to the stator:

RS= 0.344 W R

R = 0.147W

XS= 0.498 W XR = 0.224W XM = 12.6WAssuming a Y-connected stator winding. Therotational losses and core loss combined amount to262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8

% determine:the line current and power factor

the shaft torque and output horse power

the efficiency


47/149

SOLUTION (LOOP METHODE)

the phase voltageis:

V1273/220

the equivalent circuit is given in Figure:


48/149

271)I'6,21(0-)Is098,13344,0( R jj

0)I'824,12(5,25)Is6,210( R jj

0

127

'824,1225,5)6,120(

)6,120(098,13344,0

R

S

I

I

jj

jj

Loop I:

Loop II:

Dibuat dalam bentuk matrik didapat:


49/149

73,177,4

(-158.76)-167,97-68,764,411,81

824,1225,5)6,120(

)6,120(098,13344,0

j

jj

jj

jj

Tentukan nilai deteminant ()

konstanta matrik, dengan:


50/149

04,2893,23,2511-23,64

17,734,7

1628.65666,75

17,734,7

824,1225,50)6,120(0127

824,1225,50)6,120(0127

j

j

j

j

jjj

jjj

IS

a. Arus IS didapat dengan persamaan:


51/149


52/149

b. The shaft torque and output horsepowerKecepatan sinkron dari motor adalah :

rpmP

fn ss 1200

6

60120120

rpmnsn sr 1166)028,01()1(

rad/detik1,12260

11662

60

2

xnrr

Kecepatan rotor adalah :

Kecepatan sudut rotor adalah :


53/149

W7455,53125,5757,213

'

'32

2

xx

s

R

IRPIR

R

W7246.776

0,028)-7455.531(1

)1(

sRPIRPD

Rotor Power Input adalah :

Rotor Power Developed adalah :


54/149

Power Output adalah :

Torsi motor adalah :

Pout = RPD

Protasional= 7246,776 262

= 6984,776 W

m-N57.21,122

6984.776

R

outd

PT

Horsepower motor adalah :

9.36

746

6984.776

746

outP

HP


55/149

Power loos adalah :

c. Efisiensi motor adalah :

Protasional

+ Core loss = 262 WRCL = 0,028 x 7455,351 = 208.75 W

SCL = 3x23,932x 0,344 = 590,97 W +

Total loss = 1061,72 W

,8%681061,726984,776

6984,776

%100

x

PP

P

lossout

outh


56/149

SOLUTION (Penyederhanaan)

the phase voltageis:

V1273/220

the equivalent circuit is given in Figure:


57/149

Aj

jIR

,882-22,33

4,752,22

722,025,5344,0127

Arus IR didapat dengan persamaan:

Ajj

IM 08,106,12

127

Arus IM didapat dengan persamaan:


58/149

A

j

jIS

1,3082,25

,9612-22,33

)08,1088,2(33,22

a. Arus Sumber IS didapat dari :

Power faktor motor (diambil dari sudut

IS): 865,0)1,30cos( PF


59/149

b. The shaft torque and output horsepowerKecepatan sinkron dari motor adalah :

rpmP

fn ss 1200

6

60120120

rpmnsn sr 1166)028,01()1(

rad/detik1,12260

11662

60

2

xnrr

Kecepatan rotor adalah :

Kecepatan sudut rotor adalah :


60/149

W798825,552,223

'

'32

2

xx

s

R

IRPIR

R

W7764

0,028)-7988(1

)1(

sRPIRPD

Rotor Power Input adalah :

Rotor Power Developed adalah :


61/149

Power Output adalah :

Torsi motor adalah :

Pout = RPD

Protasional= 7764 262

= 7502 W

m-N.4161,122

7502

R

outd

PT

Horsepower motor adalah :

.101

746

7502

746

outP

HP


62/149

Power loos adalah :

c. Efisiensi motor adalah :

Protasional

+ Core loss

= 262 WRCL = 0,028 x 7988 = 224 W

SCL = 3x25,822x 0,344 = 688 W +

Total loss = 1174 W

,5%6811747502

7502

%100

x

PP

P

lossout

outh


63/149

Perbandingan Kedua Metode

Arus sumber

AjIS 1,3082,25,9612-22,33

AjIS 04,2893,23,2511-23,64

Metode Loop

Metode Pendekatan


64/149


Torsi Poros dan OutputHorsepower

1,10mN4,61 HPTd

Metode Loop

Metode Pendekatan

36,9mN2,57 HPTd


65/149


Efisiensi

,5%86h

Metode Loop

Metode Pendekatan

,8%86h


66/149

KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSI

Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4kelas berdasarkan National Electrical

