Motor Induksi 3 Phasa. Awan Asmara Frima Nugroho Nandar Dyto Ellan S Siregar

Motor Induksi 3 Phasa

Awan Asmara Frima

Nugroho Nandar Dyto

Ellan S Siregar

Agenda

Overview

Konstruksi Motor 3 Phasa

Keuntungan

Kerugian

Rugi-rugi

Prinsip Kerja

Arah Putaran Motor Induksi

Karakteristik Motor Induksi

Perbedaan Rotor

Contoh Soal

Overview

Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang merubah energi listrik menjadi energi gerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dan mempunyai slip antara

medan stator dan medan rotor.

Motor induksi merupakan motor yang paling banyak kita jumpai dalam industri.

Konstruksi Motor 3 Phasa

Konstruksi Motor 3 Phasa

Stator

Bagian dari mesin yang tidak berputar dan terletak pada bagian luar. Dibuat dari besi bundar berlaminasi dan

mempunyai alur-alur sebagai tempat meletakkan kumparan

Konstruksi Motor 3 Phasa

Rotor Sangkar

Rotor Kumparan / Belit

Konstruksi Motor 3 Phasa

Konstruksi Motor 3 Phasa

Rotor Sangkar

Bagian dari mesin yang berputar bebas dan letaknya di

bagian dalam. Terbuat dari besi laminasi yang mempunyai slot dengan batang alumunium / tembaga.

Konstruksi Motor 3 Phasa

Rotor Kumparan

Kumparan dihubungkan bintang di bagian dalam dan ujung yang lain dihubungkan dengan slipring ke tahanan luar. Kumparan dapat dikembangkan menjadi pengaturan kecepatan putaran motor.

Pada kerja normal slipring hubung singkat secara

otomatis, sehingga rotor bekerja seperti rotor sangkar.

Perbedaan Rotor Sangkar dan Belit

Perbedaan mendasar dari rotor belit dengan rotor sangkar bajing adalah terdapat pada 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

Keuntungan Motor 3 Phasa

•

Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar.

•

Harganya relatif murah untuk industri dan kehandalannya tinggi.

•

Effisiensi relatif tinggi pada keadaan normal dan tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil.

•

Biaya pemeliharaan rendah.

Kerugian Motor 3 Phasa

•

Kecepatan tidak mudah dikontrol

•

Power faktor rendah pada beban ringan

•

Arus start biasanya 5 – 7 kali dari arus nominal

Rugi-Rugi Motor 3 Phasa

Rugi-rugi Tembaga

Rugi-rugi Inti

Rugi-rugi Gesekan

Rugi-rugi Hambatan Angin

Prinsip Kerja Motor

F = Gaya

B = Kerapatan fluks

I = Arus

L = Konduktor

Arus listrik (i) yang dialirkan di dalam suatu medan

magnet dengan kerapatan Fluks (B) akan menghasilkan suatu gaya (F).

Prinsip Kerja Motor

Nilai F dipengaruhi banyaknya lilitan

Prinsip Kerja 3 Phasa

Bila sumber tegangan tiga phasa dipasang pada kumparan stator, maka pada kumparan stator akan timbul medan putar dengan kecepatan :

P n_s 120 f

=

ns = kecepatan sinkron f = frekuensi sumber p = jumlah kutub

Prinsip Kerja 3 Phasa

Medan putar stator akan memotong konduktor yang terdapat pada sisi rotor, akibatnya pada kumparan rotor akan timbul tegangan induksi ( ggl ) sebesar :

φ

fN E

_2s

= 44 , 4

E = tegangan induksi ggl f = frekkuensi

N = banyak lilitan Q = fluks

Prinsip Kerja 3 Phasa

• Karena kumparan rotor merupakan kumparan rangkaian tertutup, maka tegangan induksi akan menghasilkan arus ( I ).

• Adanya arus dalam medan magnet akan menimbulkan gaya ( F ) pada rotor.

• 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.

Prinsip Kerja 3 Phasa

Untuk membangkitkan tegangan induksi E2s agar tetap ada, maka diperlukan adanya perbedaan relatif antara

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

Perbedaan antara kecepatan nr dengan ns disebut dengan slip ( S ) yang dinyatakan dengan persamaan:

% n 100

n S n

s r

s

− ×

=

Prinsip Kerja 3 Phasa

Jika ns = nr tegangan akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada rotor, dengan demikian tidak ada torsi yang dapat dihasilkan. Torsi suatu motor akan timbul apabila ns > nr.

Dilihat dari cara kerjanya motor tiga phasa disebut juga dengan motor tak serempak atau asinkron.

