MOTOR INDUKSI TIGA PHASA Ir. M. Hariansyah., MT FT- UIKA Bogor

MOTOR INDUKSI TIGA PHASA MOTOR INDUKSI TIGA PHASA -. Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang merubah energi listrik menjadi energi gerak merubah energi listrik menjadi energi gerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dengan menggunakan gandengan medan listrik dan mempunyai slip antara medan stator dan dan mempunyai slip antara medan stator dan medan rotor. medan rotor. -. Motor induksi merupakan motor yang paling banyak kita jumpai dalam industri. banyak kita jumpai dalam industri.

Konstruksi motor tiga phasa

Bagian Motor Induksi Tiga Phasa

Stator -. Stator adalah bagian dari mesin yang tidak berputar dan terletak pada bagian luar. Dibuat dari besi bundar berlaminasi dan mempunyai alur – alur sebagai tempat meletakkan kumparan.

Rotor -. Rotor sangkar Adalah bagian dari mesin yang berputar bebas dan letaknya bagian dalam. Terbuat dari besi laminasi yang mempunayi slot dengan batang alumunium / tembaga yang dihubungkan singkat pada ujungnya. Adalah bagian dari mesin yang berputar bebas dan letaknya bagian dalam. Terbuat dari besi laminasi yang mempunayi slot dengan batang alumunium / tembaga yang dihubungkan singkat pada ujungnya.

Rotor Sangkar

Konstruksi rotor sangkar ( squarrel-cage rotor )

Rotor kumparan ( wound rotor ) Kumparan dihubungkan bintang dibagian dalam dan ujung yang lain dihubungkan dengan slipring ke tahanan luar. Kumparan dapat dikembangkan menjadi pengaturan Kumparan dihubungkan bintang dibagian dalam dan ujung yang lain dihubungkan dengan slipring ke tahanan luar. Kumparan dapat dikembangkan menjadi pengaturan kecepatan putaran motor. kecepatan putaran motor. Pada kerja normal slipring hubung singkat secara otomatis, sehingga rotor bekerja Pada kerja normal slipring hubung singkat secara otomatis, sehingga rotor bekerja seperti rotor sangkar. seperti rotor sangkar.

Jenis Rotor Belitan

Konstruksi rotor kumparan ( wound rotor ). Konstruksi rotor kumparan ( wound rotor ).

Keuntungan motor tiga phasa -.Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar. -.Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar. -. Harganya relatif murah dan kehandalannya tinggi. -. Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil. -. Biaya pemeliharaan rendah karena pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan. pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan.

KERUGIAN PENGGUNAAN MOTOR INDUKSI  Kecepatan tidak mudah dikontrol  Power faktor rendah pada beban ringan  Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal

PRINSIP KERJA MOTOR (Gaya Lorentz) 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 Sebesar:

Nilai F Dipengaruhi Banyaknya Lilitan ( N )

Linear Motor

Prinsip kerja 3 Phasa 1. Bila sumber tegangan tiga phasa dipasang pada kumpara stator, maka pada kumparan stator akan timbul medan putar stator, maka pada kumparan stator akan timbul medan putar dengan kecepatan dengan kecepatan ns = kecepatan sinkron f = frekuensi sumber p = jumlah kutup

2. Medan putar stator akan memotong konduktor yang terdapat pada sisi rotor, akibatnya pada kumparan rotor akan timbul tegangan induksi ( ggl ) sebesar 2. Medan putar stator akan memotong konduktor yang terdapat pada sisi rotor, akibatnya pada kumparan rotor akan timbul tegangan induksi ( ggl ) sebesar E = tegangan induksi ggl f = frekkuensi N = banyak lilitan Q = fluks

3. Karena kumparan rotor merupakan kumparan rangkaian tertutup, maka kumparan rangkaian tertutup, maka tegangan induksi akan menghasilkan tegangan induksi akan menghasilkan arus ( I ). arus ( I ). 4. Adanya arus dalam medan magnet akan menimbulkan gaya ( F ) pada rotor. menimbulkan gaya ( F ) pada rotor. 5. Bila torsi awal yang dihasilkan oleh gaya F pada rotor cukup besar untuk memikul F pada rotor cukup besar untuk memikul torsi beban, maka rotor akan berputar torsi beban, maka rotor akan berputar searah dengan arah medan putar stator. searah dengan arah medan putar stator.

