TUGAS INDIVIDU PENGGUNAAN MOTOR LISTRIK
Nama
: Irfan Naufal Marwan Marwan
Kelas
:A
NIM
: 2015-11-118 2015-11-118
No Urut Absen
: 17
Kode Soal
:B
urusan
: S1 !e"n#" $le"tro
!an%%a n%%all &#"u #"um'ul m'ul
: A'r# 'r#l 201 2018
SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN JAKARTA TAHUN AJARAN 2018/201 20 18/2019 9
Diketahui motor Induksi dengan rotor belitan dengan data dan beban sbb : No Urut Absen Motor P (Kw " (#olt N (r'm )maks I (A , )b (-)m
17 B 7! $%& 7& *+ & .&
/awablah 'ertan0aan di bawah ini : a /elaskan 'rinsi' ker2a motor asinkron rotor belitan Jawaban: Motor induksi meru'akan suatu alat 0ang mengubah energi listrik men2adi energi kine3k (gerak Berlawanan dengan 4enerator 0ang mengubah energi kine3k (gerak men2adi energi listrik
Konstruksi stator pada motor induksi
Motor Induksi saat ini men2adi 'eralatan 0ang 'o'uler 'ada berbagai 2enis industri Motor induksi ban0ak digunakan sebagai 'enggerak utama untuk beragam ma5am 'eralatanse'er3: 1 Pom'a Kom'resor $ Agitator + Kon#e0or ! 6i
Konstruksi Motor Induksi
Motor Induksi terdiri dari bagian utama: 1
8tator 8tator dan rotor adalah beru'a rangkaian listrik 0ang da'at menghasilkan medan ele5tromagnet 8tator adalah bagian 0ang diam atau sta3s dari motor In3 stator terbuat dari ratusan lem'engan laminasi 3'is Pada bagian stator (bagian 0ang 3dak bergerak sesuai naman0a terdiri lilitan atau kum'aran (windings 0ang mengelilingi semua bagian stator 8tator ini ber9ungsi untuk membangkitkan medan magnet (M; ke3ka dialiri oleh listrik 8esuai dengan
Pada stator motor induksi medan magnet akan dibangkitkan ke3ka dialiri oleh arus listrik Arah medan magnet akan sangat bergantung 'ada arah sekuen (se=uen5e 'ada sumber listrik $ 'hasa
>otor Pada bagian rotor (bagian 0ang bergerak terdiri dari in3 besi dan kum'aran dengan rangkaian tertutu' 8ehingga 3dak 'erlu untuk dihubungkan 'ada rangkaian eksternal se'er3 'ada stator atau 'ada rotor s0n5hronus motor >otor 'ada motor induksi ini sering disebut dengan rotor 2enis sangkar tu'ai Prinsip kerja
Per'utaran motor 'ada mesin A? di3mbulkan oleh adan0a medan 'utar (@uks 0ang ber'utar 0ang dihasilkan dalam kum'aran statorn0a Medan 'utar ini ter2adi a'abila kum'aran statorn0a dihubungkan dalam 9asa ban0ak* umumn0a $ 9asa
masuk ke belitan stator men2adikan kutub 8 (southselatan* garis garis ga0a magnet mengalir melalui stator* sedangkan dua kutub lainn0a adalah N (northutara untuk 9asa 8 dan
) 8ehingga 'ada belitan stator 3mbul medan magnet 'utar Ke2adian berlangsung silih bergan3 membentuk medan magnet 'utar sehingga motor ber'utar dalam satu 'utaran 'enuh Proses ini berlangsung se5ara terus menerus
b 4ambar rangkaian 'enggan3 atau rangkaian eki#alen motor ini serta 2elaskan ar3 kom'onen rangkaian tersebut Jawaban :
5 )ulis 'ersamaan karakteris3k mekanis )C9(s dan 2elaskan 5ara mem'eroleh karakteris3k mekanis motor ini* dan 2elaskan 9aktor9aktor 0ang mem'engaruhi karakteris3k tersebut dan berbagai 5ara 'engaturan ke5e'atan 2enis motor ini Jawaban: Persamaan karakteris3k mekanis motor induksi : 2 T k )C
Sk S + S S k
Dimana : )k C )orsi Kri3s 8k C 8li' Kri3s 8 C 8li' Motor
;aktor 0ang mem'engaruhi karakteris3k mekanis : 1 >t (E
C "ar
;rekuensi (
C "ar
d 4ambar karakteris3k mekanis asli motor ini dan karakteris3k mekanis beban serta tentukan bera'a torsi maksimum 0ang ter2adi di 'oros motor seandain0a motor ini di start lansung 'ada tegangan 'engenal tan'a menggunakan resistan tambahan Bolehkah demikian /elaskan 2awabanmuG Jawaban : Dik: P (Kw 7! " (#olt N (r'm )maks I (A )b (-)m
$%& 7& *+ & .&
Ditan0a : )orsi MaksimumH Pen0elesaian : )orsi nominal motor C )nominal C
9550 x Pnom
Nnom
C
9550 x 75 Kw 720 Rpm
C +*7>'m C 995Nm )orsi kri3s atau torsi maksimal motor C )k C *% J ) nom C *% J !>'m C 2786Nm 8li' nominal C 8nom = n& nnom n& C
750 −720 750
C !"
