PENGENALAN. Perkataan serta penjana. Motor. digunakan sebagai penerangan kerana. pembuatan. Penjana

(1)

BAB 1 BAB 1

MOTOR AU

(2)

PENGENALAN PENGENALAN

►►Perkataan Perkataan mesinmesin menunjukkanmenunjukkan kepadakepada motor motor serta

serta penjanapenjana. .

►►Motor Motor digunakandigunakan sebagaisebagai peneranganpenerangan keranakerana dalam

dalam aplikasiaplikasi industriindustri motor motor merupakanmerupakan penggerak

penggerak utamautama sesebuahsesebuah mesinmesin pembuatan

pembuatan..

►►PenjanaPenjana selalunyaselalunya digunakandigunakan untukuntuk menghasilkan

menghasilkan tenagatenaga elektrikelektrik semasasemasa bekalan

bekalan kuasakuasa terputusterputus..

(3)

APA MAKSUD MOTOR ?

APA MAKSUD PENJANA ?

(4)

PENGENALAN PENGENALAN

►►DEFINASI MOTORDEFINASI MOTOR –– BekalanBekalan diberikandiberikan oleholeh arusarus elektrikelektrik dandan iniini akanakan menghasilkanmenghasilkan

dayakilas

dayakilas untukuntuk memutarkanmemutarkan pergerakanpergerakan mekanikal

mekanikal jenisjenis putaranputaran..

►►DEFINASI PENJANADEFINASI PENJANA –– DipacuDipacu oleholeh mesinmesin jenis

jenis mekanikalmekanikal dandan akanakan menjanakanmenjanakan voltan

voltan yang yang menghasilkanmenghasilkan pengaliranpengaliran arusarus didi dalamdalam litarlitar elektrik.elektrik.

(5)

PENGENALAN PENGENALAN

PENGELASAN MOTOR JENIS AU PENGELASAN MOTOR JENIS AU

►► MERUJUK KEPADA PRINSIP OPERASIMERUJUK KEPADA PRINSIP OPERASI

 Motor Segerak Motor Segerak –– biasa, superbiasa, super

 Motor Tak Segerak Motor Tak Segerak

►► Motor Aruhan Motor Aruhan -- sangkar tupaisangkar tupai -- slip ringslip ring

►► Motor Commutator Motor Commutator -- siri (universal)siri (universal)

-- compensated (konduktif / compensated (konduktif / induktif)

induktif) -- piraupirau

-- repulsion (lurus)repulsion (lurus)

(6)

PENGENALAN PENGENALAN

PENGELASAN MOTOR JENIS AU PENGELASAN MOTOR JENIS AU

►► MERUJUK KEPADA KELAJUANMERUJUK KEPADA KELAJUAN

 Kelajuan tetapKelajuan tetap

 Kelajuan berubahKelajuan berubah--ubahubah

 Kelajuan boleh larasKelajuan boleh laras

►► MERUJUK KEPADA CIRI STRUKTUR MERUJUK KEPADA CIRI STRUKTUR BINAAN

BINAAN

 BukaBuka

 TutupTutup

 Separuh tutupSeparuh tutup

 Ventilated (mempunyai pengaliran udara)Ventilated (mempunyai pengaliran udara)

 Pipe ventilated (pengaliran udara jenis paip)Pipe ventilated (pengaliran udara jenis paip)

 Riverted frame eye (bingkai mata Riverted frame eye (bingkai mata jenisjenis rivet)rivet)

(7)

PENGENALAN PENGENALAN

►► KEGUNAANKEGUNAAN

1.1. motor au 1 motor au 1 fasafasa –– dalamdalam perkakasanperkakasan rumah

rumah..

2.2. motor au 3 motor au 3 fasafasa –– dalamdalam pampam, , kipaskipas, , pemampat

pemampat dlldll..

►► KEGUNAAN UMUMKEGUNAAN UMUM -- Motor au Motor au banyakbanyak digunakan

digunakan didi industriindustri disebabkandisebabkan mudahmudah untuk

untuk mendapatkanmendapatkan kuasakuasa au.au.

