Motor AC Satu Phase dan Tiga Phase

Motor AC Satu Phase dan

Tiga Phase

Puji Iswandi

4211301025

POLITEKNIK NEGERI BATAM

BATAM

1. Landasan Teori

Pada era industri modern saat ini, kebutuhan terhadap alat produksi yang

tepat guna sangat diperlukan untuk dapat meningkatkan effesiensi waktu dan

biaya. Sebagian besar alat industri menggunakan tenaga listrik sebagai energi

penggerak utamanya, dan di berbagai perindustrian banyak menggunakan

mesin-mesin dengan penggerak uatamanya adalah Motor AC Phasa Satu. Yang

mana pada umumnya digunakan pada mesin produksi seperti mesin bubut,

mesin bor, dan sebagainya. Faktor yang menyebabkan hal tersebut karena

motor induksi memiliki beberapa kelebihan antara lain: harga lebih murah,

mudah dalam perawatan, konstruksi sederhana, tetapi motor induksi juga

memiliki kekurangan antara lain: motor induksi memiliki nilai slip (perbedaan

kecepatan putar medan stator terhadap kecepatan medan rotor) yang sangat

besar, dan motor induksi sulit dalam pengen-dalian kecepatan putarnya.

Berbagai jenis motor fase tunggal dibedakan oleh cara-cara yang mereka mulai.

Dibawah ini dalah jenis-jenis dari motor satu phasa sesuai dengan cara mereka

mulai :

1. Motor Split Phase (Motor Fase Sebelah)

Motor fase belah terdiri atas dua kumparan stator yaitu kumparan utama

dan kumparan bantu. Antara kumparan utama dan kumparan bantu

berbeda arus 90 derajat listrik Dibawah ini adalah gambar dari motor

fase sebelah :

Motor split-tahap ini juga dikenal sebagai induksi start / jalankan motor

induksi. Ia memiliki dua gulungan: memulai dan berliku utama. Awal

berliku dibuat dengan lebih kecil kabel mengukur dan ternyata lebih

sedikit, relatif terhadap utama berliku untuk menciptakan lebih banyak

perlawanan, sehingga menempatkan memulai berkelok-kelok's lapangan

pada sudut yang berbeda dibandingkan dengan utama belitan yang

menyebabkan motor mulai berputar. Itu utama berkelok-kelok, yang

merupakan kawat berat, menjaga motor menjalankan sisa waktu.

Dibawah ini adalah gambar dari rangkaian motor fase sebelah :

Gambar 2. Rangkaian Motor Fase Sebelah

Torsi mulai rendah, biasanya 100% menjadi 175% dari rate

torsi. Motor menarik tinggi mulai saat ini, sekitar 700% menjadi

1.000% dari nilai arus. Itu torsi maksimum yang dihasilkan berkisar

dari 250% sampai 350% dari torsi rate (lihat Gambar 9 untuk

torsi-kecepatan kurva). Baik untuk aplikasi motor split-fase termasuk kecil

penggiling, kipas kecil dan blower dan rendah lainnya mulai torsi

aplikasi dengan kebutuhan daya dari 1 / 201 / 3 hp. Hindari

menggunakan jenis motor di setiap aplikasi membutuhkan tinggi pada /

siklus harga off atau torsi tinggi.

2. Motor Capasitor (Motor Kapasitor)

Ini adalah motor split-fasa diubah dengan kapasitor diseri

dengan mulai berkelok-kelok untuk memberikan memulai

"mendorong." Seperti motor fase-split, motor kapasitor mulai juga

kapasitor ketika motor mencapai sekitar 75% dari nilai kecepatan.

Karena kapasitor berada dalam seri dengan sirkuit mulai, itu

menciptakan torsi lebih awal, biasanya 200% sampai 400% dari rate

torsi. Dan, saat ini mulai biasanya 450% menjadi 575% dari, saat ini

dinilai jauh lebih rendah daripada fase-split karena kabel yang lebih

besar pada sirkuit mulai. Lihat Gambar 7 untuk kurva torsi-kecepatan.

Sebuah versi modifikasi motor mulai kapasitor adalah resistensi mulai

motor. Dalam tipe motor, mulai kapasitor digantikan oleh resistor.

