Motor Sinkron

BAB : 36

MOTOR SINKRON 36.1. Pengenalan Motor Sinkron

Sebuah motor sinkron ( pada gambar 36.1) secara umum identik dengan sebuah altenator atau generator AC. Pada kenyataannya , sebuah mesin sinkron , berdasar berdasarkan kan teori yang ada , berperan berperan sebvagai sebvagaisebu sebuah ah altenator, altenator, ketika ketika digunakan digunakan secara mekanik , dan akan berperan sebagai motor , ketika digunakan secara elektris ,

GAMBAR 36.1

yang dikhususkan pada kasus mesin DC. Hampir seluruh motor sinkron memiliki kapasitas daya antara 150 kW hingga 15 MW dan memiliki taraf kecepatan anatara 150 hingga 1800 r.p.m. Berikut beberapa ciri khas motor sinkron yaitu : 1. pada awal awal berputar berputar kecepat kecepatan an motor menunj menunjukka ukkann kecepatan kecepatan sinkron sinkron namun namun disaa disaatpa tpada da proses proses perput perputara arann selanj selanjutn utnya ya kecep kecepata atann motor motor akan akan konsta konstann ( karena Ns = 120 f/p). 2. proses proses starting starting awal awal tidak tidak secara secara mandiri. mandiri.mer merupa upakan kan keharu keharusa sann agarm agarmoto otor r berputar secara sinkron atau mendekati sinkron dengan berbagai cara, sebelum disinkronkan dengan sumber arus listrik ( supply).

3. motor motor ini dapat diopera dioperasikan sikan dalam dalam kedaan kedaan dibawah dibawah standar standar factor factor kekuatan kekuatan , yaitu dengan proses lagging dan leading. Oleh karena itu , motor ini dapat digun digunaka akann untuk untuk tujuan tujuan pemeri pemeriksa ksaan an kekua kekuatan tan , dengan dengan menamb menambahk ahkan an masukan torka dalam mengatur beban. 36.2. Prinsip Kertja Motor Sinkron

Seperti Seperti yang ditunjukka ditunjukkann pada gambar gambar 32.7, ketika 3 fasa dihasilkan dihasilkan oleh sumber 3 fasa , maka dapat dihasilkan dihasilkan sebuah fluks magnet magnet yang besarnya besarnya konstan denga dengann perput perputara arann secara secara sinkro sinkron. n. Berdas Berdasark arkan an gambar gambar stator stator dua kutub kutub yang yang diperlihatkan pada gambar 36.2 , hal tersebut menunjukkan stator dua kutub ( yaitu Ns dan Ss ) berputar secara sinkron searah jarum jam. Posisi rotor yang diperlihatkan pada gambar, dimisalkan dengan kondisi pada point A dan B. Dua kutub yang sama , N ( pada rotor ) dan Ns ( pada stator ) begitu pula dengan S dan Ss akan bertolak belakang satusama lain, dengan kesimpulan bahwa rotor memiliki kecenderungan untuk berputar berlawanan arah jarum jam. Tetapi , setengah periode kemudian , kutub stator , dalam keadaan berputar , kan bertukar posisi yaitu Ns terletak di titik B dan Ss terletak pada titik A. Dalam keadaan seperti ini, Ns menarik S dan Ss menarik N. Oleh karena itu , rotor memiliki kecenderungan untuk berputar searah jarum jam ( yang ternyata berlawanan dengan keada keadaan an awal). awal). Sehing Sehingga ga , kita kita dapat dapat menyim menyimpul pulkan kan bahwa bahwa kesep kesepada adanan nan dalam dalam peput peputara arann kutub kutub stator stator yang yang cepat cepat dan berke berkesin sinam ambun bunga gan, n, rotor rotor akan akan menja menjadi di indicator sebagai sebuah torka yang dengan cepat bertolak belakang dengan urutan yang pesat, rotor juga menjadi indicator sebagai torka yang memiliki kecenderungan mengalami perpindahan pada saat awal dalam kondisi searah jarum jam dan kemudian berlawanan arah jarum jam. Karena menghasilkan gejala inersia yang besar , rotor tidak tidak dapat dapat secar secaraa cepat cepat membe memberika rikann tangga tanggapa pann sedemi sedemikia kiann hingga hingga berlaw berlawana anann dengan arah torka secara cepat , dengan hasil yang tersisa adalah sama.

GAMBAR 36.2 dan 36.3

Sekarang , berdasarkan pada kondisi yang ditunjukkan pada gambar 36.3 : 1) Kutub Kutub stator stator dan rotor rotor akan tolak tolak menolak menolak satu sama sama lain. lain. Ketika rotor rotor dalam dalam keadaan keadaan stasione stasionerr , tetapi tetapi perputaran perputaran searah jarum jarum jam. , sedemikia sedemikiann rupa sehingga sehingga ia kumparan kumparan berputar berputar sepanjang sepanjang satu lereng kutub sehingga sehingga suatu saat kutub stator dapat menukar posisi mereka, seperti yang ditunjukkan pada gambar 36.3. 2) Di sini sini ,sekali ,sekali lagi, lagi, kutub kutub stator stator dan rotor saling saling tarikmen tarikmenarik arik satu satu sama sama lain. lain. Hal ini berarti apabila jika kutub rotor juga berpindah dari posisi mereka sepanjang kutub stator . kemudian mereka secara berkesinambungan berkesinambungan akan mengalami sebuah torka yang tidak memiliki arah seperti torka yang searah jarum jam , yang diperlihatkan pada gambar 36.3. 36.3. METODE STARTING

Rotor ( yang belum tereksitasi ) ditambah kekuatan menuju sinkronisasi atau mendekati kecepatan sinkron dengan beberapa penyusunan dan kemudian dikuatkan dengan sumber DC. Saat kecepatan motor yang mendekati sinkron dikuatkan , hal ini secara secara magnetis terkunci terkunci ke dalam posisi stator stator seperti kutub rotor melakukan melakukannya nya terhadap kutub stator dan keduanya berputar secara sinkron pada arah yang sama. Hal ini disebabkan penyambunga penyambungann antara kutub rotor dan stator sehingga sehingga motor bergerak secara sinkron atau tidak kedua – duanya. Kecepatan sinkron tersebut dapat dituliskan dalam persamaan umum : Ns =

120 f P

Bagaimanapun , hal ini penting untuk dipahami bahwa penyusunan atau kaitan antara kutub stator dan rotor tidak selalu absolut pada salah satunya. Seperti beban pada motor yang ditambah , rotor secara prtogresif memiliki kecenderungan untuk jatuh kembali dalm fasa ( tetapiu tidak untuk kecepatan seperti di dalam motor DC) dengan berbagai sudut pandang ( seperti opada gambar 36.4) tetapi selalu secara kontiniu untuk berputar secara sinkron. Nilai sudut beban tersebut atau sudut kopel ( begitu kita menyebutnya) didapat berdasarkan beban puncak yang akan dialami oleh motor. Dengan kata lain , torka dihasilkan oleh motor pada sudutnya yang disebut

α.

Prinsip kerja yang diperlihatkan oleh motor sinkron , dalam banyak cara, sama dengan mentransm mentransmisika isikann kekutan kekutan mekanik mekanik dengan dengan shaft. shaft. Gambar Gambar 36.5 yag menunjukkan 2 katrol P dan Q yang mentransmisikan kekuatan dari pemutar menuju beban. Dua katrol tersebut dainggap untuk mengunci bersama ( hanya seperti sebuah kutuyb kutuyb sator dan rotor yang terkunci) terkunci) oleh karena itu mereka berputar berputar secara secara tepat deng dengan an ting tingka katt kece kecepa pata tann yang yang sama sama.. Keti Ketika ka Q dibe diberi ri beba bebann , hal hal ini ini sedi sediki kitt menjatuhkan nilai rugi rugi daya yang berada di dalam shaft ( sudut putar yang sama dengan

α

dalam motor) , sudut putar , pada kenyataannya , menjadi sebuah tolak

ukur nilai torka yang ditransmisikan. Hal ini memperjelas bahwa jika Q tidak terlalu memiliki beban besar seperti pemutusan couple , kedua katrol harus berputar sama dengan tingkat kecepatannya kecepatannya 3.7 Tenaga yang yang digunakan digunakan motor sinkron Pengecualian Pengecualian untuk mesin yang sangat kecil,resistansi armature(jankar) sebuah motor sinkron dapat diabaikan dibandingkan dengan nilai reaktansinya. Oleh karena itu rangkaian ekivalen untuk motor menjadi seperti gambar. = AB = Or V = V = daya masukan per fasa V = 1 fasa = 3 fasa Karena rugi tembaga dapat diabaikan, menampilkan daya yang digunakan oleh motor. = Torsi To rsi yang yang dihas dihasilk ilkan an oleh oleh motor motor adalah adalah = 9.55 9.55 / N-m Contoh Contoh 36.1 36.1 A 75-KW 3- , terhubun terhubungg bintang, bintang, 50-Hz, 50-Hz, 440-V 440-V motor motor sinkron sinkron beroperasi pada 0.8p.f mendahului. Efisiensi motor 95% dan = 2.5 Ω. Hitung (i) daya yang digunakan (ii) arus jankar (iii) e.m.f (iv) sudut daya (v) torsi maksimum Solusi. = 120x50/4 = 1500 rpm = 25 rps (i) (ii) (ii)

= x 440 x

=

/ = 75x

x 0.8 = 78,950 78,950;;

(iii) Tegangan Tegangan per fasa =

/0.95 = 78,950 = 129 A

= 254 V. Misal V = 254

V =

+ j

atau

= V - j

= 254∠

- 129∠

= 250∠ - 322∠ = 254 – 322 ( = 254 – 332(-0.6 + j 0.8) = 516∠

x 2.5∠ + j

)

(iv) (iv) α = (v) Tarikan Tarikan yang yang terjad terjadii pada pada α =

Maximum = 3 =3 = = 157.275 W Torsi maksimum = 9.55x157.275/1500 = 1.000 N-m 36.4 MOTOR BERBEBAN DENGAN EKSITASI KONSTAN Sebelum membahas tentang motor singkron sebaiknya kita mengingat kembali mengenai motor DC. Kita telah mengetahui bahwa ketika motor DC desuplai dengan tegangan V volt maka dalam pergerakanya akan terbentuk e.m.f lawan akan terbentuk pada kumparan armatur. Tegangan yang terjadi di armatur adalah (V – Eb) dan menyebabkan arus armatur armatur Ia = ( V – Eb ) / Ra. Yang mengal mengalir ir ke Ra. Dimana Dimana Ra adalah adalah resistansi resistansi armatur. Daya mekanik yang terbentuk di armatur tergantung pada Eb dan Ia. ( Eb dan Ia berbeda satu dengan yang lainya. Sama halnya dengan mesin DC, mesin singkron e.m.f lawan di bangkitkan pada armatur (stator) dengan fluks rotor yang tergantung pada nilai tegangan yang diterimanya. e.m.f lawan ini tergantung hanya pada pengasutan motor (tidak pada kecepatan seperti pada motor DC ) tegangan bersih pada armatur (stator ) adalah beda fektor (bukan (bukan aritmatik seperti seperti pada motor DC) antara V dan Eb. Arus armatur armatur dihasilkan dihasilkan dari pengalian pengalian beda fektor ini dengan dengan impedansi impedansi armatur armatur (bukan seperti pada motor DC).

