Teknik Tenaga Listrik – Listrik – II II Herudin, ST., MT. Jurusan Elektro FT. Untirta
Sistem Penilaian: • Absensi
: 10 % (min 75%)
• Tugas
: 20 %
• UTS
: 30 %
• UAS
: 40 % 100 %
ELECTRIC MOTOR FAMILY TREE
ENERGI MEKANIS
ENERGI LISTRIK
ENERGI LISTRIK
Tujuh Fakta Unik Motor Listrik Versi On the Spot........ 1.
Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
2. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, konveyor, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll selain di industri dan motor juga digunakan pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: m i x e r , bor listrik, kipas angin). 3. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan / menyerap sekitar 70% beban listrik total di industri. 4. Bisa dibuat dalam berbagai ukuran tenaga 5. Pelayanan operasi mudah, pemeliharaan sederhana 6. Mempunyai batas kecepatan yang luas (speed range luas) 7. Bisa dikondisikan secara otomatis, manual bahkan jarak jauh
Konstruksi • Pada dasarnya konstruksi motor induksi terdiri dari dua bagian, yaitu stator dan rotor
A. Stator Stator adalah bagian yang tidak bergerak atau bagian yang statis. Stator terdiri dari dua bagian yaitu: Rumah Motor atau Yoke dan Kumparan Jangkar. •
•
A.1. Rumah Motor atau Yoke. Rumah motor (yoke) terbuat dari besi baja lunak yang berlapis-lapis dengan ketebalan 2-3 milimeter agar menngurangi terjadinya arus pusar (eddy current).
Contoh penampang melintang rumah motor
Fungsi inti besi (iron core) untuk jalan arus magnet, dibuat dari bahan yang mempunyai hambatan magnet (reluntance) yang rendah. Di sekeliling bagian dalamnya dibuat alur-alur (slot), tempat meletakan ketiga kumparan jangkar (kumparan armature)
A.2 Kumparan Jangkar (armature winding). Kumparan armature adalah kumparan yang digunakan untuk mengubah arus listrik menjadi medan magnet putar (rotating magnetic field ).
B. Rotor Rotor adalah bagian motor yang bergerak, berguna untuk merubah daya listrik induksi menjadi daya mekanik (berupa putaran). B.1
Rotor Sangkar (Squ irel Cage ).
(a) Rotor Sangkar konduktor serong.
(b) Rotor sangkar susunan
B.2. Rotor Belit. Rotor belit digunakan pada motor yang memerlukan pengontrolan kecepataan putaran untuk mendapatkan torsi starting yang tinggi
KLASIFIKASI DARI MOTOR ARUS BOLAK – BALIK ( AC ) DILIHAT DARI BERBAGAI SUDUT PANDANG : • D i t i n j au d a r i c a r a m e m b e r i k an t e g a n g a n p a d a M o t o r :
1. Motor yang rotornya menerima tegangan secara langsung (motor DC, Universal). 2. Motor yang rotornya menerima tegangan secara induksi. (Motor Induksi),
• D i t i n j a u d a r i p u t a r an n y a :
1. Motor Sinkron, 2. Motor Asinkron,
Putaran Medan Stator = Putaran Rotor Putaran rotor < ns.
• Ditinjau dari jumlah fasa tegangan yang di gunakan 1. Motor Satu Fasa a) Motor Kapasitor b) Motor Shaded Pole (Kutub Bayangan) c) Motor Repulsi d) Motor Seri 2.
Motor 3 Fasa a) Motor 3 Fasa dengan rotor Belitan b) Motor 3 Fasa dengan rotor sangkar c) Motor 3 fasa dengan rotor kolektor
P r i n s i p T er j a d i n y a Fl u k s p a d a M o t o r I n d u k s i
Hal yang penting dalam proses terjadinya putaran pada motor induksi adalah terjadinya fluks pada bagian stator dari motor, dimana pada motor induksi satu phasa dan tiga phasa proses yang terjadi adalah berbeda, adapun prosesnya adalah sebagai berikut:
a) Moto r Tiga Phasa
Pada motor tiga phasa, lilitan statornya tidak berbeda dengan lilitan stator pada generator tiga phasa. Karena pada lilitan stator dimasukkan arus listrik bolak – balik maka disekitar stator akan terjadi fluk magnet yang berubah – ubah pula. (perhatikan gambar) . Gambar tersebut menunjukan keadaan arus tiga phasa yang dimasukkan pada lilitan stator pada suatu saat tertentu. Gambar 2 menunjukkan arah – arah fluk magnet pada beberapa keadaan.
Contoh peletakan kumparan jangkar pada motor induksi tiga pasa
Susunan Kumparan Stator dan Sumber 3 Phasa
a1 + b2 +
+ c2
.
c1
.
b1
.
a2
IA
t1
IB
t2
IC
t3
t4
G a m b a r a r u s y a n g d i m a s u k k a n p a d a l i l i t an s t a t o r m o t o r 3 p h a s a
B2
A1 B2
C2 C1
C1
A1 B2
A1 C2
B2 C2
C2 C1
B1 A2
A1
A2
B1
C1
B1
B1 A2
A2
G a m b a r F l u k M a g n e t St a t o r p a d a M o t o r 3 P h a s a 2 K u t u b
Keterangan : A1 – A2 = Lilitan Phasa 1 B1 – B2 = Lilitan Phasa 2 C1 – C3 = Lilitan Phasa 3
Putaran medan magnet selama satu putaran
Cara Kerja.
• Dengan adanya medan magnet yang berputar mengelilingi rotor, maka pada kumparan rotor akan teriadi tegangan induksi (ggl). Karena susunan kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, maka akan mengalir arus rotor (Ir). Dengan adanya arus rotor ini maka pada rotor akan timbul medan magnet listrik. •
Ke dua medan magnet di stator dan di rotor akan saling bereaksi, menimbulkan gaya gerak (F). Bila kopel mula beban mekanik yang dipikul oleh rotor lebih kecil dari gaya reaksi magnet (F) yang terjadi, maka rotor akan bergerak mengikuti arah putaran medan magnet dari stator. • Perbedaan kecepatan antara kecepatan rotor (nr) dengan kecepatan medan stator (ns) disebut Slip . Dinyatakan dengan: •
•
f = frekuensi sumber listrik (Hz) P = jumlah kutub magnet Ns = putaran sinkron.(rpm)
ns nr S x100%
Contoh soal 1.
Sebuah motor induksi 6 kutub di hubungkan ke sumber 50 Hz, tentukanlah kecepatan medan stator nya.