6. Untuk membangkitkan tegangan induksi E2s agar tetap ada, maka diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator ( ns )dengan kecepatan putar rotor ( nr ). 7.Perbedaan antara kecepatan nr dengan ns disebut dengan slip ( S ) yang dinyatakan dengan persamaan: 8.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. 9.Dilihat dari cara kerjanya motor tiga phasa disebut juga dengan motor tak serempak atau asinkron. 6. Untuk membangkitkan tegangan induksi E2s agar tetap ada, maka diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator ( ns )dengan kecepatan putar rotor ( nr ). 7.Perbedaan antara kecepatan nr dengan ns disebut dengan slip ( S ) yang dinyatakan dengan persamaan: 8.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. 9.Dilihat dari cara kerjanya motor tiga phasa disebut juga dengan motor tak serempak atau asinkron.

Contoh soal  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 a) kecepatan sinkron dari medan magnet b) slip per unit b) slip per unit c) kecepatan rotor untuk sebuah hasil c) kecepatan rotor untuk sebuah hasil beban yang dikurangi di slip s = 0,02 beban yang dikurangi di slip s = 0,02

Penyelesaian  Kecepatan sinkron Diketahui : p = 6 f = 60 Hz n r = 1140 rpm

 Slip pada beban penuh

 Kecepatan putar rotor bila s = 0,02

TEGANGAN TERINDUKSI PADA ROTOR  Pada saat standstill (slip = 100%) –medan putar rotor maksimum –Fluks dalam stator sama dengan dalam rotor –tegangan yang dibangkitkan maksimum, tergantung pada belitan rotor –Tegangan yang diinduksikan ke rotor tergantung pada ratio belitan –Frekuensi rotor sama dengan frekuensi stator

 Pada saat bergerak: –medan putar rotor maksimum –fluks dalam stator sama dengan dalam rotor –tegangan yang dibangkitkan berkurang sesuai dengan slip yang terjadi –Frekuensi rotor semakin berkurang sesuai dengan penurunan slip  Dapat disimpulkan bahwa: –E r = s x E BR  E r tegangan induksi rotor  E BR tegangan induksi rotor saat standstill –f R = s x f S  f R frekuensi rotor  f S frekuensi stator

Contoh Soal  A three-phase 60 Hz four-pole 220-V wound induction motor has a stator winding Delta connected and a rotor winding Y connected. The rotor has 40% as many turns as the stator. For a rotor speed of 1710 r/min, calculate: –The slip –The block rotor-induced voltage per phase E BR –The rotor-induced voltage per phase E R –The voltage between rotor terminals –The rotor frequency

Solution  The slip

 The block rotor-induced voltage per phase E BR  The rotor-induced voltage per phase E R

 The voltage between rotor terminals  The rotor frequency

RANGKAIAN ROTOR  Di rotor dalam tiap kondisi diperoleh kesimpulan: –Arus short circuit rotor dibatasi oleh impedansi rotor –Impedansi terdiri dari dua komponen yaitu:  Resistansi rotor R R  Reaktansi diri sX BR (X BR Reaktansi diri rotor pada stand-still) –Selama reaktansi diri merupakan fungsi dari frekuensi, reaktansi proportional terhadap slip

 Sebagai hasil, arus rotor menjadi bila, maka,

jika penyebut dan pembilang dibagi dengan s, maka: sehingga rangkaian ekuivalen rotor per fasa menjadi: Pembagian dengan s merubah titik referensi dari rotor ke rangkaian stator Pembagian dengan s merubah titik referensi dari rotor ke rangkaian stator

