MOTOR 3 FASA A.U. Motor 3 fasa dapat memberikan kecekapan yang lebih baik, faktor kuasa yang lebih tinggi, mempunyai sifat permulaan yang lebih baik dan harga yang lebih murah jika dibandingkan dengan motor 1 fasa yang mempunyai keupayaan dan saiz yang sama.
BAHAGIAN MOTOR 3 FASA
BAHAGIAN MOTOR 3 FASA
MOTOR 3 FASA
MOTOR 3 FASA A.U. Penggunaan motor 3 fasa memang digalakkan untuk mengelakkan ketidak imbangan beban pada sesalur bekalan. Dalam bab ini akan dibincangkan motor aruhan 3 fasa jenis rotor sangkar tupai (squirrel cage rotor ) dan rotor berlilit @ gelang gelincir ( wound rotor @ slip-ring ) Termasuk juga motor segerak @ synchronous motor.
Motor aruhan 3 fasa sangkar tupai (Squirrel cage induction motor 3 phase)
Motor ini mempunyai stator(pemegun) berbelit dengan 3 belitan iaitu satu belitan setiap fasa dan mempunyai rotor(pemutar) sangkar tupai. Pada rotor tidak terdapat sebarang sambungan belitan, melainkan bar-bar pengalir yang diperbuat drpd aluminium @ kuprum yang dipateri dikedua-dua hujungnya agar berlitar-pintas.
Bahagian-bahagian utama motor aruhan dan fungsinya.
a.
1.
2.
Terdapat 3bahagian utama:Pemegun (stator) Stator atau utama ialah bahagian yg pegun dalam motor. Stator pada motor aruhan pada prinsipnya sama seperti stator pada pengulang-alik. Ia diperbuat drpd lapisan keluli dan mempunyai lurah-lurah alur(lubang alur) hampir mengelilingi keseluruhan belitan stator.
3.
4.
5.
6.
Stator disokong oleh rangka motor yg diperbuat drpd besi tuang atau plat keluli. Terdapat 3 belitan satu fasa di stator. Ia diletakkan pada sudut 60 ° mekanik atau 120 ° elektrik dan disambungkan samada secara bintang atau delta. Dikotak pengkalan motor terdapat 6 terminal bagi maksud untuk sambungan kebekalan. Setiap 2 terminal mewakili satu belitan. Tugas utama stator ialah sebagai teras untuk menghasilkan medan magnet berputar disamping sebagai pelengkap litar magnet.
Bahagian pegun dikenali sebagai pemegun/stator. Hanya stator disambung kpd bekalan 3 fasa.
b.
Pemutar (rotor) 1. Rotor atau sekunder ialah bahagian berputar. Ia berbentuk selinder dan dibina drpd lapisanlapisan keluli yg bertebat. 2.
Bagi motor jenis rotor berlilit, terdapat 3 set belitan pada lubang alur rotor yg diakhiri dengan 3 gelang gelincir. Belitan ini disambung secara bintang.
Rotor sangkar tupai /squirrel cage rotor. Binaan asas rotor sangkar tanpa teras berlamina
Teras rotor sangkar tupai adalah kukuh dan lasak, binaan teras adalah berlamina. Bar-bar sangkar tupai terletak dalam teras
Rotor jenis “A”
Rotor jenis “B – E”
Rotor jenis “F – V”
Rotor double squirrel cage / dwi sangkar tupai
3.
Motor aruhan sangkar tupai mempunyai batang-batang kuprum atau aluminium dipasang selari dengan aci berhampiran dengan permukaan rotor. 4.
Kedua-dua hujung kesemua batang-batang itu akan dikimpal atau pateri secara gelang agar kesemua berlitar pintas. Batangbatang pengalir ini tidak ditebat (bersentuh dengan teras).
5.
6.
7.
Kadangkala terdapat juga batangbatang pengalir tidak dipasang selari dengan aci tetapi condong dengan sudut beberapa darjah. Ini bertujuan untuk mendapat daya kilas yg lebih sekata dan mengurangkan bunyi dengung semasa motor bekerja. Tugas rotor ialah untuk memutar aci motor. Bagi membolehkan ia berputar ia perlulah menjadi medan magnet dan seterusnya magnet ini dapat berputar mengikut putaran medan magnet di stator.
c.
Perisai hujung 1. Perisai ini digunakan untuk memegang alas bebola yg menyokong aci rotor. 2. Perisai juga untuk melindungi bahagian-bahagian dalaman motor drpd disentuh atau kerosakan mekanik. 3. Terdapat berbagai bentuk perisai dikiri dan kanan kuk motor. Bentuk-bentuk ini disesuaikan dengan jenis motor; misalnya jenis tutupan rapi, tutupan separuh terbuka, tutupan kalis api, bahan letupan, tahan panas dsbnya.