2.
Sebuah motor induksi 4 kutub berputar pada kecepatan 750 rpm. Jika motor tersebut dihubungkan dengan sumber 60 Hz, berapakah slip nya?
3.
Hitunglah kecepatan motor induksi 8 kutub, 50 Hz jika diketahui slipnya 0,08 ?
4.
Putaran rotor motor induksi 50 cps dengan jumlah kutup sebesar 6, sebesar 960 rpm, Hitunglah besarnya slip dalam prosen
5.
Hitunglah putaran rotor dari suatui motor induksi yang memiliki jumlah kutup 14, frekuensi 60 cps dan slip (s) sebesar 0,05 ?
b) Motor 1 phasa
Pada motor 3 phasa dapat dilihat bahwa fluk magnet yang terjadi / terbentuk disekitar stator merupakan medan magnet yang berputar. Tetapi lain halnya medan magnet yang terbentuk pada motor 1 phasa dimana fluk magnet hanya bergantian arah saja sehingga menyukarkan / menyulitkan bagi motor pada saat start. Untuk itu diperlukan bantuan yang pada prinsipnya membuat medan magnet baru yang tidak sephasa dengan medan magnet utama, sehingga seolah – olah terdapat arus listrik dua phasa dengan lilitan stator 2 phasa pula. Lilitan utama disebut m ai n w i n d i n g dan lilitan Bantu disebut a u x i li ar y w i n d i n g . Apabila motor telah berjalan normal maka lilitan bantu terlepas. Untuk memperoleh adanya 2 arus listrik yang berbeda phasa digunakan sistem penggeser phasa yaitu kapasitor / inductor.
MOTOR INDUKSI SATU PHASA Di lihat dari konstruksi dan prinsip kerjanya motor induksi satu phasa dapat di kelompokan menjadi beberapa jenis antara lain: a ) M o t o r p h a s e b e l a h (s p l i t p h a s e m o t o r )
Motor phase belah statornya terdiri dari dua kumparan yang memiliki beda phasa 90 derajat.
K u m p a r an b a n t u
ROTOR
k u m p a r a n u t am a : tahanan rendah, reaktans i tingg i. k u m p a r a n b an t u : tahanan tingg i, reaktansi rendah. Kumpara Utama
R
Gambar 2.2 Bagan Hubun gan Kumparan pada Motor Split Phase
Gambar 2.3 Diagram Vektor Kum npran Utama & K u m p a r an b a n t u
Untuk memutuskan arus pada kumparan Bantu dilengkapi dengan saklar pemutus yang dihubungkan seri terhadap kumparanbantu. Alat ini secara otomatis akan memutuskan arus padakumparan Bantu setelah motor mencapai 75% dari kecepatan penuh. Pada motor split phase biasanya digunakan saklar sentrifugal. Sedangkan pada lemari es biasanya digunakan relay. Baik relay arus maupun tegangan
Sumber
Sumber
Starting Kapasitor
C
S
C
R
S
R Starting Kapasitor (b)
(a)
Gambar 2. 4 Pemasangan Relay Pada Motor Split Phase
Keterangan : Gambar 2.4a. Relay Arus Pada saat start, I besar maka kontak berhubungan. Pada saat berjalan, I kecil maka kontak terlepas. Gambar 2.4b. relay tegangan Pada saat start, tegangan turun maka relay NC. Pada saat berjalan, tegangan naik maka relay NO.
b) Motor capasitor a) Permanent capasitor ……. ELCO (2 s/d 20 mikro farad) b) Start Run capasitor c) Motor shaded pole (Motor kutub bayangan ) Prinsip kerjanya : berputarnya rotor akibat dari perpindahan kutub, dari kutub utama ke kutub Bantu.
V
Kutub Bayangan
Gambar 2.5 Motor Shaded Pole
Kutub Utama
d) Motor universal Dapat dihubungkan dengan sumber AC maupun DC Konstruksi sama dengan motor DC seri Torsi yang dihasilkan sangat besar sehingga biasanya motor universal dihubungkan / dikopel dengan beban, besarnya torsi di nyatakan dalam :
T K . Ia.
R
Sumber
Prinsip kerja motor universal mudah dimengerti karena sama dengan prinsip kerja motor DC. Berdasarkan persamaan torsi bila ndihubungkan dengan sumber AC pada saat ½ perioda positif motor berputar melawan arah jarum jam. (perhatikan gambar 3), pada saat ½ periode negative motor tetap berputar melawan putaran jarum jam karena perubahan arus pada kumparan penguat (stator) waktunya bersamaan dengan perubahan arah arus pada rotor. Dalam hal ini arus jangkar menjadi (-IA) dan fluk magnet menjadi (- ) sehingga dihubungkan dengan sumber AC arah putaran tidak berubah.
Slip Pada Motor Induksi Berubah – ubahnya kecepatan motor induksi (nr) mengakibatkan berubahnya harga slip dari 100% pada saat start sampai 0% pada saat motor berputar (nr=ns). Adapun Hubungan slip dengan frekwensi dapat dilihat sebagai berikut: Bila f 1 = frekwensi jala – jala, ns
120 . f 1 p
f 1
Pada rotor berlaku hubungan :
atau
Maka,
p.ns ns nr f 2 x 120 ns
p.ns 120
f 2
p(ns nr )
Karena
f 2 = S . f 1
f 2 = frekwensi pada rotor
120
S
ns nr ns
dan
f 1
p.ns 120
Dan pada saat start (S=100%), f 2 = f 1
Sedangkan ketika motor telah berputar nilai frekuensi rotor dipengaruhi oleh SLIP ( f 2 = S. f 1).
Karena tegangan induksi & reaktansi kumparan rotor merupakan fungsi frekwensi, maka harganya turut pula dipengaruhi oleh slip.
E 2 S 4,44 . f 2 . N 2 . m
E 2 S 4,44 . Sf 1. N 2 . m
E 2 S S.E 2
Dimana: E2 = tegangan induksi pada saat motor start (diam) E2S = tegangan induksi pada saat motor berputar
X 2 S 2 f 2 .L2
X 2 S 2 .Sf 1.L2
X 2 S S . X 2
Dimana: X2 = Reaktansi pada saat start (diam) X2S = reaktansi pada saat berputar
Latihan-1 Sebuah motor induksi 3 fasa 6 kutub di hubungkan ke sumber 50 Hz, memiliki induktansi di rotor sebesar 0,3mH dan jumlah lilitan rotor 250 lilit. fluks yang mengalir sebesar 0,7 weber, tentukanlah ggl yang dibangkitkan di rotor dan reaktansi rotornya, pada a.