(8)

PENGENALAN PENGENALAN

►► PRINSIP AMPRINSIP AM Penukaran

Penukaran tenagatenaga elektrikelektrik kepadakepada tenagatenaga mekanikal

mekanikal berlakuberlaku dalamdalam bahagianbahagian putaranputaran motor. motor.

DiDi dalamdalam motor atmotor at –– t.et.e diperolehidiperolehi terusterus

((konduksikonduksi) ) kepadakepada armature armature melaluimelalui berusberus dandan penukartertib

penukartertib..

DiDi dalamdalam motor aumotor au –– rotor rotor tidaktidak menerimamenerima t.et.e secara

secara konduksikonduksi tetapitetapi secarasecara aruhanaruhan..

(9)

PENGENALAN PENGENALAN

►►Cara Cara aruhanaruhan ialahialah caracara bagaimanabagaimana pengubah

pengubah dapatdapat memperolehimemperolehi tenagatenaga padapada bahagian

bahagian sekundernyasekundernya daridari bahagianbahagian primer.

primer.

►►Motor Motor aruhanaruhan pelbagaipelbagai fasafasa merupakanmerupakan motor

motor terbanyakterbanyak digunakandigunakan didi dalamdalam industri

industri..

(10)

PENGENALAN PENGENALAN

►► KelebihanKelebihan

1.1. BinaanBinaan mudahmudah, , tahantahan lasaklasak sertaserta kukuhkukuh ((terutamaterutama motor motor sangkarsangkar tupaitupai))

2.2. HargaHarga murahmurah dandan keboleharapankeboleharapan tinggitinggi

3.3. KecekapanKecekapan tinggitinggi. . PadaPada keadaankeadaan normal, normal, tiada

tiada berusberus diperlukandiperlukan dandan akanakan kurangkankurangkan kehilangan

kehilangan geseran.geseran. 4.4. FaktorFaktor kuasakuasa baikbaik

5.5. PenyelenggaraanPenyelenggaraan minimumminimum

6.6. DapatDapat memulakanmemulakan putaranputaran daridari keadaankeadaan pegun

pegun dandan tidaktidak memerlukanmemerlukan pemulapemula motor motor tambahan

tambahan..

(11)

PENGENALAN PENGENALAN

►► KelemahanKelemahan

1.1. KelajuannyaKelajuannya tidaktidak bolehboleh diubahdiubah @ laras@ laras tanpatanpa mengorbankan

mengorbankan kecekapannyakecekapannya..

2.2. SamaSama sepertiseperti motor at jenismotor at jenis pirau. pirau. Kelajuannya

Kelajuannya menurunmenurun dengandengan bebanbeban yang yang menambah

menambah..

3.3. DayakilasDayakilas permulaannyapermulaannya adalahadalah lebihlebih rendahrendah berbanding

berbanding motor piraumotor pirau motor at.motor at.

(12)

MOTOR AU MOTOR AU

KELAJUAN SEGERAK KELAJUAN SEGERAK

►► Medan stator berputar pada kelajuan Medan stator berputar pada kelajuan yang dinamakan

yang dinamakan kelajuan segerakkelajuan segerak..

►► Kelajuan segerak bergantung kepada Kelajuan segerak bergantung kepada faktor

faktor::

1.1. FrekuensiFrekuensi arusarus bekalanbekalan 2.2. BilanganBilangan kutubkutub

3.3. AmplitudAmplitud voltanvoltan bekalanbekalan 4.4. AmplitudAmplitud voltanvoltan statorstator

5.5. SaizSaiz bebanbeban dandan kapasitorkapasitor @ @ aruhanaruhan

(13)

MOTOR AU MOTOR AU

►► PengiraanPengiraan

Ns =

Ns = 120 f120 f PP di mana

di mana

NsNs = kelajuan medan stator atau kelajuan = kelajuan medan stator atau kelajuan segerak (p.p.m / pusingan per minit) segerak (p.p.m / pusingan per minit) ff = frekuensi (Hz / Hertz)= frekuensi (Hz / Hertz)