Manufacturers Association (NEMA) Motor kelas A

Mempunyai rangkaian resistansi ritor kecil

Beroperasi pada slip sangat kecil (s


67/149

Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4kelas berdasarkan National Electrical

Manufacturers Association (NEMA) Motor kelas B

Untuk keperluan umum, mempunyai torsi startingnormal dan arus starting normal

Regulasi kecepatan putar pada saat full load rendah(dibawah 5%)

Torsi starting sekitar 150% dari rated

Walaupun arus starting normal, biasanya mempunyaibesar 600% dari full load

Motor kelas C Mempunyai torsi statring yang lebih besar dibandingkan

motor kelas B Arus starting normal, slip kurang dari 0,05 pada kondisi

full load

Torsi starting sekitar 200% dari rated

Untuk konveyor, pompa, kompresor dll


68/149

Rotor sangkar bajing dibuat dalam4 kelas berdasarkan National ElectricalManufacturers Association (NEMA)

Motor kelas D

Mempunyai torsi statring yang besar dan arusstarting relatif rendah

Slip besar

Pada slip beban penuh mempunyai efisiensi lebihrendah dibandingkan kelas motor lainnya

Torsi starting sekitar 300%

TORQUE SPEED CURVES OF


69/149

TORQUE-SPEED CURVES OF

DIFFERENT NEMA STANDARD MOTORS


70/149

Karakteristik motor induksi

Kondisi-kondisi Ektrim


71/149

Untuk mempersingkat perhitungan danpenjelasan maka dari Gambar karakteristik

motor induksi dipilih kondisi-kondisi ekstrimyaitu :

Kondisi starting

Kondisi puncak (maksimum)

Kondisi beban nominal (sudah dibahas)

Kondisi-kondisi Ektrim

Karakteristik Motor Induksi


72/149

Kondisi Torsi Starting (Stand still)

Dari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalenmotor

Pada saat start rotor belum berputar sehingga slips = 1

Arus starting rotor menjadi:22

)(

)'('

eRS

SstartR

XRR

VI

RstartRstart RIRPI ''32

)()(

s

start

start

RPIT

)(60

2 ss

n


73/149

Kondisi Torsi Maksimum

Dari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalenmotor

Pada saat arus rotor maksimum torsi akanmaksimum

Arus maksimum rotor pada slip sb (torsi max)terjadi bila impedansi rotor mendekati nolsehingga: 0

' 22

e

b

RS X

s

RR2

2

'

'

e

b

RS

SR

Xs

RR

VI

eS

RTb

XR

Rss

'max

Karena nilai normal RS


74/149


75/149

Contoh soal

A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp inductionmotor has following circuit parameters on a per phase

basis referrred to the stator:

RS= 0.344 W RR = 0.147W

XS= 0.498 W XR = 0.224W XM = 12.6W

Assuming a Y-connected stator winding. The rotationallosses and core loss combined amount to 262 W and

may be assumed constant. For slip of 2.8 % calculateof:

the starting torque of the motor

the maximum torque of the motor

SOLUTION


76/149

SOLUTION

Arus starting :

RPI starting :

A

XRR

VI

eRS

SstartR

45,145

)224,0498,0()47,0344,0(

127

)'('

22

22)(

W

xx

RIRPI RstartRstart

9330

147,0)45,145(3

''3

2

2

)()(

SOLUTION


77/149

SOLUTION

Kecepatan sudut sinkron :

Torsi starting :

mN2,74664,125

9330)( s

start

start

RPIT

rad/det125,6646012002

602 xnss

rpmx

P

fns 1200

6

60120120

SOLUTION


78/149

SOLUTION

Slip saat torsi maksimum :2,0

)224,0498,0(

147,0'max

e

RTb

X

Rss

RPI saat torsi maksimum :

Kecepatan putar saat torsi maksimum :

rpmxnsn sbmakr 9601200)2,01()1()(

Wx

x

X

VRPI

e

Smak 509,33

722,02

1273

2

3 22

)(

SOLUTION


79/149

SOLUTION

W

x

sRPIRPD bmakmak

807,26

)2,01(509,33

)1()()(

mN264

531,100

262807,26

)()(

)(

)(

bR

out

bR

rotmak

makd

PPRPDT

RPD saat torsi maksimum :

Torsi maksimum :

rad/det100,531

60

9602

60

2)(

xnR

bR

MOTOR ROTOR BELITAN


80/149

MOTOR ROTOR BELITAN

Perbedaan mendasar dari Motor rotor belitdengan motor sangkar bajing adalah terdapatpada konstruksi rotor

Rotor sangkar bajing mempunyai:

Tahanan rotor tetap Arus starting tinggi

Torsi starting rendah

Rotor belit Memungkinkan tahanan luar dihubungkan ke tahanan

rotor melalui slip ring yang terhubung ke sikat.