Keadaan diam
b.
Pada saat motor berputar pada kecepatan ¼ kecepatan putar medan stator
c.
Pada saat motor berputar pada ¾ kecepatan medan putar stator.
Latihan-2 Suatu motor induksi tiga phasa 60 cps, dengan jumlah kutub 6 buah, 220 V. Kumparan stator dihubungkan secara delta dan kumparan rotor secara bintang. Bila jumlah belitan kumparan rotor setengah jumlah kumparan stator, putaran rotor sebesar 1110 rpm, hitunglah : Besarnya slip (S). Tegangan induksi saat rotor masih diam (block rotor voltage) Tegangan induksi pada rotor (ER ) per phasa Tegangan rotor diantara terminal-terminalnya Frekuensi rotor •
•
•
•
•
Arus Rotor Lilitan rotor dihubung singkat dan tidak mempunyai hubungan langsung dengan sumber, arusnya diinduksikan oleh fluks magnet bersama, melewati celah udara. Akibatnya statorlah yang bertanggung jawab kalau terjadi perubahan-perubahan pada rotor. Apabila tegangan sumber V1 di kenakan pada stator, pada stator akan timbul tegangan E1 yang diinduksikan oleh fluks-fluks yang juga akan menimbulkan tegangan E2 pada rotor, akibatnya pada rotor akan timbul arus rotor. Untuk memudahkan analisa maka di buatlah rangkaian ekivalen rotor seperti ditunjukan pada gambar : S X2
R 2
S E2
I 2
R2 / S
E2
I2
E 2 S ( R2 )
2
( X 2 S )
2
I 2
X2
I2
S . E 2 2
( R2 ) (S . X 2 )
I 2 2
E 2 ( R2 / S ) 2 ( X 2 ) 2
Karena :
1 S R2 R2 S S
R2
R2
Maka rangkaian rotor dapat digambar sbb:
X2
I2 R 2 (
1 S S
)
E2
Perhatikan bahwa:
3.( I 2 ) 2 .
R2 S
3. I 2 . R2 2
1 S 3. I 2 . R2 S 2
aya yang masuk ke RPI (Roto r Pow er Inp ut)/d rotor P2 = Pcu + Pmk aya yang hilang RCP (Roto r Coo per Lo ss)/d berupa panas (Pcu) RPD (Roto r Pow er Developed) / Daya
mekanik rotor (Pmk)
Latihan Suatu motor induksi 3 fasa 4 kutub dihubungkan ke sumber 50 Hz, berputar pada kecepatan 700 rpm.Pada keadaan diam diketahui GGL nya sebesar 200 Volt, dan reaktansinya 0,7 Ohm, serta resistansinya 50 Ohm, tentukanlah arus yang mengalir di rotor, kerugian daya tembaga, dan kerugian daya mekanik-nya?
P er b a n d i n g a n d a y a p a d a r o t o r
1 S S
Pmk 3. I 2 . R 2
Pcu 3. I 2 . R 2
P 2 : Pmk : Pcu 1 : (1 S ) : S
P 2 Pmk Pcu Dimana P2 : Daya Input Rotor E f i s i en s i p a d a r o t o r
Pmk P 2
(1 S )
Jika s l i p kecil maka Effisiensi Tinggi
Contoh soal • Motor induksi 3 fasa memiliki Pmk : 1200 Watt dan slip nya 0,2. hitunglah P2 dan Pcu, serta effisiensinya. Tentukan pula torsinya jika diketahui motor tsb berputar pada kecepatan 1200 rpm.
TORSI / KOPEL MOTOR INDUKSI
Torsi Motor Induksi adalah :
T
Pmk
r
Dimana, Pmk adalah Daya Mekanik dan ώr adalah kecepatan sudut rotor
r
s
r
s
(1 S )
2 .n s 60 2 .nr 60
(N-m)
Hubungan Antara Torsi dan Slip Torsi Maks
Torsi awal adalah torsi yg terjadi pada saat motor mulai berputar (rotor masih diam), sehingga kondisi ini diperoleh pada saat Slip = 1.
6R2
4R2
i s r o T
R2
1
0,8
0
0,2
Sedangkan torsi maksimum (Tmaks) diperoleh ketika: 0,5
0,4
0,4
0,6
0,2
0,8
sli p
0
S = R2 / X2
1
Kecepatan ns %
• Sebelum mencapai Tmax, harga T berbanding lurus dengan S. • Setelah mencapai Tmax, setiap penambahan beban motor (slip semakin besar) maka putaran akan pelan dan akhirnya berhenti • Semakain besar R2 (beban terpasang) semakin besar slip untuk mencapai Tmax. Latihan, tentukan Tmaks dan T awal, soal latihan pada slide 32
Rangkaian Ekivalen dan Daya pada Motor Induksi Rangkaian ekivalen motor induksi adalah sebagai berikut: SX2 X1
R1
AC
RC
R2
P1 = 3. V1. I1. CosQ
(Watt)
P2 = 3.(I2)2.(R2 / S)
(Watt)
Xm E1
R1
SE2
SX2
X1
R2
( Pmk ) 3. I 2 R2 2
AC
RC
(1 S ) S
Xm E1
SE2
( Pcu ) 3. I 2 . R2 2
R1
X2
X1
R2
R2 {(1-S)/S} AC
RC
(Watt )
Xm E1
E2
(Watt )
Rangkaian Ekivalen Motor Induksi dengan Stator Sebagai Acuan Semua komponen rotor di kali
a2 2
R1
a
2
a
X1
.X2
. R2 2
a AC
RC
. R2 {(1-S)/S}
Xm
Perhitungan Daya menjadi : P1 = 3. V1. I1. CosQ
(Watt)
P2 = 3.(I2`)2. a2(R2 / S)
(Watt)
( Pcu ) 3.( I 2 `) 2 .a 2 . R 2
(Watt )
(1 S ) ( Pmk ) 3.( I 2 `) .a R2 S 2
2
I 2 '
I2`
(Watt )
V 1
a 2 . R2 R1 j ( x1 a 2 . X 2 ) S
Contoh soal • Suatu motor induksi 1000Hp, 2200V, 25 hertz, 12 kutub, 3fasa hubungan bintang, mempunyai data sbb, R1=0,0102 Ohm, R2`=0,0992 Ohm, X1=0,313, dan X2`=0,313 Ohm, arus beban nol (Io)= 75,1 A dan cosQ=0,053, cosQ=0,053, Slip Slip 1,8%, tentukanlah: tentukanlah: P2, Pmk, Pcu, dan Torsi, serta efisiensi.
