Paper Synchronous Motor

TUGAS MAKALAH

TEKNIK TENAGA LISTRIK Semester Genap 2010/2011

Synchronous Motor

Dosen Pembimbing :

Chairul Hudaya, M.Eng.

Disusun oleh:

Cakra Wirabuana 0806365570

Febi Hadi Permana 0806365753

Handy Hermawan 0806365873

Ihin Solihin 0806365923

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS INDONESIA

2010

Makalah Teknik Tenaga Listrik

Universitas Indonesia 1

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena dengan berkah-Nya

sehingga penulis dapat merampungkan makalah yang berjudul ‘Synchronous Motor’ ini.

Makalah ini sendiri dikerjakan sebagai salah satu tugas dari mata kuliah Teknik

Tenaga Listrik. Makalah ini bersumber dari Buku-Buku referensi kuliah dan referensi dari

internet yang berhubungan dengan Synchronous Motor.

Makalah ini masih jauh dari sempurna, dan penulis menyadari bahwa makalah ini

mungkin masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat berterima kasih bila ada

koreksi yang bersifat membangun untuk penyempurnaan makalah ini dimasa mendatang.

Besar harapan penulis bahwa makalah ini dapat memberi manfaat kepada bangsa dan negara.

Amin...

April, 2010

Penulis



DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .............................................................................................................. 1

DAFTAR ISI ............................................................................................................................ 1i

BAB 1 PENDAHULUAN ....................................................................................................... 4

1.1 Latar Belakang ......................................................................................................... 4

1.2 Tujuan Penulisan ...................................................................................................... 5

1.4 Manfaat Penulisan .................................................................................................... 5

BAB 2 DASAR TEORI .......................................................................................................... 6

2.1 Pengertian Dasar Motor Sinkron ............................................................................ 6

2.2 Prinsip Kerja Motor Sinkron .................................................................................. 7

2.3 Keuntungan dari Motor Sinkron ............................................................................ 9

BAB 3 KONTRUKSI MOTOR SINKRON ....................................................................... 10

3.1 Karakteristik dan Fitur Motor Sinkron ............................................................... 10

3.2 Karakteristik dan Fitur Motor Sinkron ............................................................... 10

3.3 Detail dari Amortissseur Winding ........................................................................ 11

3.4 Sistem Tipe Brush Excitation ................................................................................ 12

BAB 4 Prinsip Motor Sinkron dan Power Factor ............................................................ 15

4.1 Syncronous Prinsiple ............................................................................................. 15

4.2 Power Factor ........................................................................................................... 16

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 19

5.1 Kesimpulan ............................................................................................................. 19

5.2 Saran ... .................................................................................................................... 19

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 20



ABSTAKSI

Motor sinkron (motor arus bolak-balik) adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah

energi listrik arus bolak-baik (AC) menjadi energi gerak atau mekanik berupa putaran rotor.

Motor arus bolak-balik terdiri dari dua bagian yaitu bagian yang diam (stator) dan bagian

yang bergerak (rotor).

Jika dibandingkan antara motor induksi dan motor sinkron, terdapat perbedaan yang

sangat prinsipil pada karakteristik berbeban pada kedua jenis motor ini. Pada motor induksi,

penambahan beban akan menyebabkan kecepatan putar motor akan berkurang. Berkurangnya

kecepatan mengurangi GGL lawan sehingga tambahan arus akan ditarik dari sumber untuk

menggerakkan beban yang bertambah agar kecepatan putar kembali seperti semula.

Pada motor sinkron, hal ini tidak terjadi karena ketika masih bekerja maka rotor motor

sinkron akan selalu terikat atau terkopel secara magnetis dengan medan putar dan dipaksa

untuk turut berputar dengan kecepatan sinkronnya. Dengan demikian, penambahan beban

tidak berpengaruh terhadap putaran motor. Namun jika penambahan beban melebihi batas

kekuatan kopel rotor dan medan putar stator maka rotor motor akan berhenti bekerja.

