BAB II
MOTOR INDUKSI
2.1 Umum
Motor-motor listrik pada dasarnya digunakan sebagai sumber beban untuk
menjalankan alat-alat tertentu atau membantu manusia dalam menjalankan
pekerjaannya sehari-hari, terutama dalam bidang perindustrian. Motor listrik
memiliki beberapa klarifikasi berdasarkan pasokan input, konstruksi dan
mekanisme operasi seperti ditunjukan dapa gambar 2.1
Gambar 2.1Klarifikasi Motor Listrik
Karakteristik dari motor AC (alternating current) :
1. Perawatan dan perbaikan hampir tidak diperlukan.
2. Pada daya yang sama ukuran fisik lebih kecil daripada motor DC.
3. Lebih murah dibandingkan dengan motor DC.
Motor Listrik
Motorarusbolak-balik
4. Mampu berkerja pada kecepatan diatas kecepatan yang tertera pada
nameplate
5. Sederhana dan konstruksinya kuat.
Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama seperti
ditunjukan pada gambar 2.1
1. Motor induksi satu fasa. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator
beroperasi dengan pasokan daya satu fasa, memiliki sebuah rotor sangkar
tupai dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh
ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam
peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering
pakaian dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
2. Motor induksi tiga fasa. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh
pasokan tiga fasa yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan
daya yang tinggi jenis rotor sangkar tupai atau rotor lilitan dan penyalaan
sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70 % motor di industri menggunakan
jenis ini sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik
dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.
Ada dua tipe rotor pada motor induksi tiga fasa yaitu :
1. Motor sangkar tupai ( squirrel-cage motor ).
2. Motor rotor lilitan ( wound-rotor motor ).
Pada Tugas Akhir ini penulis menggunakan motor induksi tiga fasa dan tipe
rotor sangkar tupai seperti ditunjukkan pada gambar 2.2. karena motor ini paling
Gambar 2.2 Motor Induski Rotor Sangkar Tupai
karakteristik motor sangkar tupai adalah sebagai berikut :
1. Rotor terdiri dari penghantar tembaga yang dipasangkan pada inti yang
solid dengan ujung-ujung yang dihubung singkat.
2. Kecepatan konstan.
3. Arus start yang besar diperlukan oleh motor menyebapkan tegangan
berfluktasi.
4. Arah putaran dapat dibalik dengan menukarkan dua dari tiga fasa daya
utama pada motor.
5. Faktor daya cendrung buruk untuk beban yang dikurangi.
6. Apabila tegangan diberikan pada lilitan stator dihasilkan medan magnet
putar yang menginduksikan tegangan pada rotor. Tegangan tersebut pada
gilirannya menimbulkan medan magnet. Medan rotor dan medan stator
cendrung saling tarik menarik satu sama lain. Situasi tersebut
membangkitkan torka yang memutar rotor dengan arah yang sama dengan
2.2 Konstruksi
Secara umum motor induksi terdiri dari rotor dan stator. Rotor merupakan
bagian yang bergerak, sedangkan stator yang diam. Diantara stator dengan rotor
ada celah udara (gap) yang jaraknya sangat kecil. Konstruksi motor induksi dapat
dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 . Konstruksi Motor Induksi
Komponen stator adalah bagian terluar dari motor yang merupakan bagian
yang diam dan mengalirkan arus phasa. Stator terdiri dari susunan laminasi inti
yang memiliki alur (slot) yang menjadi tempat dudukan kumparan yang dililitkan
dan berbentuk silindris.
Motor induksi memiliki dua komponen yang utama,kedua komponen
tersebut adalah :
1. Stator (bagian yang diam)
2. Rotor (bagian yang bergerak)
Stator dihubungkan ke catu tegangan AC. Rotor tidak dihubugkan secara listrik ke
transformator. Oleh sebab itu, stator kadang-kadang dianggap sebagai primer dan
rotor sebagai sekunder motor.
2.2.1 Stator
Inti stator terbuat dari lapis-lapis pelat baja beralur yang didukung dalam
rangka stator yang terbuat dari besi tuang atau pelat baja yang di pabrikasi.