Karena : n& C
60 xf
C
60 x 50 Hz
C 7!&>'m 4 p >esistan Kum'aran 9ase rotor > C k J 8nom √ 3 x Inom 380 x 0,04 C C !#9 Ω √ 3 x 220 )orsi 'ensaklaran maksimum 'ada saat start C )1 C &*%! J )k C &*%! J 7%. C 2#68!$ Nm e >an5ang 'engaturan start dengan s0stem resistan #ariable sehingga aman* 3dak membaha0akan motor 4ambarlah karakteris3k beban dan karakterisi3k mekanis motor tersebut (asli buatan untuk ke'erluan start ini serta 2elaskan a'a alasann0a Bera'a taha' di'erlukan untuk start menurut ran5angan andaH 4ambar rangkaian da0a untuk start motor ini dan 2elaskan beker2an0a (5ara mengatur resistan 0ang #ariable Jawaban :
/ika motor distart langsung tan'a tambahan >t*arusn0a akan berli'at ganda dari nilai arus nominaln0a Bila waktu start lama*misaln0a motor beda0a besar*'anas 0ang 3mbu dalam motor bisa melam'ui nilai batas 0ang di'erkenankan Dan hal ini da'at membaha0akan bagi motor karena suhu isolasi bisa melam'aui batas suhu isolai maksimu 0ang di'erkenankan Dan hal ini da'at membaha0akan bagi motor karena suu isolasi bisa melam'aui batas suhu isolasi maksimum 0ang di'erkenankan >t+ C> J b5ab C &*&! J &*&1&*&& C !$95 Ω >t$ C > J 5dab C &*&$ J &*1$&*&& C 2!5#5 Ω >total C >t+ >t$ C 2!72 Ω 9
C #7!7 rpm g >an5ang 'engereman motor ini dengan aman 8aat 'engereman ke5e'atan beban maksimum 4unakan s0stem 'engereman dinamis 4ambar rangkaian da0a saat 'engereman dinamis dan 2elaskan 'rosesn0a Bera'a resistan dinamis >d di'erlukanH /elaskan 2awabnmu Jawaban : Pengereman dinamis A Pengereman dengan su'lai tegangan A8 Kondisi 'engereman dinamis dida'at dengan 5ara men0ambang rangkaian kum'aran stator 'ada sumber tegangan arus sera Dalam hal ini rangkaian rotor motor belitan dihubungkan ke resistans tambahan >angkaian da0a dan karakteris3k mekanis motor digambarkan sbb:
)egangan arus searah 0ang di'asang 'ada rangkaian stator menghasilkan medan 0ang 3dak ber'utar atau medan teta' Pada kum'aran rotor 3mbul 446 induksi 0ang men0ebabkan arus 0ang mengalir 'ada rangkaian rotor selama rangkaian tersebut tertutu' Interaksi antara medan danus rotor ini menimbulkan torsi 'engereman Dalam hal ini energi kine3s 'ada rotor berubah men2adi energi listrik di rangkaian rotor nergi ini akhirn0a berubah men2adi energi 'anas 'ada rangkaian tersebut* sebagian besar ter2adi di resistans tambahan rangkaian rotor Dalam hal motor sangkar* energi 'anas ini sekuruhn0a ter2adi di rangkaian rotor Perubahan arus searah 'ada rangkaian stator da'at mengubah karakteris3k mekanis 'ada kondisi 'engereman dinamis ini Menga'a @uksi 'ada 5elah udara antara stator dan rotor motor induksi ini 'rak3s teta' nilain0a 3dak tergantung 'ada beban motor saat beker2a dalam kondisi motor* sedangkan 'ada kondisi 'engereman dinamis 3dak demikian (berubahH
B Pengereman dengan kondensator 'engereman da'at dilaksanakan dengan 5ara : a Pengereman dengan kondesator b Pengereman dengan kombinasi >angkaian da0an0a sebagai berikut:
Pengereman teriadi setelah kontak kontaktor K terbuka )er2adi 'ele'asan muatan kondensator ? ke rangkaian kum'aran stator Motor terinduksi dan sebagai akibatn0a ter2adi medan 'utar 'ada stator* teta'i ke5e'atan 'utarn0a rela3#e lebih ke5il dari ke5e'atan medan 'utar leh karenan0a ter2adi 'engereman dalam kondisi ker2a generator Makin ke5il ke5e'tan 'utar generator* makin ke5il 'ula 'utaran medan stator Proses induksi sendiri atau 'roses 'engereman ini berlansung han0a sam'ai 'ada medan 'utaran tertentu sekitar &*&*. 'utaran sinkron n & tergantung dari besar ke5iln0a 5a'asitas kondensator 0abg diigunakan Agar su'a0a 'engereman lebih e9ek39 'ada seluruh daerah ke5e'atan* di'akai metode 'engereman kombinasi Proses 'engereman ter2adi dalam taha' Pada awaln0a ter2adi 'engereman kondensatr sebagaimana di2easkan diatas Proses akhir 'engereman dilaksanakan dengan menghubung singkat rangkaian stator U nom >dC &*! (1, I nom Di5ari nilai % terlebih dahulu dengan :
Pnom C Unom X Inom
,C
Maka: >dC &*! (1,
U nom I nom
7 5 kw
C 38 0 v X 220 A
C &*! (1 &*%
38 0 V 220 A
75000 W 38 0 v X 220 A
C !89
C !95 &
h Bila digunakan 'engaturan ke5e'atan dengan 9rekuensi #ariabel* hitunglah 9rekuensi 0ang di'erlukan agar ke5ea'tan beban &&&>'mH Jawaban : N C .&9 P 9 C PN .& C + J &&&>'m .& ' = $##!# () i
Peralatan a'a sa2a 0ang di'erlukan di'asang 'ada rangkaian da0a motor ini unutk ke'erluan 'engo'eraisan motor ini dan 2elaskan masingmasing 9ungsin0a Jawaban: 1 Kabel
8ebagai 'enghantar digunakan kabel berisolasi ganda (misaln0a NM 0ang terdiri atas dua atau 3ga in3 tembaga 'e2al dengan 'enam'ang 3a' in3n0a minimum 1*! mm
Kabel di5abangkan dalam kotak 'en5abangan dengan 'en0ambungan 0ang baik
Kabel lam'u 3dak boleh lebih ke5il dari &*!mm
Kabel 6istrik ber'enghantar tembaga dan berisolasi P"? 0ang ter'asang se5ara 'ermanen di dalam rumah harus dengan ukuran minimal *! mm* bera'a'un 2umlah da0a listrik 0ang ter'asang dan han0a boleh dialiri listrik maksimal 1& A
6am'u
Armatur 'enerangan* O3ng lam'u* lam'u* dan roset harus dibuat sedemikian ru'a sehingga semua bagian 0ang bertegangan dan bagian 0ang terbuat dari logam* 'ada waktu 'emasangan atau 'enggan3an lam'u* atau dalam keadaan lam'u ter'asang* teramankan dengan baik dari kemungkinan sentuhan
Pada lam'u tangan* sangkar 'elindung* kait 'enggantung dan bagian lain 0ang terbuat dari logam harus diisolasi terhada' O3ng lam'un0a
Armatur 'enerangan harus terisolasi dari bagian lam'u dan O3ng lam'u 0ang bertegangan
Armatur 'enerangan harus terisolasi dari 'enggantung dan 'engukuhn0a 0ang terbuat dari logam* ke5uali a'abila 'emindahan tegangan 'ada bagian ini 'rak3s 3dak akan menimbulkan baha0a
Armatur 'enerangan di tem'at lembab* basah* sangat 'anas* atau 0ang mengandung bahan korosi* harus terbuat dari bahan 0ang memenuhi s0arat bagi 'emasangan di tem'at itu dan harus di'asang sedemikian ru'a sehingga air 3dak da'at masuk atau berkum'ul dalam 2alur 'enghantar* O3ng lam'u* atau bagian listrik lainn0a
$ 8to' kontak
)inggi 'emasangan 1!& 5m di atas lantai* a'abila kurang dari 1!& 5m harus dilengka'i tutu'
Mudah di5a'ai tangan
Di 'asang sedemikian ru'a* sehingga 'enghantar netraln0a berada disebelah kanan atau di sebelah bawah
+ 8aklar
)inggi 'emasangan 1!& 5m di atas lantai