Dalam makalah ini akan dijelaskan tentang konsep dari motor sinkron, prinsip kerja

berikut dengan kelebihan dari Motor sinkron dibanding dengan motor induksi.



BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Motor arus bolak-balik (motor AC) adalah suatu mesin yang berfungsi untuk

mengubah energi listrik arus bolak-balik menjadi energi gerak atau energi mekanik berupa

putaran rotor. Salah satu jenis motor arus bolak-balik adalah motor sinkron/serempak tiga

phasa. Dikatakan motor sinkron tiga phasa karena motor ini beroperasi pada sumber tegangan

tiga phasa. Dan dikatakan motor sinkron karena putaran medan stator (medan putar) dan

putaran rotor serempak/sinkron.

Motor sinkron pada pengoperasiannya tidak dapat melakukan start awal (self starting),

oleh karena itu motor sinkron tiga phasa membutuhkan penggerak mula (prime mover) untuk

memutar medan pada stator sampai pada kecepatan putar medan putar stator.

Pada motor sinkron, perubahan beban tidak mempengaruhi kecepatan putar motor

karena ketika motor masih bekerja maka rotor akan selalu terikat atau terkopel secara

magnetis dengan medan putar dan dipaksa untuk berputar dengan kecepatan sinkronnya.

Karena demikian, motor sinkron biasanya digunakan pada sistem operasi yang membutuhkan

kecepatan konstan dengan beban yang berubah-ubah. Contohnya Rolling Mills, Mesin

Penghancur (Crusher), Pulp Grinders, Reciprocating Pump dan lain-lain.

Dengan demikian kita perlu mempelajari konsep dari motor sinkron, dimana motor

sinkron ini dapat menjadi suatu pilihan yang tepat untuk sistem operasi yang membutuhkan

kecepatan yang konstan dengan beban yang berubah-ubah.

Berdasarkan hal tersebut penulis akan menjelaskan konsep dari Motor Sinkron yang

merupakan Tugas dari Mata Kuliah Teknik Tenaga Listrik



1.2. Tujuan Penulisan

Makalah ini bertujuan untuk memberikan gambaran dan pengetahuan tentang konsep kerja

dari Motor Sinkron yang merupakan tugas dari Mata Kuliah Teknik Tenaga Listrik.

1.3. Manfaat Penulisan

Manfaat penulisan makalah ini adalah :

1. Menambah pengetahuan dan wawasan bagi penulis tentang motor sinkron tiga phasa

2. Memberikan informasi secara umum kepada pembaca tentang motor sinkron tiga phasa.



BAB 2

DASAR TEORI

2.1 Pengertian Dasar Synchronous Motor

Synchronous motor adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada kecepatan

sinkron, tanpa slip. Synchronous motor adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan

pada kecepatan sinkron, tanpa slip.

Motor sinkron merupakan motor arus bolak-balik ( AC ) yang penggunaannya

tidak seluas motor asinkron. Secara umum penggunaan motor sinkron difungsikan

sebagai generator, akan tetapi motor sinkron tetap digunakan oleh industri yang

membutuhkan ketelitian putaran dan putaran konstan.

Sebuah motor sinkron selalu beroperasi pada kecepatan konstan, pada kondisi

tidak berbeban. Tetapi apabila motor diberi beban, maka motor akan selalu akan

berusaha untuk tetap pada putaran konstan. Dan motor akan melepaskan kondisi

sinkronnya apabila beban yang ditanggung terlalau besar ( Torsi Pull-out ).

Motor sinkron memeiliki kekurangan didalam melakukan start dengan

sendirinya. Karena tidak memiliki torsi start awal, oleh karena itu motor sinkron

memerlukan beberapa alat bantu untuk membantu didalam start awal sehingga masuk

didalam kondisi sinkron.

Pada sebuah induksi motor, rotor harus memiliki slip. Kecepatan rotor harus

kurang atau terlambat dari perputaran fluks stator supaya arus diinduksikan ke rotor.

