motor induksi tiga phasa

MOTOR INDUKSI TIGA PHASAMOTOR INDUKSI TIGA PHASA

MOTOR INDUKSI TIGA MOTOR INDUKSI TIGA PHASAPHASA

-. Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang -. Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang

merubah energi listrik menjadi energi gerakmerubah energi listrik menjadi energi gerak

dengan menggunakan gandengan medan listrikdengan 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 -. Motor induksi merupakan motor yang paling

banyak kita jumpai dalam industri.banyak kita jumpai dalam industri.

Konstruksi motor tiga phasaKonstruksi motor tiga phasa

Bagian Motor Induksi Tiga PhasaBagian Motor Induksi Tiga Phasa

StatorStator

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

RotorRotor

-. -. Rotor sangkarRotor sangkar

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

Rotor SangkarRotor Sangkar

Konstruksi rotor sangkar Konstruksi rotor sangkar ( squarrel-cage rotor ) ( squarrel-cage rotor )

Rotor kumparan ( wound rotor )Rotor kumparan ( wound rotor )

Kumparan dihubungkan bintang dibagian Kumparan dihubungkan bintang dibagian dalam dan ujung yang lain dihubungkan dalam dan ujung yang lain dihubungkan dengan slipring ke tahanan luar. Kumparan dengan slipring ke tahanan luar. Kumparan dapat dikembangkan menjadi pengaturan dapat dikembangkan menjadi pengaturan

kecepatan putaran motor.kecepatan putaran motor.

Pada kerja normal slipring hubung singkat Pada kerja normal slipring hubung singkat secara otomatis, sehingga rotor bekerjasecara otomatis, sehingga rotor bekerja

seperti rotor sangkar.seperti rotor sangkar.

Jenis Rotor BelitanJenis Rotor Belitan

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

Keuntungan motor tiga phasaKeuntungan motor tiga phasa

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

-. Harganya relatif murah dan kehandalannya -. Harganya relatif murah dan kehandalannya tinggi.tinggi.

-. Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal, -. Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil. gesekan kecil.

-. Biaya pemeliharaan rendah karena-. Biaya pemeliharaan rendah karena

pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan.pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan.

KERUGIAN PENGGUNAAN MOTOR KERUGIAN PENGGUNAAN MOTOR INDUKSIINDUKSI

Kecepatan tidak mudah dikontrolKecepatan tidak mudah dikontrol Power faktor rendah pada beban ringanPower faktor rendah pada beban ringan Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus

nominalnominal

PRINSIP KERJA MOTOR PRINSIP KERJA MOTOR (Gaya Lorentz)(Gaya Lorentz)

F = Gaya B = Kerapatan fluksI = Arus L = Konduktor

Arus listrik (i) yang dialirkan di dalam suatu medan magnet dengan kerapatan Fluks (B) akan menghasilkan suatu gayaSebesar:

Nilai F Dipengaruhi Banyaknya Lilitan ( N )Nilai F Dipengaruhi Banyaknya Lilitan ( N )

Linear MotorLinear Motor

Prinsip kerja 3 PhasaPrinsip kerja 3 Phasa

1. Bila sumber tegangan tiga phasa dipasang pada kumpara1. Bila sumber tegangan tiga phasa dipasang pada kumpara stator, maka pada kumparan stator akan timbul medan putarstator, maka pada kumparan stator akan timbul medan putar dengan kecepatandengan kecepatan

P

fns

120ns = kecepatan sinkron

f = frekuensi sumberp = jumlah kutup

P

fns

120

2. Medan putar stator akan memotong 2. Medan putar stator akan memotong konduktor yangkonduktor yangterdapat pada sisi rotor, akibatnya pada terdapat pada sisi rotor, akibatnya pada kumparan rotor akan timbul tegangan induksi kumparan rotor akan timbul tegangan induksi ( ggl ) sebesar( ggl ) sebesar

fNE s 4,442

E = tegangan induksi ggl f = frekkuensiN = banyak lilitanQ = fluks

3. Karena kumparan rotor merupakan3. Karena kumparan rotor merupakan kumparan rangkaian tertutup, makakumparan rangkaian tertutup, maka tegangan induksi akan menghasilkantegangan induksi akan menghasilkan arus ( I ).arus ( I ).4. Adanya arus dalam medan magnet akan4. Adanya arus dalam medan magnet akan menimbulkan gaya ( F ) pada rotor.menimbulkan gaya ( F ) pada rotor.5. Bila torsi awal yang dihasilkan oleh gaya5. Bila torsi awal yang dihasilkan oleh gaya F pada rotor cukup besar untuk memikulF pada rotor cukup besar untuk memikul torsi beban, maka rotor akan berputartorsi 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, 6. Untuk membangkitkan tegangan induksi E2s agar tetap ada,

maka diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan maka diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan

medan putar stator ( ns )dengan kecepatan putar rotor ( nr ). medan putar stator ( ns )dengan kecepatan putar rotor ( nr ).7.Perbedaan antara kecepatan nr dengan ns disebut dengan 7.Perbedaan antara kecepatan nr dengan ns disebut dengan slip ( S ) yang dinyatakan dengan persamaan: slip ( S ) yang dinyatakan dengan persamaan:

8.Jika ns = nr tegangan akan terinduksi dan arus tidak 8.Jika ns = nr tegangan akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada rotor, dengan demikian tidak ada torsi yang mengalir pada rotor, dengan demikian tidak ada torsi yang dapat dihasilkan. Torsi suatu motor akan timbul apabila dapat dihasilkan. Torsi suatu motor akan timbul apabila ns > nr. ns > nr. 9.Dilihat dari cara kerjanya motor tiga phasa disebut juga 9.Dilihat dari cara kerjanya motor tiga phasa disebut juga dengan motor tak serempak atau asinkron. dengan motor tak serempak atau asinkron.

%100n

nnS

s

rs

Contoh soalContoh soal

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

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

PenyelesaianPenyelesaian

Kecepatan sinkronKecepatan sinkron

rpm

x

p

fns

12006

7200

6

60120120

Diketahui :p = 6 f = 60 Hznr = 1140 rpm

Slip pada beban penuhSlip pada beban penuh

%505,01200

60

1200

11401200

atau

n

nns

s

rs

Kecepatan putar rotor bila s = Kecepatan putar rotor bila s = 0,020,02

rpm

xn

n

n

n

n

nns

r

r

s

r

s

rs

1176

1200)02,01(1200

102,0

1

TEGANGAN TERINDUKSI PADA ROTORTEGANGAN TERINDUKSI PADA ROTOR

Pada saat standstill (slip = 100%)Pada saat standstill (slip = 100%)– medan putar rotor maksimummedan putar rotor maksimum– Fluks dalam stator sama dengan dalam rotorFluks dalam stator sama dengan dalam rotor– tegangan yang dibangkitkan maksimum, tegangan yang dibangkitkan maksimum,

tergantung pada belitan rotortergantung pada belitan rotor– Tegangan yang diinduksikan ke rotor tergantung Tegangan yang diinduksikan ke rotor tergantung

pada ratio belitanpada ratio belitan– Frekuensi rotor sama dengan frekuensi statorFrekuensi rotor sama dengan frekuensi stator