MENJALANKAN DAN MENGATUR MENGATUR PUTARAN MOTOR INDUKSI ( JENIS ROTOR LILIT DAN ROTOR SANGKAR TUPAI)
Seperti diketahui bahwa pada saat start motor listrik menarik arus jala-jala yang sangat besar. Oleh karena itu masalah ini menjadi persoalan . ketika kita akan memasang dan mengoperasikan motor tersebut. Dalam hal ini kita menghindari agar pada waktu start diperoleh torsi maksimum, tetapi arus yang ditarik pada saat itu relative kecil. Untuk itu ada beberapa metode dalam penggerakkan motor induksi . 1. Star Starti ting ng unt untuk uk mot motor or rot rotor or lili lilitt Untuk starting motor lilit ( motor sliping ) digunakan tahanan luar yang dapat diatur dihubungkan ke rotor melalui cincin slip ( slip ring ) dan sikatsikat. Motor rotor lilit mempuntai jumlah kutub yang sama pada lilitan rotor dan statornya. Seperti terlihat pada gambar 4.1. penambahan tahanan luar sampai harga tertentu dapat membuat kopel mula mencapai kopel maksimum disamping itu dengan mengubah tahanan luar kecepatan motor dapat diatur. R S T
STATOR
ROTOR
Slip Ring
Tahanan luar
Sebelum motor distart, semua tahanan dalam posisi maksimum, selama menjalankan hingga terjadi putaran yang dikehendaki tahanan sedikit demi sedikit dikurangi dan akhirnya pengaturan sampai pada posisi akhir ( tahanan pada posisi manimum. Pada posisi ini seolah – – olah rotor telah terhubung singkat tahanan-tahanan itu sendiri sekarang tidak mempunyai peranan lagi. Dan sekarang motor bekerja seperti motor rotor sangkar ( rotor hubung sangkat ). Motor rotor lilit sering disebut juga motor slip sing. 2. Starting Untuk Motor Rotor Sangkar Tupai Cara yang yang paling paling sederhana sederhana untuk untuk menjalankan menjalankan motor rotor sangkar sangkar tupai ini ialah dengan menghubungkan langdung dengan sumber menggunakan saklar tiga fasa. Akan tetapi cara ini hanya diizinkan pada motor – motor – motor motor sangkar tupai dengan dengan daya dibawah 3 HP. Motor – Motor – motor dengan daya lebih besar dari 3 HP, tidak boleh langsung dihubungkan dengan sumber. sumber. Untuk motor – motor – motor motor dengan daya 2 – 2 – 4 4 KW (3 – – 5½ HP) kita memakai saklar bintang (delta). Untuk itu kumparan stator mula-mula dihubungkan bintang dan sesudah itu dihubungkan delta, perhatikan gambar 4. 2.
Gambar 4. 2. Sistem Y-D pada Motor Sangkar Tupai
Z EL
Z
EL Z
Z
Z Z
Starting metode ini hanya dilakukan pada motor induksi tiga fasa yang memiliki hubungan delta pada kosdisi normalnya.
Misalkan kumparan fasa direncanakan untuk tegangan EL Kumparan stator dihubungkan delta dan diberi tegangan sumber sebesar EL. Kalau arus pada tiap fasa besarnya If, maka arus line: I 3I L
f
Kalo kumparan stator dihubungkan bintang dan tetap diberi tegangan sumber sebesar EL, maka tegangan tiap fasa menjadi : E L sehingga arus tiap fasa I f 3 diperoleh : karena, I L I f 3 maka:
I L
I f
, kesimpulannya, kalo kita bandingkan IL hubungan delta
3
dan IL hubungan bintang adalah 3:1
Contoh ; A. motor induksi rotor lilit dengan rotor terhubung bintang mempunyai impedansi pada keadaan diam 0,4 + j4 ohm / fasa dan impedansi rheostat(tahanan luar) 6+j2 ohm/fasa. Motor mempunyai tegangan induksi 80volt antara cincin slipnya pada keadaan diam. Hitunglah arus rotor : a) pada keadaan dengan rheostat masing-masing terpasang ? b) apabila dijalankan rheostat terhubung singkat dengan slip 3 % ?
B. motor tiga fasa dengan rotor sangkar tupai masing-masing lilitan fasanya mempunyai impedansi 40+j0,6 ohm, dihubungkan dengan sumber 380 volt, 50 HZ. Hitunglah arus line yang ditarik ketika motor dihubung bintang dan delta ? Jawaban:
Z 1
0,4 j 4 / fasa
Z 2
6 j 2 / fasa
dik:
Z TOTAL
Z 1 Z 2
Z TOTAL
0,4 J 4 6 J 2
Z TOTAL
6,4 J 6
Z TOTAL
8,7743,15
O
80 volt dihubung
V L
a.
I R
V p
Z total
V P
V L
I R
8,7743,15 80
3
b. I R
46,188
3
E 2 S
2. dik : 5,26 43,15 A
46 ,188 volt
f 50 HZ Z P 40 j 0,6 40,00040,86 O V L
380volt
a. dihubung S = 3% = 0,03
Z 2 S
V P
E 2 S S E 2
E 2 S 0,03 46,188 1,38volt
Z S
R
jX S (karena dipengaruhi dengan slip) Z 1 0,4 j 4
Z 1 4,0284,29 Z 2 S 0,4 j 4 xS
3
380 3
I p I L
I p I L 5,52 0,86 A
I p
V p Z P
V p Z P
b.dihubung
0,4 j 4(0,03) 0,4116,69 E 1,38 3,36 16 ,69 A I 2 2 S Z 2 S 0,4116 ,69
Z 2 S
V L
220 volt
I P
I P
220 40,00040,86
380 40,00040,86
O
O
5,52 0,86 A
9,5 0,86 A
I L 3 I P 3 9,5 16,45 A
Pengaturan Putaran Motor Induksi Motor induksi tiga fasa pada umumnya berputar pada kecepatan konstan, berputar dengan kecepatan konstan mendekati kecepatan sinkronnya. Meskipun demikian pada penggunaan tertentu dikehendaki juga adanya putaran. Pengaturan putaran motor induksi memerlukan biaya yang agak tinggi dibandingkan dengan pengaturan putaran pada motode dc berdasarkan rumus N s
120 f P
maka putaran motor induksi dapat diubah dengan paksa: pertama mengubah jumlah kutub dengan frekuensi sumber tetap, yang kedua mengubah frekuensi sumber dengan jumlah kutub tetap, yang ketiga mengatur tegangan jala-jala, dan yang keempat pengaturan menggunakan tahanan luar.