Jika induksi rotor motor tersebut itu bertujuan untuk mencapai kecepatan sinkron,

maka tidak ada garis gaya yang memotong melalui rotor, sehingga tidak ada arus yang

akan diinduksikan ke rotor dan tidak ada torsi yang akan dikembangkan.

Synchronous motor memiliki karakteristik sebagai berikut:

• Sebuah stator tiga fasa sama dengan motor induksi. Stator yang memiliki

tegangan menengah sering digunakan.

• Sebuah rotor yang bersinggungan (bidang yang berputar) yang memiliki

jumlah kutub yang sama sebagai statornya, dan dipasok oleh sumber

eksternal arus DC. Tipe brush dan brushless exciters digunakan untuk

memasok medan arus DC ke rotor. Arus pada rotor membentuk suatu



hubungan kutub magnetik Utara-Selatan pada kutub-kutub rotor, yang

memungkinkan rotor untuk “mengunci” dengan fluks stator yang berputar.

• Dimulai sebagai sebuah motor induksi. Rotor synchronous motor juga

mempunyai sebuah squirrel-cage winding yang dikenal sebagai

Amortisseur winding, yang berfungsi menghasilkan torsi untuk menyalakan

motor.

• Synchronous motor akan dijalankan pada kecepatan sinkron sesuai dengan

rumus:

Synchronous RPM =

Contoh: kecepatan dari suatu synchronous motor yang memiliki 24 kutub

dan bekerja pada frekuensi 60Hz adalah:

120 x 60 / 24 = 7200 / 24 = 300 RPM

2.1.1 Kontruksi Motor Sinkron

Motor sinkron juga memeilki dua bagian penting yaitu bagian stator yang meruapakan bagain

komponen diam, dan bagian rotor yang berfungsi sebagai komponen berputar, stator terdiri

dari inti besi dari bahan ferromagnet yang dibeliti dengan lilitan 3 fasa, lilitan 3 fasa ini sama

dengan lilitan 3 fasa pada rotor induksi.

Gambar 2.1 Kontruksi Motor Sinkron

Sumber : Tecowestinghouse, engine-type syncronous motor, 27 february 2007.

< http://www.tecowestinghouse.com/PDF/Syncronous.pdf>

120 x Frekuensi Banyak Kutub



Gambar 2.2 Rotor (a) Salient (b) Non-Salient/Cylindrical Structures

Rotor pada motor ada dua type yaitu salient pole ( menonjol ) dan non salient pole ( tidak

menonjol ) dan terdiri dari kutub menonjol yang juga dibeliti dengan lilitan untuk eksitasi DC

dari luar. Kumparan dari lilitan excitasi ini dihubungkan dengan slip ring untuk dihubungkan

dengan sumber eksitasi DC dari luar.

Motor sinkron selalu memerlukan arus eksitasi agar selalau dapat berjalan dengan sinkron,

arus eksitasi dapat digolongkan menjadi 3 jenis diantaranya :

• Eksitasi Dynamic, merupakan jenis eksitasi yang konvensional. Dimana arus eksitasi

diperoleh dari sebuah generator DC yang dihubungkan ke Rotor motor sinkron. Jenis

eksitasi ini memiliki kekurangan, yaitu bahwa generator DC merupakan beban

tambahan bagi motor. Kemudian sikat arang sebagai penghubung eksitasi menekan

slip ring yang menimbulkan rugi-rugi.



Gambar 2.3 Eksitasi Dynamic

• Eksitasi Statis, merupakan perkembangan dari eksitasi dinamis. Dimana alat ini

menggunakan penyearah elektronik ( Rectifier ), penyearah ini memerlukan sumber

teganagn input AC yang diambil dari sumber tegangan jala-jala. Karena exciter yang

digunakan tidak berputar seperti pada gambar eksitasi konvensional maka eksitasi

dapat dikatakan statis.