Lilitan-lilitan sama halnya dengan lilitan stator dari generator sinkron, diletakkan
dalam alur stator yang terpisah 120 derajat. Lilitan fasa ini bisa tersambung delta
ataupun bintang. Gambar 2.4 menunjukan konstruksi dari stator
(a) (b)
(c)
Gambar 2.4. komponen stator motor induksi tiga fasa
(a). lempengan inti
(b). tumpukan inti dengan kertas isolasi pada beberapa alurnya
2.2.2 Rotor
Rotor dari motor sangkar tupai adalah konstruksi dari inti berlapis dengan
konduktor dipasang paralel dengan poros dan mengelilingi permungkaan inti.
Konduktornya tidak terisolasi dari inti karena arus rotor secara alamiah akan
mengalir melalui tahanan yang paling kecil yaitu konduktor rotor. Pada setiap
unjung rotor, konduktor rotor semuanya dihubung singkat dengan cincin ujung .
konduktor rotor dan cincin ujung serupa dengan sangkar tupai yang berputar
sehingga dinamakan demikian gambar 2.5 menunjukkan kontruksinya rotor motor
induksi sangkar tupai.
(a) (b)
Gambar 2.5. konstruksi rotor motor induksi rotor sangkar
(a).tipikal roto sangkar
(b).bagian-bagian rotor sangkar
Batang rotor dan cincin ujung motor sangkar tupai yang lebih kecil adalah
coran tembaga atau aluminium dalam satu lempengan pada inti rotor. Dalam
motor yang lebih besar, batang rotor tidak dicor melainkan dibenamakan ke dalam
alur rotor dan kemudian dilas dengan kuat ke cincin ujung. Batang rotor motor
sangkar tupai tidak selalu ditempatkan paralel terhadap poros motor tetapi kerap
kali di miringkan. Hal ini menghasilkan torka yang lebih seragam dan juga
2.3 Medan Magnet Putar
Apabila belitan stator dihubungkan dengan catu daya tiga fasa maka akan
dihasilkan medan magnet yang berputar, medan magnet ini dibentuk oleh kutub –
kutubnya yang berada pada posisi yang tidak tetap pada stator tetapi berubah –
ubah mengelilingi stator. Adapun magnitud dari medan putar ini selalu tetap yaitu
sebesar 1.5 Φm dimana Φm adalah fluks yang disebabkan suatu fasa.
Untuk melihat bagaimana medan putar dibangkitkan, maka dapat diambil
contoh pada motor induksi tiga fasa dengan jumlah kutub dua. Dimana ke-tiga
fasanya R,S,T disuplai dengan sumber tegangan tiga fasa, dan arus pada fasa ini
ditunjukkan sebagai IR, IS, dan IT, maka fluks yang dihasilkan oleh arus – arus ini
adalah :
ΦR = Φm sin ωt………(2.1a)
ΦS = Φm sin (ωt – 1200)………..(2.1b)
ΦT = Φm sin (ωt – 2400 )………..(2.1c)
(a). arus tiga fasa yang seimbang (b).diagram phasor fluksi
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 2.6. medan putar pada motor induksi tiga fasa
(a). Pada keadaan 1 ( gambar 2. ), ωt = 0 ; arus dalam fasa R bernilai nol sedangkan besarnya arus pada fasa S dan fasa T memiliki nilai yang sama
dan arahnya berlawanan. Dalam keadaan seperti ini arus sedang mengalir
ke luar dari konduktor sebelah atas dan memasuki konduktor sebelah
bawah. Sementara resultan fluks yang dihasilkan memiliki besar yang
konstan yaitu sebesar 1,5 Φm
= 0 ; = sin (-1200) = - ;
Oleh karena itu resultan fluks, adalah jumlah phasoro dari dan -
sehingga resultan fluks, = 2 x cos 300 = 1,5
(b). Pada keadaan 2, arus bernilai maksimum negatif pada fasa S, sedangkan