 Untuk tujuan menyamakan dengan rangkaian resistansi rotor R R yang sebenarnya, maka R R /s dipisah dalam dua komponen:  sehingga rangkaian ekuivalen rotor menjadi sebagai berikut:

RANGKAIAN EKUIVALEN ROTOR

KOMPONEN DAYA PADA ROTOR  ROTOR POWER INPUT (RPI)  ROTOR COPPER LOSS (RCL)  ROTOR POWER DEVELOPED (RPD)  OUT-PUT POWER Ketiga komponen daya tersebut didapat dari persamaan: Ketiga komponen daya tersebut didapat dari persamaan: bila ruas kanan dan ruas kiri dari persamaan ini dikalikan dengan I R 2, maka: bila ruas kanan dan ruas kiri dari persamaan ini dikalikan dengan I R 2, maka:

Dimana: ROTOR POWER INPUT (RPI) ROTOR COPPER LOSS (RCL) ROTOR POWER DEVELOPED (RPD) RPI = RCL + RPD

HUBUNGAN RPD DENGAN RPI

HUBUNGAN RCL DENGAN RPI

DAYA OUT-PUT  Daya yang dibangkitkan di poros rotor dapat dinyatakan dengan persamaan: P out = RPD - P rotasional P rotasional adalah daya hilang yang disebabkan oleh gaya gesekan (friksi) dan angin (kipas pendingin)

TORSI YANG DIBANGKITKAN  Torsi elektromekanik T e adalah torsi yang dibangkitkan di celah udara yang dapat dinyatakan dengan persamaan:

 Torsi poros T d adalah torsi yang dibangkitkan di poros rotor yang dapat dinyatakan dengan persamaan:  Bila rugi Protasional diabaikan maka T d dapat dinyatakan dengan persamaan:

RANGKAIAN STATOR  Terdiri dari –Tahanan stator Rs –Reaktasi induktif Xs –Rangkaian magnetisasi (tidak boleh diabaikan seperti trafo karena rangkaian ini menyatakan celah udara)  Rangkaian stator per fasa dinyatakan pada gambar berikut:

DIAGRAM RANGKAIAN STATOR

 Bila tegangan konstan –Rugi inti dianggap konstan mulai dari kondisi tanpa beban sampai beban penuh –Rc dapat dihilangkan dari diagram rangkaian tetapi:  rugi inti tetap ada dan diperhitungkan pada efisiensi –Arus magnetisasi pada motor sekitar 30% s/d 50% dari arus nominal –Reaktansi magnetisasi merupakan komponen penting pada rangkaian pengganti  Sehingga penyederhanaan diagram rangkaian stator menjadi seperti gambar berikut:

PENYEDERHANAAN DIAGRAM RANGKAIAN STATOR

PENGGABUNGAN DIAGRAM RANGKAIAN ROTOR DAN STATOR  Sisi stator sebagai referensi parameter rotor  Untuk menggabung rangkaian rotor dengan rangkaian stator maka dapat digunakan konsep: “daya stator sama dengan daya rotor”  Sehingga E BR harus sama dengan E S  E S = a.E BR = E’ BR  I’ R = I R /a  R’ R =a 2.R R  X’ BR =a 2.X BR  Konstanta a merupakan transformasi tegangan stator ke rotor

DIAGRAM LENGKAP MOTOR INDUKSI TIAP FASA

ANALISA ARUS (METODE LOOP)  Dari diagram rangkaian berikut dapat dibuat dua persamaan:

 Loop I:  Loop II:  Dibuat dalam bentuk matrik didapat:

 Tentukan nilai deteminant () konstanta matrik, dengan:  Arus I S didapat dengan persamaan:

 Arus I R didapat dengan persamaan:  Arus magnetisasi I M diperoleh dari:  Faktor daya motor didapat dari Cos sudut arus stator I S I M = I S – I’ R

KOMPONEN DAYA TIGA FASA STATOR POWER INPUT (SPI) STATOR COPPER LOSS (SCL)

KOMPONEN DAYA TIGA FASA ROTOR POWER INPUT (RPI) ROTOR COPPER LOSS (RCL)