Pada saat bergerak:Pada saat bergerak:– medan putar rotor maksimummedan putar rotor maksimum– fluks dalam stator sama dengan dalam rotorfluks dalam stator sama dengan dalam rotor– tegangan yang dibangkitkan berkurang sesuai tegangan yang dibangkitkan berkurang sesuai

dengan slip yang terjadidengan slip yang terjadi– Frekuensi rotor semakin berkurang sesuai Frekuensi rotor semakin berkurang sesuai

dengan penurunan slipdengan penurunan slip Dapat disimpulkan bahwa:Dapat disimpulkan bahwa:

– EErr = s x E = s x EBRBR

EErr tegangan induksi rotor tegangan induksi rotor EEBR BR tegangan induksi rotor saat standstilltegangan induksi rotor saat standstill

– ffRR = s x f = s x fSS

ffR R frekuensi rotorfrekuensi rotor ffSS frekuensi stator frekuensi stator

Contoh SoalContoh Soal A three-phase 60 Hz four-pole 220-V A three-phase 60 Hz four-pole 220-V

wound induction motor has a stator wound induction motor has a stator winding Delta connected and a rotor winding Delta connected and a rotor winding Y connected. The rotor has 40% winding Y connected. The rotor has 40% as many turns as the stator. For a rotor as many turns as the stator. For a rotor speed of 1710 r/min, calculate:speed of 1710 r/min, calculate:– The slip The slip – The block rotor-induced voltage per phase EThe block rotor-induced voltage per phase EBRBR

– The rotor-induced voltage per phase EThe rotor-induced voltage per phase ERR

– The voltage between rotor terminalsThe voltage between rotor terminals– The rotor frequencyThe rotor frequency

SolutionSolution

The slipThe slip

min/18004

60120120r

x

p

fns

05,01800

171011

s

r

n

ns

The block rotor-induced voltage per The block rotor-induced voltage per phase Ephase EBRBR

The rotor-induced voltage per phase EThe rotor-induced voltage per phase ERR

phaseVofE statorBR /%40

phaseVxEBR /882204,0

V4,48805,0 xsEE BRR

The voltage between rotor terminalsThe voltage between rotor terminals

The rotor frequencyThe rotor frequency

RrotorLL VV 3)(

zxsffR H36005,0

VxV rotorLL 62,74,43)(

RANGKAIAN ROTORRANGKAIAN ROTOR

Di rotor dalam tiap kondisi diperoleh Di rotor dalam tiap kondisi diperoleh kesimpulan:kesimpulan:– Arus short circuit rotor dibatasi oleh impedansi Arus short circuit rotor dibatasi oleh impedansi

rotorrotor– Impedansi terdiri dari dua komponen yaitu:Impedansi terdiri dari dua komponen yaitu:

Resistansi rotor RResistansi rotor RR R

Reaktansi diri sXReaktansi diri sXBRBR (X (XBRBR Reaktansi diri rotor pada stand- Reaktansi diri rotor pada stand-still)still)

– Selama reaktansi diri merupakan fungsi dari Selama reaktansi diri merupakan fungsi dari frekuensi, reaktansi proportional terhadap slipfrekuensi, reaktansi proportional terhadap slip

Sebagai hasil, arus rotor menjadiSebagai hasil, arus rotor menjadi

22RR

RR

XR

EI

BRR

BRR

sXX

sEE

22 )( BRR

BRR

sXR

sEI

bila,bila, maka,maka,

jika penyebut dan pembilang dibagi dengan s, jika penyebut dan pembilang dibagi dengan s, maka:maka:

22][ BRR

BRR

Xs

R

EI

sehingga rangkaian ekuivalen rotor per fasa sehingga rangkaian ekuivalen rotor per fasa menjadi:menjadi:

Pembagian dengan s Pembagian dengan s merubah titik referensi merubah titik referensi dari rotor ke dari rotor ke rangkaian statorrangkaian stator

Untuk tujuan menyamakan dengan rangkaian Untuk tujuan menyamakan dengan rangkaian resistansi rotor Rresistansi rotor RRR yang sebenarnya, maka yang sebenarnya, maka RRRR/s dipisah dalam dua komponen:/s dipisah dalam dua komponen:

RRRR RR

s

R

s

R

)11

( s

RRs

RRR

R

sehingga rangkaian ekuivalen rotor sehingga rangkaian ekuivalen rotor menjadi sebagai berikut:menjadi sebagai berikut:

RANGKAIAN EKUIVALEN ROTOR

KOMPONEN DAYA PADA ROTORKOMPONEN DAYA PADA ROTOR

ROTOR POWER INPUT (RPI)ROTOR POWER INPUT (RPI) ROTOR COPPER LOSS (RCL)ROTOR COPPER LOSS (RCL) ROTOR POWER DEVELOPED (RPD)ROTOR POWER DEVELOPED (RPD) OUT-PUT POWEROUT-PUT POWER

Ketiga komponen daya tersebut Ketiga komponen daya tersebut didapat dari persamaan:didapat dari persamaan:

)11

( s

RRs

RRR

R bila ruas kanan dan bila ruas kanan dan ruas kiri dari persamaan ruas kiri dari persamaan ini dikalikan dengan Iini dikalikan dengan IRR

22, , maka:maka:

)11

(222 s

RIRIs

RI RRRR

RR

s

RI R

R2

RR RI 2

)11

(2 s

RI RR

Dimana:

ROTOR POWER INPUT (RPI)

ROTOR COPPER LOSS (RCL)

ROTOR POWER DEVELOPED (RPD)

RPI = RCL + RPD

HUBUNGAN RPD DENGAN RPIHUBUNGAN RPD DENGAN RPI

s

RIRPI R

R2

)11

(2 s

RIRPD RR )1

(2

s

sRIRPD RR

)1(2

ss

RIRPD RR

)1( sRPIRPD

HUBUNGAN RCL DENGAN RPIHUBUNGAN RCL DENGAN RPI

s

RIRPI R

R2

RR RIsRPI 2 RR RIRCL 2

RCLsRPI sRPIRCL

DAYA OUT-PUTDAYA OUT-PUT

Daya yang dibangkitkan di poros rotor Daya yang dibangkitkan di poros rotor dapat dinyatakan dengan persamaan:dapat dinyatakan dengan persamaan:

Pout = RPD - Protasional

Protasional adalah daya hilang yang disebabkan oleh gaya gesekan (friksi) dan angin (kipas pendingin)

TORSI YANG DIBANGKITKANTORSI YANG DIBANGKITKAN

Torsi elektromekanik TTorsi elektromekanik Te e adalah torsi yang adalah torsi yang dibangkitkan di celah udara yang dapat dibangkitkan di celah udara yang dapat dinyatakan dengan persamaan:dinyatakan dengan persamaan:

se

RPIT

60

2 ss

n

Torsi poros TTorsi poros Tdd adalah torsi yang adalah torsi yang dibangkitkan di poros rotor yang dapat dibangkitkan di poros rotor yang dapat dinyatakan dengan persamaan:dinyatakan dengan persamaan:

R

outd

PT

60

2 rr

n

Bila rugi Protasional diabaikan maka TBila rugi Protasional diabaikan maka Tdd dapat dinyatakan dengan persamaan:dapat dinyatakan dengan persamaan:

Rd

RPDT

RANGKAIAN STATORRANGKAIAN STATOR

Terdiri dari Terdiri dari – Tahanan stator RsTahanan stator Rs– Reaktasi induktif XsReaktasi induktif Xs– Rangkaian magnetisasi (tidak boleh Rangkaian magnetisasi (tidak boleh

diabaikan seperti trafo karena rangkaian diabaikan seperti trafo karena rangkaian ini menyatakan celah udara)ini menyatakan celah udara)

Rangkaian stator per fasa dinyatakan Rangkaian stator per fasa dinyatakan pada gambar berikut:pada gambar berikut:

DIAGRAM RANGKAIAN STATORDIAGRAM RANGKAIAN STATOR

Bila tegangan konstanBila tegangan konstan– Rugi inti dianggap konstan mulai dari kondisi Rugi inti dianggap konstan mulai dari kondisi

tanpa beban sampai beban penuhtanpa beban sampai beban penuh– Rc dapat dihilangkan dari diagram rangkaian Rc dapat dihilangkan dari diagram rangkaian

tetapi:tetapi: rugi inti tetap ada dan diperhitungkan pada efisiensirugi inti tetap ada dan diperhitungkan pada efisiensi

– Arus magnetisasi pada motor sekitar 30% s/d 50% Arus magnetisasi pada motor sekitar 30% s/d 50% dari arus nominaldari arus nominal

– Reaktansi magnetisasi merupakan komponen Reaktansi magnetisasi merupakan komponen penting pada rangkaian penggantipenting pada rangkaian pengganti

Sehingga penyederhanaan diagram Sehingga penyederhanaan diagram rangkaian stator menjadi seperti gambar rangkaian stator menjadi seperti gambar berikut:berikut:

PENYEDERHANAAN DIAGRAM PENYEDERHANAAN DIAGRAM RANGKAIAN STATORRANGKAIAN STATOR

PENGGABUNGAN DIAGRAM PENGGABUNGAN DIAGRAM RANGKAIAN ROTOR DAN STATORRANGKAIAN ROTOR DAN STATOR

Sisi stator sebagai referensi parameter rotorSisi stator sebagai referensi parameter rotor Untuk menggabung rangkaian rotor dengan Untuk menggabung rangkaian rotor dengan

rangkaian stator maka dapat digunakan rangkaian stator maka dapat digunakan konsep: “daya stator sama dengan daya rotor”konsep: “daya stator sama dengan daya rotor”

Sehingga ESehingga EBRBR harus sama dengan E harus sama dengan ESS EES S = a.E= a.EBRBR = E’ = E’BRBR I’I’RR = I = IRR/a/a R’R’RR =a =a22.R.RRR X’X’BRBR =a =a22.X.XBRBR Konstanta a merupakan transformasi Konstanta a merupakan transformasi

tegangan stator ke rotortegangan stator ke rotor

DIAGRAM LENGKAP MOTOR DIAGRAM LENGKAP MOTOR INDUKSI TIAP FASAINDUKSI TIAP FASA

ANALISA ARUS (METODE LOOP)ANALISA ARUS (METODE LOOP)

Dari diagram rangkaian berikut Dari diagram rangkaian berikut dapat dibuat dua persamaan:dapat dibuat dua persamaan:

SRMMSS V)I'X(0-)IsXXR( jjj

0)I'XX's

R'()IsX0( RMBR

RM jjj

0')'('

)0(

)0()(S

R

S

MBRR

M

MMSS V

I

IXXj

s

RjX

jXXXjR

Loop I:Loop I:

Loop II:Loop II:

Dibuat dalam bentuk matrik didapat:Dibuat dalam bentuk matrik didapat:

)'('

)0(

)0()(

MBRR

M

MMSS

XXjs

RjX

jXXXjR

)'(

'0

)0(0

MBRR

MS

S

XXjs

RjXjV

I

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

Arus IArus ISS didapat dengan persamaan: didapat dengan persamaan:

0)0(

)0()(

' M

SMSS

R

jX

jVXXjR

I

Arus IArus IRR didapat dengan persamaan: didapat dengan persamaan:

Arus magnetisasi IArus magnetisasi IMM diperoleh dari: diperoleh dari:

Faktor daya motor didapat dari Cos Faktor daya motor didapat dari Cos sudut arus stator Isudut arus stator ISS

IIMM = I = ISS – I’ – I’RR

KOMPONEN DAYA TIGA FASAKOMPONEN DAYA TIGA FASA

cos3 SSVxISPI

SS RxISCL 23

STATOR POWER INPUT (SPI)

STATOR COPPER LOSS (SCL)


s

RxIRPI R

R

''3 2

RR RxIRCL ''3 2

ROTOR POWER INPUT (RPI)

ROTOR COPPER LOSS (RCL)

)11

(''3 2 s

RxIRPD RR

ROTOR POWER DEVELOPED (RPD)

ROTASIONAL LOSS (PR)

OUTPUT POWER (PO)

PO = RPD - PR


Rugi-rugi yang disebabkan oleh gesekan dan angin

DIAGRAM ALIR DAYA PADA DIAGRAM ALIR DAYA PADA MOTOR INDUKSI TIGA FASAMOTOR INDUKSI TIGA FASA

P OUT

SPIRPI

RPD

SCL RCL PR

ANALISA ARUS ANALISA ARUS (METODE PENYEDERHANAAN)(METODE PENYEDERHANAAN)

Mengacu pada diagram lengkap Mengacu pada diagram lengkap motor induksi tiap fasamotor induksi tiap fasa

Untuk tujuan menyederhanakan Untuk tujuan menyederhanakan analisa, pindahkan parameter Xanalisa, pindahkan parameter XMM mendekati sumber tegangan maka mendekati sumber tegangan maka didapat diagram rangkaian seperti didapat diagram rangkaian seperti berikut:berikut:

PENYEDERHANAAN RANGKAIAN PENYEDERHANAAN RANGKAIAN EKUIVALEN MOTOR INDUKSIEKUIVALEN MOTOR INDUKSI

Dari rangkaian penyederhanaan didapat Dari rangkaian penyederhanaan didapat persamaan arus I’persamaan arus I’RR sebagai berikut: sebagai berikut:

)'()'

('

RSBR

S

SR

XXjs

RR

VI

M

SM jX

VI

Arus pemagnetan IArus pemagnetan IMM sebagai berikut: sebagai berikut:

RMS I'II Arus stator IArus stator ISS sebagai berikut: sebagai berikut:

Bila mengikuti gambar rangkaian maka Bila mengikuti gambar rangkaian maka rugi tembaga stator SCL menggunakan rugi tembaga stator SCL menggunakan arus I’arus I’RR. Tetapi untuk mengurangi error . Tetapi untuk mengurangi error yang tinggi pada perhitungan efisiensi yang tinggi pada perhitungan efisiensi maka SCL dihitung menggunakan maka SCL dihitung menggunakan persamaan berikut:persamaan berikut:

Faktor daya motor didapat dari Cos Faktor daya motor didapat dari Cos sudut arus stator Isudut arus stator ISS

SS RxISCL 23 Perhitungan daya dan rugi-rugi yang lain Perhitungan daya dan rugi-rugi yang lain

sama seperti perhitungan metode LOOPsama seperti perhitungan metode LOOP

EFISIENSI (EFISIENSI ())