Figure 36.6 memperlihatkan kondisi ketika motor berputar dalam keadaan tanpa tanpa beban dan dan tidak terdapat terdapat losis losis dan memiliki memiliki eksitasi eksitasi medan medan dimana dimana V = Eb. Pada gambar gambar tersebut terlihat bahwa perbedaan perbedaan fektornya adalah adalah nol, dan juga pada arus armaturnya. Rugi –rugi motor adalah nol karena tidak ada beban dan losis yang terjadi padanya dengan kata lain motor hanya berputar. Apabila motor dalam keadaan tanpa beban, tetapi ia memiliki losis, maka fektor Eb akan tertinggal dengan sudut fasa Φ (figure 36.7) begitujug aresultan tegangan ER, oleh karena itu arus Ia menyebapkan terjadinya losisis. Sekarang apabila motor tersebut dibebani maka sudut fasanya akan bertaambah besar, sudut fasa yang terbentuk disebut dengan sudut beban atau sudut kopling (keduanya tergabung dalam sudut pengasutan ). Apabila nilai ER meningkat dan kecepatan motor juga meningkat maka ini akan mengakibatkan terjadinya pengurangan factor daya. 36.5 ALIRAN DAYA PADA MOTOR SINKRON. Ra = Resistansi armatur / fasa. Xs = Reaktasi sinkron / fasa. Z = Ra + jXs

Ia = ER / Zs = ( V – Eb ) / Zs

Sehingga persamaan persamaan tersebut dapat ditulis menjadi : V = Eb + Ia. Zs Sudut Φ disebut sudut dalam dimana Ia tertinggal dibelakang ER. Tan Φ = Xs / Ra Apabila Ra diabaikan maka Φ = 900 Motor input input menjadi menjadi = V.Ia.Cos V.Ia.Cos Φ Dimana V adalah teganga yang diterapkan / fasa. Peningkatan daya pada rotor adalah : Pin = e.m.f lawan x arus armatur x Cosinus sudut antara Ia dan Eb. = Eb.Ia.Cos ( α - Φ ) per fasa.

Daya keluaran / fasa adalah = V.Ia.Cos Φ , dan Ia2 Ra terbentu terbentu pada armatur. armatur. Dan nilai yang terbentuk pada rotor adalah V Ia Cos Φ - Ia2 Ra Jika daya input perfasa adalah P maka : P = Pm + Ia 2 Ra Daya mesin pada rotor = P - Ia 2 Ra - per fasa. Untuk tiga fasa fasa Pm = √3 Vl Il cosΦ - 3 Ia2 Ra Diagram perfasa dari mesin singkron seperti terlihat dibawah ini :

36.6 RANGKAIAN EKIVALEN DARI MOTOR SINGKRON Figur 36.9 a memperlihatkan model rangkaian ekivalen belitan satu fasa pada motor sinkron. Ini juga terlihat pada figure 36.9 b disana terlihat bahwa tegangan yang diterapkan V adalah merupakan resultan vector antara e.m.f lawan dengan impedansi drop Ia2 Zs. Dengan katalain, V = (-Eb + Ia 2 Zs). Sudut α adalah sudut antara V dengan Eb ini disebut dengan sudut beban atau sudut daya dari motor sinkron.

3.7 Tenaga yang yang digunakan digunakan motor sinkron Pengecualian Pengecualian untuk mesin yang sangat kecil,resistansi armature(jankar) sebuah motor sinkron dapat diabaikan dibandingkan dengan nilai reaktansinya. Oleh karena itu rangkaian ekivalen untuk motor menjadi seperti gambar. = AB = Or V = V = daya masukan per fasa V = 1 fasa = 3 fasa Karena rugi tembaga dapat diabaikan, menampilkan daya yang digunakan oleh motor. = Torsi To rsi yang yang dihas dihasilk ilkan an oleh oleh motor motor adalah adalah = 9.55 9.55 / N-m Contoh Contoh 36.1 36.1 A 75-KW 3- , terhubun terhubungg bintang, bintang, 50-Hz, 50-Hz, 440-V 440-V motor motor sinkron sinkron beroperasi pada 0.8p.f mendahului. Efisiensi motor 95% dan = 2.5 Ω. Hitung (i) daya yang digunakan (ii) arus jankar (iii) e.m.f (iv) sudut daya (v) torsi maksimum Solusi. = 120x50/4 = 1500 rpm = 25 rps (vi)

=

(vii)

x 440 x

(viii) (viii)

=

/ = 75x

x 0.8 = 78,950;

Tegang Tegangan an per fasa fasa =

V =

+ j

atau

/0.95 = 78,950 = 129 A

= 254 V. Misal Misal V = 254

= V - j

= 254∠

- 129∠

= 250∠ - 322∠ = 254 – 322 ( = 254 – 332(-0.6 + j 0.8) = 516∠

x 2.5∠ + j

)

(ix) (ix) α = (x) Tarikan Tarikan yang yang terjad terjadii pada pada α =

Maximum = 3 =3 = = 157.275 W Torsi maksimum = 9.55x157.275/1500 = 1.000 N-m 36.8 Motor Sinkron dengan dengan eksitaasi yang yang berbeda Sebuah motor sinkron disebut juga memiliki eksitasi normal jika = V. Medan eksitasi dikatakan under-excited jika V <. Kedua kondisi ini memiliki faktor daya yaa\ng tertinggal. Selain itu jika eksitasi medan d.c. mempunyai hubungan > V maka motor tersebut dikatakan over-excited dan arus tertinggal dari tegangan. Pada kondisi ini beberapa nilai nilai eksitasi akan akan sefasa dengan V ,sehingga faktor daya akan bernilai satu.

Nilai dari α dan e.m.f. faktor daya yang berbeda. (i)

= =

dapat dicari dengan bantuan diagram vektor untuk

Lagging p.f.

+

=

Sudut beban α = (ii)

+ =

Leading p.f.

= V α=

+ j

(iii)

Unity p.f.

OB =

dan BC = = (V ) + j ; α=

36.9. Efek Dari Menaikkan Muatan Dengan Perangsangan Yang Tetap a.Rangsangan Tetap Gambar Gambar dibawa dibawahh mempe memperlih rlihatk atkan an kondis kondisii ketika ketika motor motor berge bergerak rak dengan muatan turun, jadi terlihat bahwa sudut torque bernilai kecil, begitu juga dengan E g1, Ial,, φ1 dan cos φ 1 berilai besar.

Sekarang perkirakan bahwa muatan pada motor dinaikkan seperti pada gambar 36.15(b). Untuk bertemu dengan muatan ekstra ini motor harus memunculkan torka lebih banyak yang tergambarkan dengan jarum-jarum arah. Yang terjadi selanjutnya adalah : 1. Rotor jaruh kembali kembali di di fasa fasa muatan muatan yang yang menaikka menaikkann α 2. 2. Tegangan Tegangan pada jangkar jangkar akan akan mening meningkat kat terutam terutamaa pada pada E r2. 3. Seb Sebaga agai hasiln silnya ya maka maka I a1, meningkat kepada I a2 meningkatkan torka yang dibangkaitkan oleh motor. 4. Φ1 meningkat pada Φ 2, jadi jadi power juga meningkat. b. b. Rang Rangsa sang ngan an Mi Mini nima mall Ini dapat dilihat pada gambar dibawah dengan muatan kecil, torka yang kecil, dan fasa yang besar pada Φ 1.

Tida Tidakk sepe sepert rtii pera perang ngsa sang ngan an norm normal al,, alli allira rann pada pada jang jangka karr haru haruss mengalir untuk memunculkan arus yang sama dikarenakan adanya faktor arus yang rendah.

c.Kelebihan Pacuan/rangsangan. Pacuan/rangsangan. Ketika Ketika bberja bberjalan lan di muatan muatan yang yang kecil kecil,, α 1 berni bernilai lai kecil kecil tetap tetapii Ia1 bernilai besar. Seperti motor dengan pacuan yang kecil, dimana ada muatan yang lebih kecil, faktor aarus ditekan sedemikian ruspa. Aliran jangkar juga dinaikka dinaikkann termasuk pada peningkat peningkatan an pada arus jangkar untuk selanjutn selanjutnya ya meningkatkan meningkatkan muatan seperti pada gambar 36.18.