Binaan rotor sangkar tupai
Motor aruhan 3 fasa sangkar tupai
Motor aruhan sangkar tupai
Motor aruhan sangkar tupai
KENDALIAN
Apabila stator motor diberikan bekalan 3 fasa, dengan sendirinya putaran medan magnet terbentuk pada stator itu.
Laju putaran medan magnet berputar bergantung kepada frekuensi bekalan dan bilangan kutub.
Gelombang 3 fasa dibekalkan kebelitan stator
Penghasilan medan magnet di stator pada ketika „A‟
Penghasilan medan magnet di stator pada ketika „B‟
Penghasilan medan magnet di stator pada ketika „C‟
Penghasilan medan magnet di stator pada ketika „D‟
Hubungannya dinyatakan dengan formula berikut:Ns = 120f P Ns = kelajuan segerak @ putaran medan magnet. F = frekuensi bekalan P = bilangan kutub
Belitan stator merupakan belitan primer transformer, sementara rotor pula menjadi belitan sekunder transformer itu. Oleh yang demikian, aruhan saling akan menyebabkan wujudnya arus aruhan pada rotor. Arus aruhan yang terbentuk ini cukup kuat untuk membentuk medan magnetnya sendiri.
Medan magnet rotor ini akan bertindakbalas dengan medan magnet stator yang sedang berputar, seterusnya rotor itu akan berputar dengan kelajuan Nr mengikut arah putaran yang sama dengan putaran medan berputar Ns. Tetapi kelajuan Nr perlahan sedikit drpd Ns, lebih-lebih lagi bila beban dipasang pada rotor motor itu. Kelengahan ini disebut gelincir (S) @ ringkasnya dinyatakan dalam formula sebagai:S = Ns – Nr Ns
Arus/voltan akan teraruh dalam pengalir rotor oleh pemotongan fluks magnet berputar
Medan magnet yg terhasil di sekeliling bar sangkar tupai
CIRI-CIRI Motor ini mempunyai kelajuan yang tunggal. Daya kilas permulaan adalah kecil. Faktor kuasa permulaannya adalah rendah dan beransur-ansur naik apabila beban ditambah sehingga kebeban penuh dan nilainya boleh mencapai sehingga 0.85 atau 0.9
Kebaikan motor 3 fasa sangkar tupai 1.
2. 3. 4.
Motor ini ringkas, tahan lasak dan tidak mudah untuk dimusnahkan terutamanya pada rotor sangkar tupai. Perbelanjaannya murah dan penjagaannya mudah. Ia boleh digerakkan tanpa memerlukan belitan tambahan. Ia tidak ada belitan dirotor, jadi ianya ringkas.
5.
6.
Saiznya lebih kecil pada kuasa yg sama dengan motor rotor berlilit jika dua sangkar tupai digunakan. Pengaturan kelajuannya yg baik mengikut perubahan beban.
Keburukan motor 3 fasa sangkar tupai 1.
2.
3.
Kelajuan motor ini tidak boleh diubah dan pengubahan kelajuan hanya dibuat dengan mengubah kecekapannya. Sebagaimana motor BMP, kelajuan motor ini akan berkurang dengan penambahan beban. Daya kilas permulaannya serupa dengan motor BMP.
Untuk menyongsang arah putaran motor ini , urutan fasa bekalan masuk kemotor itu mestilah diubah. Jika motor aruhan 3 fasa sangkar tupai ini dipasang terus kepada bekalan tanpa pemula, arus permulannya akan memuncak dan f.k. Nya menjadi rendah, kecuali pada motor yang berukuran kecil. Pemula yang disambung kepada motor ini akan merendahkan arus permulaan iaitu dengan merendahkan nilai voltan bekalan yang masuk ke stator.
Walaubagaimanapun cara ini boleh melemahkan daya kilas kerana T berkadar terus dengan kuasadua voltan ( V2 ). Antara jenis pemula yang digunakan dalam kaedah pengurangan voltan ialah pemula bintang-delta, pemula transformer auto dan pemula rintangan.
Motor aruhan 3Ø dwisangkar tupai Binaannya serupa seperti motor aruhan 3 fasa sangkar tupai, bezanya rotor motor ini dibina drpd 2 sangkar tupai yang berasingan iaitu satu diluar dan satu lagi didalam. Sangkar tupai yang didalam mempunyai rintangan yang rendah tetapi reaktansnya tinggi berbanding dengan sangkar tupai yang diluar.