Arus starting rendah

Torsi starting tinggi

Power faktor baik

BAGIAN BAGIAN ROTOR BELIT


81/149

BAGIAN-BAGIAN ROTOR BELIT

Graph of induction motors showing effect of


82/149

increasing the ratio of resistance to

inductance

KLAS ISOLASI MOTOR


83/149

KLAS ISOLASI MOTOR

ClassMaximumAllowed

Temperature (*)

A 105C 221FB 130C 266F

F 155C 311F

H 180o

C 356o

F

MOTOR DUTY CYCLE TYPES AS


84/149


PER IEC STANDARDS



85/149


PER IEC STANDARDS

TYPICAL NAME PLATE OF AN


86/149

TYPICAL NAME PLATE OF AN

AC INDUCTION MOTOR

NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS


87/149

S GS

Term DescriptionVolts Rated terminal supply voltage.

Amps Rated full-load supply current.

H.P. Rated motor output.R.P.M Rated full-load speed of the motor.

Hertz Rated supply frequency.

Frame External physical dimension of themotor based on the NEMAstandards.

Duty Motor load condition, whether it is

continuos load, short time, periodic,



88/149


Term DescriptionDate Date of manufacturing.

Class

Insulation

Insulation class used for the

motor construction. Thisspecifies max. limit of the motorwinding temperature.

NEMA

Design

This specifies to which NEMA

design class the motor belongsto.

Service

Factor

Factor by which the motor can

be overloaded beyond the full



89/149

Term Description

NEMANom.Efficiency

Motor operating efficiency at fullload.

PH Specifies number of stator phasesof the motor.

Pole Specifies number of poles of the

motor.Specifies the motor safetystandard.

MENENTUKAN PARAMETER


90/149

MENENTUKAN PARAMETER

RANGKAIAN EKUIVALEN MOTOR

INDUKSI TIGA PHASEMelakukan kegiatan pengujian untuk

mendapatkan parameter rangkaian

ekuivalent motor induksiMenggambar karakteristik motor

induksi (torsi terhadap slip)

Menguji kebenaran data-data yangada pada name plate

RANGKAIAN EKUIVALENT


91/149

MOTOR INDUKSI

TEST MOTOR


92/149

TEST MOTOR

No load test

Blocked rotor testDC test

No Load Test


93/149

No Load Test

Tujuan

menentukan rugi inti + rugi rotasional

menentukan parameter Xm

nl

nlm

I

VX

3

Blocked rotor test


94/149

Blocked rotor test

Tujuan menentukan parameter Re dan Xe

23 BR

BRe

I

PR

BR

BRe

I

VZ

3

22

eee RZX

DC test


95/149

dc

dcsdc

I

VRR

2

DC test

Tujuan Menentukan parameter RS dan

RR

SeR RRR 'Resistansi ekuivalen rotor

untuk hubungan Y

DC test


96/149

DC test

SeR RRR '

Resistansi ekuivalen rotor

dc

dcsdc

I

VRR

2

3

untuk hubungan delta

untuk 60HzRac=1,4Rdcuntuk 50HzRac=1,3Rdc

Contoh


97/149

Contoh

Name plate Three Phase InductionMotor

P = 0,75 KW = 1 HP

V = 380/220 V

f = 50 Hz

nr

= 1380 rpm

I = 2/3,45 A


98/149

Data yang diperoleh:

No load test :P = 120 WV = 380 VI = 1,3 A

Blocked rotor test :P = 260 WV = 120 VI = 2 A

DC test :V = 48 VI = 2 A

PERHITUNGAN


99/149

PERHITUNGAN

1. No load test

W

76,168

3,13

380

3 nl

nlm

I

VX

Wxx

xRxIPP acnlnl

5,4227,153,13120

3

2

2

intirot


100/149

W1222

48

2 xxI

V

R dc

dc

dc

W 6,15123,13,1 xxRR dcac

2.DC test

PERHITUNGAN

PERHITUNGAN


101/149

PERHITUNGAN

W 02,2767,2164,34 2222

eee RZX

W 67,2123

260

322 xxI

PR

BR

BRe

W 46,3423

120

3 xxI

VZ

BR

BRe

3. Blocked rotor test

W 07,66,1567,21' SeR RRR

Rangkaian Ekuivalen MI


102/149

Rangkaian Ekuivalen MI

Slip motor:


103/149

p Jika nr = 1380 rpm, maka ns yang

mungkin pada frekuensi 50 Hz adalah1500 rpm shg:

4

501201500

120

P

P

x

P

xfns

08,01500

13801500

s

rs

n

nns

Arus IR


104/149

A

j

jXs

RR

VI

eR

S

SR

8,1522,2

8,1502,99

0220

02,2727,95

0220

02,27)08,007,627,15(

220

'

'

Arus I R

A

jj

jIII mRS

6,4186,2

9,114,2)3,16,0(14,2

3,18,1522,2'

Arus IS

Rotor Power Input (RPI)


105/149

Rotor Power Input (RPI)

W

xx

s

RxxIRPI R

R

83,1121

08,0

07,622,23

''3

2

2

W

xsRPIxRPD

1,1032

)08,01(83,1121)1(

Rotor Power Developed (RPD)

Daya Output


106/149

Daya Output

W

PRPDPout

6,989

5,421,1032

intirot

Daya Losses

WxRPIxSRCL 75,8908,083,1121

WxxSCL 71,37427,1586,23 2

W

PSCLRCLPloses

96,506

5,4271,37475,89ntirot

Effisiensi dan daya dalam Hp


107/149

Effisiensi dan daya dalam Hp

%12,66

%10096,5066,989

6,989

%100

%100

x

x

PP

P

xP

P

lossesout

out

in

out

h

HPP

HPdalamoutputDayaoutput

33,1746

6,989

746


108/149

Rangkuman Hasil Test


109/149

Rangkuman Hasil Test

IR = 2,3 A

RPI = 1185,2 W

RPD = 1032,1 W

Pout = 989,6 WEffisiensi = 66,12 %

Daya output dalam Hp = 1,33 Hp


110/149

SOAL 1

Diketahui motor induksi tiga phasa,P=4, V=230 V, f=60 Hz, nm=1725rpm

Tentukan : slip per-unit danfrekuwensi rotor pada rated speed

PENYELESAIAN


111/149

PENYELESAIAN

Kecepatan sinkron dari motor adalah:

Slip per-unit :

Maka frekwensi rotor :

rpmP

fn ss 1800

4

60120120

0417.01800

17251800

s

ms

n

nns

Hzfsf sr 5.2600417.0

SOAL 2


112/149

SOAL 2

Diketahui motor induksi tiga phasa 10 HP,P=4, V=440 V, f=60 Hz, nm=1725 rpm

Rugi tembaga stator = 212 W;

rotational loss=340 W

Tentukan :

a. Power developed b. Daya celahudara

c. Rugi tembaga rotor d. Total daya inpute. Efisiensi motor

PENYELESAIAN


113/149

PENYELESAIAN

Kecepatan sinkron dari motor adalah:

Slip per-unit :

Daya output rotor :

rpmP

fn ss 1800

4

60120120

0417.01800

17251800

s

ms

n

nns

WxHPPo 746074610746

c. Rugi tembaga rotor :


114/149

g g

d. Daya input :

Pcu2 = sPAG = 0.0417x8139.41 = 339.413 W

Rugi tembaga stator :

Pcu1= 212 W (diberikan)

W8351.412128139.41PPP cu1AGin

e. Efisiensi :

%3.89893.041.8351

7460atau

P

P

in

o h

SOAL 3


115/149

SOAL 3

Diketahui motor induksi tigaphasa 2 HP, P=4, V=120 V, f=60Hz, nm=1620 rpm

Impedansi stator=0.02+j0.06 ;rotational loss=160 W

Tentukan : arus rotor

PENYELESAIAN


116/149

PENYELESAIAN

Daya output adalah :

Kecepatan sinkron :

Slip per-unit :

rpmP

fn ss 1800

4

60120120

1.01800

16201800

s

ms

n

nns

WxHPPo 14927462746

Daya yang dikonversikan :


117/149

Daya celah udara :

Daya yang dikonversikan :

W16526011492PPP rotoke

Ws

PP keAG 56,1835)1,01(

1562)1(

Rugi tembaga rotor :