Kesimpulan : Dari ketiga kasusu diatas dapat disimpulakan : 1. Seperti

penaikan

muatan

pada

motor,

I a mendapatkan

rangsangan/pacuan rangsangan/pacuan yang lebih besar. 2. Untuk Untuk kejadian kejadian rangsang rangsangan an yang yang kurang kurang dan rangsan rangsangan gan yang yang lebih pada motor, faktor arus dapat menaikkan muatan. Pada rangsangan normal, ketika muatan dinaikkan, terjadi Contoh 36.9 Sebuah motor sinkron memiliki reaktansi 40% dan resistansi yang akan dioperasikan saat beban tertentu pada (i) factor daya sama (ii) 0,8 p.f terbelakang (iii) 0,8 p.f mendahului. Berapa besar nilai atau harga emf induksi? Buat asumsinya. Penyelesaian Penyelesaian : Diketahui V = 100 V, penurunan penurunan nilai reaktansi reaktansi = IaXs = 40 V (i) Pada p.f yang sama. θ = 90, Eb = √100 ²+ 40² = 108 V (ii) pada p.f 0.8 (terbelakang) here
(iii) pada p.f 0,8 (mendahului) (mendahului) Here (Ө + Φ) = 90 90 0 + 36,90 = 126,9 0 Eb2 = 1002 + 402 – 2 x 40 x cos 126,9 0 = 128 V Berdasarkan fig.36.29 (c), Eb 2 = (OM + OA)2+ MB2 = 1242+322 = 128 V Contoh 36.10 Sebuah motor sinkron 1000 kVA,11000 V, 3ǿ terhubung terhubung Y, memiliki resistansi armature dan reaktansi per fasanya 3.5 Ω dan 40Ω. Tentukan e.m.f induksi dan sudut keterbelakangan keterbelakangan saat motor berbeban, pada : (a) p.f yang sama (b) p.f tertinggal 0,8 (c) p.f mendahului 0,8. Penyelesaian Penyelesaian : Arus armature saat beban penuh = 1000 x 1000/√3 x 11000 = 52,5 A Tegangan / fasa = 11000/√3 = 6,351 V ; cos ǿ = 0,8 ǿ = 36 053’ Penurunan resistansi resistansi armature / fasa = IaRa = 3,5 x 52,5 = 134 V Penurunan reaktansi / fasa = IaXs = 40 x 52,5 = 2100 V Penurunan impedansi per per fasa = IaZs IaZs = √184² + 2100² = 2,100 V (approx) (approx) Tan θ = Xs/Ra θ = tanˉ¹ (40/33,5)=85° (a) Pada p.f yang sama. sama. Diagram vector vector ditunjukkan pada pada fig 36.30 36.30 (a) 2 2 0 Eb² = 6,351 + 2,100 – 2 x 6,351 x 2,100 cos 85 ; Eb = 6.513 V per fasa Tegangan induksi = 5,190 x √3 = 11,280 V dari Δ OAB Sin α = 2,100 x 0,9961/6,513 = 0,3212 α = 18 0 44’ (b) Pada p.f p.f 0,8 tertinggal, tertinggal, fig.36.30 fig.36.30(b) (b) 0 0
Impedance drop = IaZs = 50 x 20 = 1000 V/phase Eb2 = 38102 + 10002 – 2 x 3810 x 1000 x cos (87 08’ – 36052’) Eb = 3263 V/phase Line induced e.m.f = 3263 x √3 = 5651 V (ii) (ii) power power input input would would reman reman the same same as as show shownn in in fig. fig. 36.28t 36.28the he curren currentt 0 vector is drawn at a leading leading angle of ǿ = 36 52’ 0 0 now, (θ + ǿ) = 87 8’ + 36 52’ = 124 0 cos 1240 = -cos 56 0 Eb2 = 38102 + 10002 – 2 x 3810 x 1000 x –cos 56 0 Eb = 4447 V/phase Line induced e.m.f = √3 x 4447 = 7,700 V

Note, it may be noted that if Eb > V, then motor has a leading power factor and if Eb
36-10. Efek dari Pengubahan Eksitasi dari Beban konstan.

Seperti Seperti yang diperlihat diperlihatkan kan di Fig 36.20 (a), sebuah sebuah motor sinkron sinkron sedang sedang bekerja dengan eksitasi normal (Eb = V) di p.f selaras dengan beban di atur. Jika Ra sebanding sebanding dengan dengan Xs, kemudia kemudiann Ia tertinggal tertinggal dari dari Er sebesar sebesar 90 0 dan dalan fasanya dengan V karena p.f selaras. Jangkar menarik sebuah daya dari V.Ia setiap fasa dimana cukup untuk bertemu dengan beban motor. Sekarang, ayo kita bahas efek dari penutunan atau peningkatan dari medan eksitasi ketikan di aplikasikan ke moto yang cenderung konstan. a. Penu Penuru runa nann Ek Eksi sita tasi si.. Seperti di Fig. 36.20 (b), pengaruh selama penurunan eksitasi, kembali e.m.f berkurang mena menaja jadi di Eb Ebll saar saar sudu sudutt beba bebann sama sama α1. α1. resultan tegangan E R1 menyebabkan sebuah arus rus jan jangkar kar yang ang tert tertin ingg ggal al I ai yang mengalir. mengalir. Walaupun Walaupun I ai lebih besar dari I a dalam dalam magni magnitud tud yang yang tidak tidak mampu mampu untuk untuk memp mempro rodu duks ksii daya daya yang yang dibu dibutu tuhk hkan an VI a untu untukk memb membaw awaa beba bebann lons lonsta tann kare karena na

Fig.36.20

komponen I ai cos φ lebih kecil dari I a jadi V Iai cos φ < V cos I a. Jadi menjadi perlu untuk sebuah sudt beban untuk meningkat dari α1 ke α2. hal tersweb terswebut ut meningka meningkatka tkann kembal kembalii e.m.f. e.m.f. dari E b1 ke E b2 yang akhirnya meningkatkan resultan tegangan dari E R1le ER2. akibatnya, arus jangkar meningkat menjadi I a2 yang secara komponen phasa menghasilkan cukup daya (VI a2 cos cos φ 2) untuk mertemu dengan motor beban konstan.

b. b. Peni Pening ngka kata tann Eksi Eksita tasi si Efek dari penigkatan medan eksiasi yang diperlihatkan di Fig 36.20 (c) dimana peningkatan E b1 ditunjukkan di sudut asli sudut asli beban α 1. tegangan resultan E R1 menyebabkan sebuah arus leading I a1dimana secara komponen komponen fasa lebih lebih besar besar dari Ia. Sjadi jangkar mengembangk mengembangkan an lebih bnyak bnyak daya dari beban beban di motor. Jadi sudut sudut beban beban menurun menurun dari α 1 ke α2. yang menurunkan resultan tegangan dari E R1ke ER2. Akibatnya arus jangkar menurun dari I a1 ke Ia2 yang secara komponen phasa I a2cos φ2=Ia. dalam kasus itu jangkar menembangkan daya yang cukup untuk membawa beban konstan dari motor. Jadi kita temukan variasi dari eksitasi dari motor singkron yang berjalan dengan pemberian bermacam beban menghasilkan perubahan hanya pada sudut beban. 36.11. Torka Berbeda dari sebuah motor singkron.

Berbagai torka yang biasa diasosiasikan dengan motor singkron. 1. Torka Torka star startin tingg (Start (Starting ing Torque Torque)) 2. Torka Torka berj berjala alann (Runni (Running ng Torq Torque) ue) 3. Torka Torka Tekan Tekan (Pull-i (Pull-inn Torq Torque) ue) 4. Torka Torka tarik tarik (Pull-o (Pull-out ut Torque Torque))

1. Torka Torka startin startingg (Star (Startin tingg torqu torque) e) Torka yang timbulkan oleh motorketika tegangan penuh di terapkan ke statonya. Juga kadang-kadang disebut breakaway torque. Nilainya mungki srendah 10% di dalam kasus pompa sentrifugal dan setinggi 200-250% dari torka beban penuh seperti dalam kasusdalam kasus compressor dua silinder. 2. Torka Torka berjal berjalan an (run (runnin ningg Torqu Torque) e) Darinamanya mengindukasikan, torka yang muncul ketika motor sedang berjalan. Ini di tentukan oleh daya kuda dan kecepatan dari mesin yang atur (driven machine. machine. Puncak daya kida di tentukan dari torka maximum yang akan dibutuhkam mesin yang atur (driven machine). Motor harus punya sebuah pemutus atau torka maximum berjalan yang lebih besar dari nilai ini untuk menghindari jatuh/kerusakan jatuh/kerusakan mesin.

3. Torka Torka tekan tekan (pull-i (pull-inn torq torque) ue) Motor sinkron di asut sebagai motor induksi ketika sampai 2-5% dibawah kecepatan sinkron. Sesudah itu, pengeksitasian yang dihidupkankan dan rotornya menairik kedalam step dengan medan stator yang berputar secara sinkron. Jumlah dari otrka ayang motor tarik kedalam disebut torka tekan (pull-in torka) 4. Torka Torka Tarik Tarik (Pull-o (Pull-out ut To Torqu rque) e) Torka maksimum yang motor dapat lkembangkan tampa menarik dari step atau penyingkronan dai sebut torka tarik (Pull-out ( Pull-out Torque). Normalnya, ketika ebabn pada motor meningkat, rotornya secara progresif cenderong untuk jatuh dalam fasa dengan beberapa sudut (disebut sudut beban) beban) dibelakan dibelakangg pengisian pengisian secara secara sinkron sinkron (synchron (synchronously ously-revol -revolving ving)) dari medan magnetis magnetis walaupun motor tetap berjalan berjalan secara sinkron. Motor meningkatkan torka maksimum ketika rotornya mencapai sudut 90 0 (dalam kata lain, motor telah berubah /berbalik dengan jarak yangsma ke setengah jarak dari kutub.) lebih lagi peningkatan beban akan menyebabkan motor untuk menarik (pull-out) dari step (penyingkronan) dan berhenti. 36.12. Daya dihasilkan oleh Motor Sinkron

dlam gambar OA menghadirkan tegangan supply/pasa dan I a=I adalah arus jangkar. jangkar.,, AB pengembalian pengembalian e.m.f di sudut sudut beban beban dari α. OB memberikan memberikan resultan resultan tegangan E R =I.Z =I.ZS (atau I.XS jikaR a bias dihilangka dihilangkan) n) I menuntun menuntun V dengan dengan φ dan tertinggal dibelakang E R oleh sebuah sudut θ =tan -1(Xs/R a). jalur CD di gambarkan di sebuah sudut dari θ ke AB. Ac dan ED adalah tegaklurus be CD (dan sejajjar ke AE juga) Daya Mekanik setiap pasa dihasilkan dalam adalah Pm=E b,I cos Ψ………………………..i Dala Dalam m sgit sgitig igaa OBD, OBD, BD = BD

=I.Z.cos

Ψ.