Gambar 2.4 Eksitasi Statis

• Eksitasi Brusless, pada prinsipnya brusless ini menggunakan generator AC kecil

sebagai ekciter. Pertama, arus DC diberikan pada stator, kemudian rotor pada exciter

akan menghasilkan arus AC yang kemudian diserahkan oleh rectifier yang juga ikut

berputar pada poros rotor motor sinkron.



Gambar 2.5 Eksitasi Brusless

Motor sinkron yang modern umumnya tidak menggunakan sikat untuk eksitasi luar tetapi

eksitasi diambil dari sebuah penyearah yang ikut berputar dan sebuah generator AC yang

kecil yang dihubungkan langsung pada poros dari motor sinkron tersebut. Prinsip ini sama

dengan yang digunakan pada generator modern yang menggunakan sistem eksitasi sendiri (

Brusless excitation ). Kontruksi untuk motor sinkron tanpa sikat ( Brusless excitation ) dapat

dilihat pada gambar 2.5

Rotor dan stator pada motor sinkron selalu mempunyai jumlah kutub yang sama dan seperti

pada motor induksi maka jumlah dari kutub ini menentukan kecepatan dari motor sinkron

yang hubungannya dapat dirumuskan dengan :

Dimana :

Ns = Kecepatan Motor ( r/min)

F = frekuensi sumber

P = jumlah kutub

2.1.2 Karakteristik Motor Sinkron

Terdapat beberapa sifat penting dari motor sinkron diantaranya adalah :

1. Motor sinkron dapat bekerja pada power factor yang berbeda-beda baik power factor

terlambat ( lagging ) atau power factor mendahului ( leading ) bila arus eksitasi

dirubah.



2. Motor sinkron tidak dapat start dengan sendirinya. Untuk start motor sinkron ini

memerlukan bantuan peralatan tambahan yang dapat membantu berputar hingga

mencapai kecepatan sinkron atau mendekati kecepatan sinkron hingga motor dapat

bekerja normal.

2.2 Prinsip Kerja Motor Sinkron

Motor sinkron serupa dengan motor induksi pada mana keduanya mempunyai belitan stator

yang menghasilkan medan putar. Tidak seperti motor induksi, motor sinkron dieksitasi oleh

sebuah sumber tegangan dc di luar mesin dan karenanya membutuhkan slip ring dan sikat

(brush) untuk memberikan arus kepada rotor. Pada motor sinkron, rotor terkunci dengan

medan putar dan berputar dengan kecepatan sinkron. Jika motor sinkron dibebani ke titik

dimana rotor ditarik keluar dari keserempakannya dengan medan putar, maka tidak ada torque

yang dihasilkan, dan motor akan berhenti. Motor sinkron bukanlah self-starting motor karena

torque hanya akan muncul ketika motor bekerja pada kecepatan sinkron; karenanya motor

memerlukan peralatan untuk membawanya kepada kecepatan sinkron.

Motor sinkron menggunakan rotor belitan. Jenis ini mempunyai kumparan yang ditempatkan

pada slot rotor. Slip ring dan sikat digunakan untuk mensuplai arus kepada rotor.

• Penyalaan Motor Sinkron

Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor dc pada satu sumbu. Ketika motor

mencapai kecepatan sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator. Motor dc saat ini

berfungsi sebagai generator dc dan memberikan eksitasi medan dc kepada rotor. Beban

sekarang boleh diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron seringkali dinyalakan dengan

menggunakan belitan sangkar tupai (squirrel-cage) yang dipasang di hadapan kutub rotor.

Motor kemudian dinyalakan seperti halnya motor induksi hingga mencapai –95% kecepatan

sinkron, saat mana arus searah diberikan, dan motor mencapai sinkronisasi. Torque yang

diperlukan untuk menarik motor hingga mencapai sinkronisasi disebut pull-in torque.