pada R dan fasa T bernilai 0,5 maksimum pada fasa R dan fasa T, dan
pada saat ini ωt = 300,
Maka jumlah phasor ΦR dan - ΦT adalah = Φr’ = 2 x 0,5 Φm cos 60 = 0,5
Φm. Sehingga resultan fluks Φr = 0,5 Φm + Φm = 1,5 Φm.dari gambar diagram phasor tersebut dapat dilihat bahwa resultan fluks berpindah
sejauh 300 dari posisi pertama
(c). Pada keadaan 3, ωt = 60o, arus pada fasa R dan fasa T memiliki besar yang sama dan arahnya berlawanan ( 0,866 Φm ),
sin (-1800) = 0
dari gambar diagram phasor tersebut dapat dilihat bahwa resultan fluks
berpindah sejauh 600 dari posisi pertama
(d). Pada keadaan 4, ωt = 900, arus pada fasa R maksimum ( positif), dan arus pada fasa S dan fasa T = 0,5 Φm ,
Maka jumlah phasor - ΦT dan – ΦS adalah = Φr’ = 2 x 0,5 Φm cos 60 = 0,5 Φm. Sehingga resultan fluks Φr = 0,5 Φm + Φm = 1,5 Φm. Dari gambar diagram phasor tersebut dapat dilihat bahwa resultan fluks
berpindah 900 dari posisi pertama
2.4 Kecepatan Medan Magnet Putar
Dalam lilitan dua kutub pada gambar 2.6, medan membuat satu putaran
penuh dalam satu siklus arus. Dalam lilitan empat kutub yang mana setiap fasa
mempunyai dua grup kumparan terpisah yang dihubungkan seri, dapat
ditunjukkan bahwa medan magnet putar membuat satu putaran dalam dua siklus
arus. Dalam lilitan enam kutub, medan membuat satu putaran dalam tiga siklus
Siklus = x putaran
Atau
Siklus per detik = x putaran per detik
Oleh karena putaran per detik sama dengan putaran per menit, putaran (n) dibagi
60 dan banyaknya siklus per detik adalah frekuensi (f ), maka
f = x =
n
=kecepatan putar dari medan magnet putar disebut kecepatan sinkron atau
kecepatan stator dari motor.
2.5 Prinsip Kerja
Berkerjanya motor induksi bergantung pada medan magnet putar yang
ditimbulkan dalam celah udara motor oleh arus stator. Lilitan stator tiga fasa di
lilitkan dengan lilitan fasanya berjarak 1200
Ada beberapa prinsip kerja motor induksi :
1. Apabila sumber tegangan 3 fasa dipasangkan pada lilitan stator
timbullah medan putar dengan kecepatan Ns =
f
2. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada
3. Akibat dari medan putar pada lilitan rotor timbul induksi gaya
gerak listrik (ggl).
4. Karena lilitan rotor merupakan rangkaian yang cukup tertutup, ggl
akan menghasilkan arus.
5. Adanya arus didalam medan magnet menimbulkan gaya pada
rotor.
6. Bila torka mulai yang dihasilkan oleh gaya pada rotor cukup besar
untuk memikul torka beban, rotor akan berputar searah dengan
medan putar stator
7. Seperti yang telah dijelaskan pada point 3 tegangan induksi timbul
karena terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar
stator, artinya agar tegangan terinduksi diperlukan adanya
perbedaan relative antara kecepatan medan putar stator (Ns) dengan
kecepatan berputar rotor (Nr).
8. Perbedaan kecepatan antara (Nr) dan (Ns) disebut slip dinyatakan
dengan
S = x 100
9. Bila (Nr) = (Ns), tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak
mengalir pada lilitan rotor, dengan demikian tidak dihasilkan torka.
Torka motor akan timbul apabila (Nr) lebih kecil dari (Ns).