PP = bilangan kutub magnetik yang dihasilkan = bilangan kutub magnetik yang dihasilkan oleh belitan tiga fasa

oleh belitan tiga fasa

(14)

MOTOR AU MOTOR AU

►►ContohContoh

Kirakan kelajuan segerak bagi motor aruhan Kirakan kelajuan segerak bagi motor aruhan

tiga fasa yang mempunyai

tiga fasa yang mempunyai 20 kutub20 kutub per fasa per fasa apabila ianya disambungkan kepada

apabila ianya disambungkan kepada 50 Hz50 Hz daripada sumber bekalan.

daripada sumber bekalan.

►►PenyelesaianPenyelesaian

NsNs == 120 f / P120 f / P == 120 x (50 / 20)120 x (50 / 20)

== 300 p.p.m300 p.p.m

(15)

MOTOR AU MOTOR AU

KEGELINCIRAN (SLIP KEGELINCIRAN (SLIP))

►►Perbezaan antara kelajuan stator dengan Perbezaan antara kelajuan stator dengan kelajuan rotor dipanggil gelinciran.

kelajuan rotor dipanggil gelinciran.

►►Ns merupakan kelajuan segerak bagi medan Ns merupakan kelajuan segerak bagi medan berputar bukannya kelajuan rotor. Rotor

berputar bukannya kelajuan rotor. Rotor sentiasa berputar pada kelajuan yang

sentiasa berputar pada kelajuan yang kurang sedikit dari kelajuan segerak kurang sedikit dari kelajuan segerak

sebanyak 2% hingga 5% dan bergantung sebanyak 2% hingga 5% dan bergantung kepada beban mekanik yang tersambung kepada beban mekanik yang tersambung

pada motor.

(16)

MOTOR AU MOTOR AU

►Pengiraan

S = Ns - Nr Ns di mana

S = gelinciran

Ns = kelajuan segerak (p.p.m) Nr = kelajuan rotor (p.p.m)

S=0 pada keadaan tanpa beban (rotor berputar pada kelajuan segerak

S=1 pada keadaan rotor pegun / diam / terkunci

(17)

MOTOR AU MOTOR AU

►

► ContohContoh

Motor aruhan

Motor aruhan 6 kutub6 kutub diuja oleh sumber bekalan tiga fasa, 60 Hzdiuja oleh sumber bekalan tiga fasa, 60 Hz. Jika . Jika kelajuan beban penuh adalah

kelajuan beban penuh adalah 1140 p.p.m1140 p.p.m, kirakan kegelinciran (, kirakan kegelinciran (slipslip).).

►

► PenyelesaianPenyelesaian

Kelajuan segerak motor :

Kelajuan segerak motor : NsNs = 120 f / P= 120 f / P

= 120 x (60 / 6)

= 1200 p.p.m

= 1200 p.p.m Perbezaan kelajuan kegelinciran

Perbezaan kelajuan kegelinciran : Ns : Ns -- Nr = 1200 –Nr = 1200 – 11401140

= 60 p.p.m

= 60 p.p.m Maka, kegelinciran (

Maka, kegelinciran (slipslip)) :: S = (Ns –S = (Ns – Nr) / NsNr) / Ns

= 60 / 1200

= 0.05 atau 5%

(18)

MOTOR AU MOTOR AU

FREKUENSI KEGELINCIRAN FREKUENSI KEGELINCIRAN

►► Semasa motor dihidupkan, arus mengalir dalam belitan Semasa motor dihidupkan, arus mengalir dalam belitan stator dan menghasilkan medan magnet yang berputar stator dan menghasilkan medan magnet yang berputar

pada kelajuan yang sama dengan kelajuan segerak.