ROTOR POWER DEVELOPED (RPD) ROTASIONAL LOSS (P R ) OUTPUT POWER (P O ) P O = RPD - P R KOMPONEN DAYA TIGA FASA Rugi-rugi yang disebabkan oleh gesekan dan angin

DIAGRAM ALIR DAYA PADA MOTOR INDUKSI TIGA FASA P OUT SPI RPI RPD SCLRCLPRPR

ANALISA ARUS (METODE PENYEDERHANAAN)  Mengacu pada diagram lengkap motor induksi tiap fasa  Untuk tujuan menyederhanakan analisa, pindahkan parameter X M mendekati sumber tegangan maka didapat diagram rangkaian seperti berikut:

PENYEDERHANAAN RANGKAIAN EKUIVALEN MOTOR INDUKSI

 Dari rangkaian penyederhanaan didapat persamaan arus I’ R sebagai berikut:  Arus pemagnetan I M sebagai berikut:

 Arus stator I S sebagai berikut:  Bila mengikuti gambar rangkaian maka rugi tembaga stator SCL menggunakan arus I’ R. Tetapi untuk mengurangi error yang tinggi pada perhitungan efisiensi maka SCL dihitung menggunakan persamaan berikut:  Faktor daya motor didapat dari Cos sudut arus stator I S  Perhitungan daya dan rugi-rugi yang lain sama seperti perhitungan metode LOOP

EFISIENSI (  )  Menyatakan perbandingan daya output dengan daya input  Bila dinyatakan dalam prosen maka,

Contoh Soal A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction motor has following circuit parameters on a per phase basis referrred to the stator: A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction motor has following circuit parameters on a per phase basis referrred to the stator: R S =  R’ R =  R S =  R’ R =  X S =  X’ R =  X’ M = 12.6  X S =  X’ R =  X’ M = 12.6  Assuming a Y-connected stator winding. The rotational losses and core loss combined amount to 262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8 % determine: Assuming a Y-connected stator winding. The rotational losses and core loss combined amount to 262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8 % determine: –the line current and power factor –the shaft torque and output horse power –the efficiency

SOLUTION (LOOP METHODE)  the phase voltage is:  the equivalent circuit is given in Figure:

 Loop I:  Loop II:  Dibuat dalam bentuk matrik didapat:

 Tentukan nilai deteminant () konstanta matrik, dengan:

a. Arus I S didapat dengan persamaan:

Arus I R didapat dengan persamaan: Power faktor motor (diambil dari sudut I S ):

b. The shaft torque and output horse power Kecepatan sinkron dari motor adalah : Kecepatan rotor adalah : Kecepatan sudut rotor adalah :

Rotor Power Input adalah : Rotor Power Developed adalah :

Power Output adalah : Torsi motor adalah : P out = RPD – P rotasional = 7246,776 – 262 = 6984,776 W Horsepower motor adalah :

Power loos adalah : c. Efisiensi motor adalah : P rotasional + Core loss= 262 W RCL = 0,028 x 7455,351 = W SCL = 3x23,93 2 x 0,344 = 590,97 W + Total loss = 1061,72 W

SOLUTION (Penyederhanaan)  the phase voltage is:  the equivalent circuit is given in Figure:

Arus I R didapat dengan persamaan: Arus I M didapat dengan persamaan:

a. Arus Sumber I S didapat dari : Power faktor motor (diambil dari sudut I S ):

b. The shaft torque and output horse power Kecepatan sinkron dari motor adalah : Kecepatan rotor adalah : Kecepatan sudut rotor adalah :

Rotor Power Input adalah : Rotor Power Developed adalah :

Power Output adalah : Torsi motor adalah : P out = RPD – P rotasional = 7764 – 262 = 7502 W Horsepower motor adalah :

Power loos adalah : c. Efisiensi motor adalah : P rotasional + Core loss= 262 W RCL = 0,028 x 7988 = 224 W SCL = 3x25,82 2 x 0,344 = 688 W + Total loss = 1174 W