Dekat dengan 'intu dan mudah di5a'ai tangansesuai kondisi tem'at
Arah 'osisi kontak (tuas saklar seragam bila 'emasangan lebih dari satu
! P
P
P
8emua kom'onen 0ang 'ada waktu ker2a memerlukan 'ela0anan* se'er3 instrumen ukur* tombol dan sakelar* harus da'at dila0ani dengan mudah dan aman dari de'an tan'a bantuan tangga* me2a atau 'erkakas 0ang 3dak laFim lainn0a
Pen0ambungan saluran masuk dan saluran keluar 'ada P
)erminal kabel kendali harus ditem'atkan ter'isah dari terminal saluran da0a
8emua mur baut dan kom'onen 0ang terbuat dari logam dan ber9ungsi sebagai 'enghantar* harus dila'isi logam 'en5egah karat untuk men2amin kontak listrik 0ang baik
>uang bebas 'ada P
Posisin0a setelah KQ< Meter P6N
Kalau rumah sederhana dengan da0a +!& "A* umumn0a menggunakan P
/ika rumah besar dengan da0a && "A keatas* biasan0a menggunakan P
. M?B
Memiliki ketahanan arus hubung 'endek 'aling 3dak sama besar dengan arus hubung 'endek 0ang mungkin ter2adi dalam sirkit 0ang diamankan
M?B 0ang di'asang memiliki standar 8NI
2
/elaskan 'erbedaan 'engaturan dengan >C"A> dan 'engaturan ;C"A>H Jawaban : Pengaturan dengan >C"A> Pada s0stem ini motor sinkron disambung dengan generator sinkron 0ang ter'isah dari 2aringan* sehinga da'at mensu'lai da0a listrik dengan 9rekuensi 0ang da'at diatur dengan mengatur 'uaran generator sinkron itu ;rekuensi dinaikan dari nol se5ara bertaha'* dalam hal ini motor sinkron telah ber'utar dengan ke5e'tan sinkron se2ak awal dengan 'utaran 0ang rendah Kum'aran medan generator dan kum'aran medan rotor harus di su'la0 dari sumber 0ang bebas 8tart motor sinkron dengan 5ara ini menguntungkan bila : a Arus medan atau arus kutub generator 'ada mula start nilain0a kirakira sama dengan dua kali arus medan dalam kondisi beban nol 'ada 'utaran sinkron dan tegangan nominal (nC n nom dan u C unom b Arus motor sama dengan arus medan dalam kondisi nC n nom dan U C Unom menurut karakterisi3k tan'a beban
k A'akah ada 5ara 'engereman motor ini selain 'engereman dinamisH /elaskan 'rosesn0a dan a'a 'ers0aratann0a agar 'engereman berlansung aman Jawaban : a Pengereman dalam kondisi generator Kondisi generator di5a'ai 2ika motor ber'utar dengan ke5e'atan lebih 3nggi dari ke5e'atan sinkron ('ada arah 0ang sama dengan 'utaran medan 'utar
Persamaan karakteris3k mekanis dan rumus untuk menentukan torsi maksimum sama se'er3 'ada kondisi motor Bedan0a han0a 'ada tanda torsi dan sli'* 0ang dalam hal ini nega39 untuk nilai ke5e'atan diatas ke5e'atan medan 'utar (nRn &
b Pengereman dalam kondisi ker2a re#erse Kondisi reser#e atau kondisi ber'utar balik di5a'ai 2ika motor* karena beban* ber'utar berlawanan arah dengan arah torsi motor atau 'utaran medan 'utar Kondisi ini diman9aatkan untuk mem'eroleh 'erlambatan 0ang besar saat 'engereman sehingga 'engereman da'at berlangsung 5e'at untuk menghen3kann0a e#erse dilakukan dengan 5ara membalik urutan 9ase tegangan su'lai dengan 'ertolongan buah kontaktor masingmasing untuk kondisi ma2u dan mundur sebagaimana di'erlihatkan 'ada rangkaian da0a motor berikut