Menyatakan perbandingan daya output Menyatakan perbandingan daya output dengan daya input dengan daya input

in

loos

in

loosin

in

out

P

P

P

PP

P

P

1

Bila dinyatakan dalam prosen maka, Bila dinyatakan dalam prosen maka,

%100xP

P

in

out

Contoh SoalContoh Soal

A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction motor has following circuit parameters on a per phase motor has following circuit parameters on a per phase basis referrred to the stator:basis referrred to the stator:

RRSS = 0.344 = 0.344 R’R’RR = 0.147= 0.147 XXSS = 0.498 = 0.498 X’X’RR = 0.224= 0.224 X’ X’MM = 12.6 = 12.6 Assuming a Y-connected stator winding. The Assuming a Y-connected stator winding. The

rotational losses and core loss combined amount to rotational losses and core loss combined amount to 262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8 262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8 % determine:% determine:– the line current and power factorthe line current and power factor– the shaft torque and output horse powerthe shaft torque and output horse power– the efficiencythe efficiency

SOLUTION (LOOP METHODE)SOLUTION (LOOP METHODE)

the phase voltage the phase voltage is:is: V1273/220

the equivalent circuit is given in Figure:the equivalent circuit is given in Figure:

271)I'6,21(0-)Is098,13344,0( R jj

0)I'824,12(5,25)Is6,210( R jj

0

127

'824,1225,5)6,120(

)6,120(098,13344,0

R

S

I

I

jj

jj

Loop I:Loop I:

Loop II:Loop II:

Dibuat dalam bentuk matrik didapat:Dibuat dalam bentuk matrik didapat:

73,177,4

(-158.76)-167,97-68,764,411,81

824,1225,5)6,120(

)6,120(098,13344,0

j

jj

jj

jj

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

04,2893,23,2511-23,64

17,734,7

1628.65666,75

17,734,7

824,1225,50

)6,120(0127

824,1225,50

)6,120(0127

j

j

j

j

j

jj

j

jj

IS

a. Arus Ia. Arus ISS didapat dengan persamaan: didapat dengan persamaan:

77,5757,212,1922,747

17,734,7

1600,20

17,734,7

0)6,120(

0127824,1225,5

'

j

j

j

j

j

jj

I R


Power faktor motor (diambil dari sudut Power faktor motor (diambil dari sudut IISS):): 88,0)04,28cos( PF

b. The shaft torque and output horse b. The shaft torque and output horse powerpowerKecepatan sinkron dari motor adalah :Kecepatan sinkron dari motor adalah :

rpmP

fn s

s 12006

60120120

rpmnsn sr 1166)028,01()1(

rad/detik1,12260

11662

60

2

xnrr

Kecepatan rotor adalah :Kecepatan rotor adalah :

Kecepatan sudut rotor adalah :Kecepatan sudut rotor adalah :

W7455,53125,5757,213

''3

2

2

xx

s

RIRPI R

R

W7246.776

0,028)-7455.531(1

)1(

sRPIRPD

Rotor Power Input adalah :Rotor Power Input adalah :

Rotor Power Developed adalah :Rotor Power Developed adalah :

Power Output adalah :Power Output adalah :

Torsi motor adalah :Torsi motor adalah :

Pout = RPD – Protasional

= 7246,776 – 262 = 6984,776 W

m-N 57.21,122

6984.776

R

outd

PT

Horsepower motor adalah :Horsepower motor adalah :

9.36746

6984.776

746 outP

HP

Power loos adalah :Power loos adalah :

c. Efisiensi motor adalah :c. Efisiensi motor adalah :

Protasional + Core loss = 262 WRCL = 0,028 x 7455,351 = 208.75 WSCL = 3x23,932x 0,344 = 590,97 W + Total loss = 1061,72 W

,8%681061,726984,776

6984,776

%100

x

PP

P

lossout

out

SOLUTION (Penyederhanaan)SOLUTION (Penyederhanaan)

the phase voltage the phase voltage is:is: V1273/220

the equivalent circuit is given in Figure:the equivalent circuit is given in Figure:

Aj

jIR

,882-22,33

4,752,22

722,025,5344,0

127


Ajj

IM 08,106,12

127

Arus IArus IMM didapat dengan persamaan: didapat dengan persamaan:

A

j

jIS

1,3082,25

,9612-22,33

)08,1088,2(33,22

a. Arus Sumber Ia. Arus Sumber ISS didapat dari : didapat dari :

Power faktor motor (diambil dari sudut Power faktor motor (diambil dari sudut IISS):): 865,0)1,30cos( PF

b. The shaft torque and output horse b. The shaft torque and output horse powerpowerKecepatan sinkron dari motor adalah :Kecepatan sinkron dari motor adalah :

rpmP

fn s

s 12006

60120120

rpmnsn sr 1166)028,01()1(

rad/detik1,12260

11662

60

2

xnrr

Kecepatan rotor adalah :Kecepatan rotor adalah :

Kecepatan sudut rotor adalah :Kecepatan sudut rotor adalah :

W798825,552,223

''3

2

2

xx

s

RIRPI R

R

W7764

0,028)-7988(1

)1(

sRPIRPD

Rotor Power Input adalah :Rotor Power Input adalah :

Rotor Power Developed adalah :Rotor Power Developed adalah :

Power Output adalah :Power Output adalah :

Torsi motor adalah :Torsi motor adalah :

Pout = RPD – Protasional

= 7764 – 262 = 7502 W

m-N .4161,122

7502

R

outd

PT

Horsepower motor adalah :Horsepower motor adalah :

.101746

7502

746 outP

HP

Power loos adalah :Power loos adalah :

c. Efisiensi motor adalah :c. Efisiensi motor adalah :

Protasional + Core loss = 262 WRCL = 0,028 x 7988 = 224 WSCL = 3x25,822x 0,344 = 688 W + Total loss = 1174 W

,5%6811747502

7502

%100

x

PP

P

lossout

out

Perbandingan Kedua MetodePerbandingan Kedua Metode

Arus sumberArus sumber

AjIS 1,3082,25,9612-22,33

AjIS 04,2893,23,2511-23,64

Metode LoopMetode Loop

Metode Metode PendekatanPendekatan


Torsi Poros dan Output HorsepowerTorsi Poros dan Output Horsepower

1,10mN4,61 HPTd



36,9mN2,57 HPTd


EfisiensiEfisiensi

,5%86



,8%86

KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSIKARAKTERISTIK MOTOR INDUKSI

Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelaskelas berdasarkan National Electrical berdasarkan National Electrical Manufacturers Association (NEMA)Manufacturers Association (NEMA)– Motor kelas AMotor kelas A

Mempunyai rangkaian resistansi ritor kecilMempunyai rangkaian resistansi ritor kecil Beroperasi pada slip sangat kecil (s<0,01) dalam Beroperasi pada slip sangat kecil (s<0,01) dalam

keadaan berbebankeadaan berbeban Untuk keperluan torsi start yang sangat kecilUntuk keperluan torsi start yang sangat kecil

Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelaskelas berdasarkan National Electrical berdasarkan National Electrical Manufacturers Association (NEMA)Manufacturers Association (NEMA)– Motor kelas BMotor kelas B

Untuk keperluan umum, mempunyai torsi starting Untuk keperluan umum, mempunyai torsi starting normal dan arus starting normalnormal dan arus starting normal

Regulasi kecepatan putar pada saat full load rendah Regulasi kecepatan putar pada saat full load rendah (dibawah 5%)(dibawah 5%)

