Laporan KP Motor Induksi 3 Phasa

Bab III Tinjauan Tinjauan Pustaka

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Motor Induksi 3 Phasa

Motor listrik 3 phasa yang dikenal dengan motor induksi merupakan motor arus bolak-balik yang paling banyak digunakan di industri. Dikatakan motor induksi karena arus rotor motor ini merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan antara putaran rotor dengan medan putar yang dihasilkan. Motor induksi digunakan untuk mengendalikan kecepatan putaran pada mesinmesin produksi. Motor induksi ini lebih banyak dipakai dibandingkan motor listrik listrik arus arus searah searah,, karena karena motor motor induks induksii lebih lebih ekonom ekonomis is dan handal handal dalam dalam pengoperasiannya meskipun ditinjau dari aspek pegendalianya relatif lebih kompleks. Disamping itu, pemeliharaan motor induksi juga relatif lebih mudah dibanding motor arus searah. Motor ini memiliki kontruksi kontruksi yang kuat, sederhana dan dan hand handal al dan dan efisi efisien ensi siny nyaa cuku cukupp ting tinggi gi saat saat berb berbeb eban an penu penuhh sert sertaa tida tidak k membutuhkan perawatan yang banyak. Secara umum motor induksi dibagi menjadi dua buah yaitu motor induksi 1 phasa dan motor induksi 3 phasa. Secara prinsip kerja kedua motor ini adalah sama yaitu karena adanya induksi yaitu adanya medan putar pada belitan utama stator! yang memotong batang-batang motor sehingga akan timbul induksi pada rotor. "agian utama dari motor induksi adalah stator bagian yang diam!, bagian yang bergerak rotor! dan celah udara. Motor induksi tiga fasa bekerja dengan memanfa memanfaatk atkan an perbed perbedaan aan fasa fasa sumber sumber untuk untuk menimb menimbulk ulkan an gaya gaya putar putar pada pada rotorn rotornya ya.. #ika #ika pada pada motor motor induks induksii 1 phasa phasa untuk untuk mengha menghasil silkan kan beda beda phasa phasa diperlu diperlukan kan penamb penambaha ahann kompon komponen en kapasit kapasitor or,, pada pada motor motor 3 phasa phasa perbed perbedaan aan phasa sudah didapat langsung dari sumber. $rus $rus 3 phasa memiliki perbedaan %& & antar antar fasany fasanya. a. Deng Dengan an perb perbed edaan aan ini, ini, maka maka pena penamb mbah ahan an kapa kapasi sito torr tida tidak k diperlukan. 22


3.2 Konstruksi Motor Induksi 3 Phasa

Motor induksi 3 phasa memiliki dua komponen dasar yaitu stator dan rotor, bagian rotor dipisahkan dengan bagian stator oleh celah udara yang sempit air gap! dengan jarak &,' mm sampai ' mm. (ipe dari motor induksi tiga fasa berdasarkan lilitan pada rotor dibagi menjadi dua macam yaitu rotor belitan wound rotor! adalah tipe motor induksi yang memiliki rotor terbuat dari lilitan yang sama dengan lilitan statornya dan rotor sangkar tupai s)uirrel-cage rotor! yaitu tipe motor induksi dimana konstruksi rotor tersusun oleh beberapa batangan logam yang dimasukkan melewati slot-slot yang ada pada rotor motor induksi, kemudian setiap bagian disatukan oleh cincin sehingga membuat batangan logam terhubung singkat dengan batangan logam yang lain.

*ambar 3.1 +onstruksi Motor nduksi 3 hasa

*ambar 3. +ontruksi Motor nduksi 3 hasa

23


3.2.1. Rotor

/otor adalah bagian yang berputar dari sebuah motor. /otor dapat berputar dengan dua sumber energi0 a. nergi mekanik Dengan diputar secara manual maupun diputar oleh alat yang terhubung dengan rotor. b. nergi listrik

*ambar 3.3 /otor /otor dari motor sangkar tupai adalah konstruksi dari inti berlapis dengan konduktor dipasang paralel dengan poros dan mengelilingi permungkaan inti. +onduktornya tidak terisolasi dari inti karena arus rotor secara alamiah akan mengalir melalui tahanan yang paling kecil yaitu konduktor rotor. ada setiap unjung rotor, konduktor rotor semuanya dihubung singkat dengan cincin ujung . konduktor rotor dan cincin ujung serupa dengan sangkar tupai yang berputar sehingga dinamakan demikian. "atang rotor dan cincin ujung ujung motor sangkar sangkar tupai yang lebih kecil adalah coran tembaga atau aluminium dalam satu lempengan pada inti rotor. Dalam motor yang lebih besar, batang rotor tidak dicor melainkan dibenamakan ke dalam 24


alur rotor dan kemudian dilas dengan kuat ke cincin ujung. "atang rotor motor sangkar sangkar tupai tidak selalu ditempatkan ditempatkan paralel terhadap poros motor tetapi kerap kali kali dimirin dimiringka gkan. n. 2al ini mengha menghasil silkan kan torka torka yang yang lebih lebih seraga seragam m dan juga juga mengurangi derau dengung magnet sewaktu motor sedang berkerja.

