Upload
bima-richardo-sihombing
View
113
Download
10
Embed Size (px)
DESCRIPTION
teknik
Citation preview
MOTOR LISTRIKMOTOR LISTRIK (DTE 3121)(DTE 3121)
Secara umum motor listrik adalah : Secara umum motor listrik adalah : motor yang berfungsi untuk mengubah motor yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik energi listrik menjadi energi mekanik yang berupa tenaga putar.yang berupa tenaga putar.
Silabus :Silabus :
• Konstruksi, prinsip kerja dan belitan MI
• Torsi dan daya MI 3Ø
• Rugi daya MI
• Rangkaian Kesetaraan Motor Induksi
• Pengujian tanpa beban dan blok rotor
• Motor Induksi fase tunggal
• Karakteristik MI
Bahan Bacaan UtamaBahan Bacaan Utama
Mittal, A. and Mittle, V.N., 2004, Design of Electrical Machines, Standard Publishers Distributors.
Chapman, S.J., 1999, Electric Machinery Fundamentals, Mc Graw-Hill.
Theraja, B.L., 1997, A Text Book of Electrical Technology, S.chand & Company Ltd, Delhi.Wildi,
Theodero, 1997, Electrical Machines, Driver and Power System, Prentisce Hall, New Jersey.Stephen,
Fitzgerald, A.E., Kingsley, A.E., Umans, A.E., Achyanto, Djoko, 1986, Mesin-mesin Listrik, Erlangga, Jakarta.
Motor Listrik AC
Gambar 1. Contoh motor listrik AC
Berdasar prinsip kerjanya motor listrik Berdasar prinsip kerjanya motor listrik Alternating CurrentAlternating Current (AC) dibedakan menjadi : (AC) dibedakan menjadi :
• Motor Induksi atau Asinkron (Tak-Serempak)
• Motor Sinkron (Serempak)
Motor Induksi atau AsinkronMotor Induksi atau Asinkron (Tak-Serempak) (Tak-Serempak)
Ditinjau dari jumlah fasenya :
• Motor Induksi Fase Banyak
• Motor Induksi Fase Tunggal
Motor Sinkron (Serempak)Motor Sinkron (Serempak)
• Jenis medan berputar
• Jenis jangkar berputar
Motor InduksiMotor Induksi
Motor induksi dapat diidentikkan dengan transformator yang kumparan primernya sebagai kumparan stator, sedangkan kumparan sekundernya sebagai kumparan rotor.
Motor InduksiMotor Induksi
Motor induksi fese banyak (polyphase) banyak dipakai dikalangan industri, hal ini berkaitan dengan beberapa keuntungan
Keuntungan Motor Induksi Fase BanyakKeuntungan Motor Induksi Fase Banyak::
• Sangat sederhana dan daya tahan kuat (kususnya tipe sangkar)
• Harga relative murah dan perawatan mudah
• Efisiensi tinggi
Kerugian Motor InduksiKerugian Motor Induksi : :
• Kecepatan tidak dapat berubah tanpa pengorbanan efisiensi
• Kopel awal mutunya rendah dibanding dengan motor DC shunt.
Konstruksi Motor InduksiKonstruksi Motor Induksi
Bagian Stator
Pada bagian stator terdapat beberapa alur (slot) yang merupakan tempat kawat (konduktor) dari ketiga kumparan fasenya yang disebut kumparan stator.
Bagian Stator
Gambar 2. Bagian stator motor induksi tiga fase
Bagian RotorBagian Rotor
Bagian rotor merupakan bagian yang berputar.
Ada 2 jenis rotor motor induksi
a. Rotor Sangkar (Squirrel Cage)
Sebagian besar rotor motor induksi yang digunakan adalah jenis squirrel-cage (sangkar tupai)
Sketsa rotor sangkar tupai
Motor Induksi
Gambar 4. Rotor sangkar tupai buatan Siemens
Motor InduksiMotor Induksi
b. Rotor Lilit (wound-rotor)
Motor induksi rotor lilit umumnya dibuat jika memerlukan tahanan geser sewaktu motor mulai berjalan hingga pengaturan kecepatan putaran motor.
Motor Induksi
Gambar 5. Rotor lilit dengan cincin geser
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
Belitan stator yang dihubungkan dg sumber tegangan tiga fase, akan menghasilkan medan magnet yang berputar, sehingga kumparan stator berfungsi sebagai kumparan medan.
Prinsip Kerja Motor Induksi
Gambar 6. Stator dasar yang terhubung ke sumber tiga fase
Prinsip Kerja Motor Induksi
Gambar 7. Nilai sesaat arus dan posisi fluks pada Gambar 6
Nilai sesaat arus dan posisi fluksNilai sesaat arus dan posisi fluks
• Bentuk gelombang sinusoidal tiga fase di atas adalah terdapat di stator yang berasal dari pembangkit listrik.
• Pada rotor akan ikut berputar searah medan putar yang dihasilkan stator
Medan putar pada stator akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus pada rotor.
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
Rotor tidak memperoleh sumber arus tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relative antara putaran rotor dengan medan putar yang dihasilkan arus stator.