10.Dilihat dari cara kerjanya motor induksi disebut juga sebagai motor
2.6 Frekuensi Rotor
Jika motor induksi 60 Hz dua kutub (kecepatan sinkron = 3600 rpm)
bekerja pada slip 5 %, slip dalam putaran setiap menitnya adalah 3600 x 0,05 atau
180 rpm. Ini berarti bahwa sepasang kutub stator melewati konduktor rotor
tertentu 180 kali setiap menit, atau tiga kali setiap detik. Jika sepasang kutub
bergerak melewati konduktor, satu siklus ggl diinduksikan dalam konduktor. Jadi
konduktor yang dikemukakan diatas akan menginduksikan ggl di dalamnya
dengan frekuensi rotor menjadi 60 Hz. Maka jelaslah bahwa frekuensi rotor
bergantung pada slip. Makin besar slip makin besar frekuensi rotor. Untuk setiap
harga slip, frekuensi roto (fr) sama dengan frekuensi stator (fs) dikalikan dengan
slip (S) yang dinyatakan dengan decimal atau
(fr) = S (fs)
Frekuensi rotor sangar berarti karena jika saja berubah maka reaktansi rotor (Xr =
2 fr Lr) juga berubah, berarti menpengaruhi karakteristik start maupun
2.7 Torsi pada motor induksi
Dari rangkaian ekivalen dan diagram aliran daya motor induksi tiga fasa yang
telah diperoleh sebelumnya dapat diturunkan suatu rumusan umum untuk torsi
induksi sebagai fungsi dari kecepatan. Torsi motor induksi diberikan oleh persamaan:
= ……….(2.2)
= ...(2.3)
Persamaan diatas sangat berguna, karena kecepatan sinkron selalu bernilai
konstan untuk tiap-tiap frekuensi dan jumlah kutub yang diberikan oleh motor.
Karena kecepatan sinkron selalu tetap, maka daya pada celah udara akan
menentukan besar torsi induksi pada motor. Untuk menentukan besarnya arus I2,
kemungkinan penyelesaian paling mudah dapat dilakukan dengan menentukan
rangkaian ekivalen thevenin, agar dapat menentukan rangkaian ekivalen thevenin
dari sisi input rangkaian ekivalen motor induksi, pertama-tama terminal X’s
dihubungkan buka (open-circuit) kemudian tegangan open-circuit diterminal
tersebut ditentukan. Untuk menentukan impedansi thevenin maka tegangan fasa
dihubung singkat (short circuit) dan Zeg ditentukan dengan melihat ke sisi dalam
terminal
Dari gambar diatas ditunjukkan bahwa terminal di open circuit untuk
mendapatkan tegangan ekivalen thevenin. Magnitud dari tegangan thevenin Vth
adalah :
=
………...(2.4)Karena reaktansi magnetic Xm >> X1 dan Xm >> R1, harga pendekatan dari
magnitud tegangan ekivalen thevenin :
V1 ………(2.5)
Gambar 2.8. Impedansi Ekivalen Thevenin pada Sisi Rangkaian Input
Gambar diatas menunjukkan tegangan input dihubung singkat. Impedansi
ekivalen thevenin dibentuk oleh impedansi paralel yang terdapat pada rangkaian
Impedansi Thevenin diberikan oleh :
= + = ………(2.6)
Karena Xm >> X1 dan Xm + X1 >> R1, tahanan reaktansi thevenin secara
X1
Gambar dibawah ini menunjukkan rangkaian ekivalen thevenin :
Gambar 2.9.Rangkaian Ekivalen Thevenin Motor Induksi
Dari gambar diatas arus I2 diberikan oleh :
Magnitud dari arus
………..(2.7)
=
3
;
= ………(2.8)Sedangkan torsi induksi pada rotor :
=
;
= ...(2.9)Gambar kurva torsi kecepatan (slip) pada motor induksi ditunjukkan pada gambar
Gambar 2.10. Karakteristik torsi – slip pada motor induksi
Sedangkan kurva torsi kecepatan motor induksi yang menunjukkan kecepatan
diluar daerah operasi normal terlihat pada gambara dibawah ini :
Gambar 2.11. Karakteristik torsi – putaran pada motor induksi pada berbagai
daerah operasi
Dari kedua kurva karakteristik torsi motor induksi diatas dapat diambil
1. Torsi motor induksi akan bernilai nol pada saat kecepatan sinkron
2. kurva torsi – kecepatan mendekati linear di antara beban nol dan
beban penuh. Dalam daerah ini, tahanan rotor jauh lebih besar dari
reaktansi rotor, oleh karena itu arus rotor, medan magnet rotor, dan
torsi induksi meningkat secara linear dengan peningkatan slip.
3. Akan terdapat torsi maksimum yang tak mungkin akan dapat
dilampaui. Torsi ini disebut juga dengan pull – out torque atau
break down torque, yang besarnya 2 – 3 kali torsi beban penuh dari
motor.