3.2.2. Stator

+omponen stator adalah bagian terluar dari motor yang merupakan bagian yang diam dan mengalirkan arus phasa. Stator terdiri atas tumpukan laminasi inti yang memiliki alur yang menjadi tempat kumparan dililitkan yang berbentuk silindris. Stator terdiri dari lilitan atau kumparan yang memberikan efek magnet kepada rotor, sehingga rotor dapat berputar. nti stator terbuat dari lapis-lapis lapis-lapis pelat baja beralur beralur yang didukung didukung dalam rangka stator yang terbuat dari besi tuang atau pelat baja yang di pabrikasi. ilitan-lilitan sama halnya dengan lilitan stator dari generator sinkron, diletakkan dalam alur stator yang terpisah 1& &. ilitan phasa ini bisa tersambung delta ataupun bintang.

. *ambar 3.'. +onstruksi Stator a! lempengan inti b! tumpukan inti dengan kertas isolasi pada beberapa beberapa alurnya c! tumpukan inti dan dan belitan dalam caking statornya

25


*ambar 3.4 Stator 3.2.3. Terminal Bo

Salah satu bagian yang cukup penting untuk dapat memahami motor starter. (erminal "o5 adalah 6stop kontak7 yang bertugas menyambung alian listrik dari sumber ke motor. Dari terminal bo5, pengaturan starter star atau delta dapat dilakkan, pengaturan star atau delta mengacu pada informasi yang tertera pada nameplate motor.

3.3 Jenis Motor Induksi 3 Phasa 3.3.1 Motor Induksi 3 Phasa San!kar Tu"ai #S$uirrel%&a!e motor'

enampang motor sangkar tupai memiliki konstruksi yang sederhana. nti stator stator pada motor motor sangkar sangkar tupai tupai 3 phasa phasa terbuat terbuat dari lapisan-l lapisan-lapisan apisan pelat pelat baja beralur yang didukung dalam rangka stator yang terbuat dari besi atau pelat baja yang dipabrikasi. ilitan-lilitan kumparan stator diletakkan dalam alur stator yang terpisah 1& &. ilitan phasa ini dapat tersambung dalam hubungan delta 8! ataupun bintang 9!.

26


*ambar 3.% a! (ipikal /otor Sangkar, b! "agian-"agian /otor Sangkar "atang rotor dan cincin ujung motor sangkar tupai yang lebih kecil adalah coran tembaga tembaga atau aluminium aluminium dalam satu lempeng lempeng pada inti rotor. rotor. Dalam motor yang lebih besar, besar, batang rotor rotor tidak dicor melainkan melainkan dibenamkan dibenamkan ke dalam alur rotor dan kemudian kemudian dilas dengan dengan kuat ke cincin ujung. ujung. "atang rotor motor sangkar sangkar tupai tidak selalu ditempatkan ditempatkan paralel terhadap terhadap poros poros motor motor tetapi kerapkali kerapkali dimiringkan dimiringkan.. 2al ini akan menghasilk menghasilkan an torsi yang lebih seragam seragam dan juga mengurangi mengurangi derau dengung dengung magnetik magnetik sewaktu sewaktu motor sedang berputar.

*ambar 3.: a! +onstruksi Motor nduksi /otor Sangkar ;kuran +ecil b! +onstruksi Motor nduksi /otor Sangkar ;kuran "esar ada ada ujun ujungg cinc cincin in penu penutu tupp dilek dilekatk atkan an sirip sirip yang yang berf berfun ungs gsii seba sebaga gaii pendingin. /otor jenis rotor sangkar standar tidak terisolasi, karena batangan membawa membawa arus yang besar besar pada tegangan tegangan rendah. +arakterist +arakteristik ik motor sangkar sangkar tupai adalah sebagai berikut 0 27


1. /otor terdiri dari penghantar tembaga yang dipasangkan pada inti yang solid dengan ujung-ujung yang dihubung singkat . +ecepatan konstan 3. $rus start yang besar diperlukan oleh motor menyebapkan tegangan berfluktasi '. $rah putaran dapat dibalik dengan menukarkan dua dari tiga fasa daya utama pada motor 4.
3.3.2. Motor Induksi 3 Phasa Rotor Belitan #(ound%Rotor Motor'

Motor rotor belitan motor cincin slip! berbeda dengan motor sangkar tupai dalam hal konstruksi konstruksi rotornya. rotornya. Seperti namanya, rotor dililit dengan dengan lilitan terisolasi terisolasi serupa dengan dengan lilitan stator. stator. ilitan fasa rotor dihubung dihubungkan kan secara 9 dan masing masing -masing -masing phasa ujung ujung terbuka terbuka yang yang dikeluarkan dikeluarkan ke ke cincin slip slip yang terpasang terpasang pada poros poros rotor. rotor. Secara skematik skematik dapat dilihat dilihat pada gambar gambar 3.=. Dari gambar ini dapat dilihat bahwa cincin slip dan sikat semata-mata merupakan penghubung tahanan kendali kendali >ariabel luar ke dalam rangkaian rotor.