Seperti diketahui, rotor motor sinkron terkunci dengan medan putar dan harus terus beroperasi

pada kecepatan sinkron untuk semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa beban (no-load),



garis tengah kutub medan putar dan kutub medan dc berada dalam satu garis (gambar

dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan, ada pergeseran kutub rotor ke belakang,

relative terhadap kutub stator (gambar bagian b). Tidak ada perubahan kecepatan. Sudut

antara kutub rotor dan stator disebut sudut torque .

Prinsip kerja dari synchronous motor adalah sebagai berikut:

• Amortisseur pada rotor menghasilkan Memulai Torsi dan Mempercepat Torsi untuk

mempercepat synchronous motor.

• Ketika kecepatan motor mencapai sekitar 97% dari papan RPM, medan arus DC

diterapkan ke rotor untuk menghasilkan torsi tarikan dan rotor akan menarik langkah

dan mensinkronisasi dengan medan fluks yang berputar di dalam stator. Motor akan

dijalankan pada kecepatan sinkron dan menghasilkan torsi yang sinkron atau

Synchronous Torque.

• Setelah sinkronisasi, dorongan torsi tidak dapat ditingkatkan lagi atau motor akan

menjadi di luar kendali. Kadang-kadang, jika kelebihan beban sesaat, motor akan slip

dan sinkronisasi ulang. Perlindungan saat dorongan harus disediakan, jika tidak motor

akan berjalan sebagai sebuah motor induksi arus tinggi dan memungkinkan kerusakan

motor yang parah.



2.3 Keuntungan dari Motor Sinkron

Biaya awal dari sebuah synchronous motor lebih besar dibandingkan motor

induksi AC biasa, karena ada biaya untuk kerusakan rotor dan sinkronisasi sirkuit.

Biaya ini biasanya karena faktor-faktor sebagai berikut:

• Pengaturan ketepatan kecepatan membuat synchronous motor sebagai

pilihan ideal untuk proses industri tertentu dan sebagai penggerak utama

generator.

• Synchronous motor memiliki kecepatan atau karakterisik torsi yang cocok

untuk penggerak langsung dari mesin bertenaga kuda yang besar, beban

RPM rendah seperti kompresor maju-mundur.

• Synchronous motor beroperasi pada faktor daya yang ditingkatkan, dengan

demikian dapat meningkatkan faktor daya sistem secara keseluruhan dan

menghilangkan atau mengurangi utilitas faktor daya. Peningkatan faktor

daya juga mengurangi dropnya tegangan sistem dan dropnya tegangan

pada terminal motor.



BAB 3

KONSTRUKSI SYNCHRONOUS MOTOR

3.1 Karakteristik dan Fitur Synchronous Motor

Antara lain:

• Rotasi dari Synchronous motor dibentuk oleh rangkaian fase dari tiga fasa AC yang

diterapkan ke stator motor. Seperti dengan tiga fase motor induksi, rotasi synchronous

motor dapat berubah dengan membalik tiap dua stator penunjuk. Polaritas rotor tidak

berpengaruh pada rotasi.

• Synchronous motor seringkali langsung digabungkan ke beban dan dapat berbagi

sebuah poros bersama dan bantalan dengan beban.

• Synchronous motor yang besar biasanya dimulai sebagai across the line. Kadang-

kadang, metode mengurangi tegangan, seperti autotransformer atau bagian yang

berliku dapat digunakan.

Gambar 3.1. 2000 Horsepower Synchronous Motor in Refinery Service

3.2 Karakteristik dan Fitur Rotor Synchronous Motor

Antara lain:

• Kutub yang ditampilkan di bagian kanan adalah tipe rotor brush yang menggunakan

cincin slip untuk aplikasi arus medan DC.



Kutub bidang, yang diberikan energi oleh sumber DC terpisah untuk operasi

Rotor kandang tupai

Cincin korslet. Satu di masing-masing ujung rotor

• Tegangan rendah DC digunakan untuk memutar bidang. Tipe tegangan yang tipikal

digunakan adalah 120 VDC dan 250 VDC.