Pengaturan putaran dengan cara mengubah jumlah kutub
Metode ini dapat dilakukan dengan merencanakan kumparan stator sedemikian rupa sehingga dapat menerima tegangan sumber dengan sambungan fasa yang berbedabeda. Masing-masing sambungan fasa tersebut dapat diperoleh jumlah kutub yang berbeda-beda pula. Sehingga jumlah putaran motor berubah. Cara ini dapat dilakukan hanya pada motor-motor induksi dengan rotor sangkar (karena jumlah kutub pada rotor sangkar akan menyesuaikan jumlah kutub dari statornya). Biasanya diperolah dua macam perubahan jumlah putaran missal 1500RPM dan 3000RPM untuk lebih jelasnya perhatikan gambar sbb :
U
S
U
S
U
S
U
S
U1 X1 U2 X2
Gambar Pelaksanaan lilitan untuk mengubah jumlah kutub dengan mengubah sambungan phase
Untuk P = 8 disambung X1 dan U2 Untuk P = 4 disambung X1 dan X2
Pengaturan pu taran dengan meng ub ah frekuensi jala-jala.
Pengaturan putaran motor induksi dapat dilakukan dengan mengubah – ubah frekuensi jala. Hanya saja untuk menjaga keseimbangan fluks pengubahan tegangan harus dilakukan bersamaan dengan pengubahan frekuensi. Adapun alat yang dipergunakan adalah inverter. Prinsip kerjanya lihat gambar dibawah ini. R S T
AC
Inverter
Kontak Frekuensi
Kontak Tegangan Penyearah
R2
S2
T2
M 3 Fasa
AC
Pengubahan frekuensi arus bolak – balik dari inverter ditentukan oleh periode pulsa yang memacu penyearah (Thyristor) yang digunakan. Dengan mempercepat atau memperlambat periode pulsa yang memacu thyristor, frekuensi dan juga kecepatan motor dapat diatur. Pengaturan metode ini sangat efisien dan daerah pengaturan pun cukup lebar. Akan tetapi metode ini lebih rumit dan mahal. Dan pengaturannnya lebih halus dari 0 - max RPM.
pen gatu ran tegangan jala-jala
Karena besarnya kopel pada motor induksi berbanding lurus dengan pangkat dua tegangan yang diberikan, maka kecepatan motor induksi bisa diatur dengan merubah tegangan jala-jala. Penyalaan Thyristor dilakukan dengan perbedaan urutan sudut fasa 120 R S T
M 3 Fasa
S i s t e m P e n g a t u r a n Te g a n g a n M a s u k P a d a M o t o r 3 P h a s e M e n g g u n a k a n T h y r i s t o r
Klasifikasi Motor Listrik Berdasarkan Pasokan Input, Konstruksi, dan Mekanisme Operasi
Sumber : http://dunia-listrik.blogspot.com/
MOTOR AC - SINKRON
Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim
frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.
Prinsip Kerja Motor AC Sinkron Pada motor sinkron, suplai listrik bolak-balik (AC ) membangkitkan fluksi medan putar stator (Bs) dan suplai listrik searah (DC) membangkitkan medan rotor (B s). Rotor berputar karena terjadi interaksi tarik-menarik antara medan putar stator dan medan rotor. Namun dikarenakan tidak adanya torka-start pada rotor, maka motor sinkron membutuhkan prime-mover yang memutar rotor hingga kecepatan sinkron agar terjadi coupling antara medan putar stator (B s) dan medan rotor (B r ) Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor dc pada satu sumbu.Ketika motor mencapai kecepatan sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator. Motor dc saat ini berfungsi sebagai generator dc dan memberikan eksitasi medan dc kepada rotor. Beban sekarang boleh diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron seringkali dinyalakan dengan menggunakan belitan sangkar tupai ( s q u i r r e l - c a g e ) yang dipasang di hadapan kutub rotor. Motor kemudian dinyalakan seperti
halnya motor induksi hingga mencapai –95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah diberikan, dan motor mencapai sinkronisasi. Torque yang diperlukan untuk menarik motor hingga mencapai sinkronisasi disebut pull-in torque.
.
Seperti diketahui, rotor motor sinkron terkunci dengan medan putar dan harus terus beroperasi pada kecepatan sinkron untuk semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa beban (no-load ), garis tengah kutub medan putar dan kutub medan dc berada dalam satu garis (gambar
dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan, ada pergeseran kutub rotor ke belakang, relative terhadap kutub stator (gambar bagian b). Tidak ada perubahan kecepatan. Sudut antara kutub rotor dan stator disebut sudut torque
Kontruksi Motor AC sinkron
Motor sinkron adalah motor ac yang memiliki kecepatan konstan, namun kecepatan dapat diatur karena kecepatannya berbanding lurus dengan frekuensi. Motor sinkron secara khusus sangat baik digunakan untuk kecepatan rendah. Kelebihan dari motor sinkron ini antara lain, dapat dioperasikan pada faktor daya lagging maupun leading, tidak ada slip yang dapat mengakibatkan adanya rugi-rugi daya sehingga motor ini memiliki efisiensi tinggi. Sedangkan kelemahan dari motor sinkron adalah tidak mempunyai torka mula, sehingga untuk starting diperlukan cara-cara tertentu. Bila metode starting telah dapat dikembangkan kemudian hari, maka motor ini akan lebih unggul dibandingkan motor listrik yang lain.
Matematis Motor AC sinkron Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut:
Ns = 120 f / P di mana : N s
= kecepatan serempak, dalam rpm
F
= frekuensi daya AC
p
= jumlah kutup per lilitan phase
Matematis Motor AC sinkron Slip dari motor AC dihitung dengan :
Di mana : N r = Kecepatan putar, dalam rpm S = Slip normal, 0 sampai 1.
Sebagai contoh, sebuah motor dengan empat kutub beroperasi pada 60 Hz bisa memiliki plat nama 1725 RPM pada beban penuh, sedangkan bila dihitung kecepatannya 1800 RPM.
Penggunaan Motor AC sinkron Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor.