Perlawanan mulai motor digunakan dalam aplikasi mana torsi mulai

kebutuhan kurang dari yang diberikan oleh kapasitor mulai motor.

Selain biaya, motor ini tidak menawarkan keuntungan yang besar atas

motor mulai kapasitor.

Gambar 3. Rangkaian Motor Kapsitor Biasa

Mereka digunakan dalam berbagai aplikasi belt-drive seperti

konveyor kecil, blower besar dan pompa, serta sebagai banyak

drive atau diarahkan langsung-aplikasi.

3. Motor Kapasitor Permanen

Sebuah kapasitor split permanen (PSC) motor jenis menjalankan

permanen kapasitor dihubungkan secara seri dengan mulai berliku-liku.

Hal ini membuat seorang pembantu mulai berliku berliku setelah motor

mencapai kecepatan berjalan. Karena kapasitor dijalankan harus

dirancang untuk terus menerus digunakan, tidak dapat memberikan

rendah, dari 30% sampai 150% dari torsi rate. motor PSC telah rendah

mulai saat ini, biasanya kurang dari 200% dari nilai arus, membuat

mereka sangat baik untuk aplikasi dengan tempat tinggi / off siklus

harga. Lihat Gambar 7 untuk kurva torsi-kecepatan. Motor PSC

memiliki beberapa keunggulan. Motor desain dengan mudah dapat

diubah untuk digunakan dengan pengendali kecepatan. Mereka juga

dapat didesain untuk efisiensi optimum dan High-Power Factor (PF)

pada beban nilai. Mereka dianggap paling dapat diandalkan fase-tunggal

motor, terutama karena tidak beralih mulai sentrifugal adalah

diperlukan. Dibawah ini adalah gambar rangkaian motor kapasitor

permanaen/tetap, yaitu :

Gambar 4. Rangkaian Motor Permanen / Tetap

Tetap split-kapasitor motor memiliki berbagai aplikasi tergantung pada

desain. Ini termasuk fans, blower dengan kebutuhan rendah dan torsi

mulai terputus-putus bersepeda menggunakan, seperti penyesuaian

mekanisme, gerbang operator dan pembuka pintu garasi.

4. Motor Capasitor Star/Run

Motor ini memiliki kapasitor mulai ketik seri dengan bantu

berliku seperti motor mulai kapasitor untuk tinggi mulai torsi. Seperti

motor PSC itu, juga memiliki tipe menjalankan kapasitor yang ada di

seri dengan tambahan berliku setelah kapasitor mulai diaktifkan keluar

Gambar 5. Rangkaian Motor Kapasitor Star dan Run

Jenis motor dapat dirancang untuk menurunkan beban penuh arus dan

efisiensi yang lebih tinggi (lihat Gambar 9 untuk torquespeed kurva). motor ini

mahal karena untuk memulai dan menjalankan kapasitor, dan saklar

sentrifugal. Hal ini dapat menangani aplikasi terlalu menuntut untuk lain jenis

motor fase tunggal. Ini termasuk woodworking mesin, kompresor udara,

tekanan tinggi pompa air, pompa vakum dan torsi tinggi lainnya aplikasi yang

memerlukan 1-10 hp.

5. Shaded Pole Motor (Motor Bayangan Kutub)

Bayang-kutub motor hanya memiliki satu berliku utama dan tidak

mulai berliku. Memulai adalah dengan cara desain yang cincin loop tembaga

kontinu di sebagian kecil dari masing-masing kutub motor. Ini "warna" yang

sebagian kutub, menyebabkan medan magnet di daerah diarsir ketinggalan di

belakang lapangan di daerah unshaded. Itu reaksi dari dua bidang

mendapatkan poros berputar. Karena motor berbayang-tiang tidak memiliki

awal yang berkelok-kelok, mulai beralih atau kapasitor, itu adalah elektrik

sederhana dan murah. Juga, kecepatan dapat dikendalikan hanya dengan

memvariasikan tegangan, atau melalui multi-tap berliku. Mekanis,

pembangunan berbayang-kutub motor memungkinkan tinggi volume produksi.