Torsi starting sekitar 150% dari ratedTorsi starting sekitar 150% dari rated Walaupun arus starting normal, biasanya mempunyai Walaupun arus starting normal, biasanya mempunyai

besar 600% dari full loadbesar 600% dari full load– Motor kelas CMotor kelas C

Mempunyai torsi statring yang lebih besar dibandingkan Mempunyai torsi statring yang lebih besar dibandingkan motor kelas Bmotor kelas B

Arus starting normal, slip kurang dari 0,05 pada kondisi Arus starting normal, slip kurang dari 0,05 pada kondisi full loadfull load

Torsi starting sekitar 200% dari ratedTorsi starting sekitar 200% dari rated Untuk konveyor, pompa, kompresor dllUntuk konveyor, pompa, kompresor dll

Rotor sangkar bajing dibuat dalam Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas4 kelas berdasarkan National Electrical berdasarkan National Electrical Manufacturers Association (NEMA)Manufacturers Association (NEMA)– Motor kelas DMotor kelas D

Mempunyai torsi statring yang besar dan arus Mempunyai torsi statring yang besar dan arus starting relatif rendahstarting relatif rendah

Slip besarSlip besar Pada slip beban penuh mempunyai efisiensi lebih Pada slip beban penuh mempunyai efisiensi lebih

rendah dibandingkan kelas motor lainnyarendah dibandingkan kelas motor lainnya Torsi starting sekitar 300% Torsi starting sekitar 300%

TORQUE-SPEED CURVES OF TORQUE-SPEED CURVES OF DIFFERENT NEMA STANDARD MOTORSDIFFERENT NEMA STANDARD MOTORS

Karakteristik motor induksiKarakteristik motor induksi

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

Kondisi-kondisi Ektrim Kondisi-kondisi Ektrim Karakteristik Motor InduksiKarakteristik Motor Induksi

Kondisi Torsi Starting (Stand still)Kondisi Torsi Starting (Stand still)

Dari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalen motorDari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalen motor Pada saat start rotor belum berputar sehingga slip s = 1Pada saat start rotor belum berputar sehingga slip s = 1 Arus starting rotor menjadi:Arus starting rotor menjadi:

22)(

)'('

eRS

SstartR

XRR

VI

RstartRstart RIRPI ''3 2)()(

s

startstart

RPIT

)(

60

2 ss

n

Kondisi Torsi MaksimumKondisi Torsi Maksimum

Dari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalen motor Dari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalen motor Pada saat arus rotor maksimum torsi akan maksimum Pada saat arus rotor maksimum torsi akan maksimum Arus maksimum rotor pada slip sArus maksimum rotor pada slip sb b (torsi max) terjadi bila (torsi max) terjadi bila

impedansi rotor mendekati nol sehingga:impedansi rotor mendekati nol sehingga:

0' 2

2

e

b

RS X

s

RR2

2'

'

eb

RS

SR

Xs

RR

VI

eS

RTb XR

Rss

'max

Karena nilai normal RKarena nilai normal RSS<<X<<Xee maka: maka:

e

RTb X

Rss

'max

Masukkan nilai sMasukkan nilai sbb ke dalam persamaan arus saat torsi ke dalam persamaan arus saat torsi maksimum, didapat arus rotor maksimum yaitu: maksimum, didapat arus rotor maksimum yaitu:

e

S

b

RmakRmak X

V

s

RIRPI

2

3''3

22

)()(

e

S

ee

SmakR

X

V

XX

VI

2'

22)(

Rotor power Input maksimum menjadi: Rotor power Input maksimum menjadi:

Torsi maksimum menjadi: Torsi maksimum menjadi:

Rotor power developed maksimum Rotor power developed maksimum menjadi: menjadi: )1()()( bmakmak sRPIRPD

)()(

)()(

bR

out

bR

rotmakmakd

PPRPDT

Contoh soalContoh soal

A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction motor has following circuit parameters on a per phase motor has following circuit parameters on a per phase basis referrred to the stator:basis referrred to the stator:

RS RS = 0.344 W = 0.344 W R’R R’R = 0.147W= 0.147W XS XS = 0.498 W= 0.498 W X’R X’R = 0.224W= 0.224W X’M = 12.6W X’M = 12.6W Assuming a Y-connected stator winding. The rotational Assuming a Y-connected stator winding. The rotational

losses and core loss combined amount to 262 W and losses and core loss combined amount to 262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8 % calculate of:may be assumed constant. For slip of 2.8 % calculate of:– the starting torque of the motorthe starting torque of the motor– the maximum torque of the motorthe maximum torque of the motor

SOLUTIONSOLUTION Arus starting :Arus starting :

RPI starting :RPI starting :

A

XRR

VI

eRS

SstartR

45,145

)224,0498,0()47,0344,0(

127

)'('

22

22)(

W

xx

RIRPI RstartRstart

9330

147,0)45,145(3

''32

2)()(

SOLUTIONSOLUTION Kecepatan sudut sinkron :Kecepatan sudut sinkron :

Torsi starting :Torsi starting :

mN2,74664,125

9330)( s

startstart

RPIT

rad/det 125,66460

12002

60

2

xnss

rpmx

P

fns 1200

6

60120120

SOLUTIONSOLUTION

Slip saat torsi maksimum :Slip saat torsi maksimum :

2,0)224,0498,0(

147,0'max

e

RTb X

Rss

RPI saat torsi maksimum :RPI saat torsi maksimum :

Kecepatan putar saat torsi maksimum :Kecepatan putar saat torsi maksimum :rpmxnsn sbmakr 9601200)2,01()1()(

Wx

x

X

VRPI

e

Smak 509,33

722,02

1273

2

3 22

)(

SOLUTIONSOLUTION

W

x

sRPIRPD bmakmak

807,26

)2,01(509,33

)1()()(

mN264

531,100

262807,26

)()(

)()(

bR

out

bR

rotmakmakd

PPRPDT

RPD saat torsi maksimum :RPD saat torsi maksimum :

Torsi maksimum :Torsi maksimum :

rad/det 100,53160

9602

60

2)(

xnR

bR

MOTOR ROTOR BELITANMOTOR ROTOR BELITAN

Perbedaan mendasar dari Motor rotor belit Perbedaan mendasar dari Motor rotor belit dengan motor sangkar bajing adalah terdapat dengan motor sangkar bajing adalah terdapat pada konstruksi rotorpada konstruksi rotor

Rotor sangkar bajing mempunyai:Rotor sangkar bajing mempunyai:– Tahanan rotor tetapTahanan rotor tetap– Arus starting tinggiArus starting tinggi– Torsi starting rendahTorsi starting rendah

Rotor belitRotor belit– Memungkinkan tahanan luar dihubungkan ke tahanan Memungkinkan tahanan luar dihubungkan ke tahanan

rotor melalui slip ring yang terhubung ke sikat.rotor melalui slip ring yang terhubung ke sikat.– Arus starting rendahArus starting rendah– Torsi starting tinggiTorsi starting tinggi– Power faktor baikPower faktor baik

BAGIAN-BAGIAN ROTOR BELITBAGIAN-BAGIAN ROTOR BELIT

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

inductanceinductance

KLAS ISOLASI MOTORKLAS ISOLASI MOTOR

ClassClass Maximum Maximum AllowedAllowed

Temperature (*)Temperature (*)

AA 105ºC105ºC 221ºF221ºF

BB 130ºC130ºC 266ºF266ºF

FF 155ºC155ºC 311ºF311ºF

HH 180180ooCC 356356ooFF

MOTOR DUTY CYCLE TYPES AS MOTOR DUTY CYCLE TYPES AS PER IEC STANDARDSPER IEC STANDARDS

TYPICAL NAME PLATE OF ANTYPICAL NAME PLATE OF ANAC INDUCTION MOTORAC INDUCTION MOTOR

NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGSNAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS

TermTerm DescriptionDescription

VoltsVolts Rated terminal supply voltage.Rated terminal supply voltage.