►► Ketika rotor masih berada dalam keadaan pegun, medan Ketika rotor masih berada dalam keadaan pegun, medan magnet berputar pada kelajuan merentasi pengalir rotor magnet berputar pada kelajuan merentasi pengalir rotor dan menghasilkan daya gerak elektrik (d.g.e) serta arus dan menghasilkan daya gerak elektrik (d.g.e) serta arus

yang tinggi dalam pengalir rotor.

►► Frekuensi arus dan d.g.e rotor semasa rotor berkeadaan Frekuensi arus dan d.g.e rotor semasa rotor berkeadaan pegun adalah sama dengan frekuensi bekalan. Tetapi pegun adalah sama dengan frekuensi bekalan. Tetapi

apabila motor mula berputar dan semakin laju, nilai arus apabila motor mula berputar dan semakin laju, nilai arus dan d.g.e menjadi semakin rendah kerana arus dan d.g.e dan d.g.e menjadi semakin rendah kerana arus dan d.g.e

rotor mempunyai magnitud dan frekuensi yang berkadar rotor mempunyai magnitud dan frekuensi yang berkadar

dengan kelajuan relatif antara fluks magnet dan rotor.

(19)

MOTOR AU MOTOR AU

►

► Apabila rotor berputar pada kelajuan Nr (p.p.m), fluks stator akan Apabila rotor berputar pada kelajuan Nr (p.p.m), fluks stator akan berputar mengelilingi pengalir rotor pada kelajuan (Ns

berputar mengelilingi pengalir rotor pada kelajuan (Ns –– Nr) dan akan Nr) dan akan mengaruh d.g.e dalam rotor. Oleh itu frekuensi rotor dan arus ro

mengaruh d.g.e dalam rotor. Oleh itu frekuensi rotor dan arus rotor tor pada sebarang nilai kelajuan gelincir (Ns

pada sebarang nilai kelajuan gelincir (Ns –– Nr) adalah :Nr) adalah :

Ns Ns –– NrNr == 120 fr120 fr ------ (1)(1) PP

Oleh itu,

Oleh itu, frfr = = P P x (Ns x (Ns –– Nr) ---Nr) --- (2)(2) 120120

PP = = 120fs120fs ------ (3)(3) NsNs

Ganti (3) ke dalam (2), maka Ganti (3) ke dalam (2), maka

frfr == (Ns –(Ns – Nr)Nr) x 120 fsx 120 fs 120 Ns 120 Ns Oleh itu,

Oleh itu, frfr == SfsSfs ------ (4) (4) Ketika s = 1 , fr = fs

Ketika s = 1 , fr = fs

(20)

MOTOR AU MOTOR AU

►► Faktor gelinciran boleh digunakan untuk Faktor gelinciran boleh digunakan untuk

mendapatkan beberapa maklumat penting. Di mendapatkan beberapa maklumat penting. Di antaranya ialah :

antaranya ialah :

1.1. Frekuensi arus yang teraruh dalam rotor berubah Frekuensi arus yang teraruh dalam rotor berubah dengan berubahnya kelajuan rotor.

dengan berubahnya kelajuan rotor.

2.2. Lebih tinggi kelajuan rotor, semakin sedikit garisan Lebih tinggi kelajuan rotor, semakin sedikit garisan daya yang dipotong oleh pengalir rotor per unit masa.

daya yang dipotong oleh pengalir rotor per unit masa.

3.3. Frekuensi arus rotor berkurang apabila kelajuan rotor Frekuensi arus rotor berkurang apabila kelajuan rotor bertambah.

bertambah.

4.4. Frekuensi arus rotor boleh dikira dengan mendarab Frekuensi arus rotor boleh dikira dengan mendarab frekuensi stator bekalan dengan gelinciran.

frekuensi stator bekalan dengan gelinciran.