mereka jauh lebih murah untuk menggantikan daripada perbaikan. Di bawah

ini adalah gambar rangkaian dari shaded pole motor, yaitu :

Gambar 6. Rangkaian Shaded Pole Motor

Motor berbayang-kutub memiliki banyak fitur yang positif tetapi juga

memiliki beberapa kelemahan. Ini rendah mulai torsi biasanya 25% sampai

75% dari nilai torsi. Hal ini motor slip tinggi dengan kecepatan berjalan 7%

sampai 10% di bawah kecepatan sinkron. Secara umum, efisiensi motor jenis

ini sangat rendah (di bawah 20%). Setelan biaya rendah awal motor

berbayang-tiang untuk rendah daya kuda atau aplikasi tugas ringan. Mungkin

terbesar mereka digunakan adalah multi-kecepatan kipas untuk penggunaan

rumah tangga. Tapi torsi rendah, efisiensi rendah dan kurang kokoh mekanik

fitur membuat motor berbayang-kutub tidak praktis untuk sebagian besar

industri atau komersial penggunaan, di mana tingkat yang lebih tinggi atau

siklus tugas kontinu norma.

Motor induksi tiga fasa merupakan motor elektrik yang paling banyak

digunakan dalam dunia industri. Salah satu kelemahan motor induksi yaitu memiliki

beberapa karakteristik parameter yang tidak linier, terutama resistansi rotor yang

memiliki nilai yang bervariasi untuk kondisi operasi yang berbeda, sehingga tidak

dapat mempertahankan kecepatannya secara konstan bila terjadi perubahan beban.

Oleh karena itu untuk mendapatkan kecepatan yang konstan dan peformansi sistem

yang lebih baik terhadap perubahan beban dibutuhkan suatu pengontrol. Motor

induksi 3 fasa adalah alat penggerak yang paling banyak digunakan dalam dunia

kokoh, harganya relatif murah, serta perawatannya yang mudah, sehingga motor

induksi mulai menggeser penggunaan motor DC pada industri. Motor induksi

memiliki beberapa parameter yang bersifat non-linier, terutama resistansi rotor, yang

memiliki nilai bervariasi untuk kondisi operasi yang berbeda. Hal ini yang

menyebabkan pengaturan pada motor induksi lebih rumit dibandingkan dengan motor

DC. Salah satu kelemahan dari motor induksi adalah tidak mampu mempertahankan

kecepatannya dengan konstan bila terjadi perubahan beban. Apabila terjadi

perubahan beban maka kecepatan motor induksi akan menurun. Untuk mendapatkan

kecepatan konstan serta memperbaiki kinerja motor induksi terhadap perubahan

beban, maka dibutuhkan suatu pengontrol. Penggunaan motor induksi tiga fasa di

beberapa industri membutuhkan performansi yang tinggi dari motor induksi untuk

dapat mempertahankan kecepatannya walaupun terjadi perubahan beban. Salah satu

contoh aplikasi motor induksi yaitu pada industri kertas. Pada industri kertas ini

untuk menghasilkan produk dengan kualitas yang baik, dimana ketebalan kertas yang

dihasilkan dapat merata membutuhkan ketelitian dan kecepatan yang konstan dari

motor penggeraknya, sedangkan pada motor induksi yang digunakan dapat terjadi

perubahan beban yang besar. Beberapa penelitian pengaturan kecepatan motor induksi

yang telah dilakukan antara lain oleh Brian heber, Longya Xu dan Yifan tang (1997)

menggunakan kontroller logika fuzzy untuk memperbaiki performansi kontroller PID

pada pengaturan kecepatan motor induksi. Demikian juga penelitian yang dilakukan

oleh Mohammed dkk(2000) mengembangkan kontroller fuzzy yang digunakan untuk

menala parameter PI. Kontroller fuzzy juga dikembangkan pada penelitian yang

dilakukan Chekkouri MR dkk (2002) dan Lakhdar M & Katia K (2004) dengan

melengkapi mekanisme adaptasi pada kontroller fuzzy pada pengaturan motor

induksi. Pada penelitian ini dirancang suatu pengaturan kecepatan motor induksi 3

fasa dengan menggunakan pengontrol adaptif fuzzy. Dengan adanya pengaturan

kecepatan ini diharapkan kecepatan motor induksi dapat konstan sesuai yang

diinginkan, walaupun mendapat perubahan beban, sehingga menghasilkan

performansi motor induksi yang tinggi .