Overload Motor Protection
Sesuai dengan namanya proteksi motor ini menggunakan panas sebagai pembatas arus pada motor. Alat ini sangat banyak dipergunakan saat ini. Biasanya disebut TOR, Thermis atau overload relay. Cara kerja alat ini adalah dengan menkonversi arus yang mengalir menjadi panas untuk mempengaruhi bimetal. Nah , bimetal inilah yang menggerakkan tuas untuk menghentikan aliran listrik pada motor melalui suatu control motor starter (baca motor starter). Pembatasan dilakukan dengan mengatur besaran arus pada dial di
alat tersebut. Jadi alat tersebut memiliki range adjustment misal TOR dengan range 1 ~ 3,2 Amp disetting 2,5 Amp. Artinya, kita membatasi arus dengan TOR pada level 2,5 Amp saja.
Overload Motor Protection, yang dimaksud motor ini adalah electric motor yang oleh orang awam disebut dinamo. Dan disini dikhususkan yang terjadi pada motor AC 3 phase. Fungsi dari motor ini adalah sebagai penggerak atau untuk mengkonversi energi listrik menjadi mekanik/ gerak seperti lift, conveyor, blower, crusher dll. Dalam dunia industri saat ini peran yang dilakukan motor ini sangat vital. Untuk itu proteksi sangat diperlukan untuk menjaga kelancaran suatu proses.
Sistem proteksi motor ini sudah lama dikenal dan berkembang seiring kemajuan teknologi. Mulai dari penggunaan eutic relay, thermal, sampai elektronik. Secara umum sistem kerja alat tersebut dapat dibagi menjadi dua yaitu dengan thermal dan elektronik.THERMAL OVERLOAD
Pembangkitan torsi motor AC sinkron • Interaksi antara medan putar stator (B s) dan medan rotor (B r ) yang
membangkitkan torka seperti terlihat dalam persamaan berikut: T = Bsx Bs(sin δ) • δ disebut sudut beban karena besarnya tergantung pembebanan. Pada saat beban nol nilai δ=0. Jika dibebani, medan rotor tertinggal dari rotor sebesar δ, kemudian berputar sama lagi. Beban maksimum tercapai pada δ=90o. Jika beban dinaikkan terus melebihi batas itu, maka motor akan kehilangan sinkronisasi dan akhirnya akan berhenti.
Pembangkitan medan putar Motor AC sinkron Pada Motor sinkron 3 fasa, mengalir arus seimbang pada tiap fasa dengan beda sudut fasa 120 o ia = Im sin ωt ib = Im sin (ωt-120o) ic = Im sin (ωt-240o) Tiap arus fasa membangkitkan ggm F yang merupakan fungsi sudut ruang ө seperti ia à Fa.cos θ. Dengan Fa=Fm. sin ωt Maka ggm F tiap fasa yang dibangkitkan : Fa = Fm sin ωt.cos θ Fb = Fm sin (ωt-120o).cos (θ-120o) Fc = Fm sin (ωt-240o) .cos (θ-240o) Resultan ketiga ggm, Fr =Fa+ Fb +Fc
Dan jika kemudian disederhanakan dengan trigonometri akan diperoleh: F(θ,t) = 3/2 Fm.cos (θ-ωt)
persamaan
Yang berarti resultan-mmf adalah medan putar sebagai fungsi dari ruang dan waktu, seperti terlihat dalam gambar berikut :
Karakteristik Motor AC sinkron
Gambar diatas memperlihatkan bahwa Torka adalah fungsi sin δ, dengan δ adalah sudut daya. Pada motor sinkron nilai δ negatif dan nilainya positif pada generator sinkron. Torka maksimum dicapai pada δ= +/- 90o. Jika melebihi batas itu, maka motor atau generator akan kehilangan stabilitas dan sinkronisasi dan pada akhirnya akan berhenti.
Karakteristik Motor AC sinkron
Gambar Model Motor Sinkron (Model dan Diagram Fasor) Pengaruh Penguatan Medan •Untuk membangkitkan fuksi dibutuhkan daya reaktif yang bersifat induktif. •Pada motor sinkron, ggm dibangkitkan arus medan (DC) pada belitan rotor. Jika arus medan ini cukup, maka motor tidak membutuhkan suplai energi reaktif dari sisi stator yang bersumber dari jaringan listrik. Sehingga motor bekerja dengan faktor daya = 1. •Jika penguatan arus medan kurang, maka motor sinkron akan menarik daya reaktif yang bersifat induktif dari sisi stator. Sehingga motor bekerja dengan factor daya(pf) terbelakang (lagging). Artinya motor menjadi pembangkit daya reaktif yang bersifat induktif. •Kebalikannya jika kelebihan penguatan arus medan, maka motor sinkron akan menarik daya reaktif yang bersifat kapasitif dari sisi stator. Sehingga motor bekerja dengan factor daya (pf) mendahului (leading). Artinya motor menjadi pembangkit daya reaktif yang bersifat kapasitif.
Motor Sinkron sbg Kondensor Sinkron
Telah diterangkan sebelumnya bahwa apabila motor sinkron diberi penguatan berlebih, maka untuk mengkompensasi kelebihan fluks, dari jala-jala akan ditarik arus kapasitif. Karena itu motor sinkron (tanpa beban) yang diberi penguat berlebih akan berfungsi sebagai kapasitor dan mempunyai kemampuan untuk memperbaiki faktor daya. Motor sinkron demikian disebut kondensor sinkron.
Motor Sinkron Sebagai Koreksi Faktor Daya
•
Motor sinkron yang digunakan untuk meningkatkan faktor daya sistem disebut dengan synchronous condenser.
Sumber tiga fasa
Beban
S L P L jQ L
Motor Sinkron
S m P m jQm
Suplai DC
•
Keselurahan daya yang dibutuhkan adalah:
S t P L P m j Q L Qm S t P t jQt •
Faktor daya keseluruhan: P pf t S t S L
P m
m
jQ L
S m
jQm S t
L
t P L
P t
jQt
Contoh
Sebuah pabrik menggunakan daya 100 kVA dengan faktor daya 0,6 lagging pada kondisi kerja normal. Motor sinkron ditambahkan dalam sistem untuk memperbaiki keseluruhan faktor daya. Daya yang dibutuhkan motor sinkron adalah 10 kW.
a. Tentukan faktor daya keseluruhan bila motor sinkron bekerja dengan faktor daya 0,5 leading. b. Berapa faktor daya motor sinkron bila diinginkan peningkatan faktor daya keseluruhan menjadi 0,9 lagging. Jawab.