• Polaritas cincin slip tidaklah kritikal dan harus secara berkala dibalik untuk

menyamakan pada pemakaian cincin slip. Cincin polaritas negatif akan memperlama

pemakaian dibandingkan cincin positif karena faktor elektrolisis.

• Cincin slip biasanya terbuat dari baja untuk umur pemakaian yang lama.

Gambar 3.2. Rotor Synchronous Motor

3.3 Detail dari Amortisseur Winding

Synchronous motor mulai sebagai suatu motor induksi memanfaatkan

Amortisseur winding yang merupakan squirrel-cage winding dengan papan rotor

short-circuited.

Gambar 3.3. Amortisseur Winding



3.4 Sistem tipe Brush Excitation

Metode Excitation:

Dua metode yang umumnya digunakan untuk aplikasi dari medan arus DC ke

rotor synchronous motor.

• Sistem tipe brush menerapkan output dari suatu generator DC yang

terpisah (Exciter) ke cincin slip dari rotor.

• Sistem brushless excitation memanfaatkan suatu integral exciter dan

perakitan penyearah yang berputar yang menghilangkan kebutuhan akan

brushes dan cincin slip.

Gambar 3.4. Brush-Type Excitation System

System analysis:

Dalam metode eksitasi DC, arus medan untuk synchronous motor disediakan

oleh generator DC terpisah dikenal sebagai exciter. Exciter adalah gabungan mesin

DC yang didorong oleh synchronous motor itu sendiri (garis putus-putus) atau oleh

suatu motor penggerak yang terpisah. Misalnya Excavators, sering memiliki garis

exciter yang terdiri dari sejumlah exciters yang digerakkan oleh motor induksi AC

tunggal.

Bidang exciter terpisah dengan kontrol perangkat. Beberapa kontrol eksitasi

menyediakan penyesuaian manual dari kekuatan bidang. Sistem lain secara otomatis



mengatur medan synchronous motor dalam suatu konfigurasi loop tertutup yang telah

dirancang untuk mempertahankan kekuatan medan yang memadai untuk berbagai

beban atau untuk mempertahankan faktor daya konstan. Medan exciter diberikan

energi ketika 52A membantu menutup pemutus utama.

Pada ilustrasi sistem di atas, kekuatan medan exciter mengontrol output DC

dari exciter yang diambil oleh brushes pembalik ke brushes cincin slip motor, dan

diterapkan melalui cincin slip ke medan perputaran utama dari synchronous motor.

Synchronous motor dimulai sebagai sebuah motor induksi. Ketika rotor

mencapai kecepatan mendekati sinkron, medan arus pada motor diterapkan oleh Field

Application Relay (Standard Device Designation #56).

3.5 Brushless Exciters

Gambar 3.5. Brushless Excitation System

Gambar 3.6. Brushless Machine Rotor

System analysis:



Metode eksitasi ini menghilangkan kebutuhan akan brushes atau sikat, baik di

exciter dan motor.

Ketika motor mulai dinyalakan (Std Device #52), mesin breaker menutup dan

menerapkan sistem AC tiga fasa ke gulungan stator motor. Motor dimulai sebagai

motor induksi menggunakan Amortisseur winding pada rotor.

Mesin breaker 52a membantu kontak juga menutup dan menerapkan output

DC dari solid-state control bidang ke stasioner exciter yang berliku. Sebuah sistem

tiga fasa AC diinduksi ke dalam gulungan rotor exciter dan tegangan induksi ini

disearahkan oleh penyearah putaran. Ketika rotor mendekati tegangan sinkron,

aplikasi SCR (Synchronizing Control Package) dan rectifier DC diterapkan pada

synchronous motor. Lihat skema di halaman berikutnya untuk tambahan rincian.