2. Prinsip Kerja

Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana

pada motor AC tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang

yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada motor satu fasa memiliki dua belitan

stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2),

lihat gambar1.

Gambar 7. Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan magnet Bantu Motor Satu fasa

Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga

memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga

berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya

lebih besar dibanding impedansi belitan utama. Grafik arus belitan bantu ( I bantu )

dan arus belitan utama ( I utama ) berbeda fasa sebesar φ, hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini

menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan arus bantu.

Gambar 8. grafik Gelombang arus medan bantu dan arus medan utama

Gambar 9. Medan magnet pada Stator Motor satu fasa

Belitan bantu Z1-Z2 pertama dialiri arus Ibantu menghasilkan fluks magnet

Φtegak lurus, beberapa saat kemudian belitan utama U1-U2 dialiri arus utamaIutama. yang bernilai positip. Hasilnya adalah medan magnet yang bergesersebesar 45°

dengan arah berlawanan jarum jam. Kejadian ini berlangsung terussampai satu siklus

sinusoida, sehingga menghasilkan medan magnet yang berputarpada belitan statornya.

Rotor motor satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu

berbentukbatang-batang kawat yang ujung-ujungnya dihubung singkatkan dan menyerupaibentuk

Gambar 10. Rotor sangkar

Belitan rotor yang dipotong oleh medan putar stator, menghasilkan teganganinduksi,

interaksi antara medan putar stator dan medan magnet rotor akanmenghasilkan torsi

putar pada rotor.

Motor induksi merupakan motor arus bolak balik (ac) yang paling luas

penggunaannya. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini

bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai

akibat adanya perbedaan relative antara putaran rotor dengan medan putar (rotating

magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator.

Belitan stator yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan tiga fasa akan

menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron (ns = 120f/2p).

Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor,

sehingga terinduksi arus; dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut

berputar mengikuti medan putar stator. Perbedaan putaran relative antara stator dan

rotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara

medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi , bila beban

motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun. Dikenal dua tipe motor induksi

yaitu motor induksi dengan rotor belitan dan rotor sangkar.

Sebelum kita membahas bagaimana rotating magnetic field (medan putar)

menyebabkan sebuah motor berputar, marilah kita tinjau bagaimana medan putar ini

dihasilkan. Gambar berikut menunjukkan sebuah stator tiga fasa dengan suplai arus

masing-masing fasa dililitkan dalam arah yang sama. Sepanjang waktu, medan magnet yang

dihasilkan oleh setiap fasa akan tergantung kepada arus yang mengalir melalui fasa

tersebut. Jika arus listrik yang melalui fasa tersebut adalah nol (zero), maka medan

magnet yang dihasilkan akan nol pula. Jika arus mengalir dengan harga maksimum,

maka medan magnet berada pada harga maksimum pula. Karena arus yang mengalir

pada system tiga fasa mempunyai perbedaan 120o_{, maka medan magnet yang}

dihasilkan juga akan mempunyai perbedaan sudut sebesar 120o _pula.

Ketiga medan magnet yang dihasilkan akan membentuk satu medan, yang

akan beraksi terhadap rotor. Untuk motor induksi, sebuah medan magnet

diinduksikan kepada rotor sesuai dengan polaritas medan magnet pada stator.

Karenanya, begitu medan magnet stator berputar, maka rotor juga berputar agar

bersesuaian dengan medan magnet stator.

Gambar 11. Motor 3 fasa

Pada sepanjang waktu, medan magnet dari masing-masing fasa

bergabung untuk menghasilkan medan magnet yang posisinya bergeser

hingga beberapa derajat. Pada akhir satu siklus arus bolak balik, medan

magnet tersebut telah bergeser hingga 360o, atau satu putaran. Dan karena

rotor juga mempunyai medan magnet berlawanan arah yang diinduksikan

kepadanya, rotor juga akan berputar hingga satu putaran. Penjelasan

dijelaskan pada gambar di bawah dengan “menghentikan” medan tersebut pada enam posisi. Tiga posisi ditandai dengan interval 60o pada gelombang

sinus yang mewakili arus yang mengalir pada tiga fasa A,B, dan C. Jika arus

mengalir dalam suatu fasa adalah positif, medan magnet akan menimbulkan

kutub utara pada kutub stator yang ditandai dengan A’, B’, dan C’.