28


*ambar 3.= ?incin Slip ada motor ini, cincin slip yang terhubung ke sebuah tahanan >ariabel ekstern eksternal al yang yang berfun berfungsi gsi membata membatasi si arus arus pengas pengasuta utann dan yang yang bertan bertanggu ggung ng jawab terhadap pemanasan rotor. Selama pengasutan, penambahan tahanan eksternal eksternal pada rangkaian rotor belitan menghasilkan menghasilkan torsi pengasutan pengasutan yang lebih besar dengan arus pengasutan yang yang lebih kecil dibanding dengan rotor sangkar sangkar

*ambar 3.@ +onstruksi /otor "elitan 3.) Prisi" Ker*a Motor Induksi 3 Phasa

$dapun prinsip kerja motor induksi 3 phasa adalah sebagai berikut0 1. $pabila sumber tegangan 3 phasa dipasang pada kumparan stator, timbullah kecepatan medan putar As! . erputaran medan putar pada stator tersebut akan memotong batang-batang konduktor pada bagian rotor

29


3. $kibatnya, pada bagian rotor akan timbul tegangan induksi **! sebesar  s B ','' f  A untuk satu fasa! dimana  s adalah tegangan induksi saat rotor berputar '. +arena pada rotor timbul tegangan induksi dan rotor merupakan rangkaian yang tertutup sehingga pada rotor akan timbul arus ! 4. $danya $danya arus di dalam dala m medan magnet akan menimbulkan gaya 
@. $pabila nr B ns tegangan tidak terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor dengan demikian tidak dihasilkan kopel. +opel motor akan ditimbulkan apabila nr lebih kecil dari ns. "eru "eruba bahh-ub ubah ahny nyaa

kece kecepa pata tann

moto motorr

insu insukksi

nr! nr!

meng mengak akib ibat atka kann

berubahnya harga slip dari 1&&C pada saat start sampai &C pada saat diam nrBns!. 2ubungan frekuensi dengan slip dapat dilihat seperti persamaan berikut ini0 ada rotor berlaku hubungan0 f 2=

p ( ns − nr ) 120

Dimana f adalah frekuensi arus rotor

30


f 2=

pns ns −nr × ns 120

+arena S = ns −nr

dan f 1= pns

ns

Maka

f 2= f 1 × ns

120

pada saat S B 1&&C dan f B f1

3.+ Medan Ma!net Putar

$pabila $pabila belitan stator dihubungka dihubungkann dengan dengan catu daya 3 phasa maka akan dihasilkan medan magnet yang berputar, medan magnet ini dibentuk oleh kutubkutubnya yang berada pada posisi yang tidak tetap pada stator tetapi berubah-ubah mengelilingi stator. $dapun magnitude dari medan putar ini selalu tetap yaitu sebesar 1.4 m dimana m adalah fluks yang disebabkan suatu phasa. ;ntuk melihat bagaimana medan putar dibangkitkan, maka dapat diambil contoh pada motor induksi 3 phasa dengan jumlah kutub dua. Dimana ketiga fasanya /,S,( disuplai dengan sumber tegangan 3 phasa, dan arus pada phasa ini ditunjukkan sebagai /, S, dan (, maka fluks yang dihasilkan oleh arus-arus ini adalah 0 ϕ R = ϕm sin ωt

ϕS = ϕm sin ( ωt −120 ° )

ϕT = ϕm sin ( ωt − 240 ° )

31


*ambar 3.1& a! arus 3 phasa yang yang seimbang b! diagram phasor fluksi seimbang

*ambar 3.11 medan putar pada motor induksi 3 phasa

a!. ada keadaan 1, Et B & F arus dalam fasa / bernilai nol sedangkan besarnya arus pada phasa S dan phasa ( memiliki nilai yang sama dan arahnya berlawanan. Dalam keadaan seperti ini arus sedang mengalir ke luar dari konduktor sebelah atas dan memasuki konduktor sebelah bawah. Sementara resultan fluks yang dihasilkan memiliki besar yang konstan yaitu sebesar 1,4 m. Gleh karena itu result resultan an fluks, fluks, ϕ r

resultan fluks,

ϕr

adalah adalah jumlah jumlah phasor phasor dari ϕ T dan −ϕ S sehingga

B  5

√3 2

ϕ mc

os 3&& B 1,4

ϕm

.