4. Torsi start pada motor sedikit lebih besar daripada torsi beban
penuhnya, oleh karena itu motor ini akan start dengan suatu beban
tertentu yang dapat disuplai pada daya penuh.
5. torsi pada motor akan memberikan harga slip yang bervariasi
sebagai harga kuadrat dari tegangan yang diberikan. Hal ini sangat
penting dalam membentuk pengaturan kecepatan dari motor.
6. jika rotor motor induksi digerakkan lebih cepat dari kecepatan
sinkron, kemudian arah dari torsi induksi di dalam mesin menjadi
terbalik dan mesin akan bekerja sebagai generator, yang
mengkonversikan daya mekanik menjadi daya elektrik.
7. jika motor induksi bergerak mundur relatif arah dari medan
magnet, torsi induksi mesin akan menghentikan mesin dengan
sangat cepat dan akan mencoba untuk berputar pada arah yang lain.
Karena pembalikan arah medan putar merupakan suatu aksi
digunakan sebagai suatu cara yang sangat cepat untuk
menghentikan motor induksi. Cara menghentikan motor seperti ini
disebut juga dengan plugging.
2.8 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi
Untuk menentukan rangkaian ekivalen dari motor induksi tiga phasa,
pertama-tama perhatikan keadaan stator.
Gambar 2.12. Rangkaian ekivalen stator
Besarnya tegangan terminal stator berbeda dengan ggl lawan sebesar jatuh
tegangan pada impedansi bocor stator, sehingga dinyatakan dengan persamaan
= + ( + j ) Volt………(2.10)
Dimana : = Tegangan terminal stator (Volt)
= ggl lawan yang dihasilkan oleh fluksi celah udara resultan (Volt)
= arus stator (Ampere)
X1 = reaktansi bocor stator (Ohm)
Kedua perhatikan rangkaian ekivalen pada rotor sebagai berikut :
Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen rotor
= R2 + R2 ( 1 )...(2.11)
Dari penjelasan mengenai rangkaian ekivalen pada stator dan rotor di atas,
maka dapat dibuat rangkaian ekivalen motor induksi tiga phasa pada
masing-masing phasanya.
Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen motor induksi dari sisi stator
Untuk mempermudah perhitungan dapat dilihat dari sisi stator,rangkaian ekivalen
2.15. Rangkaian ekivalen pendekatan motor induksi
Atau seperti gambar berikut :
2.16. Rangkaian ekivalen motor induksi tiga phasa
Dimana :
X’2 = X2
R’2 = R2
V1/ fasa = tegangan masuk motor / fasa
R1 = tahanan stator
X1 = reaktansi stator
R2 = tahanan rotor
X2 = reaktansi rotor
Rc = tahanan rangkaian magnetasi motor
= menggambarkan tahanan yang mewakili beban yang
merupakan fungsi dari S
Nilai parameter rangkaian ekivalen motor diperoleh dari hasil pengukuran
laboratorium. Contoh penggunaan rangkaian ekivalen ini misalnya untuk
menghitung efisiensi, daya keluaran dan lain-lain.
2.9 Slip
Perbedaan kecepatan putaran rotor (Nr) terhadap kecepatan medan putar
stator (Ns) disebut dengan slip. Berubahnya kecepatan motor dapat
mengakibatkan berubahnya besar lip 100 % pada saat start sampai 0 % pada saat
diam (Nr) = (Ns). karena terjadi slip maka kecepatan relative medan putar stator
terhadap putaran rotor adalah S x Ns. frekuensi tegangan yang terinduksi pada
rotor sebanding dengan putaran relative medan putar stator terhadap putaran rotor.
Hubungan antar frekuensi slip dapat dilihat dari persamaan berikut :
Bila f1= frekuensi
Ns = atau
f1 =
pada rotor berlaku hubungan f2 =
karena S = dan f1 =
maka f2 = f1. S
karena pada saat start S = 100 %, jadi f2 = f2
dengan demikian terlihat bahwa pada saat start dan rotor belum berputar,
frekuensi arus rotor sama dengan frekuensi arus stator. Dalam keadaan rotor
berputar, frekuensi arus rotor di pengaruhi oleh slip ( f2 = f1 . S ). Karena tegangan
induksi dan reaktansi kumparan rotor merupakan fungsi frekuensi, maka besarnya
juga di pengaruhi oleh slip.