BAB 4

PRINSIP MOTOR SINKRON DAN POWER FACTOR

4.1 Synchronizing Principle

Gambar 4.1. Brushless Machine Rotor

Field Application Circuit dalam suatu sistem eksitasi synchronous motor harus

memenuhi tiga fungsi:

• Menyediakan jalur bebas untuk arus yang diinduksi ke wound rotor selama

proses awal dan membuka sirkit ini ketika eksitasi diterapkan. Selama

proses awal, motor beroperasi sebagai motor induksi dengan torsi yang

diproduksi oleh squirrel cage winding. Wound rotor juga dipotong oleh

fluks stator berputar dan memiliki tegangan yang terinduksi di dalamnya.

Selama fase start-up ini, SCR2 dalam diagram di atas merupakan gerbang

“on” oleh Field Application Circuit dan menyediakan jalur bebas untuk

arus rotor induksi yang melalui Field Discharge Resistor (FDR) seperti

yang ditunjukkan oleh panah merah putus-putus. Frekuensi arus rotor yang

diinduksi ini “memberitahu” rangkaian aplikasi bahwa kecepatan yang ada



pada rotor sedang berjalan. Lihat bentuk gelombang pada oscilloscope

dibawah.

• Ketika kecepatan rotor mencapai sekitar 97% dari sinkronisasi dan

polaritas rotor telah mencapai sinkronisasi, SCR2 akan berubah menjadi

“off” dan SCR1 merupakan gerbang “on” memungkinkan koreksi arus DC

dari putaran rectifier tiga fasa ke melewati bidang putaran, seperti yang

ditunjukkan oleh panah hijau, menghasilkan Synchronizing Torque yang

diperlukan untuk rotor untuk menarik dengan putaran fluks stator.

• Field Application Circuit harus menghapus eksitasi segera jika motor di

luar kendali.

Gambar 4.2. Waveform of Induced Field Current During Start

4.2 Power Factor

Keuntungan penting dari synchronous motor adalah, faktor daya motor dapat

dikontrol dengan mengatur eksitasi putaran bidang DC. Tidak seperti motor induksi

AC yang selalu dijalankan pada faktor daya lagging atau tertinggal, synchronous

motor dapat dijalankan pada satu kesatuan atau bahkan pada faktor daya terkemuka.

Hal ini akan meningkatkan semua faktor daya sistem listrik dan tegangan drop dan

juga memperbaiki tegangan drop pada terminal motor ( lihat The Electrician’s

Notebook Article Principles of Voltage Regulation untuk suatu penjelasan bagaimana

meningkatkan faktor daya sistem juga meningkatkan sistem tegangan drop).



Gambar 4.2. Tipikal Kurva “V”

Penjelasan kurva “V”:

• Kurva V synchronous motor di atas menggambarkan efek dari eksitasi

(penguat bidang) pada penguat stator dan pada faktor daya sistem. Ada

kurva V yang terpisah, untuk tanpa beban dan beban penuh dan kadang-

kadang produsen motor menampilkan kurva untuk beban 25%, 50%, dan

75%. Perhatikan bahwa Armature Amperage dan kurva faktor daya V

sebenarnya merupakan kebalikan dari V.

• Anggap misalkan kita ingin menentukan bidang eksitasi yang akan

menghasilkan kesatuan operasi faktor daya pada motor penuh beban.

Rancangan dari titik operasi kesatuan faktor daya (100%) pada Y-Axis ke

faktor daya kebalikan maksimum dari kurva V (garis biru). Dari

persimpangan ini, rancangan ke bawah (garis merah) dari titik operasi

kesatuan faktor daya penuh beban (100%) untuk menentukan yang

diperlukan medan arus pada X-Axis. Dalam contoh ini yang diperlukan

medan arus DC ditampilkan hanya yang di atas 10 amps saja. Perhatikan

pada operasi faktor daya stator beban penuh berada pada nilai minimum.