32


*ambar 3.1 +eadaan 1 dengan Et B & &

b!. ada keadaan , arus bernilai maksimum negatif pada phasa S, sedangkan pada / dan phasa ( bernilai &,4 maksimum pada phasa / dan phasa ( dan pada saat ini Et B 3& &. Maka jumlah phasor / dan - ( adalah B r7 r 7 B  5 &,4 m cos %& B &,4 m. Sehingga resultan fluks r r B &,4 m H m B 1,4 m.dari m.dari gambar diagram phasor tersebut dapat dilihat bahwa resultan fluks berpindah sejauh 3& & dari posisi pertama.

*ambar 3.13 +eadaan  dengan Et B 3& &

c!. ada keadaan 3, Et B %& o, arus pada fasa / dan fasa ( memiliki besar yang sama dan arahnya berlawanan  &,=%% m !. Maka magnitude dari fluks resultan 0 33


r B  5 m cos 3& &B 1,4 m, dari gambar diagram phasor tersebut dapat dilihat bahwa resultan fluks berpindah sejauh %& %& & dari posisi pertama.

*ambar 3.1' +eadaan 3 dengan Et B %& &

d!. ada keadaan ', Et B @& &, arus pada fasa / maksimum  positif!, dan arus pada fasa S dan fasa ( B &,4 m. Maka jumlah phasor - ( dan I S adalah B r7 B  5 &,4 m cos %& B &,4 m. Sehingga resultan fluks r B &,4 m H m B 1,4 m. Dari gambar diagram phasor tersebut dapat dilihat bahwa resultan resultan fluks berpindah @&& dari posisi pertama.

*ambar 3.14 +eadaan ' dengan Et B @& &

3., Ke&e"atan Medan Ma!net Putar

34


Dalam lilitan dua kutub, medan membuat satu putaran penuh dalam satu siklus arus. Dalam lilitan empat kutub yang mana setiap phasa mempunyai dua grup kumparan terpisah yang dihubungkan secara seri, dapat ditunjukkan bahwa medan magnet putar membuat satu putaran dalam dua siklus arus. Dalam lilitan enam kutub, medan membuat satu putaran dalam tiga siklus arus. Secara umum medan membuat membuat satu putaran putaran dalam J siklus siklus atau Siklus B J 5 putaran atau siklus siklus per detik B J 5 putaran per per detik. Gleh karena karena putaran putaran per detik sama sama dengan putaran per menit, putaran n! dibagi %& dan banyaknya siklus per detik adalah frekuensi f !, maka f B

n=

120

P

f

P 2

5

N 60

Bn

P 120

kecepatan putar dari medan magnet putar disebut kecepatan sinkron

atau kecepatan stator dari motor.

3.- rekuensi Rotor

#ika motor induksi %& 2K dua kutub kecepatan sinkron B 3%&& rpm! bekerja pada slip 4 C, slip dalam putaran setiap menitnya adalah 3%&& 5 &,&4 atau 1=& rpm. ni berarti bahwa sepasang kutub stator melewati konduktor rotor tertentu 1=& kali setiap menit, atau tiga kali setiap detik. #ika sepasang kutub bergerak melewati konduktor, satu siklus ggl diinduksikan dalam konduktor. konduktor. #adi konduk konduktor tor yang yang dikemu dikemukak kakan an diatas diatas akan akan mengin menginduk duksik sikan an ggl di dalamny dalamnyaa dengan frekuensi rotor menjadi %& 2K. Maka jelaslah bahwa frekuensi rotor bergantung pada slip. Makin besar slip makin besar frekuensi rotor. ;ntuk setiap harga slip, frekuensi roto fr! sama dengan frekuensi stator fs! dikalikan dengan slip S! yang dinyatakan dengan decimal atau fr! B S fs!.
35


3./ Torsi "ada Motor Induksi 3 Phasa

Dari rangkaian eki>alen dan diagram aliran daya motor induksi tiga fasa yang telah diperoleh sebelumnya dapat diturunkan suatu rumusan umum untuk torsi induksi sebagai fungsi dari kecepatan. (orsi motor induksi diberikan oleh persamaan0 Pconv τ ind = ωs

τ ind =

P AG ω sync

ersamaan diatas sangat berguna, karenakecepatan sinkron selalu bernilai konstan untuk tiap-tiap frekuensi dan jumlah kutub yang diberikan oleh motor. +are +arena na kecep kecepat atan an sink sinkro ronn sela selalu lu tetap tetap,m ,mak akaa daya daya pada pada celah celah udara udara akan akan menentukan besar torsi induksi pada motor.;ntuk menentukan besarnya arus , kemungkinan penyelesaian paling mudah dapat dilakukan dengan menentukan rangkaian eki>alen the>enin, agar dapat menentukan rangkaian eki>alen the>enin dari sisi input rangkaian eki>alen motor induksi, pertama-tama terminal L7s dihubu dihubungk ngkan an buka buka openopen-circ circuit uit!! kemudi kemudian an tegang tegangan an open-c open-circu ircuit it ditermi diterminal nal tersebut ditentukan. ;ntuk menentukan impedansi the>enin maka tegangan fasa dihubung singkat short circuit! dan Negditentukan dengan melihat ke sisi dalam terminal.