AmpsAmps Rated full-load supply current.Rated full-load supply current.

H.P.H.P. Rated motor output.Rated motor output.

R.P.MR.P.M Rated full-load speed of the motor.Rated full-load speed of the motor.

HertzHertz Rated supply frequency.Rated supply frequency.

FrameFrame External physical dimension of the External physical dimension of the motor based on the NEMA motor based on the NEMA standards.standards.

DutyDuty Motor load condition, whether it is Motor load condition, whether it is continuos load, short time, periodic, continuos load, short time, periodic, etc.etc.



DateDate Date of manufacturing.Date of manufacturing.

Class Class InsulationInsulation

Insulation class used for the Insulation class used for the motor construction. This motor construction. This specifies max. limit of the motor specifies max. limit of the motor winding temperature.winding temperature.

NEMA NEMA DesignDesign

This specifies to which NEMA This specifies to which NEMA design class the motor belongs design class the motor belongs to.to.

Service Service FactorFactor

Factor by which the motor can Factor by which the motor can be overloaded beyond the full be overloaded beyond the full load.load.



NEMA NEMA Nom. Nom. EfficiencyEfficiency

Motor operating efficiency at full Motor operating efficiency at full load.load.

PHPH Specifies number of stator phases Specifies number of stator phases of the motor.of the motor.

PolePole Specifies number of poles of the Specifies number of poles of the motor.motor.

Specifies the motor safety Specifies the motor safety standard.standard.

YY Specifies whether the motor Specifies whether the motor windings are start (Y) connected or windings are start (Y) connected or delta (∆) connected.delta (∆) connected.

MENENTUKAN PARAMETER MENENTUKAN PARAMETER RANGKAIAN EKUIVALEN MOTOR RANGKAIAN EKUIVALEN MOTOR

INDUKSI TIGA PHASEINDUKSI TIGA PHASE

Melakukan kegiatan pengujian untuk Melakukan kegiatan pengujian untuk mendapatkan parameter rangkaian mendapatkan parameter rangkaian ekuivalent motor induksiekuivalent motor induksi

Menggambar karakteristik motor Menggambar karakteristik motor induksi (torsi terhadap slip)induksi (torsi terhadap slip)

Menguji kebenaran data-data yang Menguji kebenaran data-data yang ada pada name plateada pada name plate

RANGKAIAN EKUIVALENT RANGKAIAN EKUIVALENT MOTOR INDUKSIMOTOR INDUKSI

TEST MOTOR TEST MOTOR

No load testNo load test Blocked rotor testBlocked rotor test DC testDC test

No Load TestNo Load Test

TujuanTujuan– menentukan rugi inti + rugi rotasionalmenentukan rugi inti + rugi rotasional– menentukan parameter Xmmenentukan parameter Xm

nl

nlm

I

VX

3

Blocked rotor testBlocked rotor test

TujuanTujuan– menentukan parameter Re dan Xemenentukan parameter Re dan Xe

23 BR

BRe

I

PR

BR

BRe

I

VZ

3

22eee RZX

dc

dcsdc I

VRR

2

DC testDC test

TujuanTujuan– Menentukan parameter RMenentukan parameter RSS dan R’ dan R’RR

SeR RRR 'Resistansi ekuivalen rotor

untuk hubungan Y

DC testDC test

SeR RRR '

Resistansi ekuivalen rotordc

dcsdc I

VRR

2

3

untuk hubungan delta

•untuk 60Hz Rac=1,4Rdc

•untuk 50Hz Rac=1,3Rdc

ContohContoh

Name plate Three Phase Induction Name plate Three Phase Induction MotorMotor

P = 0,75 KW = 1 HPP = 0,75 KW = 1 HP

V = 380/220 VV = 380/220 V

f = 50 Hzf = 50 Hz

nnrr = 1380 rpm = 1380 rpm

I = 2/3,45 AI = 2/3,45 A

Data yang Data yang diperolehdiperoleh : :

No load test :No load test :P = 120 WP = 120 WV = 380 VV = 380 VI = 1,3 AI = 1,3 A

Blocked rotor test :Blocked rotor test :P = 260 WP = 260 WV = 120 VV = 120 VI = 2 AI = 2 A

DC test :DC test :V = 48 VV = 48 VI = 2 AI = 2 A

PERHITUNGANPERHITUNGAN

1.1. No load testNo load test

76,1683,13

380

3 nl

nlm

I

VX

W

xx

xRxIPP acnlnl

5,42

27,153,13120

32

2intirot

1222

48

2 xxI

VR

dc

dcdc

6,15123,13,1 xxRR dcac

2.DC test

PERHITUNGAN

PERHITUNGANPERHITUNGAN

02,2767,2164,34 2222eee RZX

67,2123

260

3 22 xxI

PR

BR

BRe

46,3423

120

3 xxI

VZ

BR

BRe

3. Blocked rotor test

07,66,1567,21' SeR RRR

Rangkaian Ekuivalen MIRangkaian Ekuivalen MI

Slip motor:Slip motor:– Jika nJika nrr = 1380 rpm, maka n = 1380 rpm, maka nss yang mungkin yang mungkin

pada frekuensi 50 Hz adalah 1500 rpm shg:pada frekuensi 50 Hz adalah 1500 rpm shg:

4

501201500

120

PP

xP

xfns

08,01500

13801500

s

rs

n

nns

A

j

jXs

RR

VI

eR

S

SR

8,1522,2

8,1502,99

0220

02,2727,95

0220

02,27)08,007,6

27,15(

220'

'

Arus I’R

A

jj

jIII mRS

6,4186,2

9,114,2)3,16,0(14,2

3,18,1522,2'

Arus IS

Rotor Power Input (RPI)Rotor Power Input (RPI)

W

xx

s

RxxIRPI R

R

83,1121

08,0

07,622,23

''3

2

2

W

x

sRPIxRPD

1,1032

)08,01(83,1121

)1(

Rotor Power Developed (RPD)Rotor Power Developed (RPD)

Daya OutputDaya Output

W

PRPDPout

6,989

5,421,1032intirot

Daya LossesDaya Losses

WxRPIxSRCL 75,8908,083,1121 WxxSCL 71,37427,1586,23 2

W

PSCLRCLPloses

96,506

5,4271,37475,89ntirot

Effisiensi dan daya dalam HpEffisiensi dan daya dalam Hp

%12,66

%10096,5066,989

6,989

%100

%100

x

xPP

P

xP

P

lossesout

out

in

out

HPP

HPdalamoutputDaya output 33,1746

6,989

746

Rangkuman Hasil TestRangkuman Hasil Test

No load test No load test XXmm = 168,76 ohm = 168,76 ohmP P rot+intirot+inti = 42,5 W = 42,5 W