3. Rangkaian Ekuivalen Motor Ac

Motor induksi satu fasa terdiri kumparan stator dan kumparan rotor.

Kumparan stator dan rotor masing-masing terdiri dari parameter resistansi

“R’, reaktansi “jX”dan lilitan penguat “N”. rangkaian ekivalen dari motor

induski satu fasa dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Nilai arus suber bolak-balik satu fasa dapat dirumuskan sebagai berikut :

I1 = IØ + I2’ Besarnya arus pemaknitan IØ yang timbul akibat adanya induksi yang terjadi antara

medan stator dan rotor adalah :

IØ = Ir + Im

Ggl yang dihasilkan akibat interaksi induksi medan magnet antara stator dan

rotor yang masing-masing sebesar E1 dan E2 adalah :

Gambar 13. Rangkaian pengganti motor induksi satu phase.

E1 = I2 (Rs +jXs)

Rr

E1 = I2 + jXr

Impedansi pada kumparan motor stator dan rotor masing-masing adalah : jXs = jws Ls jXr

= jwr Lr

Telah disebutkan sebelumnya bahwa motor induksi identik dengan sebuah

transformator, tentu saja dengan demikian rangkaian ekivalen motor induksi sama

dengan rangkaian ekivalen transformator. Perbedaan yang ada hanyalah, karena pada

kenyataannya bahwa kumparan rotor (kumparan sekunder pada transformator) dari

motor induksi berputar, yang mana berfungsi untuk menghasilkan daya mekanik.

Awal dari rangkaian ekivalen motor induksi dihasilkan dengan cara yang sama

sebagaimana halnya pada transformator. Semua parameter-parameter rangkaian

ekivalen yang akan dijelaskan berikut mempunyai nilai-nilai perfasa.

Rangkaian Ekivalen Stator

Gelombang fluks pada celah udara yang berputar dengan kecepatan sinkron

membangkitkan ggl lawan tiga fasa yang seimbang di dalam fasa-fasa stator.

Besarnya tegangan terminal stator berbeda dengan ggl lawan sebesar jatuh

tegangan pada impedansi bocor stator , sehingga dapat dinyatakan

dengan persamaan :

………(2.12)

dimana,

= tegangan terminal stator (Volt)

= arus stator (Ampere)

= tahanan efektif stator (Ohm)

= reaktansi bocor stator (Ohm)

Sebagaimana halnya pada transformator, arus stator terdiri dari dua komponen.

Komponen pertama adalah komponen beban yang akan menghasilkan fluks yang

akan melawan fluks yang dihasilkan oleh arus rotor. Komponen lainnya yaitu , arus

ini terbagi lagi menjadi dua komponen yaitu komponen rugi-rugi inti yang sefasa

dengan dan komponen magnetisasi yang menghasilkan fluks magnetik pada inti

dan celah udara yang tertinggal dari . Sehingga dapat dibuat rangkaian ekivalen

pada stator, seperti gambar 2.11 berikut ini.

R1 jX1

Gambar 14. Rangkaian Ekivalen Stator per-Fasa Motor Induksi

Rangkaian Ekivalen Rotor

Pada saat rotor dalam kondisi diam yaitu kondisi sesaat rotor sebelum bergerak atau pada saat rotor terkunci (locked-rotor), slip s = 1 dimana kecepatan rotor nr = 0,

karena seluruh belitan rotor dihubung-singkat, maka akan mengalir arus akibat ggl

induksi pada rotor. Sehingga dapat dituliskan persamaannya sebagai berikut :

……… (2.13) dan rangkaian ekivalen rotor perfasa dalam keadaan diam (s = 1) digambarkan

seperti gambar 2.12. di bawah ini.