*ambar 3.1% (egangan (egangan ki>alen (he>enin pada Sisi /angkaian nput 36


Dari gambar diatas ditunjukkan bahwa terminal di open circuit untuk mendapatkan tegangan eki>alen the>enin. Magnitud dari teganganthe>enin Oth adalah 0 V TH =V 1

Xm 2 R 12+( X 1 1 + Xm ) √ R

+arena reaktansi magnetic Lm PP L1 dan Lm PP /1, harga pendekatan dari magnitud tegangan eki>alen the>enin 0 1 V TH ≈ V 1

XM X 1 + XM

*ambar 3.1: mpedansi ki>alen (he>enin pada Sisi /angkaian nput *ambar diatas menunjukkan tegangan input dihubung singkat. mpedansi eki>alen the>enin dibentuk oleh impedansi paralel yang terdapat pada rangkaian mpedansi (he>enin diberikan oleh 0 X M ( R 1 + X M ) Z TH = RTH + X TH = R 1 +  ( X 1 + X M )

+arena LmPP L1dan LmH L1PP /1,tahanan /1,tahanan reaktansi the>enin secara pendekatan oleh 0 RTH ≈ R 1

37


X TH ≈ X 1

*ambar 3.1= /angkaian ki>alen (he>enin Motor nduksi Dari gambar diatas arus  diberikan oleh 0 V TH

! 2 = RTH +

R2 +  X TH + X 2 S

Magnitude dari arus0 X TH + X 1

¿ ¿ ¿2

R2 2 ( RTH + ) + ¿ S √ ¿ V TH ! 2 ]= ¿ [ !

38


R

¿

2

¿ TH + R ¿ ¿ X TH + X ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ 2

P AG=

3 ! 2 R 2 2

S

3 V

" P AG=

2

TH

¿

R 2 S

Sedangkan torsi induksi pada rotor 0 τ ind =

P AG ωsync [ ( RTH + R2 )2+( X TH + X 2)2 ]

*ambar kur>a torsi kecepatan slip! pada motor induksi ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

*ambar 3.1@ +arakteristik torsi I slip pada motor induksi

Sedang Sedangkan kan kur>a kur>a torsi torsi kecepa kecepatan tan motor motor induks induksii yang yang menunj menunjukk ukkan an kecepatan diluar daerah operasi normal terlihat pada gambara dibawah ini 0 39


*ambar 3.& +arakteristik torsi I putaran pada motor induksi pada berbagai daerah operasi

Dari kedua kur>a karakteristik torsi motor induksi diatas dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut 0 1. (o (orsi rsi motor induksi akan bernilai bernilai nol pada saat kecepatan sinkron . +ur>a torsi I kecepatan kecepatan mendekati linear di antara beban nol dan beban penuh. Dalam daerah ini, tahanan rotor jauh lebih besar dari reaktansi rotor, oleh karena itu arus rotor, medan magnet rotor, dan torsi induksi meningkat secara linear dengan peningkatan slip 3. $kan terdapat torsi maksimum yang tak mungkin akan dapat dilampaui. dilampaui. (orsi (orsi ini disebut juga dengan pull I out tor)ue atau break down tor)ue, yang besarnya I 3 kali torsi beban penuh dari motor

40


'. (o (orsi rsi start pada motor sedikit lebih besar daripada torsi beban penuhnya, penuhnya, oleh karena itu motor ini akan start dengan suatu beban tertentu yang dapat disuplai pada daya penuh 4. (orsi pada motor akan memberikan harga slip yang ber>ariasi sebagai harga kuadrat dari tegangan yang diberikan. 2al ini sangat penting dalam membentuk pengaturan kecepatan dari motor %. #ika #ika rotor rotor motor motor induk induksi si digerak digerakkan kan lebih lebih cepat cepat dari dari kecepa kecepatan tan sinkro sinkron, n, kemudian arah dari torsi induksi di dalam mesin menjadi terbalik dan mesin akan bekerja sebagai generator, yang mengkon>ersikan daya mekanik menjadi daya elektrik :. #ika motor induksi bergerak mundur relatif arah dari medan magnet, torsi induksi mesin akan menghentikan mesin dengan sangat cepat dan akan mencoba untu untukk berp berput utar ar pada pada arah arah yang yang lain lain.. +aren +arenaa pemb pembali alika kann arah arah meda medann puta putar r merupakan suatu aksi penyaklaran dua buah fasa stator, maka cara seperti ini dapat digunakan sebagai suatu cara yang sangat cepat untuk menghentikan motor induksi. ?ara menghentikan motor seperti ini disebut juga dengan plugging.