Binaan rotor dwi sangkar tupai
KENDALIAN Apabila bekalan 3 fasa diberikan kepada stator motor itu, putaran medan magnet akan wujud pada stator tersebut. Dengan proses aruhan saling, rotor mendapat arus aruhannya dan seterusnya membentuk uratdaya rotor. Arus yang teraruh disangkar tupai luar lebih kecil dari sangkar tupai dalam.
Daya kilas yang dihasilkan akan bertambah baik drpd motor 3 fasa yang mempunyai satu sangkar tupai sahaja. Walaupun T permulaan motor ini dapat ditingkatkan tetapi untuk pergerakan yang berterusan, nilainya (T) agak rendah sedikit drpd motor aruhan 1 sangkar tupai. Kecekapan dan faktor kuasa pada beban penuh juga akan turut berkurang. Motor jenis ini biasa digunakan untuk melakukan kerja-kerja yang memerlukan T permulaan yang tinggi.
Oleh itu ia juga dikenali sebagai motor yang mempunyai T tinggi. Motor ini tahan lasak, ringkas dan harganya murah. Untuk menyonsang arah putarannya, caranya sama seperti motor aruhan 1 sangkar tupai.
Motor aruhan 3 fasa rotor berbelit (wound rotor induction motor 3 phase)
Dikenali juga sebagai motor gelang gelincir (slip ring). Binaan asas sama seperti motor aruhan 3 fasa yang lain, Cuma binaan rotornya adalah berlilit dan disambung kepada 3 gelang gelincir. Dari gelang gelincir ini disambungkan kelitar luar dengan menggunakan 3 berus karbon yang akan disambungkan pula kepada rintangan 3 fasa yang boleh dilaraskan.
Binaan rotor berlilit
Motor aruhan rotor berlilit
Rotor di sambung ke rintangan luar 3 fasa melalui gelang gelincir & berus karbon
Motor aruhan rotor berlilit
Motor aruhan rotor berlilit
Kendalian Apabila belitan stator diberi bekalan 3 fasa, medan magnet berputar (Ns) akan wujud di stator. Dengan proses aruhan saling antara stator dan rotor, arus aruhan akan wujud pada rotor berlilit itu. Sekiranya nilai rintangan boleh laras pada rotor berada pada nilai yang maksimum, motor akan berputar dengan perlahan.
Tetapi apabila rintangan boleh laras itu dikurangkan, motor tersebut akan beransuransur laju. Kelajuan putaran rotor menjadi perlahan disebabkan oleh kecilnya arus yang teraruh oleh penambahan rintangan boleh laras pada rotor. Kelajuannya mencapai maksimum apabila rintangan boleh laras berada pada nilai yang minimum/terendah. Secara praktiknya, apabila kelajuan maksimum dicapai, gelang-gelang gelincir akan dilitarpintaskan.
Berus-berus karbon akan diangkat drpd menyentuh gelang-gelang gelincir dengan menggunakan alat khas yang dikendalikan dengan tangan untuk menjimatkan penggunaan berus karbon.
Ciri-ciri Motor ini boleh dikawal kelajuannya dengan mengubah nilai rintangan yang disambung kerotor. Jika nilai rintangan besar, kelajuannya perlahan. Begitulah sebaliknya. Kawaln kelajuan cara ini tidak begitu cekap kerana berlaku banyak kehilangan tenaga dirintangan. Disamping itu kawalan kelajuannya hanya kira-kira 50% drpd kelajuan kesegerakan (Ns)
T motor ini boleh dianggap baik walaupun perbelanjaan penyelenggaraan motor ini agak mahal. Untuk menyongsang arah putarannya, kaedahnya sama seperti motor aruhan jenis lain iaitu dengan menukar manamana 2 fasa bekalan.
MOTOR SEGERAK 3 FASA ( 3 PHASE SYNCHRONOUS MOTOR)
Binaannya sama seperti pengulangalik (alternator) jenis medan berputar angker (pengalir) pegun. Statornya dibelitkan dengan belitan 3 fasa, dan rotornya dibuat 2 bentuk samada jenis kutub tertonjol atau kutub selinder rata.
Motor ini memerlukan ujaan arus terus drpd luar dan dibekalkan kerotor melalui gelang gelincir.
Motor segerak lengkap dgn penguja
Rotor motor segerak
KENDALIAN 1.Apabila bekalan 3 fasa dibekalkan, putaran medan magnet akan wujud pada stator. 2.Bagi motor segerak ukuran kecil, rotornya dibuat drpd magnet kekal (tidak perlu ujaan A.T) 3.Oleh itu rotor akan terus berputar mengikut arah putaran medan magnet stator.