(21)

MOTOR AU MOTOR AU

►►PengiraanPengiraan

fr = S fs fr = S fs

di mana di mana

frfr -- ialah frekuensi arus rotorialah frekuensi arus rotor S -S - ialah gelinciranialah gelinciran

fsfs -- ialah frekuensi stator bekalan ialah frekuensi stator bekalan (biasanya 50 Hz)

(biasanya 50 Hz)

(22)

MOTOR AU MOTOR AU

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

►► Contoh 1Contoh 1

Motor aruhan

Motor aruhan 6 kutub6 kutub diuja oleh sumber diuja oleh sumber bekalan tiga fasa,

bekalan tiga fasa, 60 Hz60 Hz. Jika kelajuan . Jika kelajuan beban penuh adalah

beban penuh adalah 1140 p.p.m1140 p.p.m, kirakan , kirakan frekuensi kegelinciran.

frekuensi kegelinciran.

(23)

MOTOR AU MOTOR AU

►► PenyelesaianPenyelesaian

Kelajuan segerak motor :

Kelajuan segerak motor : NsNs = 120 f / P= 120 f / P

= 120 x (60 / 6)

=

= 1200 p.p.m1200 p.p.m Perbezaan kelajuan kegelinciran

Perbezaan kelajuan kegelinciran : Ns : Ns -- Nr = 1200 –Nr = 1200 – 11401140

= = 60 p.p.m60 p.p.m Kegelinciran (

Kegelinciran (slipslip)) :: S = (Ns –S = (Ns – Nr) / NsNr) / Ns

= 60 / 1200

= 0.05 atau 5%= 0.05 atau 5%

Maka frekuensi kegelinciran : Maka frekuensi kegelinciran :

frfr == S fsS fs

== 0.05 x 60 Hz0.05 x 60 Hz

== 3 Hz3 Hz

(24)

MOTOR AU MOTOR AU

►►Contoh 2Contoh 2

Sebuah motor aruhan 3 fasa, 350kw, 415V, Sebuah motor aruhan 3 fasa, 350kw, 415V, 50Hz50Hz mempunyai kelajuan beban penuh mempunyai kelajuan beban penuh

950 p.p.m

950 p.p.m . Jika motor berkenaan . Jika motor berkenaan mempunyai

mempunyai 6 kutub6 kutub, kirakan frekuensi arus , kirakan frekuensi arus rotor pada keadaan beban penuh.

rotor pada keadaan beban penuh.

(25)

MOTOR AU MOTOR AU

►► PenyelesaianPenyelesaian

NsNs = = 120f120f = 120 (50)= 120 (50)

pp 6 6

=

= 1000 p.p.m1000 p.p.m

SS == Ns Ns –– NrNr == 1000 1000 –– 950950

NsNs 10001000

= = 0.050.05

FrFr == S x FsS x Fs

== 0.05 x 500.05 x 50

= = 2.5 Hz2.5 Hz

(26)

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

1.1. KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN MENGUBAH VOLTAN

MENGUBAH VOLTAN

►► Apabila sumber voltan diubah, frekuensi adalah tetap Apabila sumber voltan diubah, frekuensi adalah tetap iaitu 50 Hz. Kelajuan boleh diubah dengan menukar iaitu 50 Hz. Kelajuan boleh diubah dengan menukar voltan yang dikenakan pada stator. Oleh kerana

voltan yang dikenakan pada stator. Oleh kerana

dayakilas berkadar terus dengan dua voltan bekalan dayakilas berkadar terus dengan dua voltan bekalan ( T motor

( T motor  V bekalan2 ), maka cara ini akan V bekalan2 ), maka cara ini akan

mengakibatkan motor tidak berupaya memacu beban mengakibatkan motor tidak berupaya memacu beban pada kelajuan rendah (dayakilas terlalu rendah).

pada kelajuan rendah (dayakilas terlalu rendah).

►► Walaubagaimanapun cara mengawal kelajuan Walaubagaimanapun cara mengawal kelajuan

menggunakan voltan bolehubah ini digunakan untuk menggunakan voltan bolehubah ini digunakan untuk mengawal motor

mengawal motor ““shaded poleshaded pole””, , ““permanentpermanent--splitsplit capasitor

capasitor--wound motorwound motor”” dan motor AU universal.dan motor AU universal.