3.+ Startin! Motor Induksi 3 Phasa

#enis-jenis starting motor induksi 3 hasa, yaitu antara lain0 1. Starting DG . Starting Q-8 3. Soft start '. Oariasi Oariasi erter! 4. /heostat

41


%. Oariasi (egangan dengan Gtotrafo

3.+.1. Startin! 0

engasutan hubungan langsung atau at au dikenal dengan istilah Direct Gn ine DG! adalah adalah jenis pengasutan pengasutan yang umum dipakai dipakai terutama untuk untuk daya motor dibawah 4 +R. /angkaian untuk pengasut langsung DG Direct Gn ine! akan memutus memutus atau menghubun menghubungkan gkan suplai suplai utama ke motor secara langsung. langsung. $rus $rus pengasutan pengasutan motor yang dihasilkan dihasilkan dengan dengan metode metode starting starting DG ini dapa dapatt mencap mencapai ai tujuh tujuh J delapa delapann kali kali lebih lebih besa besarr dari dari arus arus kondis kondisii normal, normal, maka pengasut pengasut langsung langsung ini hanya hanya digunakan digunakan untuk motor-mo motor-motor tor kecil kecil.. $da bebe beberap rapaa hal hal yang yang haru haruss dipe diperh rhat atika ikann dala dalam m peng pengas asut utan an seca secara ra langsung DG! ini antara lain 0 1. $rus meningkat meningkat 4 sJd : kali arus beban penuh . (o (orsi rsi hanya 1,4 sJd ,4 ,4 kali torsi beban penuh 3. (erjadi (erjadi drop tegangan pada pada saat start awal '.

;ntu ;ntukk daya daya motor motor yang besa besarr tidak tidak

disa disaran ranka kann untuk untuk meng menggu guna naka kann

pengasutan jenis ini +eterangan 0 s B 4 sJd : kali n r B .As. B k. Dimana r adalah Daya input rotor dan rugi-rugi tembaga cu! B 3 5  rotor #adi

3 ! ² ² R ²

! ² ²

=s # $ # τ dimana ! 2= ! 1 1 maka τ = S

#ika f B $rus nominal beban penuh 42


Sf B Slip beban penuh Maka

τf =

$ # i # f ² sf

[ ]

τ st%rt ! st ² ² = sf τ f !f

+etika pengasutan DG maka arus starting adalah mirip arus hubung singkat hs!

[ ]

!&s τ st%rt ! st ² ² = =% ² sf diaman % = sf = f τ f !f

*ambar 3.1 /angkaian daya dan rangkaian kontrol pengasutan DG

3.+.2. Startin! %4 %4

Secara umum, umum, mode ini terdiri dari dua tahapan tahapan starting, starting, tahap pertama starting motor pada rangkaian bintang Star-Q! dan setelah beberapa detik berpindah berpindah kerangkaian kerangkaian segitiga segitiga Delta-8!. Delta-8!. Mode ini hanya mengubah mengubah hubungan dikedua ujung terminal stator dari posisi awalnya bintang Star-Q! dan kemudian kemudian setelah setelah motor motor beroperasi beroperasi normal normal hubungan hubungan tersebut tersebut menjadi menjadi 43


segitiga Delta-8!. Sistm ini, hanya dapat digunakan pada motor yang kedua ujung stator stator tiga phasa-nya phasa-nya ;,O, ;,O,R dan L,Q, L,Q,N! tersedia tersedia pada terminal terminal keluaran sehingga bisa digunakan untuk membentuk rangkaian Q bintangJstar! maupun 8 delta!. Selain itu, perlu diperhatikan name plate motor yang akan digunakan, digunakan, name plate motor harus menyatakan menyatakan hubungan hubungan delta pada tegangan suplay yang kita gunakan. 2ubungan bintang digunakan untuk menurunkan tegangan yang masuk ke kumparan stator, sedangkan pada saat motor berjalan normal, kumparan stator dihubung delta. Metode ini cocok digunakan untuk motor-motor diatas 4,4 +R samp sampai ai 14 +R. +R.ada ada saat saat hubu hubung ngan an "inta "intang ng tega tegang ngan an line line ke netr netral al dapat dapat diformulasikan sebagai berikut0 Vin=

Vf

√ 3

!in= !f =

Vf 3. ' √ 3.

Seda Sedang ngka kann pada pada hubu hubung ngan an segi segiti tiga ga tega tegang ngan an line line ke netra netrall dapa dapatt diformulasikan sebagai berikut0 !in=

!in=

V Z

Vf 3. ' √ 3.