Sekarang, BD= CD - BC=AE-BC I.Z.cos

Ψ = V cos (θ-α)- E bcos θ

I cosψ =

V Z s

cos(θ − α ) −

E b Z s

Coupling Sudut α)cosθ

mensubsitusikan mensubsitusikan nilai (i), (i) , kita dapatkan

 V  E b E b E b2 P m perfasa= E b  c o sθ ( − α ) − c o sθ  = c o sθ ( − α ) − c o sθ * …………ii Z s Z s  Z s  Z s hal ini mencerminkan untuk daya mekanik dihasilkan dalam lingkup sudut beban (α) dan sudut dalam (θ) dari motor dari tegangan konstan V dan E b(atau pengeksitasian pengeksitasian karena E btergantung hanya pada eksitasi). Jika Tg adalah torka jangkar kotor dikembangkan dengan motor, maka: T g

= 2π N s = P m atauT g = P m ϖ = P m 2π N

T g

=

s

P m

=

60 P m . 2π N s

untuk

daya

N s / 60 2π

Kondisi

=

s

P 9,55 m N s

maksimum

di

dapat

ditemukan

dengan

mendifferensiasikan mendifferensiasikan rumus diatas dengan acuaan ke sudut beban dan menyamakannya menyamakannya dengan nol. dP m

E bV

=−

d α

Z s

sin(θ − α )

=

0atau sin(θ − α )

=

0

nilai dari daya maksimum (P m)max = −

E bV E b2 Z x

−

Z s

cos cos α ..atau .( P m ) max max

=

E bV E b2 Z x

−

Z s

cos cos θ …………………..iii

Hal ini menunj menunjukk ukkan ankal kalau au daya daya maksi maksimum mum dan torka torka norma normall (kece (kecepat patan an konstan) konstan) tergan tergantung tung dari V dan dan eksitas eksitasii E bi.e. nilai maksimum dari θ (dan nilai α)dsama tatapi torka maksimum akan proposionalyang dihasilkan menjadi persamaan iii, persamaan ii dibuat seperti Fig 36.22 Jika Ra di hilangkan, kemudia Z s hampi sama dengan nilai X s dan θ=90… θ=90… θ=90.

P m

=

E bV X x

sin α ………..(iv)

( P m ) max

E bV X s

dari

persamaan (iii)**Nilai yang sama dpat didapatkan dengan menempatkan α-90 0dalam persamaan (iv). Ini berhubungan dengan torka tarik (pull-out torque)

36.13 Ungkapan alternative untuk pengembangan pengembangan daya

Dari gambar 36.23, seperti seperti biasanya OA mengembangkan mengembangkan persediaan tegangan tegangan per fasa i.e. i.e. V dan dan AB (= OC) OC) adalah adalah imbas imbas atau kemba kembali li e.m.f e.m.f per fasa fasa i.e. E b pada suatu sudut α dengan OA. Arus jangkar I (I a) terbelakang V dengan е Ф. Daya mekanik yang dihasilkan adalah, Pm = E b . I x kosinus dari sudut antara E b dan I = E b I cos

DOI

= E b I cos ( π -

DOI)

RA umumnya dapat diabaikan, ZS = VS sehingga θ = 90 o. karena itu Pm =

PM

=

E b V E V cos cos (90 o - α ) = b sin sin α XS XS

Ini memberikan nilai dari daya mekanik yang dihasilkan dalam hubungan α – variabel dasar dari mesin sinkron. Ungkapan yang sama ini ditemukan untuk suatu alternator atau generator sinkron pada Art. 35.37. Motor sinkron

= - E b I cos (θ + γ) =

−

Eb

E R

(cos θ cos γ sin θ sin γ )

............ ......( i )

−

ZS

Sekarang, ER dan fungsi dari sudut θ dan γ akan dikurangi sebagai berikut : Dari ∆ OAB ; V/sin γ = E R / sin α

jadi, sin γ = V sin α/ E R

Dari ∆ OBC ; ER ER co cos γ + V cos α = Eb

jadi, co cos γ = (E b –V cos α ) /E R

Juga cos θ =Ra / Z S dan sin θ = X S / ZS Substitusi nilai ini dalam persamaan (i) diatas, didapatkan PM

=− =

E b .E R  Ra E b − V cos co sα  . Z S  ZS E R

E bV 2 S

Z

( Ra cos α

−

+ XS sin α ) −

X S V sin α   . Z S E R   E b 2 Ra

…………… (ii)

2

Z S

Tampak bahwa P m bervariasi dengan Eb (yang mana tergantung pada eksitasi) dan sudut α (yang mana tergantung pada motor beban). Catatan, jika kita substitusi Ra = ZS sin

θ dan XS = ZS sin θ dalam persamaan ii, kita

dapatkan, PM P M =

E bV Z S

2

( Z S c osθ co sα

+ Z S

s inα ) −

E b 2 Z S co sθ Z S

2

Ungkapan yang sama ini ditemukan pada Art. 35.37.

=

E bV Z S

(cosθ − α ) −

Eb 2 Z S

co sθ

Fig. 36.23 36.14 Berbagai kondisi paling banyak

Berikut ini dua kasus yang mungkin jadi pertimbangan : (i)

Eb, V, Ra, dan XS nilainya tetap.dibawah kondisi ini, Pm akan berbeda menurut beba bebann sudut sudut α dan akan mencap mencapai ai maksim maksimum um ketik ketikaa dPm dPm / dα = 0. berbed berbedaa dengan persamaan (ii) pada art. 36.11 kita harus

dPm dα

=

E bV 2

Z S

( X S cos α

Ra sin α )

−

= 0 atau tan α = X S /Ra = tan θ atau α = θ

Didapatkan α = θ pada persamaan (ii) sama adalah E bV

(PM )m ax =

= =

Z S

2

E bV Z S

2

( Ra cos co sθ Ra .

Ra ZS

E bV  R a 2 Z S

 

2

+ X S sinθ ) −

+ XS

XS Z S

−

E b 2 Ra Z S 2

E b 2 Ra Z S 2

+ X S  E b Ra E bV E b Ra   − = − ZS Z Z Z S S S  2

2

…………… (i)

2

2

2

Ini memberikan nilai daya pada motor jatuh keluar langkah Pemecahan Pemecahan untuk Eb dari persamaan (i) diatas, didapatkan E b

=

[V 2 Ra Z S

±

V 2

max − 4 Ra.( Pm ) max

]

Dua nilai dari Eb diperoleh gambaran batas eksitasi untuk beberapa beban. (ii) V,

Ra, dan X S nilainya tetap. dalam kasus ini, varisi Pm dengan eksitasi atau Eb.

Mari kita temukan nilai dari eksitasi atau induksi e.m.f Eb yang mana diperlukan untuk kemungkinan daya maksimum. Untuk tujuan ini, persamaan (i) diatas mungkin berbeda berkenaan dengan Eb dan menyamakan menyamakan dengan nol. d ( Pm ) max max dEb dEb

=

V Z S

−

2 RaEb Z S 2

=

0

;

Eb =

VZ S 2 2 Ra

………….. (ii)

Meletakkan nilai ini dari Eb dalam persamaan (i) diatas, daya maksimum yang dihasilkan menjadi : ( Pm Pm ) max

V =

2

2 Ra Ra

V −

2

4 Ra Ra

V =

2

4 Ra Ra

Nilai dari induksi ini e.m.f memberikan daya maksimum, tetapi itu mungkin belum maksi maksimum mum nilain nilainya ya dari dari mengha menghasil silkan kan tegang tegangan, an, yang yang mana mana pada pada motor motor akan akan beroperasi. 36.15 Salient Pole Motor Sinkron

Silindris motor sinkron lebih mudah menganalisis daripada salient pole rotor ini. ini. Pada Pada kenya kenyataa taanny nnyaa bahwa bahwa silind silindris ris rotor rotor motor motor mempun mempunyai yai sebuah sebuah air-ga air-gapp seraga seragam. m. Sedang Sedangkan kan dalam dalam silent silent pole pole motors motors,, air-ga air-gapp lebih lebih besar besar antara antara kutub kutub daripada panjang kutub. Kebetulan teori silindris rotor adalah layak dan akurat dalam prediksi analisa stedy-state dari salient-pole motor. Karena itu, teori salient-pole hanya diperlukan ketika derajat yang sangat tinggi dari akurasi yang diperlukan atau ketika mengenai masalah transients atau stabilitas sistem daya menjadi handal. Arus d-q dan reaktansi untuk salient-pole motor sinkron adalah persis sama seperti bahasan untuk salient-pole generator sinkron.motor mempunyai reaktansi daxis Xd dan reaktansi q-axis Xq. Dengan cara yang sama, arus jangkar motor Ia mempunyai dua komponen yaitu : Id dan Iq. Diagram fasor sempurna dari salient-pole motor sinkron, untuk untuk suatu faktor daya tertinggal tertinggal (lagging power) ditunjukkan ditunjukkan pada gambar 36.24 (a). Dengan bantuan dari gambar 36.24 (b) (b) dapat dibuktikan bahwa tan tan tan tan ψ

V sin φ IqXq −

=

V cos φ IaRAa −

Jika Ra diabaikan, kemudian tan ψ = (Vsin Ф + Ia Xq) / V cos Ф Untuk motor eksitasi lebih i.e ketika motor memiliki factor daya mendahului (leading power), tan ψ = (Vsin Ф + Ia Xq) / V cos Ф daya sudut α diberikan oleh α = Ф – ψ besarnya eksitasi atau belakangnya e.m.f Eb diberikan oleh : Eb = V cos α – Iq Ra – Id Xd Dengan cara yang sama, seperti mudah dibuktikan untuk generator sinkron, bisa juga dibuktikan dari gambar 36.24 (b) untuk motor sinkron dengan Ra = 0 sehingga

tan tan α

=

IaXq cos φ V

IaXq sin φ

−

Dalam kasus Ra tidak dapat diabaikan, itu dibuktikan sehingga tan tan α

=

Ia Xq cos φ V

−

−

Ia Ra sin φ

Ia Xq sin φ

−

IaRa cos φ

36.16. Pengembangan Daya dengan Motor Sinkron Kutub Sepatu

Penjelasan tentang pengembangan daya dengan generator sinkron kutub sepatu telah diberikan pada bab 35. Penjelasan tersebut juga dapat diterapkan pada aplikasi motor sinkron kutub sepatu. 