Perbandingan Kedua Metode  Arus sumber  Metode Loop  Metode Pendekatan

Perbandingan Kedua Metode  Torsi Poros dan Output Horsepower  Metode Loop  Metode Pendekatan

Perbandingan Kedua Metode  Efisiensi  Metode Loop  Metode Pendekatan

KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSI  Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas berdasarkan National Electrical Manufacturers Association (NEMA) –Motor kelas A  Mempunyai rangkaian resistansi ritor kecil  Beroperasi pada slip sangat kecil (s<0,01) dalam keadaan berbeban  Untuk keperluan torsi start yang sangat kecil

 Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas berdasarkan National Electrical Manufacturers Association (NEMA) –Motor kelas B  Untuk keperluan umum, mempunyai torsi starting normal dan arus starting normal  Regulasi kecepatan putar pada saat full load rendah (dibawah 5%)  Torsi starting sekitar 150% dari rated  Walaupun arus starting normal, biasanya mempunyai besar 600% dari full load –Motor kelas C  Mempunyai torsi statring yang lebih besar dibandingkan motor kelas B  Arus starting normal, slip kurang dari 0,05 pada kondisi full load  Torsi starting sekitar 200% dari rated  Untuk konveyor, pompa, kompresor dll

 Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas berdasarkan National Electrical Manufacturers Association (NEMA) –Motor kelas D  Mempunyai torsi statring yang besar dan arus starting relatif rendah  Slip besar  Pada slip beban penuh mempunyai efisiensi lebih rendah dibandingkan kelas motor lainnya  Torsi starting sekitar 300%

TORQUE-SPEED CURVES OF DIFFERENT NEMA STANDARD MOTORS

Karakteristik motor induksi

 Untuk mempersingkat perhitungan dan penjelasan maka dari Gambar karakteristik motor induksi dipilih kondisi-kondisi ekstrim yaitu : –Kondisi starting –Kondisi puncak (maksimum) –Kondisi beban nominal (sudah dibahas) Kondisi-kondisi Ektrim Karakteristik Motor Induksi

Kondisi Torsi Starting (Stand still)  Dari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalen motor  Pada saat start rotor belum berputar sehingga slip s = 1  Arus starting rotor menjadi:

Kondisi Torsi Maksimum  Dari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalen motor  Pada saat arus rotor maksimum torsi akan maksimum  Arus maksimum rotor pada slip s b (torsi max) terjadi bila impedansi rotor mendekati nol sehingga:  Karena nilai normal R S <<X e maka:

 Masukkan nilai s b ke dalam persamaan arus saat torsi maksimum, didapat arus rotor maksimum yaitu:  Rotor power Input maksimum menjadi:  Torsi maksimum menjadi:  Rotor power developed maksimum menjadi:

Contoh soal  A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction motor has following circuit parameters on a per phase basis referrred to the stator: RS = W R’R = 0.147W RS = W R’R = 0.147W XS = W X’R = 0.224W X’M = 12.6W XS = W X’R = 0.224W X’M = 12.6W Assuming a Y-connected stator winding. The rotational losses and core loss combined amount to 262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8 % calculate of: Assuming a Y-connected stator winding. The rotational losses and core loss combined amount to 262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8 % calculate of: –the starting torque of the motor –the maximum torque of the motor

SOLUTION  Arus starting :  RPI starting :

SOLUTION  Kecepatan sudut sinkron :  Torsi starting :

SOLUTION  Slip saat torsi maksimum :  RPI saat torsi maksimum :  Kecepatan putar saat torsi maksimum :

SOLUTION  RPD saat torsi maksimum :  Torsi maksimum :

MOTOR ROTOR BELITAN  Perbedaan mendasar dari Motor rotor belit dengan motor 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 –Power faktor baik

BAGIAN-BAGIAN ROTOR BELIT

Graph of induction motors showing effect of increasing the ratio of resistance to inductance

KLAS ISOLASI MOTOR Class Maximum Allowed Temperature (*) A105ºC221ºF B130ºC266ºF F155ºC311ºF H 180 o C 356 o F

MOTOR DUTY CYCLE TYPES AS PER IEC STANDARDS

TYPICAL NAME PLATE OF AN AC INDUCTION MOTOR

NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS TermDescription Volts Rated terminal supply voltage. Amps Rated full-load supply current. H.P. Rated motor output. R.P.M Rated full-load speed of the motor. Hertz Rated supply frequency. Frame External physical dimension of the motor based on the NEMA standards. Duty Motor load condition, whether it is continuos load, short time, periodic, etc.

NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS TermDescription Date Date of manufacturing. Class Insulation Insulation class used for the motor construction. This specifies max. limit of the motor winding temperature. NEMA Design This specifies to which NEMA design class the motor belongs to. Service Factor Factor by which the motor can be overloaded beyond the full load.

NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS TermDescription NEMA Nom. Efficiency Motor operating efficiency at full load. PH Specifies number of stator phases of the motor. Pole Specifies number of poles of the motor. Specifies the motor safety standard. Y Specifies whether the motor windings are start (Y) connected or delta (∆) connected.

MENENTUKAN PARAMETER RANGKAIAN EKUIVALEN MOTOR INDUKSI TIGA PHASE  Melakukan kegiatan pengujian untuk mendapatkan parameter rangkaian ekuivalent motor induksi  Menggambar karakteristik motor induksi (torsi terhadap slip)  Menguji kebenaran data-data yang ada pada name plate

RANGKAIAN EKUIVALENT MOTOR INDUKSI

TEST MOTOR  No load test  Blocked rotor test  DC test

No Load Test  Tujuan –menentukan rugi inti + rugi rotasional –menentukan parameter Xm

Blocked rotor test  Tujuan –menentukan parameter Re dan Xe

DC test  Tujuan –Menentukan parameter R S dan R’ R  Resistansi ekuivalen rotor  untuk hubungan Y

DC test  Resistansi ekuivalen rotor  untuk hubungan delta untuk 60Hz  R ac =1,4R dc untuk 50Hz  R ac =1,3R dc

Contoh Name plate Three Phase Induction Motor P = 0,75 KW = 1 HP V = 380/220 V f = 50 Hz n r = 1380 rpm I = 2/3,45 A

Data yang diperoleh : No load test : P = 120 W V = 380 V I = 1,3 A Blocked rotor test : Blocked rotor test : P = 260 W V = 120 V I = 2 A DC test : DC test : V = 48 V I = 2 A

PERHITUNGAN 1. No load test

2.DC test PERHITUNGAN

PERHITUNGAN 3. Blocked rotor test

Rangkaian Ekuivalen MI

 Slip motor: –Jika n r = 1380 rpm, maka n s yang mungkin pada frekuensi 50 Hz adalah 1500 rpm shg:

Arus I’ R Arus I S

 Rotor Power Input (RPI)  Rotor Power Developed (RPD)

 Daya Output  Daya Losses

 Effisiensi dan daya dalam Hp

Rangkuman Hasil Test No load test No load test X m = 168,76 ohm P rot+inti = 42,5 W Blocked rotor test Blocked rotor test R e = 21,67 ohm Z e = 34,6 ohm X e = 26,97 ohm R’ r = 6,07 ohm DC test DC test R dc = 11,75 ohm R ac = 15,27 ohm Slip= 0,08

Rangkuman Hasil Test I’R = 2,3 A RPI = 1185,2 W RPD = 1032,1 W Pout = 989,6 W Effisiensi = 66,12 % Daya output dalam Hp = 1,33 Hp

SOAL 1  Diketahui motor induksi tiga phasa, P=4, V=230 V, f=60 Hz, n m =1725 rpm  Tentukan : slip per-unit dan frekuwensi rotor pada rated speed

PENYELESAIAN  Kecepatan sinkron dari motor adalah :  Slip per-unit :  Maka frekwensi rotor :