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
Perbedaan putaran relative antara putaran medan putar stator dan putaran rotor disebut slip (s)
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
Medan magnet putar stator ini akan memotong-motong batang-batang konduktor dari kumparan rotor yang mengakibatkan pada ujung-ujung dari masing-masing kumparan rotor timbul gaya-gerak listrik induksi sebesar :
Er = 4,44 f. Nr. Øm
Di mana :Er = tegangan induksi saat rotor start (Volt) f = frekuensi (Hz)Nr = jumlah kumparan rotorØm= fluks putar maksimum (Weber)
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
Dari gambar di atas terlihat bahwa ketiga ujung kumparan rotor dihubungkan dengan tiga cincin yang diisolasi satu terhadap yang lainnya. Melalui sikat yang menempel pada cincin tersebut, dihubungkan dengan resistor luar.
Gambar 8. Diagram skema motor induksi rotor lilit
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
Setelah gaya gerak listrik induksi Er pada motor timbul, ketiga jepitan dirangkai tertutup dan arus rotor Ir akan mengalir.
Dengan adanya arus Ir , yang terdapat di dalam medan magnet putar, maka pada rotor timbul gaya Lorentz (F) sebesar :
F = B.L.IDi mana : F = gaya Lorentz (Newton)B = kerapatan fluks (Weber/m2)L = panjang kumparan rotor (m)I = kuat arus rotor (ampere)
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
Jika jari-jari kumparan rotor sebesar r, maka pada rotor timbul momen putar sebesar :
σ = F.r (N.m)catatan : 1 N.m = 0,738 lb.ft
Bila kopel awal rotor yang dihasilkan oleh F cukup besar untuk melawan gesekan dan beban, maka rotor akan berputar searah dengan medan putar stator.
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
Adapun besar GGL kumparan rotor saat rotor berputar adalah :
Ers = 4,44 fr. Nr. Øm s
dengan s adalah slip
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
Timbulnya induksi rotor Ers, karena terpotongnya batang konduktor kumparan rotor oleh medan putar stator.
Artinya agar timbul tegangan induksi rotor Ers , diperlukan perbedaan relatif antara kecepatan putaran medan putar stator (Ns) dan kecepatan putar rotor (Nr).
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
Karena pada bagian rotor merupakan rangkaian tertutup, maka pada bagian rotor akan mengalir arus rotor.
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
• Aliran arus induksi dalam satu arah pada separoh konduktor rotor dan separohnya yang lain berlawanan arah.
• Hubung singkat pada ujung-unjung ring menjadi jalan arus pada rotor
Prinsip Kerja Motor Induksi
Gambar 8. Gerakan magnet yang memotong tangga penghantar
Torsi motor akan muncul akibat interaksi arus rotor dan medan putar magnetik sesuai kaidah tangan kanan.
Gambar 9. Prinsip kaidah Tangan Kanan untuk motor
Tujuan inti besi pada rotor adalah untuk mengurangi reluktans dan mengkonsentrasikan fluks magnet yang melalui penghantar rotor.
Gambar 10. Arah putaran medan dan rotor
SlipSlip
• Perbedaan kecepatan putar antara kecepatan putar medan stator Ns dan kecepatan mekanik rotor Nr , disebut kecepatan slip.
• Kecepatan Slip adalah : Ns – Nr
Slip
Dalam prosentase, slip (s) dinyatakan :
Dengan demikian kecepatan Slip dapat dinyatakan :
(Ns – Nr) = s Ns
%100
NNNs
rsS
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
• Pada saat kecepatan putar rotor sama dengan kecepatan medan putar stator, tegangan induksi rotor (Ers) tidak ada dan arus rotor Ir juga tidak timbul, sehingga kopel tidak dihasilkan.
Prinsip Kerja Motor InduksiPrinsip Kerja Motor Induksi
• Kopel akan timbul jika kecepatan putar rotor lebih kecil dari pada kecepatan medan putar stator.
• Karena itu motor induksi disebut juga motor asinkron (tak serempak).
• Bertambahnya beban motor akan memperbesar kopel, sehingga akan memperbesar arus induksi pada rotor, akibatnya slip nya bertambah besar.
Prinsip Kerja Motor Induksi
Kecepatan Putar Medan PutarKecepatan putar medan stator adalah kecepatan sinkron yang nilainya dipengaruhi oleh jumlah kutub motor dan besar frekuensi sumber.
dimana : Ns = kecepatan putar medan putar stator (rpm) f = frekuensi arus dan tegangan stator (Hz) p = banyaknya kutub (buah)
p
fN s
120
Prinsip Kerja Motor Induksi
1 2 3 4 5 6 7 8 910
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
U S U S U S
Gambar 11. Cara membentuk belitan 6 kutub
Frekuensi Rotor
Frekuensi yang dibangkitkan pada lilitan rotor adalah f2 , dimana :
120
).(2
pNrNsf
Frekuensi Stator
Sedangkan frekuensi medan putar stator adalah f1, dimana
1201
pNsf
dengan p adalah jumlah kutub (buah).
Frekuensi rotor thd stator
Dari persamaan di atas diperoleh persamaan berikut :
Ns
NrNs
f
f
1
2
12 fsf
Frekuensi rotor dan slipFrekuensi rotor dan slip
Besarnya slip berkisar antara 0% sampai dengan 100%.
Apabila slip = 0, maka kecepatan putaran rotor ( Nr ) akan sama dengan kecepatan medan putar stator (Ns).
Hal itu akan berbeda apabila rotor ditahan, maka slip = 1 sehingga putaran motor (Nr) = 0 dan f2 = f1
Frekuensi rotor dan slipFrekuensi rotor dan slip
Dari persamaan f2 = s x f1 , bahwa frekuensi rotor dipengaruhi oleh slip.
Hal itu disebabkan karena ggl induksi dan reaktansi pada rotor merupakan fungsi frekuensi.