Gambar 15. Rangkaian Ekivalen per-Fasa Rotor Motor Induksi Keadaan Diam dimana,

= arus rotor dalam keadaan diam (Ampere)

= ggl induksi rotor dalam keadaan diam (Volt)

= resistansi rotor (Ohm)

= reaktansi rotor dalam keadaan diam (Ohm)

Ketika rotor berputar, maka ggl rotor perfasa dan reaktansi rotor perfasa

masing-masingnya dipengaruhi oleh frekuensi (untuk dapat melihat persamaan

(2.7), sementara reaktansi rotor dapat dijelaskan dari persamaan di bawah ini dimana

nilainya tergantung dari induktansi dan frekuensi rotor.

=ωrL2=2πf2L2 ………. (2.14)

dengan f2 = sf,

maka = 2πsfL2

= s(2πfL2)

= sX2………(2.15)

Dengan demikian dan X2 nilainya bergantung terhadap slip s, sementara resistansi

rotor perfasa tidak dipengaruhi oleh frekuensi sehingga tidak tergantung terhadap 2

I

2

R

2

E jX2

nilai slip s. Sehingga dari persamaan (2.13) di atas dapat dibuat persamaannya

menjadi :

……… (2.16)

Dengan membagi pembilang dan penyebut pada persamaan (2.16) di atas dengan s,

maka

……… (2.17)

Perhatikan bahwa magnitud dan fasa dari pada persamaan (2.16) dan

(2.17) adalah sama. Namun demikian, terdapat sebuah perbedaan signifikan diantara

dua persamaan ini. Pada persamaan (2.16) ggl berada pada frekuensislip, ketika

dibagi dengan memberikan arus frekuensi-slip. Tetapi pada persamaan

(2.17), berada pada frekuensi-saluran ketika dibagi dengan +

memberikan arus frekuensi-saluran.

Nilai dari sekarang lebih besar dari R2 dikarenakan s memiliki nilai dalam bentuk

pecahan. Untuk itu, dapat dipecah menjadi sebuah bagian yang bernilai konstan R2

dan sebuah bagian yang variabel ( ), yaitu

……… (2.18)

Bagian pertama R2 merupakan tahanan rotor/fasa dan mewakilkan rugi tembaga (Cu

loss). Bagian kedua 1

−1 merupakan sebuah beban tahanan-

s

variabel. Daya yang dikirim ke beban ini mewakilkan daya mekanik keseluruhan

yang dibangun di rotor. Untuk itu beban mekanik pada motor dapat digantikan

dengan sebuah beban tahanan-variabel dengan nilai R2 1−1 . Ini diketahui

s

sebagai tahanan beban RL.

Dengan demikian persamaan (2.17) dapat dirubah menjadi :

……… (2.19)

Dari persamaan (2.16), (2.17) dan (2.19) di atas, maka dapat digambarkan rangkaian

ekivalen rotor seperti gambar 2.13. di bawah ini.

R2 jX

2

Gambar 15. Rangkaian Ekivalen Rotor per-Fasa

Keadaan Berputar pada Slip = s dimana (i)menyatakan persamaan 2.16, (ii)

menyatakan persamaan 2.17,(iii) menyatakan persamaan 2.19

Rangkaian Ekivalen Lengkap

Dari penjelasan mengenai rangkaian ekivalen pada stator dan rotor di atas, maka

dapat dibuat rangkaian ekivalen perfasa motor induksi dengan model transformator,

dengan rasio perbandingan ‘a’ antara stator dan rotor. Perhatikan gambar 2.14.

R1 jX1 a = N1/N2 jX 2

Gambar 16. Rangkaian Ekivalen Per-Fasa Motor Induksi Model Transformator

Untuk menghasilkan rangkaian ekivalen per-fasa akhir dari motor induksi, penting

untuk menyatakan bagian rotor dari model rangkaian ekivalen gambar 2.14 di atas

terhadap sisi stator. Pada transformator yang umum, tegangan, arus, dan impedansi

pada sisi sekunder, dapat dinyatakan terhadap sisi primer dengan menggunakan

rasio perbandingan belitan dari transformator tersebut. Dengan mengasumsikan

jenis rotor yang digunakan adalah jenis rotor belitan dan terhubung bintang ( Y ),

yang mana motor dengan rotor jenis ini sangat mirip dengan transformator, maka

kita dapat juga menyatakan sisi rotor terhadap sisi stator seperti halnya pada

transformator.