…per phasa



…per 3 phasa



…dalam rps

Sepert Sepertii yang yang telah telah dijela dijelaska skann sebe sebelum lumnya nya,, daya daya terdir terdirii dari dari dua komop komopnen nen,, komponen pertama disebut daya eksitasi atau daya magnet dan yang kedua disebut daya daya relu relukt ktan ansi si (kar (karna na keti ketika ka eksi eksita tasi si hila hilang ng,, moto motorr berg berger erak ak seba sebaga gaii moto motor r reluktansi). Contoh 36.3 Sebu Sebuah ah moto motorr sink sinkro ronn 3 , 150 150 kW, kW, 2300 2300 V 50 Hz 1000 1000 rpm rpm memiliki X d d = 32 Ω / phasa dan X q = 20 Ω / phasa. Rugi-rugi diabaikan, hitung pengembangan torka motor jika eksitasi medan diatur untuk membuat tegangan back

e.m.f (electrical magnetic force) Jawaban. V = 2300 /

dua kali lipat dan = 16° 1328 V ; E b = 2

1328 = 2656 V

Daya eksitasi / phasa

=

W

Daya Reluktan Reluktansi si / phasa phasa = = = 8760 W Total daya yang dikembangkan, P m = 3 (30382 + 8760) = 117,425 W T g = 9,55 117,425/1000 = 1120 N-m Contoh 36.4 Sebu Sebuah ah moto motorr sink sinkro ronn 3300 3300 V, 1,5 MW 3 , dan terko terkone neks ksii Y memiliki X d d = 4 Ω / phasa dan X q = 3 Ω / phasa. Abaikan semua rugi-rugi, hitung eksitasi e.m.f . Jika Jika moto motorr meny menyup upla laii rati rating ng beba bebann pada pada satu satuan an p.f. Tentukan

maksimum daya mekanik motor yang dapat dikembangkan untuk eksitasi medan ini. Jawaban. V = 3300 /

Ia = 1,5

1905 V ; cos

10 6 /

; sin 262 A

=0;

= 0° ;

α =

= 0 ( 22,4 o) = 22,4°

Id = 262

sin ( 22,4o) = 100 A ; Iq = 262

= -22,4°

cos cos ( 22,4 22,4°) °) = 242 242 A

E b = V cos α Id Xd = 1905 1905 cos cos ( 22,4 22,4°) °) ( 100 100

4) = 2160 2160 V

= 1029 sin α 151 sin 2α …per phasa …kW / phasa …kW / phasa Jika daya dikembangkan sampai nilai maksimum, maka =0 atau



604

 

° Maksimum Pm = 1029 sin 73,4° + 151 sin 73,4° × 2 = 1070 kW/phasa

Jadi, daya yang dapat dikembangkan pada 3 phasa = 3 × 1070 =

3210 kW

Input sebuah motor sinkron 11000 V, 3 phasa, terkoneksi star adalah 1000 A. Resistansi efektif dan reaktansi sinkron per phasa yaitu 1 ohm dan 30 ohm. ohm. Tent Tentuk ukan an (i) (i) Powe Powerr supl suplai ai ke moto motorr (ii) (ii) Peng Pengem emba bang ngan an daya daya meka mekani nik k (iii)induksi emf untuk power faktor 0,8 leading. Contoh 36.5

(Elect. Engg AMIETE (New Scheme)June Scheme)June 1990) Jawaban. (i) Input daya motor = × 1000 × 60 × 0,8 = 915 kW (ii) Rugi Cu stator/phasa = 60 2 × 1 = 3600 W ; Rugi Rugi Cu 3Ф = 3 × 3600 = 10,8 kW E Pm = P2 – rugi Cu rotor = 915 – 10,8 = 904,2 kW b = 7 5 2 8 V V p = 1100 11000/ 0/ = 6350 6350 V ; = 39,9 9,9° 1 8 0 0 88,1° = tan-1 (30/1) =88,1° V 36,9° Zs 30 Ω; drop impedansi stator/phasa = IaZs = 60 × 30 = 1800 V 6350V Gbr. 36.25 Seperti yang diperlihatkan pada gbr. 36.25, (iii) = 63502 + 18002 + 2 – 6350 × 1800 × cos (88,1° + 36,9°) = 63502 + 18002 + 2 – 6350 × 1800 – 0,572  E b = 7528 V ; nilai saluran E b = × 7528 = 13042 V

A

Sebuah motor sinkron sinkron 500 V, 1 phasa phasa memberikan net output daya mekanik mekanik 7,46kW 7,46kW dan dan beroperas beroperasii pada pf 0,8 lagging. Motor tersebut mempunyai reistansi effektif 0,8 Ω. Jika rugi inti besi dan gesekan gesekan angin adalah adalah 500 W dan rugi eksitasi 800 W, perkirakan arus armature. Hitung effisiensi komersial! Contoh 36.6

(Electrical Machines-I, Gujarat Univ 1988) Jawaban. Input motor = VI a cos

; rugi Cu armature = Pengembangan Pengembangan daya di armature adalah P m = VI a cos + P m = 0 atau VI a cos Jadi, P out out = 7,46 kW = 7460 W P m = P out out + Rugi inti besi dan gesekan angin + Rugi eksitasi 

= 7460 + 500 + 800 = 8760 W

Moto Mo torr inpu inputt = 500 500 × 20, 20,22 × 0,9 0,9 = 9090 9090 W = net output / input = 7460 – 9090 = 0,8206 atau

82,06 %.

Sebuah motor sinkron 2300 V, 3 phasa, terkoneksi star mempunyai resi resist stan ansi si 0,2 0,2 ohm ohm per per phas phasaa dan dan reak reakta tans nsii sink sinkro ronn 2,2 2,2 ohm ohm per per phas phasa. a. Mo Moto tor r beroperasi pada power faktor 0,5 leading dengan arus saluran 200 A. Tentukan nilai emf yang dihasilkan per phasa. Contoh 36.7

(Elect. Engg.-I, Nagpur Univ 1993)

= cos-1 (0,5) = 60° ( lead ) = tan-1 (2,2/0,2) = 84,8° ( + ) = 84,8° 84,8° + 60° = 144,8° 144,8° cos 144,8° = = 1328 Volt V = 2300/

Jawaban.

I a

B

442

60° 1328

= Ω = 200 × 2,209 = 442 V Vektor diagram ditunjukkan pada gbr. 36.26.

A

Gbr. 36.26

Z s I Z s

E b

E b

0

= = = 1708 Volt/Phasa

36.11

Sebuah alternator satu fasa mempunyaiimpedansi armature (0,5 + j0,866).

Ketika bekerja seperti sebuah motor sinkron dg supply 200 Volt, ia menghasilkan keluaran sebesar 6 Kw. Rugi-rugi inti besi dan gesekan sebesar 500 W. Jika motor menarik arus sebesar 50 A, tentukan dua kemungkinan sudut fasa dari arus dan dua kemungkinan yang menghasilkan e.m.f.s Solusi:

Rugi-rugi armature

= Ia2R a = 502 x 0,5 = 1250 W

Masukan motor

= 6000 + 500 +1250 = 7750 W

p.f p.f

= cos cos φ = Watt Wattss / VA = 775 77500 /22 /2200 x 50 = 0,7 0,775 75 ; φ= φ= 39 39 o tertinggal atau mendahului.

θ

= Tan-1 (Xs/R a) = tan -1(0,866/0,5) = 60 o – 39o = 21o – Fig.36.31(a)

B

B

E b

E b IaZs

O 39o

θ = 60o

Ia

θ=60o

φ=39o A

O

200 V

Zs

= √(0,52 + 0,8662) = 1 Ω ;

AB

= E b = √ (2002 + 502 – 2 x 200 x 50 cos 21 o ) ;E b = 154 Volt

Fig. 36.11 (b), ∟ BOA = 60 o + 39o = 99 o

A

IaZs = 50 x 1 = 50 Volt

AB = E b = √(2002 + 502 - 2 x 200 x 50 cos 99 o ) ; 36.12

E b = 214 Volt

2200 V, 3 fasa , Hubungan Y, 50 Hz, 8 kutub motor sinkron mempunyai Z s =

(0.4 + j 6) ohm/phase. Saat motor bekerja tanpa beban, eksitasi medan diatur sede sedemi miki kian an hing hingga ga

E sama sama deng dengan an V. Keti Ketika ka moto motorr dibe diberi ri beba beban, n, roto rotor r

diperlambat 3o mesin. Gambarkan diagram fasor dan hitung arus armature, factor daya dan daya motor. Apa maximum maximum daya motor dapat menyuppl menyupplyy tanpa tanpa keluar keluar dari langkah? Solusi: per fasa E b = V = 2200/√3 = 1270 V

α = 3o (mech) = 3o x (8/2) = 12o (elect) Dari gambar 36.32 ER = (12702 + 12702 – 2 x 1270 x 1270 x cos 12 o)1/2 = 266 Volt Zs = √(0.42 + 62) = 6.013 Ω

B

Ia = ER /Z /Zs = 266/6.013 = 44.2 A

E b = 1270 V

dari ∆OAB kita dapatkan,

ER

1270 1270 = 266 26 6 Sin Sin ( θ – φ ) sin sin 12o

θ

12o V= 1270 V

O

Sin ( θ – φ ) = 1270 x 0.2079/266 = 0.9926

A

φ

( θ – φ ) = 83 o

Ia

θ = tan -1 (Xs/R a) = tan -1(6/0,4) = 86.18 o φ = 86.18 o - 83o = 3.18o = 0.998 (lag) total daya masukan motor = 3 VI a cos φ = 3 x 1270 x 44.2 x 0.998 = 168 kW Total Cu loss

= 3 I a2R a = 3 x 44.2 2 x 0.4 = 2.34 kW

Daya motor

= 168 – 2.34 = 165.66 kW

Pm(max)

= E bV - E b2 R a = 1270 x 1270 - 1270 2 x 0.4 Zs Z S2 6.013 6.013 2 = 250 kW

36.13

Sebuah motor sinkron satu fasa, e.m.f 250 Volt, mendahului 150 derajat tega tegang ngan an 200 200 Volt Volt.. Reak Reakta tans nsii sink sinkro ronn dari dari arma armatu ture re adal adalah ah 2,5 2,5 kali kali resistansinya. Carilah factor daya dimana motor beroperasi dan tunjukkan penggambaran penggambaran arus oleh motor adalah mendahului atau tertinggal. Solution :

e.m.f 250 V adalah lebih baik daripada masukan tegangan 200 V, ini menjelaskan bahwa motor over exiticed, dan harus bekerja dengan leading factor daya. Pada diagram vector pada gambar 36.33 OA menunjukkan tegangan, AB adalah

B

250 V

e.m.f pada sudut 30 derajat karena

Ia

∟AOC = 150 derajat dan

C

∟COD = ∟ BAO = 30 derajat.