Pcu2 = sPAG = 0.1x1835,56 = 183,556 W

Arus rotor :


118/149

Arus rotor :

AR

PIr

cuR 31,55

02,03556,183

32

SOAL 4


119/149

Diketahui motor induksi tiga phasahubungan Y, P=6, V=230 V, f=60 Hz,

Parameter :r1=0.5; r2=0.25;x1=0.75; x2=0.5; Xm=100;

Rc=500;Impedansi stator = 0.02+j0.06 ;

rotational loss=160 W

Tentukan : Arus stator, arus rotor, arus

magnetisasi, daya input, rugi tembagastator, rugi tembaga rotor, daya output,torsi pada shaft dan efisiensi saat ratedslip=2.5 %

PENYELESAIAN


120/149

PENYELESAIAN

Kecepatan sinkron :

rpm

P

fn ss 1800

4

60120120

rad/s5,18860

18002

60

2

ssn



121/149

jXm = j100

jx2=j0.5

r2/s

Rc=500

jx1=j0.75r1=0.5

oV 791321

inP1cuP

FEP

AGP

2cuP

rotP

kEP

oP

gZE2gZ

1Z

1I 2I

cI I

Rangkaian Ekivalen Motor

Berdasarkan rangkaian pada gambar, maka


122/149

Impedansi rotor efektif berdasar pada stator adalah :

g p g ,

Tegangan per-phasa adalah :

VV 79,1323

2301

W

oj

jjx

s

rZ

86.2012.105.010

5.0

025.0

25.02

22

Impedansi celah udara :


123/149

Maka :

o

o

mcg

j

ZjXRZ

37.8103.0

86.2012.10

1

100

1

500

1

11112

o

gZ 37.8709.9

p

Impedansi total :


124/149

Arus stator :

o

o

g

j

ZjxrZ

08,12335,10

73,8709,975,05,0

11

o

o

o

Z

VI 08.12849.12

08.12335.10

079.13211

Faktor daya :

)(978.0)08.12cos( laggingpf o

Daya input :


125/149

Rugi tembaga stator :

Tegangan Input :

W

IVPin

06,5006978,0849,122303

cos3 11

W7.2475,0849,123I3P2

1

2

1cu1 r

V

j

jxrIVE

o

o

71,376,124

)75,05,0()08,12849,12(79,132

)(11112

Arus Inti :


126/149

Arus magnetasi :

Arus eksitasi :

AR

EI o

o

c

c 71,325,0500

71,376,1242

AjjX

EI oo

m

71,93248,1100

71,376,1242

A

III

o

oo

cm

41,82272,1

)71,93248,1()71,325,0(

Arus rotor :


127/149

Rugi inti :

AIII

o

oo

m

57,6478,12)41,82272,1()08,12849,12(12

Arus rotor :

W75,9350025,03I3P 22cc cR

W

PPPP FECUinAG

66,4664

75,9365,24706,500061

Daya celah udara :

Rugi tembaga rotor :


128/149

Daya konversi :

Daya output :

W

rIPCU

78,116

25,0478,12332

2

2

22

WPPP cuAGke

88,454778,11666,46642

W

PPP mechkeo

88,4397

15088,4547

Efisiensi :


129/149

Torsi poros/shaft :

%9,87879,006,500688,4397 atau

PPin

oh

Nms

PT

s

oc 9,35

66,125)025.01(

88,4397

)1(

SOAL 5


130/149

Diketahui motor induksi tiga phasahubungan Y.

Parameter : r1=10 ; x1=25 ;

r2=3; x2=25 , Xm=75 Tentukan : breakdown slip dan torsi

maksimum pada motor.

PENYELESAIAN


131/149

Kecepatan sinkron :

rpm

P

fn ss 1800

4

60120120

rad/s5,18860

18002

60

2 ssn


R k i Eki l M t


132/149

jXm = j100

jx2=j0.5

r2/s

Rc=500

jx1=j0.75r1=0.5

oV 791321

inP1cuP

FEP

AGP

2cuP

rotP

kEP

oP

gZE2gZ

1Z

1I 2I

cI I

Rangkaian Ekivalen Motor

Berdasarkan rangkaian pada gambar, maka


133/149

Tegangan thevenin:

Tegangan per-phasa adalah :

VV 282.693

1201

o

o

m

mTh

j

j

Xxjr

XjVV

71.5704.51

)7525(10

9075282.69

)( 11

1

Impedansi thevenin :