E2 = 4,44. f2. N2 . m
E2 = Tegangan induksi pada saat rotor diam (start)
E2s = Tegangan induksi pada saat rotor berputar
N2 = Jumlah lilitan rotor
m = Fluks putaran maksimal
X2 = Reaktansi pada saat rotor diam (start)
X2s = Reaktansi pada saat rotor berputar
2.10 Daya Motor Induksi
Diagram aliran daya ditunjukkan pada gambar 2.10 untuk tipe motor
induksi dan sebagai gambaran dengan jelas bagaimana daya listrik yang disuplay
ke lilitan stator dirubah hingga menjadi daya mekanik pada rotor.
Daya input (Pin) pada lilitan stator = .V1.I1.cos , sebagian dari daya
input ini akan hilang atau berubah menjadi panas seperti pada inti stator dan
tembaga stator. Pada tembaga stator daya akan hilang kira-kira 3,5 % dan pada
inti stator daya akan hilang kira-kira 2,5 % dari daya input motor induksi. Sisia
tersebut kira-kira 94 % dan daya ini di transfer secara induksi melalui celah udara
ke lilitan rotor. Sebagian daya yang diterima rotor kira-kira 3,5 % akan hilang
atau berubah menjadi panas seperti pada tembaga rotor, sisa daya kira-kira 90,5 %
dari daya input motor induksi kemudian disini daya akan hilang lagi kira-kira 2 %
akibat adanya gesekan pada angin sehingga daya yang akan dikeluarkan menjadi
daya mekanik kira-kira 88,5 % Pada motor induksi, tidak ada sumber listrik yang
langsung terhubung ke rotor, sehingga daya yang melewati celah udara sama
dengan daya yang dimasukkan ke rotor. Daya total yang dimasukkan pada
kumparan stator (Pin) dirumuskan dengan
Pin=3V1I1co ...(2.12)
Dimana :
V1 = Tegangan sumber (Volt)
= Perbedaan sudut phasa antara arus masukan dengan tegangan
sumber
Sebelum daya ditransfer melalui celah udara, motor induksi mengalami
rugi-rugi berupa rugi-rugi tembaga stator (PSCL) dan rugi-rugi inti stator (PC).
Daya yang di transfer melalui celah udara (PAG) sama dengan penjumlahan
rugi-rugi tembaga rotor (PRCL) dan daya yang dikonversi (Pconv). Daya yang melalui
celah udara ini sering juga disebut sebagai daya input rotor.
PAG = PRCL + Pconv (Watt)...(2.13)
= 3(I’2)2 = 3(I’2)2 R’2 + 3(I’2)2 R’2 ...(2.14)
2.17. Diagram aliran daya motor induksi
Dimana :
- PSCL = rugi - rugi tembaga pada belitan stator (Watt)
- Pc = rugi - rugi inti pada stator (Watt)
- PAG = daya yang ditransfer melalui celah udara (Watt)
- PRCL = rugi — rugi tembaga pada belitan rotor (Watt)
- PSLL = stray losses (Watt)
- PCONV = daya mekanis keluaran (output) (Watt)
Hubungan antara rugi-rugi tembaga rotor dan daya mekanis dengan daya
masukan rotor dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
PRCL = 3 (I’2)2 R’2 = sPAG (watt)...(2.15)
Pconv = 3 (I’2)2 R’2 = (1 – s) sPAG (watt)...(2.16)
Dari gambar 8.1 dapat dilihat bahwa motor induksi juga mengalami
rugi-rugi gesek + angin (PG+A), sehingga daya mekanis keluaran sama dengan daya
yang dikonversi (PCONV) dikurangi rugi-rugi gesek + angin.
Pout = Pconv – PG+A
Secara umum, perbandingan komponen daya pada motor induksi dapat
dijabarkan dalam bentuk slip yaitu
PAG : PRCL : Pconv = 1 : s : 1 – s
2.11 Rugi-rugi dan Efisiensi Motor Induksi
Adapun rugi-rugi yang terdapat pada motor induksi dapat didefinisikan
dari persamaan-persamaan berikut :
Rugi tembaga stator
Pts = 3. . R1
Rugi inti
Rugi tembaga rotor
Ptr = 3. . R2
Atau Ptr = S. Pcu
Daya celah udara
Pcu = 3. .