D

θ O

φ

200 V

300

A

OB menunjukkan resultan dari tegangan dan Eb i.e. E R Pada ∆ OBA, ER = √( V2 + E b2 – 2 V E b cos 30o ) = √ (2002 + 2502 – 2 x 200 x 250 x 0.866) = 126 Volt Sekarang,

E R = E b atau 126 = 250 o Sin 30 sin (θ + φ ) 0.5 sin (θ + φ )

sin (θ + φ ) = 125/126 ( approx) (θ + φ ) = 90o Sekarang ,

tan θ = 2.5

θ = 68 o12’

φ = 90o – 68o12’ = 21 o 48’ p.f. motor = cos 21o 48’ = 0.9285 ( leading ) 36.14

Reaktansi sinkron per fasa dari 3 fasa hubung bintang 6,600 Volt motor

sinkron adalah 10 Ω. Untuk beban pasti, input adalah 900kW dan menyebabkan e.m.f sebesar 8,900 Volt. Evaluasi arus.abaikan resistansi. Solution :

Tegangan masukan per fasa = 6,600 / √3

= 3,810 Volt

Back e.m.f / fasa

= 8,900 / √3

= 5,140 Volt

Input

= √3 VL I Cos φ

= 900,000

I cos φ

= 9 x 105 / √3 x 6,600

= 78,74 A

Pada ∆ ABC dari vektor diagram pada gambar 36.34, kita memiliki AB2 = AC2 + BC2 Sekarang,

OB = I.X s = 10 I BC = OB cos φ = 10 I cos φ

= 10 x 78.74 = 787,4 V

B

I

φ 5,1402 = 787.4 2 + AC2

C

I Xs O

E b = 5410 V θ

3810 V

A

AC2 = 5,079 V OC = 5,079 – 3,180 = 1,269 V Tan φ = 1269 1269 / 787.4 = 1.612 1.612 φ = 58.2o , cos φ = 0.527 I cos φ = 78.74 ;

36.15

I = 78.74 / 0.527 = 149.4 A

6600 V hubungan bintang , 3 fasa motor sinkron bekerja pada tegangan

konstan dan eksitasi konstan pula. Reaktansi motor sinkronnya sebesar 20 ohms per fasa dan resistansi armatur tak ada ketika daya input adalah 1000 kW, faktor daya 0.8 leading. Tentukan sudut daya dan faktor daya ketika input dinaikkan menjadi 1500 kW. Solution : Ketika daya input 1000 kW

( gbr 36.35(a) )

√3 x 6600 x I a1 x 0.8 = 1000,000; I a1 = 109.3 A Zs = Xs = 20 Ω ; I a1 Zs = 109.3 x 20 = 2186 V ; φ 1 = cos-1 0.8 = 36.9 o; θ = 90o E b2 = 3810 2 + 21862 – 2 x 3810 x 2186 x cos (90 o + 36.9o) = 5410 V Sejak eksitasi konstan, E b di kondisi kedua akan bernilai sama i.e 5410 V Ketika daya input 1500 kW :

√3 x 6600 x I a2 x cos φ2 = 1500,000 ; I a2 cos φ2 = 131.2 A Seperti terlihat pada gambar 36.35 (b), OB = I a2 Zs = 20 Ia BC = OB cos φ 2 = 20 Ia2 Cos φ2 = 20 x 131.2 = 2624 V Pada ∆ABC, AB 2 = AC2 + BC2 AC = 4730 4730 V ;

atau

54102 = AC2 + 26242

OC = 4730 4730 – 3810 3810 = 920 920 V

Tan φ2 = 920 / 4730; φ 2 = 11o ; p.f. = cos φ 2 = cos 11 o = 0.982 (lead) Tan α = BC/AC = 2624 / 4730 ;

α 2 = 29o

B

B E b = 5410 V

Ia1

E b = 5410 V

Ia2

2624 V 90o φ1 O

A

3810 V ( a)

O Gbr 36.35

α2

90o φ2

A

3810 V (b)

Contoh 36.16. Motor sinkron 3 fasa hubungan hubungan bintang 400V mempunyai mempunyai daya input 5472 watt pada nilai tegangan. Reaktansi sinkron 10Ω setiap fasa dan resistansi diabaikan. Jika tegangan eksitasi sama dengan nilai tegangan 400V, hitung sudut beban, power faktor dan arus armatur.

Ω Contoh 36.17. Motor sinkron 2000V, 3 fasa, hubung bintang mempunyai resistansi efekti efektiff dan reakta reaktansi nsi sinkro sinkronn bertur berturut-t ut-turu urutt 0.2Ω 0.2Ω dan 2,2Ω. 2,2Ω. Input Input 800kw pada tegangan normal dan induced e.m.f 2500V. Hitung arus line dan power factor. Solusi . karena induced e.m.f lebih tinggi dari tegangan terpakai, motor harus bekerja dengan sebuah cading p.f. Jika arus motor I , kemudian dalam fasa atau komponen power I cosφ dan komponen reaktif I sinφ. Misalkan I cosφ = I 1 dan I sinφ = I 2 sehingga I = ( I 1 + jI 2 ) I cosφ = I 1 = 800,00 / √3 X 2000 = 231 A Tegangan terpakai terpakai / fasa = 2000 / √3 = 1154 V Induced e.m.f / fasa 2500 / √3 + 1443 V

Pada Fig.33.37 OA = 1154 V dan

dari kanan sudut ΔABC, AB2 = BC2 + AC2 = BC2 + (AO + OC ) 2 Atau 14432 = (580,2 + 0,2 I 2 )2 + (1154 + 46,2 – 2,2 I 2 ) 2 Dari persamaan diatas, diperoleh I 2 = 71

Contoh 36.18. Sebuah motor sinkron 3300V hubungan delta memiliki reaktansi sinkron per fasa 18 18 ohm. Bekerja pada pada leading pf 0,707 0,707 ketika menarik 800 kW dari induk. Hitunglah emf eksitasi dan sudut rotor (=delta ), jelaskan istilah akhir.

fig.36.38

dari ΔOAB, diperoleh 2058 / sin ά = 4973 / sin 135 o. Jadi, ά = 17 o Contoh 36.19. Motor sinkron hubungan bintang 3 fasa, 75kW, 400 V, 4 kutub, memiliki resistansi dan reaktansi sinkronper fasa masing-masing 0,04

ohm dan 0,4 ohm. Dihitung untuk beban penuh faktor daya 0,8 lead ran rangkaian terbuka e.m.f per fas fasa dan daya mekanik yang dikembangkan.

dilihat pada fig.36.39,

o

contoh 36.20. Motor sinkron hubungan Y, 400V, 3 fasa, 50Hz memiliki resistansi dan impedansi sinkron berturut-turut 0,5 Ω dan 4Ω per fasa. Motor membutuhkan arus 15A pada faktor daya sama ketika beroperasi dengan medan arus tertentu. Jika torka beban ditingkatkan sampai arus saluran meningkat menjadi 60A, arus medan yang tersisa tidak berubah, hitung torka kotor yang dihasilkan dan faktor daya yang baru.

Jelas sekali karena motor bekerja dengan eksitasi normal karena E B = V. Ketika beban motor meningkat, sudut fasa α antara tegangan yang diberikan dengan medan elektro magnetik yang diinduksikan (atau kembali) meningkat. Diagram vektor ditunjukkan pada fig.36.41. f ig.36.41. Biarkan Ф menjadi sudut fasa yang bar. Ia Zs = 60 X 4 = 240 V Sudut BOA = (81 0 48`- Ф) Karena arus medan tetap konstan, nilai E b juga tetap sama.

Daya listrik yang diubah menjadi daya mekanik = 39660 - 5400 – 34260 W

Ns = 120 X 50/6 = 1000 rpm.

T g = 9,55 X 34260/ 1000 = 327Nm

Contoh Contoh 36.21. Motor sinkron 3 fasa 400 V, 10 hp (7,46kW) (7,46kW) mempunyai mempunyai resistans resistansii jangkar yang tak berarti dan reaktansi sinkron 10 Ω per fasa. Hitung arus minimum dan medan magnetik yang diinduksikan untuk kondisi beban penuh. Anggap efisiensi 85 %. Jawab arus minimum ketika faktor daya sama seperti ketika cosφ = 1. diagram vektor ditunjukkan pada fig36.42

36.17. Efek Eksitasi pada Arus Jangkar dan Faktor Daya

Nilai eksitasi untuk e.m.f yang terbelakang E b adalah sama (dalam magnitude) untuk tegangan V yang dikenal dengan eksitasi 100 %. Kita akan mendiskusikan sekarang apa yang terjadi ketika motor salah satunya over eksitasi atau under eksitasi. Mengin Mengingat gat motor motor sinkro sinkronn yang yang berbe berbeban ban mekan mekanis is adalah adalah konsta konstann (dan (dan outputnya juga konstan jika rugi-rugi diabaikan.

V

V

V

A

I

φ

ER

A θ

ER

φ

I

I

A

A I

φ

θ

O

O

V

θ

O

Eb

Eb

O

Eb

Eb

B

B

B

(a)

(b)

(c)

B (d) (d)

Gambar 36.47 Gambar 36.47 (a) menunjukkan kasus untuk eksitasi 100%, pada contoh ketika E b =V. Arus jangkar jangkar I tertingg tertinggal al dibela dibelakang kang V denga dengann sudut sudut yang yang kecil kecil Sudut θ dengan E R yang tetap oleh stator yang konstan, pada contah tan

.

=XS/Ra.