134/149

Maka :

o

m

mTh

j

jj

Xxjr

XjxrjZ

91.73094.20

)7525(10

75)2510(

)(

)(

11

11

WW 307.19569.5 ThTh XdanR

Breakdown (optimum) slip :2r

s


135/149

Torsi Maksimum:

067,0

)25307,19(569,5

3

)(

22

2

2

2

XXRs

ThTh

b

Nm

XXRR

VT

ThThThs

The

424,0)25307,19(569,5569,55,1882

3

)(2

3

22

2

2

2

2

SOAL 6


136/149

Diketahui motor induksi tiga-fasa, 100HP,

V=440 V, P=8, f=60 Hz,

impedansi rotor= 0.02 + j 0.08 Wperfasa.

Tentukan : Kecepatan saat torsi motor

maksimum dan resistansi eksternalyang harus ditambahkan secara seripada rotor jika torsi start dari motor

80 % dari nilai maksimum

PENYELESAIAN


137/149

Daya output :

W74600746100Po

rad/s248.9460

9002

60

2

9008

60120120

ss

ss

n

atau

rpmp

fn

Kecepatan sinkron :

Impedansi rotor :


138/149

Slip maksimum dapat diperolehdengan :

W

W

W

08.0

02.0

08.002.0

2

2

2

X

R

jZ

25.008.0

02.0

2

2 X

RSb

Kecepatan motor saat torsi maksimum adalah :


139/149

rpm675

900)0.25(-900

ns-nn rsr

Torsi motor maksimum diperoleh :

Nm

s

PT

s

maks

372.1055

248.94)25.01(

74600

)1(

0

Penambahan tahanan luar (r) saat motor jalan

d t i t t 80% d i il i k i d l h


140/149

pada torsi start 80% dari nilai maksimum adalah :

004432,0984,08,0

064,08,0016,000032,002,0

08,0

02,08,0))08,0()02,0(()02,0(

8,0))()(()(

8,0)()(

)(

2

2

22

2

22

2

2

22

2

2

2

2

2

2

2

rr

rrr

xrr

X

R

XrRrR

X

R

XrR

rR

Nilai tahanan luar yang dibutuhkan adalah :


141/149

W

W

0468,0

183,1

6,1

9091,0984,08,02

04432,08,04)984,0()984,0(

24

2

1

2.1

2

2

2,1

r

r

r

x

xx

aacbbr

Pengaturan Putaran


142/149

Pengaturan Putaran dapat dilakukan dengan :-. Mengubah jumlah kutub

-. Mengubah nilai frekuensi

-. Mengatur tegangan jala-jala

-. Mengatur tahanan luar

Pengaturan Putaran


143/149

Menjalankan Motor Induksi Tiga Phasa


144/149

Motor induksi tiga phasa dengan daya yangbesar tidak dapat dijalankan dengan caradihubungkan langsung ke sumber jala-jala.

Hal ini disebabkan karena, akan menyeraparus yang sangat besar yaitu mencapai 6 -8 kali

arus nominalnya. Hal ini disebabkan karena padasaat start besarnya slip pada motor induksiadalah sama dengan 1 (satu), sehingga disaat Slip = 1, tahanan rotor kecil.

Arus menjadi besar dan akan merusak motor itusendiri atau terganggunya sistem instalasitegangan akan Drop. Di mana Drop teganganini mengganggu kerja dari relay, kontaktor,nyala lampu, maupun peralatan elektronik dan

computer yang ada disekitarnya

Ada beberapa cara untuk mengurangibesarnya arus start antara lain adalah :


145/149

1. Primary resistor control2. Transformer control

3. Wey-Delta control

4. Part-winding start control

5. Electronic control

STARTING STAR/DELTA


146/149

Gambar. Hubungan Bintang Gambar. HubunganSegitiga

Kumparan stator saat pengawalan dalam hubungan bintang (), setelahmotor mencapai putaran nominal hubungan berubah menjadi delta ().Sehingga hubungan tegangan dan arusnya dapat dilihat sebagai berikut :

Tegangan , pada hubungan bintang (Y) tegangan pada kumparan mendapattegangan sebesar 1/ dari tegangan jala-jala , untuk hubungan delta().tegangan pada kumparan mendapat tegangan sama dengan tegangan

jala-jala.

U V W

X Y Z

U V W

Z X Y

STARTING STAR/DELTA


147/149


148/149


149/149

motor induksi ex.ppt

Documents