SOAL 2  Diketahui motor induksi tiga phasa 10 HP, P=4, V=440 V, f=60 Hz, n m =1725 rpm Rugi tembaga stator = 212 W; Rugi tembaga stator = 212 W; rotational loss=340 W rotational loss=340 W  Tentukan : a. Power developedb. Daya celah udara a. Power developedb. Daya celah udara c. Rugi tembaga rotord. Total daya input c. Rugi tembaga rotord. Total daya input e. Efisiensi motor e. Efisiensi motor

PENYELESAIAN  Kecepatan sinkron dari motor adalah :  Slip per-unit :  Daya output rotor :

c. Rugi tembaga rotor : d. Daya input : P cu2 = sP AG = x = W Rugi tembaga stator : P cu1 = 212 W (diberikan) e. Efisiensi :

SOAL 3  Diketahui motor induksi tiga phasa 2 HP, P=4, V=120 V, f=60 Hz, nm=1620 rpm Impedansi stator=0.02+j0.06 Ω; rotational loss=160 W Impedansi stator=0.02+j0.06 Ω; rotational loss=160 W  Tentukan : arus rotor

PENYELESAIAN  Daya output adalah :  Kecepatan sinkron :  Slip per-unit :

Daya celah udara : Daya yang dikonversikan : Rugi tembaga rotor : P cu2 = sP AG = 0.1x1835,56 = 183,556 W

Arus rotor :

SOAL 4  Diketahui motor induksi tiga phasa hubungan Y, P=6, V=230 V, f=60 Hz, Parameter :r1=0.5Ω; r2=0.25Ω; x1=0.75Ω; x2=0.5Ω; Xm=100Ω; Rc=500Ω; Parameter :r1=0.5Ω; r2=0.25Ω; x1=0.75Ω; x2=0.5Ω; Xm=100Ω; Rc=500Ω; Impedansi stator = 0.02+j0.06 Ω; rotational loss=160 W Impedansi stator = 0.02+j0.06 Ω; rotational loss=160 W  Tentukan : Arus stator, arus rotor, arus magnetisasi, daya input, rugi tembaga stator, rugi tembaga rotor, daya output, torsi pada shaft dan efisiensi η saat rated slip=2.5 %

PENYELESAIAN  Kecepatan sinkron :  Kecepatan sudut sinkron :

Rangkaian Ekivalen Motor

Impedansi rotor efektif berdasar pada stator adalah : Berdasarkan rangkaian pada gambar, maka Tegangan per-phasa adalah :

Maka : Impedansi celah udara :

Arus stator : Impedansi total : Faktor daya :

Rugi tembaga stator : Tegangan Input : Daya input :

Arus magnetasi : Arus eksitasi : Arus Inti :

Rugi inti : Arus rotor : Daya celah udara :

Daya konversi : Rugi tembaga rotor : Daya output :

Efisiensi : Torsi poros/shaft :

SOAL 5  Diketahui motor induksi tiga phasa hubungan Y. Parameter : r1=10 Ω; x1=25 Ω; r2=3Ω; x2=25 Ω, Xm=75 Ω Parameter : r1=10 Ω; x1=25 Ω; r2=3Ω; x2=25 Ω, Xm=75 Ω  Tentukan : breakdown slip dan torsi maksimum pada motor.

PENYELESAIAN  Kecepatan sinkron :  Kecepatan sudut sinkron :

Rangkaian Ekivalen Motor

Tegangan thevenin: Berdasarkan rangkaian pada gambar, maka Tegangan per-phasa adalah :

Maka : Impedansi thevenin :

Torsi Maksimum: Breakdown (optimum) slip :

SOAL 6  Diketahui motor induksi tiga-fasa, 100 HP, V=440 V, P=8, f=60 Hz, V=440 V, P=8, f=60 Hz, impedansi rotor= j 0.08  perfasa. impedansi rotor= j 0.08  perfasa.  Tentukan : Kecepatan saat torsi motor maksimum dan resistansi eksternal yang harus ditambahkan secara seri pada rotor jika torsi start dari motor 80 % dari nilai maksimum