Atau dari gambar 2.10 diatas
Pcu = Pin – Pts - Pi
Daya mekanik
Pmek = Pcu - Ptr
Pmek = 3. . - 3. . R2
Pmek = 3. .
Pmek = Ptr x
Sehingga daya keluaran
Pout = Pmek – Pag - Pb
Adapun efisiensi motor induksi
= Pts + Pi + Ptr + Pag + Pb
2.12 Jatuh Tegangan (Voltage Drop = Vd)
Jatuh tegangan adalah selisih antara tegangan ujung pengirim dan
tegangan ujung penerimaan, jatuh tegangan disebabkan oleh hambatan dan arus
pada saluran bolak-balik besarnya tergantung dari impedansi dan admitansi
saluran serta pada beban dan faktor daya. Jatuh tegangan dinyatakan dengan
rumus :
Vd = x 100 %
Dimana :
Vs = Tegangan ujung pengirim (volt)
Vr = Tegangan ujung penerima (volt)
Seperti kita ketahui PLN memproduksi tegangan listrik dengan nilai
nominal 220/380 volt tiga fasa dan pada frekuensi 50 Hz dan dalam bentuk
gelombang sinus. Besar tegangan listrik ini berbeda pada setiap Negara, sebagai
contoh di America tegangan jala-jalanya 110/60 Hz, dan lain-lain
Dalam penyedian tenaga listrik disyarakan suatu level standard tertentu
untuk menentukan kualitas tegangan pelayanan. Secara umum ada tiga hal yang
perlu dijaga kualitasnya :
1. Frekuensi (50 Hz)
2. Tegangan (220/380) volt ± 5%-10%
Dalam penyediaan tenaga listrik dilakukan penggolongan beban untuk
memenuhi keandalan dari sistem. Dengan bervariasinya karakteristik beban maka
perlu digolongkan berdasarkan faktor-faktor dominan. Misalnya
lingkungan/geografis. Pada kenyataannya tegangan listrik produk PLN bukanlah
tegangan sinus murni yang berkualitas sempurna.
Faktor-faktor yang mendasari bervariasinya tegangan sistem distribusi
adalah :
1. Konsumen pada umumnya memakai peralatan yang memerlukan
tegangan tertentu
2. Letak konsumen terbesar, sehingga jarak tiap konsumen dengan
titik pelayanan tidak sama
3. Pusat pelayanan tidak dapat diletakkan merata atau tersebar
Faktor-faktor diatas dapat menyebabkan tegangan yang diterima
konsumen tidak selalu sama. Konsumen yang letaknya jauh dari titik
pelayanan akan cenderung menerima tegangan relative lebih rendah
dibandingkan dengan konsumen yang letaknya decant dengan pusat
pelayanan.
2.13 Penjelasan Singkat Matlab
Matlab (matrix laboratory) adalah bahasa pemograman level tingkat tinggi
yang dikhususkan untuk komputasi teknis. Bahasa ini mengintergrasikan
kemampuan komputasi, visualisasi dan pemrograman dalam sebuah lingkungan
yang tunggal dan mudah digunakan. Matlab dikembangkan oleh MathWork Inc,
pada proyek LINSPACK dan EISPACK. Selanjutnya menjadi sebuah aplikasi
untuk komputasi matrix.
Simulink (simulation and Link) adalah merupakan salah satu dari fitur
yang ada pada matlab, simulink bekerja dengan menawarkan pemodelan, simulasi
dan analisis system dinamis pada sebuah lingkungan Graphical User Interface
(GUI) atau sebuah sarana interkasi antara operator dengan computer. Didalam
fitur simulink terdiri dari beberapa Blockset salah satunya yang digunakan untuk
pemodelan dan simulasi untuk system tenaga adalah Power System Blockset
(PSB).
Power System Blockset telah diganti ke Sim Power Systems. Sebagai
bagian dari keluarga Modeling Fisik, Sim Power System dan Sim Mechanics