Jika rasio perbandingan efektif dari sebuah motor induksi adalah a (= N1/N2),

maka pentransformasian tegangan rotor terhadap sisi stator menjadi:

……… (2.21) dan untuk impedansi rotor :

……… (2.22a)

dengan penguraian lebih lanjut :

= a2 R2 ………. (2.22b) = a2 X2………. (2.22c)

Dari persamaan (2.18), (2.19), dan (2.22) di atas, maka dapat kita gambarkan

rangkaian ekivalen per-fasa motor induksi sebagai kelanjutan dari gambar 2.14,

dimana disini bagian rangkaian rotor telah dinyatakan terhadap bagian stator.

dimana adanya R2 1−1 menyatakan resistansi variabel sebagai analog listrik

s

dari beban mekanik variabel.

Gambar 17. Rangkaian Ekivalen per-Fasa Motor Induksi dengan Bagian

Rangkaian Rotor Dinyatakan Terhadap Sisi Stator

(a)dengan tahanan variabel R2' s

(b)dengan tahanan variabel R2' (1s −1) sebagai bentuk analog listrik dari

beban mekanik

Pada transformator, analisis rangkaian ekivalen dilakukan dengan

mengabaikan cabang pararel yang terdiri dari Rcdan Xm atau dengan memindahkan

cabang pararel ke terminal primer. Bagaimanapun, penyederhanaan ini tidak

diperbolehkan pada rangkaian ekivalen motor induksi. Ini disebabkan kenyataan

bahwa arus penguatan pada transformator bervariasi dari 2% sampai 6% dari arus

beban penuh dan per unit reaktansi bocor primer kecil. Tetapi pada motor induksi,

arus penguatan bervariasi dari 30% sampai 50% dari arus beban penuh dan per unit

reaktansi bocor stator adalah lebih tinggi. Dengan demikian kesalahan yang besar

akan terjadi dalam penentuan daya dan torsi, dalam hal cabang pararel diabaikan,

atau dihubungkan pada terminal stator.

Dibawah kondisi kerja normal pada tegangan dan frekuensi konstan, rugi

inti pada motor induksi biasanya juga konstan. Dalam pandangan pada kenyataan

ini, tahanan rugi inti Rc yang mewakili rugi inti motor, dapat dihilangkan dari

rangkaian ekivalen motor induksi pada gambar 2.15(b). Akan tetapi, untuk

menentukan daya poros atau torsi poros, rugi inti yang konstan harus diikutsertakan

dalam pertimbangan, bersama dengan gesekan, rugi-rugi beban buta (stray-load

losses) dan angin. Dengan penyederhanaan ini, maka dapat digambarkan rangkaian

Gambar 18. Rangkaian Ekivalen per-Fasa Motor Induksi dengan

Mengabaikan Rugi Inti

Kesimpulan

Pada era industri modern saat ini, kebutuhan terhadap alat produksi yang tepat

guna sangat diperlukan dapat meningkatkan efisiensi waktu dan biaya. Sebagian besar

alat industri dan rumah tangga menggunakan tenaga listrik sebagai energi penggerak

utamanya. Sebuah motor AC induksi satu fasa bergantung pada komponen listrik

tambahan untuk menghasilkan ini berputar medan magnetik. Dua set elektromagnet

dibentuk dalam setiap motor. Antara stator dan rotor, terdapat celah udara, melalui yang

karena induksi, energi tersebut dipindahkan dari stator ke rotor.

Daftar Pustaka

1. Mitra Hebat Teknik, Motor Listrik Satu Fasa,

http://maintenace.wordpress.com/2009/10/25/motor-listrik-ac-satu-fasa.

2. Dunia Listrik, Motor ListrikAC Satu Fasa, http://dunialistrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.html

3.

%20Electric%20motors%20(Bahasa%20Indonesia).pdf

4. http://insyaansori.blogspot.com/2013/04/motor-listrik-3-fasa.html

5. http://kk.mercubuana.ac.id/elearning/files_modul/13045-12-482468644196.pdf