44


τ st ≈ !st ² ( s=1 )

τf =

!f ² Sf

[ ] [ ]

τ st%rt !st !&s = = ² Sf = τ f !f √ 3 !f

=

² Sf

1 3

[ ] !&s !f

² Sf

hs dan st adalah arus perphase

*ambar 3. /angkaian daya dan rangkaian kontrolpengasutan bintang segitiga

3.+.3. So5t Start

Soft starter sangat berbeda dengan starter lain. $lat ini mempergunakan thyristor thyristor sebagai sebagai komponen komponen utamanya. utamanya. (eganga (egangann yang masuk ke motor akan diatur dimulai dengan sangat rendah sehingga arus dan torsi saat start juga rend rendah ah.. ada ada saat saat star startt ini ini tega tegang ngan an yang yang masu masukk hany hanya

cuku cukupp

untu untuk k

menggerakk menggerakkan an beban dan akan menghilangk menghilangkan an kejutan kejutan pada beban. beban. Secara perlahan tegangan dan torsi akan dinaikan sehingga motor akan mengalami 45


percepatan kehingga tercapai kecepatan normal. Salah satu keuntungan mempergun mempergunakan akan alat ini adalah kemungkina kemungkinann dilakukanny dilakukannyaa pengaturan pengaturan torsi pada saat yang diperlukan, tidak terpengaruh ada atau tidaknya beban.

3.+.). 6ariasi 6ariasi rekuensi #den!an In7erter'

e sering disebut juga dengan OSD Oariable Oariable Speed Dri>e!, Oe! atau n>erter. OSD terdiri dari  bagian utama yaitu penyearah penyearah tegangan tegangan $? 4& atau %& 2N! ke D? dan bagian kedua adalah membalikan dari D? ke tegangan $? dengan frekuensi f rekuensi yang diinginkan diinginkan.. OSD memanfaatkan memanfaatkan sifat motor sesuai sesuai dengan dengan rumus rumus sebagai sebagai berikut 0

dimana n B +ecepatan putar J speed motor /M! f B
46


3.+.+. 0en!an Tahanan Tahanan Rotor #Rheostat' #Rheostat'

;ntuk melakukan pengasutan motor dalam kondisi berbeban umumnya diguna digunakan kan motor motor induks induksii dengan dengan jenis jenis rotor rotor belitan belitan karena karena memberi memberi kemungkinan untuk melakukan penyambungan rangkaian rotor dengan tahanan luar melalui cincin slip dan sikat untuk meningkatkan torsi asut motor. ada saat awal pengasutan motor, resistansi rotor luar adalah bernilai maksimum, kemudian seiring dengan meningkatnya putaran motor, resistansi re sistansi rotor luar ini dikurangi dikurangi secara bertahap bertahap hingga hingga pada saat kecepatn kecepatn penuh motor tercapai tercapai nilai resistansiny resistansinyaa adalah nol dan motor bekerja bekerja normal normal sepertin sepertin halnya halnya rotor motor sangkar. sangkar. /angkaian /angkaian pengasut pengasut motor motor ini dilengkapi dilengkapi juga dengan dengan

peralat peralatan an

protek proteksi si

beban beban

lebih, lebih, protek proteksi si

terhad terhadap ap

terjadi terjadiny nyaa

kehilangan kehilangan tegangan tegangan serta sistem sistem interlocking interlocking untuk untuk mencegah mencegah terjadinya terjadinya pengasutan motor dalam kondisi pengasutan motor dalam kondisi resistansi rotor tak terhubungkan.

3.+.,. 6ariasi 6ariasi Te!an!an Te!an!an den!an totra5o

Sebuah pengasutan motor dengan $utotransformator merupakan salah satu metode metode lain yang dapat digunakan digunakan untuk mengurangi mengurangi besarnya besarnya arus pengasutan motor dengan jalan mengurangi besarnya tegangan selama proses proses awal pengasutan karena pengurangan tegangan akan berakibat pada berkurangnya torsi asut maka tegangan akan direduksi secukupnya saja untuk untuk mengurangi mengurangi arus pengasut, pengasut, dengan dengan cara memilih memilih tingkat tingkat tegangan tegangan tertentu tertentu dikenal dikenal sebagai sebagai tapping tapping tegangan. tegangan. /angkaian /angkaian pengasutan pengasutan dengan dengan autotrafo ditunjukkan pada gambar dengan memposisikan saklar pada posisi mulai Start! maka akan diperoleh hubungan seri antara belitan-belitan auto trafo dengan belitan pengasut motor yang terhubung delta. +etika kecepatan puataran motor telah cukup tinggi, maka saklar dipindahkan ke posisi jalan /un! yang akan menghubun menghubungkan gkan belitan-belitan belitan-belitan motor motor secara langsung langsung ke suplai tegangan 3 fasa. 47