a. Kondisi beban:
L cos1 0,6 53,130 (lag ) S L 10053,130 60 j80 kVA
Contoh
Kondisi motor sinkron: cos 1 0,5 60 0 (lead ) m S m
10 0,5
20 kVA
S m 20 60 0 10 j17 ,32 kVA
Daya keseluruhan adalah:
S t 60 10 j 80 17,32 kVA S t 70 j 62,68 S t 93,9641,840 kVA Faktor daya adalah:
pf cos 41,84 0,74 (lagging )
Contoh
b. Untuk faktor daya 0,9 lagging, θt = 25,840 (lag). Daya nyata total (Pt) tetap 70 kW, dan daya kVA adalah 70/0,9 = 77,778 kVA. Maka:
S t 77 ,778 25 ,84 0 70 j 33,9 kVA Daya pada motor sinkron sekarang menjadi: (S total-S load) S m 70 j33,9 60 j80 S m 10 j 46,1 S m 47,172 77,760 kVA
faktor daya motor sinkron:
pf cos 77,76 0,21 (leading )
Latihan 1
•
Konsumsi suatu pabrik adalah 2000 kVA dengan faktor daya 0,45 lagging. Sebuah motor sinkron ditambahkan dalam sistem untuk meningkatkan faktor daya menjadi 0,8 lagging. Jika daya motor sinkron adalah 100 kW, tentukan faktor daya dan rating kVA motor sinkron.
Latihan 2
•
Suatu pabrik memiliki beban keseluruhan sebesar 360 kW dengan faktor daya 0,6 lagging, termasuk sebuah motor induksi dengan daya 50 hp pada efisiensi 80% dan faktor daya 0,866 lagging. Bila motor induksi tersebut diganti dengan sebuah motor sinkron dengan daya dan efisiensi yang sama, faktor daya keseluruhan sistem menjadi 0,8 lagging. Tentukan rating kVA dan faktor daya motor sinkron tersebut.
GENERATOR SINKRON • Hampir semua energi listrik dibangkitkan dengan menggunakan mesin sinkron. Generator sinkron (sering disebut alternator) adalah mesin sinkron yangdigunakan untuk mengubah daya mekanik menjadi daya listrik. Generator sinkron dapat berupa generator sinkron tiga fasa atau generator sinkron AC satu fasatergantung dari kebutuhan.
Konstruksi Generator Sinkron • Pada generator sinkron, arus DC diterapkan pada lilitan rotor untuk menghasilkan medan magnet rotor. Rotor generator diputar oleh prime mover menghasilkan medan magnet berputar pada mesin. Medan magnet putar ini menginduksi tegangan tiga fasa pada kumparan stator generator. Rotor pada generator sinkron pada dasarnya adalah sebuah elektromagnet yang besar. Kutub medan magnet rotor dapat berupa salient (kutub sepatu) dan dan non salient (rotor silinder). Gambaran bentuk kutup sepatu generator sinkron diperlihatkan pada gambar di bawah ini.
Gambar Rotor salient (kutub sepatu) pada generator sinkron
Pada kutub salient, kutub magnet menonjol keluar dari permukaan rotor sedangkan pada kutub non salient, konstruksi kutub magnet rata dengan permukaan rotor. Rotor silinder umumnya digunakan untuk rotor dua kutub dan empat kutub, sedangkan rotor kutub sepatu digunakan untuk rotor dengan empat atau lebih kutub. Pemilihan konstruksi rotor tergantung dari kecepatan putar prime mover, frekuensi dan rating daya generator. Generator dengan kecepatan 1500 rpm ke atas pada frekuensi 50 Hz dan rating daya sekitar 10MVA menggunakan rotor silinder. Sementara untuk daya dibawah 10 MVA dan kecepatan rendah maka digunakan rotor kutub sepatu. Gambaran bentuk kutup silinder generator sinkron diperlihatkan pada gambar di
Penampang rotor pada generator sinkron
Rotor Non-salient (rotor silinder)
Prinsip kerja generator sinkron •
Jika sebuah kumparan diputar pada kecepatan konstan pada medan magnet homogen, maka akan terinduksi tegangan sinusoidal pada kumparan tersebut. Medan magnet bisa dihasilkan oleh kumparan yang dialiri arus DC atau oleh magnet tetap. Pada mesin tipe ini medan magnet diletakkan pada stator (disebut generator kutub eksternal / external pole generator) yang mana energi listrik dibangkitkan pada kumparan rotor. Hal ini dapat menimbulkan kerusakan pada slip ring dan karbon sikat, sehingga menimbulkan permasalahan pada pembangkitan daya tinggi. Untuk mengatasi permasalahan ini, digunakan tipe generator dengan kutub internal (internal pole generator), yang mana medan magnet dibangkitkan oleh kutub rotor dan tegangan AC dibangkitkan pada rangkaian stator. Tegangan yang dihasilkan akan sinusoidal jika rapat fluks magnet pada celah udara terdistribusi sinusoidal dan rotor diputar pada kecepatan konstan. Tegangan AC tiga fasa dibangkitan pada mesin sinkron kutub internal pada tiga kumparan stator yang diset sedemikian rupa sehingga membentuk beda fasa dengan sudut 120°. Bentuk gambaran sederhana hubungan kumparan 3-fasa dengan tegangan yang dibangkitkan diperlilhatkan pada gambar di bawah ini.
Gambaran sederhana kumparan 3-fasa dan tegangan yang dibangkitkan
Pada rotor kutub sepatu, fluks terdistribusi sinusoidal didapatkan dengan mendesain bentuk sepatu kutub. Sedangkan pada rotor silinder, kumparan rotor disusun secara khusus untuk mendapatkan fluks terdistribusi secara sinusoidal. Untuk tipe generator dengan kutub internal (internal pole generator), suplai DC yang dihubungkan ke kumparan rotor melalui slip ring dan sikat untuk menghasilkan medan magnet merupakan eksitasi daya rendah. Jika rotor menggunakan magnet permanen, maka tidak slip ring dan sikat karbon tidak begitu diperlukan
Kecepatan putar Generator Sinkron •
Frekuensi elektris yang dihasilkan generator sinkron adalah sinkron dengan kecepatan putar generator. Rotor generator sinkron terdiri atas rangkaian elektromagnet dengan suplai arus DC. Medan magnet rotor bergerak pada arah putaran rotor. Hubungan antara kecepatan putar medan magnet pada mesin dengan frekuensi elektrik pada stator adalah :
f e
n r . p 120
Oleh karena rotor berputar pada kecepatan yang sama dengan medan magnet, persamaan diatas juga menunjukkan hubungan antara kecepatan putar rotor dengan frekuensi listrik yang dihasilkan. Agar daya listrik dibangkitkan tetap pada frekuensi 50Hz atau 60 Hz, maka generator harus berputar pada kecepatan tetapdengan jumlah kutub mesin yang telah ditentukan. Sebagai contoh untuk membangkitkan 60 Hz pada mesin dua kutub, rotor arus berputar dengan kecepatan 3600 rpm. Untuk membangkitkan daya 50 Hz pada mesin empat kutub, rotor harus berputar pada 1500 rpm.