Arah Putaran Motor Induksi

Karakteristik Motor Induksi

Untuk mempersingkat perhitungan dan penjelasan maka dari Gambar karakteristik motor induksi dipilih kondisi- kondisi ekstrim yaitu :

Kondisi starting

Kondisi puncak

Kondisi beban nominal

Active Power Flow

 ROTOR POWER INPUT (RPI)

 ROTOR COPPER LOSS (RCL)

 ROTOR POWER DEVELOPED (RPD)

 OUT-PUT POWER

Active Power Flow

Menyatakan perbandingan daya output dengan daya input

in loos in

loos in

in out

P P P

P P

P

P − = −

=

= 1

η

Bila dinyatakan dalam persentase maka

% x 100

P P

in

=

out

η

 EFISIENSI (ηηηη)

Active Power Flow

 ROTOR COPPER LOSS (RCL)ROTOR COPPER LOSS (RCL)ROTOR COPPER LOSS (RCL)ROTOR COPPER LOSS (RCL)

R

R

R

I RCL =

²

s I R

RPI =

_R ^{2 R}

Hubungan Antara Rotor Power Input (RPI) dengan Rotor Copper Loss (RCL)

R

R

R

I sRPI =

²

RCL

sRPI = RCL = sRPI

Active Power Flow

 ROTOR POWER DEVELOPED

) 1 1

2

(

−

= I R s RPD

_{R R}

Hubungan Antara Rotor Power Input (RPI) dengan Rotor Power Developed (RPD)

1 )

2

(

s R s

I

RPD

_{R R}

−

=

) 1

(

2

s s R

RPD = I

^{R R}

−

s I R

RPI =

_R ^{2 R}

) 1

( s RPI

RPD = −

Active Power Flow

 MOTOR TORQUE

 Torsi poros (T_d) adalah torsi yang dibangkitkan di poros rotor yang dapat dinyatakan dengan persamaan:

R out d

T P

= ω

60

2

_r

r

π n

ω =

Dimana,

 ROTASIONAL LOSS (P_R)

 OUTPUT POWER (P_O) P_out = RPD - P_R

Rugi-rugi yang disebabkan oleh gesekan dan angin

Active Power Flow

 Torsi elektromekanik T_e adalah torsi yang dibangkitkan di celah udara yang dapat dinyatakan dengan

persamaan:

s e

T RPI

= ω

60 2

_s

s

π n ω ⁼

Bila rugi Protasional diabaikan maka T_d dapat dinyatakan dengan persamaan:

R d

T RPD

=

ω

Karakteristik Motor Induksi

• Motor kelas A

• Motor kelas B

• Motor kelas C

• Motor kelas D

Karakteristik Motor Induksi

Class

Class Maximum Maximum Allowed Allowed

Temperature Temperature

(*) (*)

A A 105 105 º º C C 221º 221 º F F

B B 130 130 º º C C 266 266 º º F F

F F 155 155 º º C C 311 311 º º F F

H H 180 180

^oo

C C 356 356

^oo

F F

Plat Nama Pada Motor Induksi

Contoh Soal 1

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

a) kecepatan sinkron dari medan magnet b) slip per unit

c) kecepatan rotor untuk sebuah hasil

beban yang dikurangi di slip s = 0,02

Contoh Soal 1

Diketahui : p = 6

f = 60 Hz

nr = 1140 rpm

a. Kecepatan Sinkron :

rpm x

p n

_s

f

6 1200 7200

6

60 120

120

=

=

=

=

Contoh Soal 1

b. Slip per unit :

% 5 05

, 1200 0

60

1200

1140 1200

atau n

n s n

s r s

=

=

= −

= −

Contoh Soal 1

c. kecepatan rotor untuk sebuah hasil beban yang dikurangi di slip s = 0,02

rpm x n

n

n n n

n s n

r

r

s r s

r s

1176

1200 )

02 , 0 1 (

1 1200 02

, 0

1

=

−

=

−

=

−

− =

=

Contoh Soal 2

Diketahui motor 3-phasa 50 Hz ns = 1200 r/min

Hitung frekuensi arus rotor saat : a. standstill (nr = 0 )

b. putaran motor sebesar 500 r/min searah

c. putaran motor sebesar 500 r/min tidak searah

d. putaran motor sebesar 2000 r/min searah

Contoh Soal 2

a. Ketika Standstill nr = 0 maka,

Frekuensinya

f₂ = sf = 1 x 50 = 50 Hz

Contoh Soal 2

b. Ketika Standstill nr = 500 maka,

Frekuensinya

f₂ = sf = 0.583 x 50 = 29 Hz

Contoh Soal 2

c. Ketika Standstill nr = -500 maka,

Frekuensinya

f₂ = sf = 1.417 x 50 = 71 Hz

Contoh Soal 2

d. Ketika Standstill nr = 2000 maka,

Frekuensinya

f₂ = sf = -0.667 x 50 = -33 Hz

Referensi

Seifer, Marc J., "Wizard, the Life and Times of Nikola Tesla," 1998. ISBN (HC), ISBN (SC)

Tesla's Autobiography, III. My Later Endeavors; The Discovery of the Rotating Magnetic Field

Abdurrahman, Sutedjo. “Motor Induksi Tiga Phasa”.

http://www.scribd.com/doc/11026244/Motor-

Induksi-Tiga-Phase