(27)

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

2.2. KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DENGAN MENGUBAH FREKUENSI

MENGUBAH FREKUENSI

►► Apabila frekuensi diubah, voltan stator adalah tetap. Daya Apabila frekuensi diubah, voltan stator adalah tetap. Daya kilas maksima yang dihasilkan oleh motor tidak akan

kilas maksima yang dihasilkan oleh motor tidak akan

berkurang dengan kelajuan. Mengubah frekuensi voltan berkurang dengan kelajuan. Mengubah frekuensi voltan

stator akan menghasilkan kawalan kelajuan motor aruhan stator akan menghasilkan kawalan kelajuan motor aruhan

polifasa yang terbaik.

►► Asas kawalan kelajuan frekuensi bolehubah terdapat Asas kawalan kelajuan frekuensi bolehubah terdapat dalam tiga (3) bahagian iaitu :

dalam tiga (3) bahagian iaitu : a)a) motor tiga fasa.motor tiga fasa.

b)b) unit penukar kuasa (unit penukar kuasa (power conversion unitpower conversion unit)) c)c) stesen kawalan operator (stesen kawalan operator (operatoroperator’s control ’s control

station station) )

(28)

KAEDAH KAWALAN MOTOR AU KAEDAH KAWALAN MOTOR AU

3.KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DGN 3.KAEDAH KAWALAN MOTOR AU DGN

MENGUBAH BILANGAN KUTUB MENGUBAH BILANGAN KUTUB

►► Kelajuan bagi fluk berputar boleh dikurangkan Kelajuan bagi fluk berputar boleh dikurangkan

dengan menambah bilangan kutub. Kelajuan bagi dengan menambah bilangan kutub. Kelajuan bagi

medan berputar bergantung kepada frekuensi medan berputar bergantung kepada frekuensi

bekalan dan bilangan kutub pada stator.

►► Berdasarkan persamaan kelajuan segerak, Berdasarkan persamaan kelajuan segerak,

kelajuan segerak akan bertambah jika frekuensi kelajuan segerak akan bertambah jika frekuensi bertambah dan akan berkurangan jika bilangan bertambah dan akan berkurangan jika bilangan

kutub bertambah.

(29)

LATIHAN KENDIRI LATIHAN KENDIRI

1. a)

1. a) Kirakan kelajuan segerak bagi motor aruhan Kirakan kelajuan segerak bagi motor aruhan tiga (3) fasa, dua belas (12) kutub yang diuja tiga (3) fasa, dua belas (12) kutub yang diuja oleh 60Hz.

oleh 60Hz.

b) Kirakan kelajuan nominal (kelajuan rotor) jika b) Kirakan kelajuan nominal (kelajuan rotor) jika

kegelinciran pada beban penuh adalah 6%.

2.2. Sebuah motor aruhan 3-Sebuah motor aruhan 3-fasa, 50 Hz, 8 kutub, fasa, 50 Hz, 8 kutub, 415 V berkendali pada gelincir 5 %.Tentukan : 415 V berkendali pada gelincir 5 %.Tentukan :

a)a) kelajuan medan stator kelajuan medan stator b)b) kelajuan rotorkelajuan rotor

c)c) frekuensi rotorfrekuensi rotor

(30)

KUIZ 1 KUIZ 1

1.1. BerikanBerikan 3 3 perbandinganperbandingan didi antaraantara motor motor au au dandan motor at.motor at. (6 m)(6 m) 2.2. SebuahSebuah motor aruhanmotor aruhan 3 3 fasafasa, 50 Hz, 8 , 50 Hz, 8

kutub

kutub dandan 440 V 440 V berkendaliberkendali padapada gelincirgelincir 5%, 5%, kirakankirakan::

a)a) kelajuankelajuan medanmedan statorstator b)b) kelajuankelajuan nominalnominal

c)c) frekuensifrekuensi rotorrotor (6 m)(6 m)

3.3. NyatakanNyatakan 3 3 kaedahkaedah kawalankawalan motor au.motor au.

(3 m) (3 m)