+euntungan dari metode pengasutan ini ialah hanya memerlukan 3 buah kawat penghantar penghubung antara rangkaian pengasut motor dan rangkaian moto motorr wala walaup upun un tidak tidak terli terlihat hat di dalam dalam gamb gambar ar.. eng engas asut ut moto motorr ini ini juga juga dilen dilengk gkap apii deng dengan an peral peralat atan an prot protek eksi si beba bebann lebi lebihh sert sertaa prot protek eksi si terh terhad adap ap terjadinya kehilangan tegangan. Masalah Masalah-ma -masala salahh yang yang sering sering muncu muncull pada pada sistem sistem pengas pengasutan utan secara secara umum adalah arus awal yang terlalu besar dan momen awal yang sering terlalu kecil kecil.. ;ntu ;ntukk keba kebany nyak akan an moto motorr arus arus awal awal adal adalah ah empa empatt samp sampai ai tuju tujuhh kali kali besarnya arus nominal. ;ntuk motor-motor yang besar hal ini tidak dapat diijinkan karena akan mengganggu jaringan, lagipula hal ini akan merusak motor itu sendiri. Selain itu konsumsi daya listrik juga akan sangat tinggi dikarenakan arus start yang terlalu besar tadi. /umus $rus $wal adalah0

( ! ) s= = 2

1

(20 R + X √ R 2

2

2

2

Dengan memperhatikan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa salah satu cara untuk menurunkan arus awal adalah dengan menurunkan &, hal ini dapat dilakukan dilakukan dengan dengan menurunkan menurunkan tegangan tegangan apit. Dan cara yang kedua kedua adalah dengan memperbesar nilai tahanan /. hal ini dapat dilakukan pada jenis rotor belitan dengan menambahkan tahanan luar melalui cincin gesernya. gesernya.

3., 8an!!uan%8an!!uan 8an!!uan%8an!!uan Pada Motor Iduksi 3 Phasa

*angguan listrik adalah kejadian yang tidak diinginkan dan mengganggu kerja alat listrik. $kibat gangguan, peralatan listrik tidak berfungsi dan sangat merugikan. "ahkan gangguan yang luas dapat mengganggu keseluruhan kerja sistem sistem produk produksi si dan akan akan merugi merugikan kan perusa perusahaa haann sekalig sekaligus us pelang pelanggan gan.. #enis #enis gangguan listrik terjadi karena berbagai penyebab, salah satunya kerusakan isolasi 48


kabel. (ipe-tipe (ipe-tipe gangguan elektrik dalam dalam motor-motor adalah serupa dengan tipetipe gangguan elektrik dari generator-generator. Gleh karena itu, motor-motor secara umum diproteksi dari gangguan-gangguan berikut0 a. *angguan-gangguan stator b. *angguan-gangguan rotor rotor c. "eban lebih G>erload! d. (egangan-tegangan suplai yang tidak seimbang termasuk memfasa tunggal  single single phasing ! e. (egangan kurang  under voltage! f. Starting phasa terbuka atau terbalik g. +ehilangan sinkronisme dalam kasus motor sinkron saja!

49


3.- Sli"

erbedaan kecepatan putaran rotor Ar! terhadap kecepatan medan putar stato tatorr As As! diseb isebut ut deng engan slip slip.. "eru erubahn bahnyya kecep ecepat atan an motor otor dap dapat mengakibatkan berubahnya besar lip 1&& C pada saat start sampai & C pada saat diam Ar! B As!. karena terjadi slip maka kecepatan relati>e medan putar stator terhadap putaran rotor adalah S 5 As. frekuensi tegangan yang terinduksi pada rotor sebanding dengan putaran relati>e medan putar stator terhadap putaran rotor. 2ubungan antar frekuensi slip dapat dilihat dari persamaan berikut 0 "ila f1B frekuensi P# Ns f 1= 120

"ila fB frekuensi rotor P# Ns Ns− Nr f 2= × 120 Ns

+arena S B

Ns − Nr Ns

maka f B f1.S

+arena pada saat start S B 1&& C, jadi f B f, dengan demikian terlihat bahwa pada saat start dan rotor belum berputar, frekuensi arus rotor sama dengan frekuensi arus stator. Dalam keadaan rotor berputar, frekuensi arus rotor di 50


pengaruhi oleh slip  f B f1 . S !. +arena tegangan induksi dan reaktansi kumparan rotor merupakan fungsi frekuensi, maka besarnya juga di pengaruhi oleh slip. ϕ



B ',''. f. A.

s

B ',''. S. f1. A.

s

B S. 

L

B  . .f. s

Ls

B  . . S. f1. s

Ls

B S. L

m ϕ

m

Dimana 0  B (egangan (egangan induksi pada saat rotor diam start! s B (egangan induksi pada saat rotor berputar A B #umlah lilitan rotor m B
51

Laporan KP Motor Induksi 3 Phasa

Recommend Documents