θ

Pada gambar 36.47 (b) eksitasi kurang dari 100%. Pada contoh E b
yang tetap. Kita memperoleh bahwa magnitude I meningkat tetapi factor daya

menur menurun un (

menin meningka gkat). t). Karen Karenaa input input V adala adalahh konsta konstan. n. Disini Disini kompo komponen nen daya daya I

pada pada conto contohh I cos

sisa sama dengan dengan yang sebelumny sebelumnya, a, tetapi tetapi kompon komponen en I sin sin

menin meningka gkat.t. Disini Disini eksita eksitasi si menur menurun. un. I akan akan mening meningkat kat tetapi tetapi factor factor daya daya akan akan menu menuru run, n, jadi jadi komp kompon onen en daya daya I pada pada conto contohh I cos cos

= OA akan akan mempu mempuny nyai ai sisa sisa

yang konstan. Gambar 36.47 (c) memperlihatkan kondisi untuk motor over eksitasi pada contoh ketika E b>V. disini tegangan resultan vector E R berlawanan dengan arah jarum jam dan demikian juga dengan I. Jika dilihat motor itu sekarang mendahului arus. Ini bisa juga terjadi untuk beberapa nilai eksitasi, I harus sephasa dengan V. Pada contoh pf adalah kesatuan. [gambar 36.47 (d)]. Pada waktu itu arus yang diberikan oleh motor harus minimum. Dua hal penting sudah jelas pada diskusi ini: (i) (i)

Peru Peruba baha hann magn magnit itud udee arus arus jan jangk gkar ar den denga gann eksi eksita tasi si.. Arus Arus memp mempun unya yaii nilai yang besar untuk nilai tegangan yang rendah dan tinggi (tertinggal untuk eksitasi yang rendah dan mendahului untuk eksitasi yang tinggi). Untuk Untuk eksita eksitasi si terten tertentu tu mempun mempunya yaii nilai nilai yang yang minimu minimum. m. Varias Variasii I

denga dengann eksita eksitasi si ditunj ditunjukk ukkan an pada pada gambar gambar 36.48 36.48 (a) yang yang diken dikenal al dengan kurva V karena ketajamannya. (ii) (ii)

Untu Untukk inpu inputt yang yang sama sama,, keti ketika ka over over eksi eksita tasi si,, moto motorr berj berjal alan an deng dengan an mendahului pf dan tertingggal dari pf ketika under eksitasi. Diantara keduanya pf adalah kesatuan.Variasi pf dengan eksitasi ditunjukkan pada gambar 36.48 (b). Kurva untuk pf kelihatan seperti kebalikan dari kurva V. dapat dicatat bahwa arus jangkar minimum cocok untuk kesatuan pf .

Contoh :

Motor sinkron 3 − φ 400 V,50 Hz,37,2 Hz,37,2 kW hubungan bintang bintang memilki beban 80 % dari beban penuh .Impedansi motor adalah ( 0, 2 + j1, 6) Ω per fasa .pada kondisi beban penuh hitung: (a) e.m.f (b) daya mekanik yang dihasilkan Jawab Tegangan /fasa= 400 Arus beban penuh =

3

= 231

v ; Z s =

( 1, 62 + 0, 22 ) = 1, 61Ω

37300 3 × 400 × 0, 88× 0, 9

Dengan referensi pada gambar dibawah

= 68 A

B

I 68 A

θ

109,5 V

E b

φ o

tan θ =

1, 6 =8 0,2 0, 2

;

A

231 V

θ = 82°54'

φ = 25 °50' ; θ + φ = 82°54' + 25 °50' = 108 °44' cos φ = 0, 9

cos 108°44

'

= −0, 3212

(a) pada ∆OAB , E b2 = 2312 + 109, 52 − 2 × 231 × 109, 5 ×( −0, 3212) = 285, 62 E b

=

285,6

Tegangan fasa adalah E b = 3 × 285, 6 = 495 88 = 42 300 (b) daya masukan motor = 37300 0, 88 Total ru rugi-rugi = 3 × I 2 Ra = 3× 682 × 0, 2 = 2774 Energi listrik yang yang dikonversi dikonversi menjadi energi mekanik = 42380 − 2774 = 39506 Sebuah motor sinkron 3 − φ dengan hubungan bintang dengan input 48 kW dan 693 V dengan pF 0,8 (lagging). Induksi e.m.f meningkatkan meningkatkan 30 % daya. Hitung arus dan pF Jawab Arus beban penuh = Tegangan/fasa= 693

3 × 693 × 0, 8 = 50 A

48000 3

= 400

I .Z S = 50 × 2 = 100 ; tan θ = 2 0 = ∞ θ = 90 ° ; cos φ = 0, 8 sin φ = 0, 6 ; Diagram vektor dapat ditunjukan pada gambar dibawah Z S

=

X S = 2Ω

B

v 0 0 1

O

θ = 90° A

φ

400 V

I a

Pada ∆OAB E b2

= 400 2 + 1002 − 2 × 400 ×100 ×cos( 90 ° −φ ) 400

2

2

= 349 v I cos φ = 50 × 0, 8 = 40 = I ' cosφ ' E b

2

+ 100 − 2 × 400 ×100 × 0, 6 = 349

I φ

454 v

θ

E b

φ 400 V

Pada ∆ ABC = (

2

AB )

=

2

( AC)

'

2

( BC)

+ '

BC = I XS cos φ

'

(∴ OB = I X S )

= 40 × 2 = 80

36.18. Tegangan Saluran Konstan

Dengan kemiripan, sebuah rangkaian dari saluran-saluran paralel seperti itu bisa digambarkan disetiap tampilan sebuah intake daya nyata dari motor.Dengan mengangap saluran daya tersebut konstan,hal konstan,hal tersebut menjadi catatan yaitu : 1) untuk untuk peningkata peningkatann yang sama sama pada intake, intake, saluran saluran daya daya adalah adalah paralel paralel dan disamakan-dikosongkan 2) saluran saluran daya netral netral bekerja bekerja sepanjang sepanjang OX 3) jarak garis garis tegak tegak lurus lurus dari B ke X ( atau atau saluran saluran daya netral netral ) ditunjuk ditunjukkan kan intake motor. 4) Jika eksitasi

sudah ditetapkan

i.e AB adalah konstan pada

panjang,kemudian seabagai sebuah beban pada motor telah ditingkatkan, meningkat.Dengan kata lain,tempat dari B adalah sebuah siklus dengan radius = AB dan pusat pada A.Dengan meningkatkan beban, B menuju ke saluran yang mempunyai daya yang lebih besar sampai B1 telah tercapai. Beberapa peningkatan kedepan pada beban motor akan membawa titik B turun pada saluran daya yang lebih rendah.Artinya,dengan meningkatnya beban sebagai nilai yang berhubungan ke poin B1,penurunan intake motor akan akan memun memungki gkinka nkan.D n.Daer aerah ah ke kanan kanan dari dari AY1 ditunj ditunjukk ukkan an sebaga sebagaii kondisi yang tidak stabil.Untuk tegangan yang diberikan dan eksitasi,daya maksimum motor bisa dikembangkan, telah ditunjukkan oleh lokasi dari titik B1,melebihi dimana dorongan keluar motor disinkronisasi.

36.19. Konstruksi dari curva V

Kurva V dari sebuah motor sinkron diperlihatkan bagaimana arus armatur bervarias bervariasii dengan dengan arus medan ketika ketika input input motor tetap konstan. konstan. Hal tersebut tersebut diikuti diikuti oleh pem-plotan arus armatur terhadap arus medan dimana input motor tetap konstan dan kurva tersebut dirujuk karena bentuknya (gambar 36.55). Untuk Untuk mengga menggamba mbarr kurva kurva ini denga dengann ekspe eksperim rimen en,, motor motor dijala dijalanka nkann dari dari tegangan konstan dan frekuensi konstan bus-bar. Daya input ke motor adalah tetap konstan pada sebauah nilai nyata.Selanjutnya, arus medan ditingkatkan ada langkahlangkah kecil dan arus armatur yang berhubungan telah ditandai.Ketika pem-plotan, kita dapatkan sebuah kurva V untuk sebuah keterangan input motor konstan.Kurva yang sama dapat digambar oleh input motor yang dijaga konstan pada nilai-nilai yang berbeda.Sebuah berbeda.Sebuah kurva yang mirip ditunjukkan pada gambar 36.55. Petunjuk detil untuk konstruksi grafik dari kurva V diberikan sebagai berikut : 1) Pertama,s Pertama,salura alurann daya konstan konstan digamba digambarr sebagai sebagai bahan diskusi diskusi pada pada gambar 36.14. 2) Kemudian Kemudian dengan dengan A sebagai sebagai pusat, pusat, lingkara lingkarann konsentris konsentris dari radii radii yang berbeda AB, AB1, AB2 dan seterusnya digambarkan dimana AB, AB1, AB2 dan seterusnya adalah dibelakang e.m.f.s yang sesua sesuaii ke eksit eksitasi asi berbed berbeda.T a.Titi itikk potong potong dari dari lingk lingkara arann terseb tersebut ut dengan saluran dari daya konstan memberi posisi dari titik kerja untuk untuk beban beban spesi spesifik fik dan eksita eksitasi. si.Vek Vektor tor OB, OB1, OB1, OB2 dan dan seterusnya mewakili nilai-nilai yang berbeda dari Er untuk eksitasi yang yang berb berbed eda. a.Ve Vekt ktor or bagi bagian an bela belaka kang ng e.m. e.m.ff

AB, AB, AB1 AB1 dan dan

seteru seterusny snyaa dituju ditujuka kann tidak tidak untuk untuk digamb digambar ar untuk untuk menghi menghinda ndari ri keraguan (gambar 36.56).

3) Nilai Nilai yang berbed berbedaa dari dari bagia bagiann belak belakang ang e.m.fs e.m.fs sepert sepertii AB, AB1, AB1, AB2 dan seterusnya diproyeksikan di atas kurva magnetisasi dan nilai yang sesuai dari medan ampere dibaca dari situ. 4) Meda Medann ampe amperr tela telahh dipl diplot ot terh terhad adap ap arus arus arma armatu turr yang yang sesu sesuai ai memberikan kita kurva V.