Alternator tanpa beban •
Dengan memutar alternator pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (IF), maka tegangan (Ea ) akan terinduksi pada kumparan jangkar stator. Bentuk hubungannya diperlihatkan pada persamaan berikut. Ea = c.n. yang mana: c
= konstanta mesin
n
= putaran sinkron = fluks yang dihasilkan oleh IF
•
Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, karenanya tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (IF). Apabila arus medan (IF) diubah-ubah harganya, akan diperoleh harga Ea seperti yang terlihat pada kurva sebagai berikut.
Gambar Karakteristik tanpa beban generator sinkron
Alternator berbeban Dalam keadaan berbeban arus jangkar akan mengalir dan mengakibatkan terjadinya reaksi jangkar. Reaksi jangkar besifat reaktif karena itu dinyatakan sebagai reaktansi, dan disebut reaktansi magnetisasi (Xm ). Reaktansi pemagnet (Xm ) ini bersama-sama dengan reaktansi fluks bocor (Xa ) dikenal sebagai reaktansi sinkron (Xs) . Persamaan tegangan pada generator adalah: Ea
= V + I.Ra + j I.Xs
Xs
= Xm + Xa
yang mana: Ea
= tegangan induksi pada jangkar
V
= tegangan terminal output
Ra
= resistansi jangkar
Xs
= reaktansi sinkron
Karakteristik pembebanan dan diagram vektor dari alternator berbeban induktif (faktor kerja terbelakang) dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar Karakteristik alternator berbeban induktif
Rangkaian ekivalen gen.sinkron •
Tegangan induksi Ea dibangkitkan pada fasa generator sinkron. Tegangan ini biasanya tidak sama dengan tegangan yang muncul pada terminal generator. Tegangan induksi sama dengan tegangan output terminal hanya ketika tidak ada arus jangkar yang mengalir pada mesin. Beberapa faktor yang menyebabkan perbedaan antara tegangan induksi dengan tegangan terminal adalah: 1. Distorsi medan magnet pada celah udara oleh mengalirnya arus pada stator, disebut reaksi jangkar. 2. Induktansi sendiri kumparan jangkar. 3. Resistansi kumparan jangkar. 4.Efek permukaan rotor kutub sepatu. Rangkaian ekuivalen generator sinkron perfasa ditunjukkan pada gambar di bawah in
Gambar Rangkaian ekuivalen generator sinkron
Kerja paralel generator sinkron • Untuk melayani beban yang berkembang, maka diperlukan tambahan sumber daya listrik. Agar sumber daya listrik yang yang baru (alternator baru) bisa digunakan bersama, maka dilakukan penggabungan alternator dengan cara mempararelkan dua atau lebih alternator pada sistem tenaga dengan maksud memperbesar kapasitas daya yang dibangkitkan pada sistem. Selain untuk tujuan di atas, kerja pararel juga sering dibutuhkan untuk menjaga kontinuitas pelayanan apabila ada mesin (alternator) yang harus dihentikan, misalnya untuk istirahat atau reparasi, maka alternator lain masih bisa bekerja untuk mensuplai beban yang lain. Untuk maksud mempararelkan ini, ada beberapa pesyaratan yang harus dipenuhi, yaitu:
• Harga sesaat ggl kedua alternator harus sama dalam kebesarannya, dan bertentangan dalam arah, atau harga sesaat ggl alternator harus sama dalam kebesarannya dan bertentangan dalam arah dengan harga efektif tegangan jalajala. • Frekuensi kedua alternator atau frekuensi alternator dengan jala harus sama • Fasa kedua alternator harus sama • Urutan fasa kedua alternator harus sama
• Bila sebuah generator ’G’ akan diparaelkan dengan jala-jala, maka mula-mula G diputar oleh penggerak mula mendekati putaran sinkronnya, lalu penguatan IF diatur hingga tegangan terminal generator tersebut sama denga jala jala. Untuk mendekati frekuensi dan urutan fasa kedua tegangan (generator dan jala-jala) digunakan alat pendeteksi yang dapat berupa lampu sinkronoskop hubungan terang. Benar tidaknya hubungan pararel tadi, dapat dilihat dari lampu tersebut. Bentuk hubungan operasi paralel generator sinkron dengan lampu sinkronoskop diperlihatkan pada gambar di bawah ini.
Jika rangakaian untuk pararel itu benar (urutan fasa sama) maka lampu L1, L2 dan L3 akan hidup-mati dengan frekuensi fL - fG cycle. Sehingga apabila ke tiga lampu sedang tidak bekedip berarti fL = fG atau frekuensi tegangan generator dan jala-jala sudah sama. Untuk mengetahui bahwa fasa kedua tegangan (generator dan jala-jala) sama dapat dilihat dari lampu L1, L2, dan L3. Frekuensi tegangan generator diatur oleh penggerak mula, sedang besar tegangan diatur oleh penguatan medan. Jika rangkaian untuk mempararelkan itu salah (urutan fasa tidak sama) maka lampu L1, L2 dan L3 akan hidup-mati bergantian dengan frekuensi (fL + fG ) cycle. Dalam hal ini dua buah fasa (sebarang) pada terminal generator harus kita pertukarkan.
• Jika urutan fasa kedua sistem tegangan sama, maka lampu L1, L2, dan L3 akan hidup-mati bergantian dengan frekuensi fL - fG cycle. Saat mempararelkan adalah pada keadaan L1 mati sedangkan L2 dan L3 menyala sama terang, dan keadaan ini berlangsung agak lama (yang berarti fL dan fG sudah sangat dekat atau benar-benar sama). Dalam keadaan ini, posisi semua fasa sistem tegangan jala-jala berimpit dengan semua fasa sistem tegangan generator.
I semu = I aktif + I reaktif
I semu =Is
Is – I aktif
I reaktif sebelumnya
Is = I aktif + I reaktif
I semu
V aktif
V reaktif