4.
Putaran rotor adalah pada kelajuan kesegerakan, kerana tindakbalas magnet antara medan rotor dan stator yang saling kunci (kutub yang berlawanan akan menarik).
5.
Bagi motor segerak ukuran sederhana, rotornya mempunyai belitan bersamasama dengan sangkar tupai.
6.
Oleh itu apabila diberikan bekalan 3 fasa pada stator, rotor akan berputar secara prinsip motor aruhan.
7.
Apabila kelajuan rotor hampir mencapai kelajuan kesegerakan, bekalan AT akan diuja kepada belitan medan pada rotor.
8.
Medan magnet drpd belitan medan rotor ini akan bertindak balas dengan medan magnet berputar stator, mewujudkan tindakan saling kunci antara kutub magnet stator dan rotor.
9.
Dengan itu rotor akan berputar pada kelajuan kesegerakan.
Rotor motor segerak di uja dgn bekalan AT
Field discharge resistor di sambung selari dgn belitan rotor semasa starting
10.Bagi motor ukuran besar, rotornya akan dipusingkan telebih dahulu dengan bantuan penggerak dari luar pada arah yang sama dengan putaran medan magnet stator. 11. Apabila kelajuan rotor mencapai kelajuan kesegerakan, barulah bekalan AT diujakan ke belitan medan rotor, dengan tindakan saling kunci antara medan stator dan rotor, maka rotor akan terus berputar pada kelajuan kesegerakan. 12.Ketika itu penggerak akan ditanggalkan dari rotor.
CIRI-CIRI MOTOR SEGERAK Kelajuannya adalah tetap, dan kelajuan rotor adalah sama dengan kelajuan kesegerakkan (sinkronus). Iaitu Nr = Ns Faktor kuasa motor ini boleh dilaraskan dengan mengubah nilai ujaan arus terus yang diberikan kepada belitan medan di rotor. Jika nilai ujaan AT lebih, f.k. akan mendulu dan jika nilainya rendah, f.k akan menyusul atau mengekor.
kegunaan Digunakan pada beban yang perlukan kelajuan tetap, seperti pam, pemampat dsb nya kerana kecekapan motor ini tinggi. Juga digunakan untuk kerja-kerja yang dibuat terus-menerus. Selain itu, digunakan untuk memperbaiki f.k bekalan serta membaiki voltan pada talian.
Motor segerak diguna utk membaiki f.k kepada motor lain
Ujaan AT kepada belitan rotor boleh mengubah fk pada talian
Soalan-soalan Sebuah motor aruhan 3 fasa, 2 kutub di sambung kpd bekalan 50Hz. Kirakan kelajuan segerak
Ns
= 120f P
= 120 x 50 2 = 3000 RPM
Belitan stator dibekal dgn bekalan 60Hz. Fluks berputar berputar pd kelajuan 900 rev/min. tentukan bilangan kutub.
P = 120f Ns
= 120 x 60 900 = 8 kutub
Kegelinciran (slip = S) Ialah perbezaan kelajuan diantara kelajuan segerak dgn kelajuan rotor. Kelajuan rotor ialah kelajuan sebenar motor (Nr) S dinyatakan dlm % dgn formula: S = Ns – Nr x 100% Ns
Semasa motor aruhan mulamula dihidupkan, kadar pemotongan fluks berputar terhadap bar sangkar tupai adalah tinggi. Ketika ini dge/arus teraruh yg teraruh dlm dalam bar sangkar tupai adalah tinggi. Begitu juga nilai S, adalah tinggi.
Apabila putaran rotor semakin laju, kadar pemotongan fluks berputar terhadap bar sangkar tupai semakin berkurangan. Dgn itu dge/arus teraruh dlm bar sangkar tupai adalah berkurang. Nilai S juga semakin mengecil.
Semasa rotor mula berputar, tork adalah tinggi kerana kadar pemotongan fluks terhadap bar sangkar tupai adalah tinggi. Apabila laju rotor makin meningkat, kadar pemotongan berkurang. Dgn itu nilai tork adalah berkurangan. Apabila motor dikenakan beban, kelajuannya akan berkurangan; dgn itu nilai tork akan meningkat kembali bagi mengimbangi beban yg telah dikenakan.
a. b.
Motor aruhan 3 fasa, 4 kutub disambung kebekalan 50Hz. Rotor berputar pd kelajuan 1455 rpm pd beban penuh. Kirakan:Kelajuan segerak Kegelinciran
Ns
= 120f P
= 120 x 50 4 = 1500 RPM