36.20. Ayunan atau Gelombang atau Phasa Ayun

Ketika motor sinkron digunakan untuk menjalankan berbagai macam beban, kemu kemudi dian an kond kondis isii ini ini dike dikena nall seba sebaga gaii peng pengha hasi sill ayun ayunan an.. Ayun Ayunan an dapa dapatt juga juga disebabkan jika suplai frekuensi berbentuk pulsa (seperti di kasus generator yang dikemudikan dengan pembalasan mesin pembakaran bagian dalam). Kita mengetahui bahwa ketika motor sinkron dalam keadaan berbeban (seperti kompresor, pompa, dan lain-lain) rotornya tertahan pada phasa oleh sudut kopling α. Ketika beban semakin ditingkatkan, sudut ini juga mengalami peningkatan supaya mengh menghasi asilka lkann torka torka untuk untuk penye penyesua suaian ian denga dengann beban beban yang yang diting ditingkat katka kan. n. Jika Jika sekarang, penurunan beban motor secara mendadak, dengan seketika motor dicabut atau melangkah ke nilai α berikutnya sesuai dengan beban yang baru. Tetapi dalam proses ini, rotor mengalami overshoots dan karenanya dicabut kembali. Dengan cara ini, rotor mulai berosilasi (seperti bandul/pendulum) ke posisi keseimbangan yang baru sesuai dengan beban yang baru. Jika periode waktu dari osilasi ini secara kebetulan sesuai atau sepadan dengan periode waktu yang dialami oleh mesin maka resonansi mekanik akan ter-set up. Amplitudo dari osilasi ini meningkat ke nilai yang besar dan mungkin secepatnya menjadi sangat besar seperti keluarnya mesin dari sifat sinkronisasi. Untuk menghentikan peningkatan osilasi ini, dampers atau damping

grids (dikenal juga sebagai lilitan sangkar tupai atau squirrel-cage winding) dipakai. Dampers (plat logam) ini terdiri dari short-circuit batangan Cu yang ditempelkan pada permukaan kutub bidang motor (Gambar 36.57). Gerakan osilasi rotor menghasilkan arus eddy didalam dampers yang mengalir sedemikian rupa untuk menghilangkan osilasi. Teta Tetapi pi haru haruss dipa dipaha hami mi deng dengan an jela jelas, s, damp damper erss atau atau plat plat loga logam m tida tidak k sepenuhnya mencegah ayunan atau osilasi, sebab kerja dari dumpers tegantung pada kehadiran kehadiran beberapa beberapa gerakan gerakan osilasi. osilasi. Bagaiman Bagaimanapun apun juga, tujuannya tujuannya adalah adalah untuk membuat self-starting motor sinkron.

36.21 Metode pembangkitan

Seperti ysng telah dijelaskan diatas, hampir seluruh motor singkron dilengkapi dengan demper yang terdiri dari batang CU yang dipasangkan dan sirkuit pendek dikedua dikedua ujungnya ujungnya.. Ketika Ketika motor siap dioperasik dioperasikan, an, maka akan bertindak bertindak sebagai sebagai sebuah sebuah motor motor induksi induksi selama selama periode periode pembangk pembangkitan itan.. Prosedur Prosedurnya nya adalah adalah sebagai sebagai berikut: Jalur voltase diletakkan pada terminal angker (stator) dan sirkuit bidang dibiarkan. Motor beropperasi sebagai sebuah induksi dan ketika mencapai kecepatan singkron sebesar 90% maka bidang DC ditemukan. Pada saat itu stator dan batang rotor dihubungkan satu sama lain dan kemudian menarik

motor

kedalam kedalam suatu suatu

siongkronisasi. Akan tetapi, 2 point yang harus diperhatikan adalah : 1. Pada tahap tahap permula permulaan, an, ketika ketika tegangan tegangan dimasuk dimasukkan, kan, rotor rotor dalam dalam keadaan keadaan siap. Bidang rotasi dari stator tersebut menimbulkan jumlah EMF yang sangat besar didalam rotor selama periode pembangkitan, nilai imf ini terus berkurang ketika rotor mengmpulkan kecepatan. Secara normal, bidang putaran diartikan sebesar 110 Volt (atau 250 Volt pada mesin yang lebih besar) tetapi selam

periode periode pembangkita pembangkitann terdapat terdapat ribuan ribuan Volt didalamnya. didalamnya. Dari itu, rotor harus diawasi dari voltase yang demikian. 2. Ketika Ketika jalur jalur tegang tegangan an penuh dihidu dihidupka pkann pada pada kumpa kumparan ran,, arus arus yang yang sangat sangat besar biasanya lima sampai tuju kali ditarik oleh motor. Dalam beberapa hal, ini ini mung mungki kinn menj menjad adii suat suatuu perm permas asal alah ahan an,, Volt Voltas asee atau atau tega tegang ngan an yang yang dikurangi dengan penggunaan auto transformen (Gambar 3.6.58). akan tetapi, tegangan harus dikurangi karena terdapatnya variasui motor induksi ketika dimasukkannya tegangan. Biasanya, jalur voltase penuh dengan nilai 50-80% cukup memuaskan. Koneksi auto transformer telihat terlihat dalam gambar 36.58. 36.58. untuk untuk mengur menguran angi gi pasok pasokan an tegang tegangan an S1 ditutu ditutupp dan S2 dibiar dibiarkan kan terbuka. Ketika motor berputar dengan cepat, S2 tertutup dan S1 terbuka untuk memotong transformer.

36.22 Prosedur untuk memulai sebuah motor singkron

Ketika mengoperasikan sebuah motor singkron yang modern serta dilengkapi dengan demper, maka prosedurnya adalah sebagai berikut : 1. Bidan Bidangg utama utama bersir bersirkui kuitt pende pendek k 2. Tegan Tegangan gan yang dikurang dikurangii denga dengann bantu bantuan an auto auto transf transform ormer er ditera diterapka pkann pada pada terminal stator.

3. Ketika Ketika mencap mencapai ai kecep kecepata atann stabil stabil (sepert (sepertii yang yang ditand ditandai ai oleh oleh suaran suaranya) ya) DC yang lemah ditimbulkan dengan memindahkan sircuit pendek pada bidang utama. Jika hal itu mencukupi, maka mesin tersebut akan masuk dalam tahap singkron. 4. Supl Suplay ay tega tegang ngan an penu penuhh dima dimask skka kann dala dalam m term termin inal al stat stator or deng dengan an cara cara memotong auto transformer. 5. Mo Moto torr ters terseb ebut ut bisa bisa diop dioper eras asik ikan an deng dengan an berb berbag agii fact factor or ener energi gi yang yang dibutuhkan yaitu dengan mengganti DC. 36.23 Perbandingan antar tingkat kesingkronan dan motor induksi

1. Untuk Untuk frekuens frekuensii yang yang duibu duibutuh tuhkan kan,, motor motor singkr singkron on berjal berjalan an pada pada kecepa kecepatan tan rata- rata yang bersifat konstan, ketika kecepan sebuah motor induksi menurun dengan bertambah. 2. Motor Motor sinkron dapat dapat dioperasi dioperasikan kan pada pada rentang rentang factor factor energi yang yang luas, tetapi tetapi motor induksi selalu berjalan dengan adanya p.f yang mungkin dapat menjadi lebih rendah pada muatan yang ringan. 3. Sebuah Sebuah motor motor singkron singkron tidak bersifat bersifat berope beroperasi rasi sendi sendiri. ri. 4. Peru erubah bahan pada pada teg teganga angann tida tidakk memp mempeenga ngaruhi ruhi moto motorr seba sebaga gaim imaana pengaru pengaruhnya hnya terhadap terhadap motor induksi. induksi. Perpecaha Perpecahann Variasi Variasi motor singkron singkron sebagai energi utama dimana sebuah motor induksi bergantung pada voltase seperti ini. 5. DC dibu dibutu tuhk hkan an oleh oleh moto motorr sing singkr kron on teta tetapi pi tida tidakk dipe diperl rluk ukan an oleh oleh moto motor r induksi. 6. Mo Motor tor singkro singkronn biasan biasanya ya lebih lebih rumit rumit dari dari pada pada motor motor induksi, induksi, tetapi tetapi bersi bersifat fat antraktif dalam kecepatan rendah (dibawah 300 rpm) karena factor energinya selalu bisa disesuaikan dengan 1,0 dan Efisiensinya bersifat tinggi. Akan tetapi, motor induksi akan memiliki kecepatan yang sempurna diatas 600 rpm. 7. Mo Motor tor singkron singkron dapat dapat dijala dijalanka nkann pada pada kecep kecepata atann ultra ultra rendah rendah yaitu yaitu dengan dengan menggunakan converter electronik yan berkekuatan tinggi yang menghasilkan frekuensi yang sangat rendah. Seperti motor-motor 10 MW. 36.24 Aplikasi Motor Singkron

Motor singkron memiliki aplikasi untuk kelas layanan sebagai berikut. 1. Kore Koreks ksii Fak Fakto torr ene energ rgii

2. Kecepa Kecepatan tan kons konstan tan,, Muatan Muatan kon konsta stann 3. Peng Pengat atur uran an tega tegang ngan an a). Koreksi factor energi

Motor Mo tor singkr singkron on yang yang mempun mempunyai yai faktor faktor energ energii banyak banyak diguna digunakan kan untuk untuk mengembangkan energi itu pada system yang memakai motor induksi (Gambar 3649) dan peralatan lain yang memiliki p.f seperti lampu pendar. b). Aplikasi kecepatan konstan

Karena Efesiensi dan kecepatan yang tinggi, motor singkron (Diatas 600 rpm) cocok cocok sekali sekali dengan dengan muatan muatan dimana dimana kecepata kecepatann konstan konstan dibutuhka dibutuhkann seperti seperti pada pompa sentipudal, kompresor, penggiling karet/kertas dan lain lain. Motor singkron dengan kecepatan rendah (dibawah 600 rpm) digunakan pada peralatan seperti pada penggiling bola dan pipa, pompa vacuum dan lain lain. c). pengatur voltase/Regulasi voltase/Regulasi

Tegangan yang ada disepanjang ujung teransmisi berbeda beda, khusunya ketika muatan induksi yangb besar terdapat didalmnya. Ketika sebuah muatan induktif dipu diputu tuss seca secara ra tiba tiba tiba tiba,, tega tegang ngan an cend cendru rung ng munc muncul ul diat diatas as nila nilaii norm normal alny nyaa dikarenakan oleh kapasitas jalur. Dengan memasang sebuah motor singkron yang dilengka dilengkapi pi dengan dengan sebuah sebuah regulator regulator bidang, bidang, tegangan tegangan ini dapat dapat dikontrol dikontrol.. Ketika Ketika voltas voltasee berkur berkuran angg karen karenaa adanya adanya muatan muatan indukt induktif, if, kondis kondisii motor motor menye menyeba babka bkann muncul munculnya nya p.f yang yang mengga mengganti nti turunn turunnya ya jalur jalur volta voltase. se. Disisi Disisi lain, lain, voltas voltasee jalur jalur muncul karena efek kapasitas jalur, dari itu hal ini membuat p.f mengalami perubahan yang membantu mempertahankan mempertahankan voltase jalur dalam nilai normal.

Motor Sinkron

Recommend Documents