Blocked rotor testBlocked rotor testRRee = 21,67 ohm = 21,67 ohmZZee = 34,6 ohm = 34,6 ohmXXee = 26,97 ohm = 26,97 ohmR’R’rr = 6,07 ohm = 6,07 ohm

DC testDC testRRdcdc = 11,75 ohm = 11,75 ohmRRacac = 15,27 ohm = 15,27 ohmSlip= 0,08Slip= 0,08

Rangkuman Hasil TestRangkuman Hasil Test

I’R I’R = 2,3 A= 2,3 ARPI RPI = 1185,2 W= 1185,2 WRPDRPD = 1032,1 W = 1032,1 WPout Pout = 989,6 W= 989,6 WEffisiensi Effisiensi = 66,12 %= 66,12 %Daya output dalam Hp = 1,33 HpDaya output dalam Hp = 1,33 Hp

SOAL 1SOAL 1 Diketahui motor induksi tiga phasa, Diketahui motor induksi tiga phasa,

P=4, V=230 V, f=60 Hz, nP=4, V=230 V, f=60 Hz, nmm=1725 =1725 rpmrpm

TentukanTentukan : slip per-unit dan : slip per-unit dan frekuwensi rotor pada rated speedfrekuwensi rotor pada rated speed

PENYELESAIANPENYELESAIAN

Kecepatan sinkron dari motor adalah :Kecepatan sinkron dari motor adalah :

Slip per-unit :Slip per-unit :

Maka frekwensi rotor :Maka frekwensi rotor :

rpmP

fn s

s 18004

60120120

0417.01800

17251800

s

ms

n

nns

Hzfsf sr 5.2600417.0

SOAL 2SOAL 2

Diketahui motor induksi tiga phasa 10 HP, Diketahui motor induksi tiga phasa 10 HP, P=4, V=440 V, f=60 Hz, nP=4, V=440 V, f=60 Hz, nmm=1725 rpm=1725 rpm

Rugi tembaga stator = 212 W; Rugi tembaga stator = 212 W; rotational loss=340 Wrotational loss=340 W Tentukan :Tentukan : a. Power developeda. Power developed b. Daya celah b. Daya celah

udaraudara c. Rugi tembaga rotorc. Rugi tembaga rotor d. Total daya d. Total daya

inputinput e. Efisiensi motor e. Efisiensi motor


Kecepatan sinkron dari motor adalah :Kecepatan sinkron dari motor adalah :

Slip per-unit :Slip per-unit :

Daya output rotor :Daya output rotor :

rpmP

fn s

s 18004

60120120

0417.01800

17251800

s

ms

n

nns

WxHPPo 746074610746

c. Rugi tembaga rotor :

d. Daya input :

Pcu2 = sPAG = 0.0417x8139.41 = 339.413 W

Rugi tembaga stator :Pcu1= 212 W (diberikan)

W8351.41 2128139.41 P P P cu1AGin

e. Efisiensi :

%3.89893.041.8351

7460atau

P

P

in

o

SOAL 3SOAL 3

Diketahui motor induksi tiga Diketahui motor induksi tiga phasa 2 HP, P=4, V=120 V, f=60 phasa 2 HP, P=4, V=120 V, f=60 Hz, nm=1620 rpmHz, nm=1620 rpm

Impedansi stator=0.02+j0.06 Ω; Impedansi stator=0.02+j0.06 Ω; rotational loss=160 Wrotational loss=160 W

TentukanTentukan : arus rotor : arus rotor


Daya output adalah :Daya output adalah :

Kecepatan sinkron : Kecepatan sinkron :

Slip per-unit : Slip per-unit :

rpmP

fn s

s 18004

60120120

1.01800

16201800

s

ms

n

nns

WxHPPo 14927462746

Daya celah udara :

Daya yang dikonversikan :

W1652 6011492 P P P rotoke

Ws

PP ke

AG 56,1835)1,01(

1562

)1(

Rugi tembaga rotor :Pcu2 = sPAG = 0.1x1835,56 = 183,556

W

Arus rotor :

AR

PI

r

cuR 31,55

02,03

556,183

32

SOAL 4SOAL 4

Diketahui motor induksi tiga phasa hubungan Diketahui motor induksi tiga phasa hubungan Y, P=6, V=230 V, f=60 Hz,Y, P=6, V=230 V, f=60 Hz,

Parameter :r1=0.5Ω; r2=0.25Ω; x1=0.75Ω; Parameter :r1=0.5Ω; r2=0.25Ω; x1=0.75Ω; x2=0.5Ω; Xm=100Ω; Rc=500Ω;x2=0.5Ω; Xm=100Ω; Rc=500Ω;

Impedansi stator = 0.02+j0.06 Ω; rotational Impedansi stator = 0.02+j0.06 Ω; rotational loss=160 Wloss=160 W

Tentukan : Arus stator, arus rotor, arus Tentukan : Arus stator, arus rotor, arus magnetisasi, daya input, rugi tembaga stator, magnetisasi, daya input, rugi tembaga stator, rugi tembaga rotor, daya output, torsi pada rugi tembaga rotor, daya output, torsi pada shaft dan efisiensi shaft dan efisiensi ηη saat rated slip=2.5 % saat rated slip=2.5 %



rpmP

fn s

s 18004

60120120

rad/s5,18860

18002

60

2

ss

n

Kecepatan sudut sinkron : Kecepatan sudut sinkron :

jXm = j100

jx2=j0.5

r2/s

Rc=500

jx1=j0.75r1=0.5

oV 791321

inP1cuP

FEP

AGP

2cuP

rotP

kEP

oP

gZE2gZ1Z

1I 2I

cII

Rangkaian EkivalenRangkaian Ekivalen Motor Motor

Impedansi rotor efektif berdasar pada stator adalah :

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

VV 79,1323

2301

oj

jjxs

rZ

86.2012.105.010

5.0025.0

25.02

22

Maka :

o

o

mcg

j

ZjXRZ

37.8103.0

86.2012.10

1

100

1

500

1

1111

2

ogZ 37.8709.9

Impedansi celah udara :

Arus stator :

Impedansi total :

o

o

g

j

ZjxrZ

08,12335,10

73,8709,975,05,0

11

oo

o

Z

VI 08.12849.12

08.12335.10

079.13211

Faktor daya :

)(978.0)08.12cos( laggingpf o

Rugi tembaga stator :

Tegangan Input :

Daya input :

W

IVPin

06,5006978,0849,122303

cos3 11

W 7.2475,0849,123I3 P 21

21cu1 r

V

j

jxrIVE

o

o

71,376,124

)75,05,0()08,12849,12(79,132

)( 11112

Arus magnetasi :

Arus eksitasi :

Arus Inti :

AR

EI o

o

cc 71,325,0

500

71,376,1242

AjjX

EI o

o

m

71,93248,1100

71,376,1242

A

IIIo

oocm

41,82272,1

)71,93248,1()71,325,0(

Rugi inti :

A

IIIo

oom

57,6478,12

)41,82272,1()08,12849,12(12

Arus rotor :

W 75,9350025,03I3 P 22cc cR

W

PPPP FECUinAG

66,4664

75,9365,24706,500061

Daya celah udara :

Daya konversi :

Rugi tembaga rotor :

Daya output :

W

rIPCU

78,116

25,0478,1233 22

222

W

PPP cuAGke

88,4547

78,11666,46642

W

PPP mechkeo

88,4397

15088,4547

Efisiensi :

Torsi poros/shaft :

%9,87879,006,5006

88,4397atau

P

P

in

o

Nms

PT

s

oc 9,35

66,125)025.01(

88,4397

)1(

SOAL 5SOAL 5

Diketahui motor induksi tiga phasa Diketahui motor induksi tiga phasa hubungan Y.hubungan Y.

