Senin, 31 Maret 2008

Motor Induksi 3 phase


Pembahasan Motor Induksi Tiga Phasa yang didalamnya berisikan tentang konstruksi, terbangkitnya medan putar, rangkaian ekivalen motor induksi, daya ,torsi dan efisiensi pada motor induksi dan pada akhir bahasan dilengkapi contoh dan Soal Latihan

Pada akhri pembahasan diharapkan Mahasiswa dapat;

  • menentukan karakteristik Motor Induksi beserta pemanfaatan motor induksi sesuai dengan spesifikasi dari motor tersebut.

  • Menentukan besar arus start.

  • Melakukan pengaturan torque Motor Induksi rotor sangkar maupun rotor Lilit


Motor induksi merupakan motor yang paling banyak digunakan pada mesin penggerak di industri hal ini dikarenakan perawatan yang diperlukan maupun perbedaan perubahan kecepatan yang terjadi pada kondisi tanpa beban dengan kondisi beban penuh cukup kecil, dan untuk memvariasikan putran yang dihasilkan juga cukup mudah dilakukan. Pada motor ini guna membentuk medan penguat medan pada stator hanya diperlukan satu input tegangan dan medan penguat pada rotor dihasilkan berdasar induksi tegangan dari stator sehingga interaksi medan hasil induksi ini menghasilkan putaran yang selalu lebuh kecil dari putaran sinkrun. Sebagai akibatnya motor induksi ini mempunyai faktor kerja ( cos ) kurang dari 1.

Secara konsep motor ini menggunakan prinsip induksi seperti yang terjadi pada tranformator, hanya saja pada sisi rotor selalu mengalami perubahan frekwensi seiring dengan perubahan slip dari motor.

Untuk mengoperasikan motor induksi tidak diperlukan biaya yang besar, tetapi untuk pengaturan maupun pengendalian putaran secara terus menerus ( variable ) perlu digunakan inverter.






Konstruksi motor induksi

Secara konstruksi motor induksi mempunyai dua bagian yaitu stator dan rotor.

Stator

Stator pada motor induksi 3 phase mempunyai kontruksi yang sama dengan stator pada mesin sinkrun yaitu berupa tiga buah lilitan penghantar yang masing-masing lilitan berbeda 120 listrik seperti pada gambar 1.

Jika pada masing masing lilitan pada stator ini diberikan tegangan AC 3 phasa maka pada stator ini akan terbentuk medan maknit yang besarnya sangat dipengaruhi perubahan tegangan AC tersebut


Gambar 1

Gambar konstruksi belitan stator motor induksi 3 phasa

Rotor

Sesuai dengan namanya rotor pada motor induksi bersifat semacam secundair dari tranformator sedang stator merupakan primair, putaran medan maknit pada stator menyebabkan perpotogan medan magnit oleh penghantar pada rotor sehingga menghasilkan arus pada rotor yang akan mengakibatkan timbulnya medan maknit seperti yang terjadi pada stator.

.


Gambar 2 Konstruksi Rotor Sangkar

Rotor pada motor induksi ada dua macam yaitu motor sangkar dan rotor lilit pada rotor sangkar penghantar yang dipasang pada slot dihubung singkat pada ujung dari rotor seperti pada gambar 2 sedang pada rotor lilit penghantar yang dipasang mempunyai kontruksi yang sama seperti penghatar pada stator sedang ujung masing-masing penghatar dihubung-singkatkan melalui resistor yang dipasang diluar motor .

Gambar 2b Konstruksi Rotor Lilit.








TERBANGKITNYA MEDAN PUTAR

Pada gambar 3 dimisalkan masing-masing phasa digambarkan dengan sebuah lilitan dan masing-masing lilitan (A, B dan C) berbeda phasa 120.

Gambar 3

Medan putar dan diagram fektor dari phase

Rangkaian Eqivalent motor induksi rotor sangkar


Rangkaian Eqivalent motor induksi rotor sangkar digambarkan semacam tranformator yang dihubung singkat pada sisi secundairnya sedang untuk motor induksi rotor lilit hubung sikat pada sisi secundair dilakukan setelah melalui resistor yang dipasang disisi luar motor.



gambar 4 Rangkaian Eqivalent motor induksi rotor sangkar


Konstanta Pada Rotor

Stator pada rotor ini dapat disamakan dengan primair pada transformator, hal ini dikarenakan konstruksi dari stator mempunyai fungsi selain membangkitkan medan putar juga berfungsi menginduksikan medan listrik pada rotor, sedang rotor diidentikkan dengan sekunder dari trafo yang dihubung-singkatkan.

Pada motor induksi belitan rotor dan stator dapat diquivalenkan seperti pada rangkaian berikut (Howard E Jordan, 1983:59, S langdrof Alexander, 1981:258)

Gambar 5. Rangkaian equivalen rotor motor induksi

e.m.f. pada rotor per phasa = Er = s E2 (Symonds Aland, 1980:158, Person Mc,1981:295)

Er = n s E1

Sedang besar reaktansi pada rotor

X2 = 2 f L

Dengan demikian besar impedansi rotor per phasa

Sehingga besar arus pada rotor

I2 = E2 / Z2 (S Langdrof Alexander, 1981 : 259)

= n E1 / Z2

Dengan dapat diketahui besar arus yang mungkin terjadi paa motor maka dapat diperhitungkan besar arus yang diperlukan dari sumber.