PENYELESAIAN  Daya output :  Kecepatan sinkron :

 Impedansi rotor :  Slip maksimum dapat diperoleh dengan :

Kecepatan motor saat torsi maksimum adalah : Torsi motor maksimum diperoleh :

Penambahan tahanan luar (r) saat motor jalan pada torsi start 80% dari nilai maksimum adalah :

Nilai tahanan luar yang dibutuhkan adalah :

Pengaturan Putaran Pengaturan Putaran dapat dilakukan dengan : Pengaturan Putaran dapat dilakukan dengan : -. Mengubah jumlah kutub -. Mengubah jumlah kutub -. Mengubah nilai frekuensi -. Mengubah nilai frekuensi -. Mengatur tegangan jala-jala -. Mengatur tegangan jala-jala -. Mengatur tahanan luar -. Mengatur tahanan luar

Pengaturan Putaran

Menjalankan Motor Induksi Tiga Phasa Motor induksi tiga phasa dengan daya yang besar tidak dapat dijalankan dengan cara dihubungkan langsung ke sumber jala-jala. Motor induksi tiga phasa dengan daya yang besar tidak dapat dijalankan dengan cara dihubungkan langsung ke sumber jala-jala. Hal ini disebabkan karena, akan menyerap arus yang sangat besar yaitu mencapai 6 -8 kali arus nominalnya. Hal ini disebabkan karena pada saat start besarnya slip pada motor induksi adalah sama dengan 1 (satu), sehingga di saat Slip = 1, tahanan rotor kecil. Hal ini disebabkan karena, akan menyerap arus yang sangat besar yaitu mencapai 6 -8 kali arus nominalnya. Hal ini disebabkan karena pada saat start besarnya slip pada motor induksi adalah sama dengan 1 (satu), sehingga di saat Slip = 1, tahanan rotor kecil. Arus menjadi besar dan akan merusak motor itu sendiri atau terganggunya sistem instalasi tegangan akan Drop. Di mana Drop tegangan ini mengganggu kerja dari relay, kontaktor, nyala lampu, maupun peralatan elektronik dan computer yang ada disekitarnya. Arus menjadi besar dan akan merusak motor itu sendiri atau terganggunya sistem instalasi tegangan akan Drop. Di mana Drop tegangan ini mengganggu kerja dari relay, kontaktor, nyala lampu, maupun peralatan elektronik dan computer yang ada disekitarnya.

Ada beberapa cara untuk mengurangi besarnya arus start antara lain adalah : 1. Primary resistor control 1. Primary resistor control 2. Transformer control 2. Transformer control 3. Wey-Delta control 3. Wey-Delta control 4. Part-winding start control 4. Part-winding start control 5. Electronic control 5. Electronic control

STARTING STAR/DELTA Gambar. Hubungan Bintang Gambar. Hubungan Segitiga Gambar. Hubungan Bintang Gambar. Hubungan Segitiga Kumparan stator saat pengawalan dalam hubungan bintang (Ү), setelah motor mencapai putaran nominal hubungan berubah menjadi delta (∆). Sehingga hubungan tegangan dan arusnya dapat dilihat sebagai berikut : Kumparan stator saat pengawalan dalam hubungan bintang (Ү), setelah motor mencapai putaran nominal hubungan berubah menjadi delta (∆). Sehingga hubungan tegangan dan arusnya dapat dilihat sebagai berikut : Tegangan, pada hubungan bintang (Y) tegangan pada kumparan mendapat tegangan sebesar 1/ dari tegangan jala-jala, untuk hubungan delta (∆).tegangan pada kumparan mendapat tegangan sama dengan tegangan jala-jala. Tegangan, pada hubungan bintang (Y) tegangan pada kumparan mendapat tegangan sebesar 1/ dari tegangan jala-jala, untuk hubungan delta (∆).tegangan pada kumparan mendapat tegangan sama dengan tegangan jala-jala. U V W X Y Z U V W Z X Y

STARTING STAR/DELTA