Parameter : r1=10 Ω; x1=25 Ω; Parameter : r1=10 Ω; x1=25 Ω; r2=3Ω; x2=25 Ω, Xm=75 Ωr2=3Ω; x2=25 Ω, Xm=75 Ω

Tentukan :Tentukan : breakdown slip dan torsi breakdown slip dan torsi maksimum pada motor.maksimum pada motor.



rpmP

fn s

s 18004

60120120

rad/s5,18860

18002

60

2

ss

n

Kecepatan sudut sinkron : Kecepatan sudut sinkron :

jXm = j100

jx2=j0.5

r2/s

Rc=500

jx1=j0.75r1=0.5

oV 791321

inP1cuP

FEP

AGP

2cuP

rotP

kEP

oP

gZE2gZ1Z

1I 2I

cII

Rangkaian EkivalenRangkaian Ekivalen Motor Motor

Tegangan thevenin:

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

VV 282.693

1201

o

o

m

mTh j

j

Xxjr

XjVV

71.5704.51

)7525(10

9075282.69

)( 11

1

Maka :

Impedansi thevenin :

o

m

mTh

j

jj

Xxjr

XjxrjZ

91.73094.20

)7525(10

75)2510(

)(

)(

11

11

307.19569.5 ThTh XdanR

Torsi Maksimum:

Breakdown (optimum) slip :

067,0

)25307,19(569,5

3

)(

22

22

2

2

XXR

rs

ThTh

b

Nm

XXRR

VT

ThThThs

The

424,0)25307,19(569,5569,55,1882

3

)(2

3

22

22

2

2

SOAL 6SOAL 6

Diketahui motor induksi tiga-fasa, 100 HP, 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= 0.02 + j 0.08 impedansi rotor= 0.02 + j 0.08 perfasa. perfasa.

Tentukan : Tentukan : Kecepatan saat torsi motor Kecepatan saat torsi motor maksimum dan resistansi eksternal yang maksimum dan resistansi eksternal yang harus ditambahkan secara seri pada rotor harus ditambahkan secara seri pada rotor jika torsi start dari motor 80 % dari nilai jika torsi start dari motor 80 % dari nilai maksimummaksimum


Daya output : Daya output :

W74600 746 100 Po

rad/s248.9460

9002

60

2

9008

60120120

s

s

ss

n

atau

rpmp

fn


Impedansi rotor : Impedansi rotor :

Slip maksimum dapat diperoleh Slip maksimum dapat diperoleh dengan : dengan :

08.0

02.0

08.002.0

2

2

2

X

R

jZ

25.008.0

02.0

2

2 X

RSb

Kecepatan motor saat torsi maksimum adalah :

rpm 675

900)0.25 (-900

ns -n n rsr

Torsi motor maksimum diperoleh :

Nm

s

PT

smaks

372.1055

248.94)25.01(

74600

)1(0

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

004432,0984,08,0

064,08,0016,000032,002,0

08,0

02,08,0))08,0()02,0(()02,0(

8,0))()(()(

8,0)()(

)(

2

2

22

2

222

222

2

22

22

2

2

rr

rrr

xrr

X

RXrRrR

X

R

XrR

rR

Nilai tahanan luar yang dibutuhkan adalah :

0468,0

183,1

6,1

9091,0984,0

8,02

04432,08,04)984,0()984,0(

2

4

2

1

2.1

2

2

2,1

r

r

r

x

xx

a

acbbr

Pengaturan PutaranPengaturan 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 PutaranPengaturan Putaran

Menjalankan Motor Induksi Tiga PhasaMenjalankan Motor Induksi Tiga Phasa

Motor induksi tiga phasa dengan daya yang besar Motor induksi tiga phasa dengan daya yang besar tidak dapat dijalankan dengan cara dihubungkan tidak dapat dijalankan dengan cara dihubungkan langsung ke sumber jala-jala. langsung ke sumber jala-jala.

Hal ini disebabkan karena, akan menyerap arus Hal ini disebabkan karena, akan menyerap arus yang sangat besar yaitu mencapai 6 -8 kali arus yang sangat besar yaitu mencapai 6 -8 kali arus nominalnya. Hal ini disebabkan karena pada saat start nominalnya. Hal ini disebabkan karena pada saat start besarnya slip pada motor induksi adalah sama besarnya slip pada motor induksi adalah sama dengan 1 (satu), sehingga di saat Slip = 1, tahanan dengan 1 (satu), sehingga di saat Slip = 1, tahanan rotor kecil.rotor kecil.

Arus menjadi besar dan akan merusak motor itu Arus menjadi besar dan akan merusak motor itu sendiri atau terganggunya sistem instalasi sendiri atau terganggunya sistem instalasi tegangan akan Drop. Di mana Drop tegangan ini tegangan akan Drop. Di mana Drop tegangan ini mengganggu kerja dari relay, kontaktor, nyala mengganggu kerja dari relay, kontaktor, nyala lampu, maupun peralatan elektronik dan computer lampu, maupun peralatan elektronik dan computer yang ada disekitarnya. yang ada disekitarnya.

Ada beberapa cara untuk mengurangi Ada beberapa cara untuk mengurangi besarnya arus start antara lain adalah :besarnya arus start antara lain adalah :

1. Primary resistor control1. Primary resistor control

2. Transformer control2. Transformer control

3. Wey-Delta control3. Wey-Delta control

4. Part-winding start control4. Part-winding start control

5. Electronic control5. Electronic control

STARTING STAR/DELTASTARTING STAR/DELTA

Gambar. Hubungan Bintang Gambar. Hubungan Gambar. Hubungan Bintang Gambar. Hubungan SegitigaSegitiga

Kumparan stator saat pengawalan dalam hubungan bintang (Ү), setelah Kumparan stator saat pengawalan dalam hubungan bintang (Ү), setelah motor mencapai putaran nominal hubungan berubah menjadi delta (∆). motor mencapai putaran nominal hubungan berubah menjadi delta (∆). Sehingga hubungan tegangan dan arusnya dapat dilihat sebagai berikut :Sehingga hubungan tegangan dan arusnya dapat dilihat sebagai berikut :

Tegangan , pada hubungan bintang (Y) tegangan pada kumparan mendapat Tegangan , pada hubungan bintang (Y) tegangan pada kumparan mendapat tegangan sebesar 1/ dari tegangan jala-jala , untuk hubungan delta tegangan sebesar 1/ dari tegangan jala-jala , untuk hubungan delta (∆).tegangan pada kumparan mendapat tegangan sama dengan tegangan (∆).tegangan pada kumparan mendapat tegangan sama dengan tegangan jala-jala.jala-jala.

U V W

X Y Z

U V W

Z X Y

STARTING STAR/DELTASTARTING STAR/DELTA

motor induksi tiga phasa

Documents