Frekwensi rotor

Pada motor induksi kecepatan putar rotor selalu tertinggal terhadap putaran medan maknit yang terjadi pada stator, selisih kecepatan putar ini yang mengakibatkan terinduksinya tegangan pada rotor, tegangan induksi pada rotor ini mempunyai frekwensi yang besarnya dihitung berdasar rumusan berikut:







I
mpedansi pada rotor

Dengan berubahnya frekwensi pada rotor mengakibatkan perubahan reaktansi induktif pada rotor yang juga mengakibatkan perubahan impedansi pada rotor, dan besar impedansi ini dapat dihitung deangan rumusan sebagai berikut:


Saat awal motor jalan

Saat motor jalan















Arus Rotor

Perubahan impedansi pada rotor membawa pengaruh pada besar arus yang timbul pada rotor, besar arus pada rotor ini dapat dihitung berdasar pembagian antara tegangan induksi yang terjadi pada rotor dibagi inpedansi rotor

A

rus rotor saat motor start


Arus motor saat motor jalan ( rotor berputar )






Rugi rugi tembaga pada rotor











Dimana



S
ehingga

A
tau



Daya dan torsi pada motor induksi


Daya pada motor induksi merupakan besaran tegangan dan arus yang digunakan bila motor tersebut motor induksi 3 phasa maka besar daya input dapat dituliskan dengan rumusan

Rugi yang terjadi pada stator merupakan rugi yang terjadi akibat resistansi tembaga pada stator dan besarnya sangat dipengaruhi oleh besar arus pada stator.

Rugi daya pada inti () dalam mesin induksi adakalanya tidak besar terutama bila motor bekerja pada putaran mendekati putaran sinkrun, rugi inti ini lebih kecil bila dibandingkan dengan rugi tembaga pada rotor.

Daya input pada celah udara merupakan daya input electric yang telah mengalami penurunan akibat rugi tembaga pada stator dan juga rugi daya pada inti jadi dapat dituliskan rumusan sebagai berikut:

Rugi terjadi pada resistansi tembaga rotor disebut rugi tembaga pada rotor () dan besarnya sangat dipengaruhi oleh besar arus pada rotor .

Dengan adanya rugi daya pada rotor maka besar daya mekanik yang dihasilkan motor juga mengalami penurunan sedang rugi yang laian yaitu rugi daya akibat gesekan () atau rugi penyebaran () akan bertambah besar bila putaran motor tinggi ( semakin tinggi putaran motor maka rugi gesekan maupun rugi penyebaran ikut mengalami kenaikan )






Contoh Soal

Motor Induksi 3 Phasa dengan tegangan kerja 220V/380V daya out put 10 HP, dengan frekwensi kerja 50 Hz, bila rugi daya pada stator 1,5 KW,rugidaya pada rotor 700W, rugi inti 800 W sedang rugi gesekan dan rugi penyebaran diabaikan, tentukan

  • Daya pada celah udara.

  • Daya komfersi

  • Daya input.

  • Tentukan pula arus yang digunakan motor bila


Efisiensi Pada motor Induksi





Contoh soal

Motor Induksi 3 Phasa dengan tegangan kerja 220V/380V daya out put 10 HP, dengan frekwensi kerja 50 Hz, bila rugi daya pada stator 1,5 KW,rugidaya pada rotor 700W, rugi inti 800 W sedang rugi gesekan dan rugi penyebaran diabaikan, tentukan

  • Efisiensi motor


Persamaan torsi


Pada motor induksi besar torsi sangat dipengaruhi resistansi maupun impedansi pada rotor , hal ini dapat dilihat dari persamaan berikut






Dimana

Ir =







jadi


Torsi maksimum


Torsi akan maksimum apabila penyebut sama dengan nol


0 =


Contoh Soal

Motor induksi 3 phasa 4 kutup dihubungkan secara bintang dengan tegangan kerja 380V, saat dibebani dengan beban penuh menghasilkan putaran 1425 rpm, jika resistansi rotor 0,4 dan reaktansi induktif dari rotor 4, sedang perbandingan lilitan rotor dengan stator 0,8 : 1, hitung torsi pada saat beban penuh, daya out put jika rugi mekanis 480 watt, dan hitung pula torsi maximum yang dapat dihasilkan motor.

P
enyelesaian




Jadi besar torsi yang dibangkitkan





Daya output elektrik sebelum terjadi rugi gesekan





Jika rugi mekanis 480 watt maka besaar daya output mekanis





Torsi maksimum terjadi saat Xs=Rs=0,4 sehingga torsi maksimum terjadi saat slip




1 komentar:

Al jabbar mengatakan...

Pak Is bisa diberikan gambaran lebih jauh untuk rangkaian equivalent motor induksi ini jika dibebani dan tidak di bebani ? sehingga saya dapat gambaran sederhana kenapa pada saat dibebani arus naik padahal kan impedansi sama.trims pak sebelumnya

Mengenai Saya

Foto Saya
Bogor, jabar, Indonesia
asal surabaya