• Meningkatkan penguat bidang di atas, nilai yang diperlukan untuk kesatuan

operasi faktor daya akan menyebabkan mesin untuk berjalan dengan faktor

daya utama, sementara melemahnya bidang disebabkan karena faktor daya

motor menjadi lagging. Ketika motor berjalan baik dalam kondisi leading

atau lagging, penguat stator meningkat di atas nilai kesatuan faktor daya.



BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Dari Makalah diatas, ada beberapa hal yang dapat disimpulkan, yaitu :

1. Motor Sinkron adalah motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada kecepatan sinkron,

tanpa slip.

2. Motor Sinkron ini memerlukan arus DC untuk pembangkitan daya dan memiliki torsi

awal yang rendah

3. Motor sinkron mampu memperbaiki faktor daya sistem sehingga sering digunakan

pada sistem yang menggunakan banyak listrik.

5.2 SARAN

Ada beberapa saran yang diharapkan oleh penulis untuk pengembangan makalah ini

selanjutnya, yaitu :

1. Penulis mengharapkan pembaca untuk bisa membuat sebuah penelitian tentang

sinkronous motor

2. Perlu ada penelitian tentang analisis karakteristik Torsi-Putaran pada motor sinkron

tiga phasa yang diperlukan untuk menunjukkan bahwa motor sinkron tiga phasa

adalah pilihan yang tepat untuk sistem operasi yang membutuhkan kecepatan yang

konstan dengan beban yang berubah-ubah, mungkin bisa dijadikan tugas akhir.



Pertanyaan :

1. Bapak Chairul Hudaya

Jelaskan prinsip kerja Motor Sinkron?

Jawab :

PRINSIP KERJA MOTOR SINKRON

Gambar 1. Skematik diagram Synchronous Motor Brushless Excitation System

Gambar di atas mengilustrasikan komponen yang terdapat pada motor sinkron 3 fasa,

yaitu stator dan rotor, juga di lengkapi Field Monitor relay yang berfungsi untuk memonitor

faktor daya pada sistem motor sinkron, juga memutus suplai tegangan jika motor diluar

kendali.

Pada saat start-up, ketika breaker menutup maka sumber tegangan 3 fasa akan

mengeksitasi stator sehingga menimbulkan medan putar pada rotor, motor beroperasi sebagai

motor induksi dengan torsi yang diproduksi oleh squirrel cage winding. Wound rotor juga

dipotong oleh fluks stator berputar dan memiliki tegangan yang terinduksi di dalamnya.

Selama fase start-up ini, SCR2 pada diagram diaktifkan oleh Field Application Circuit

dan untuk menyediakan jalur bebas untuk arus rotor induksi yang melalui Field Discharge

Resistor (FDR) seperti yang ditunjukkan oleh panah merah putus-putus.



Frekuensi arus rotor yang diinduksi ini pada rangkaian megindikasikan bahwa

kecepatan yang ada pada rotor sedang berputar. Dapat dilihat bentuk gelombang pada

oscilloscope dibawah ini.

Ketika kecepatan rotor mencapai sekitar 97% dari sinkronisasi dan polaritas rotor telah

mencapai sinkronisasi, SCR2 tidak aktif (off) dan SCR1 aktif (on) memungkinkan koreksi

arus DC dari putaran rectifier tiga fasa ke melewati bidang putaran, seperti yang ditunjukkan

oleh panah hijau, menghasilkan Synchronizing Torque yang diperlukan untuk rotor untuk

menyamakan putaran dengan putaran fluks stator (Ns=Nr).

Jika motor di luar kendali Field Application Circuit akan menghilangkan eksitasi pada

rotor.



DAFTAR PUSTAKA

1. Zuhal. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta. PT Gramedia

Pustka Utama. 1995.

2. http://www.kilowattclassroom.com/Archive/SyncMotors.pdf

3. http://one.indoskripsi.com/judul-skripsi/teknik-elektro/analisis-karakteristik-torsi-

putaran-pada-motor-sinkron-tiga-phasa-apli

4. http://unilanet.unila.ac.id/~plgsekip/tle/

Documents

Paper Synchronous Motor