8ering 2uga kondisi 'engereman ini digunakan untuk menghambat la2u menurunkan barang 0ang berat Untuk mem'eroleh kondisi ini* 2ustru motor distart atau di2alankan ke arah 0ang berlawanan dengan arahgerakan barang
l
/elaskan keuntungan menggunakan 'enggerak listrik dibandingkan 'enggerak lainn0a Jawaban :
Keuntungan menggunaan 'enggerak listrikdibandingkan dengan 'enggerak lainn0a: a Memberikan keuntungan ekonomi dalam hal 'enggunaan energi Misaln0a 'ada saat mesin is3rahat* motor listrik da'at dihen3kan dan dile'as sama sekali dari sumber energi sehingga selama is3rahat 3dak ada 'engguna energi Berbagai mesin 'roduksi* mesin 'engangkat dan mesin trans'ort melakukan is3rahat berulangulang dalam waktu 0ang singkat Pelaksanaann0a dilakukan dengan 5ara mele'as bagian mekanis tersebut dari motor listrik Motor listrikn0a teta' ber'utar teta'i tan'a beban Dengan demikian 'enggunaan energi selama is3rahat sangat ke5il Untuk 'enggerak 2enis lain* 'ada saat is3rahat 'enggunaan energi masih terus berlansung Misaln0a mesin 0ang digerakkan dengan tenaga ua'* 'enggunaan energi masih berlansung terus walau'un mesin dalam keadaan is3rahat b Keuntungan ekonomi 0ang kedua adalah dalam hal 'roses 'en0ediaan energi listrik untuk men2alankan mesinmesin dengan 'enggerak listrik* dimana ada kemungkinan 'emilihan alterna3#e 0ang 'aling murah* misaln0a a'akah menggunakan sumber tenaga air 0ang ada atau dengan menarik 2aringan tegangan tegangan 3nggi dari 'usat 'embangkit atau dari gardu induk 0ang 2auh letakn0a 5 Penggunaan 'enggerak listrik indi#idu dan 'enggerak listrik bermotor ban0ak memungkinkan membagi energi dalam bagianbagian 0ang ke5il dan menghindari 'emakaian gawai 'enghubung mekanis 'ada mesin 'roduksi d Osiensi 'ada motor listrik 5uku' besar* berkisar antara &*&&*$ 'ada beban nominaln0a Dari segi 'engo'erasian* 'enggunaan 'enggerak listrik mem'un0ai keuntungan keuntungan antara lain kesia'an bero'erasi 0ang 3nggi S kontruksi mekanis 0ang rela3#e sederhanaS ringan dan sederhana 5ara 'engaturann0aS rela3#e aman daam 'engo'erasinS 3dak memerlukan sumber 'anasS sedikit sekali memerlukan bahan 'elumas m /elaskan keuntungan 'enggunaan motor induksi atau asinkron dibandingkan dengan motor arus searah Jawaban :
Pada umumn0a motor A? digunakan untuk 'enggerak dengan torsi rendah se'er3 motor* kom'resor* dan 'om'a 8edangkan motor D? digunakan untuk 'enggerak dengan torsi 3nggi se'er3 katrol* derek* hingga mesin bubut Ke5e'atan motor A? lebih sulit dikendalikan* karena memerlukan in#erter A'abila ke5e'atan motor A? menurun* 'asokan da0an0a 2uga ikutmenurun 8edangkan motor D? lebih mudah dikendalikan* tan'a 'erlu in#erter* dan 3dak mem'engaruhi kualitas 'asokan da0a 0ang dimilikin0a
n Bila motor ini dibebani dengan beban #en3lator sebagai berikut: n nC a b ( nnom dimana: No Urut Absen 17 a
%!
b +& "nom "ent 7&! a 4ambar karakterisi3k mekanis beban #en3lator b Bera'a ke5e'atan #en3lator di5a'ai 2ika motor beker2a 'ada karakteris3k buatan taha' 'ertama startH Jawaban : 5 Bera'a ke5ea'tan #en3lator 2ika motor beker2a 'ada karakteris3k mekanis asli Jawaban : n nC a b ( C %! +& ( 7!&7& nnom n C 1! J 1*&%! C $#5!6#*pm
