Sp Motor Induksi-stt
-
Upload
anafi-dwi-dexa -
Category
Documents
-
view
237 -
download
0
Transcript of Sp Motor Induksi-stt
1
MOTOR INDUKSI
SRI WIDJOJO SAROSO
1
PRINSIP DASAR
Konversi tenaga listrik menjadi tenaga mekanis selalu terjadi d b i bpada bagian yang berputar.
Pada motor DC, tenaga listrik sampai ke bagian yang berputar melalui penghantar (sikat, komutator), tetapi pada motor AC, tenaga listrik sampai ke bagian yang berputar melalui induksi. Karena itu motor AC dinamakan juga motor induksi dan diperlakukan sebagai trafo yang berputar (Prinsip kerjanya samadiperlakukan sebagai trafo yang berputar. (Prinsip kerjanya sama dengan trafo, ada belitan primer dan ada belitan sekunder serta ada tegangan yang di induksikan ke belitan sekunder).Rotor terdiri dari belitan 3 fasa yang dhubung singkat.
2
2
Keuntungan:• Sederhana dan sangat kokoh• Murah dan dapat diandalkan
PRINSIP DASAR
• Murah dan dapat diandalkan• Effisiensi tinggi• Power faktor bagus• Pemeliharaan minimal• Cara start mudah
Kerugian• Kecepatan bisa diatur, tetapi mengorbankan effisiensi• Kecepatan turun dengan naiknya beban• Torsi start lebih rendah dari motor shunt.
3
KonstruksiJenis Rotor: - Rotor sangkar bajing
- Rotor belitan fasa atau rotor slip ring
Rotor Sangkar Bajing:Terdiri dari inti silinder yang berlaminasi dan diberi alur untuk tempatbatang konduktor. Tiap alur berisi 1 batang (tidak ada belitan).Kedua ujung batang di satukan masing-masing dengan ring, sehinggabentuknya mirip sangkar, karena itu dinamakan sangkar bajing.Karena masing-masing bar tersambung mati dengan ring-ujung, makatidak bisa disisipkan tahanan eksternal seri untuk start.⊥
4
3
Konstruksi
Batang konduktor tidak ring-ujung, tetapi dibuat miring d b k d 900 k d
⊥dengan membentuk sudut < 900 maksudnya agar:- Suara rotor lebih halus, mengurangi dengungan magnit.- Mengurangi kecenderungan rotor terkunci akibat gigi rotor
tepat dibawah gigi stator karena tarikan magnet- Tahanan rotor bisa lebih besar
5
Konstruksi Rotor Sangkar Bajing
6
4
Rotor belitan fasa.Konstruksi
Rotor mempunyai belitan 3 fasa.Jumlah kutub di rotor = jumlah kutub di stator.Belitan 3 fasa ini terhubung bintang dan ujunglain dihubungkan keluar melalui slip ring. Tahanan dapat ditambahkan untukkeperluan start atau merubah kecepatan.Pada kondisi normal slip ring terhubungsingkat, sehingga belitan rotor terhubungsingkat dan menyerupai sangkar bajing
7
Konstruksi Rotor Belitan
8
5
Konstruksi Rotor Belitan
9
PRINSIP KERJA• Sumber 3 fasa di hubungkan ke stator.• Medan magnit berputar di stator dengan kecepatan Ns = • Medan putar ini melewati sela udara dan memotong konduktor di rotor.• Akibatnya ggl di induksikan pada rotor, karena rangkaian rotor tertutup
Pf120
dan ada tegangan, arus mengalir.• Ada gaya mekanis timbul pada konduktor rotor (Hk. Lenz).
Jumlah gaya mekanis pada konduktor-konduktor ini menyebabkan torsi yang mendorong rotor berputar mengikuti medan putar stator.
• Hk. Lenz: arah arus rotor cenderung melawan penyebabnya. Penyebab arus rotor adalah kecepatan relatif antara medan putar dankonduktor rotor. Karena itu rotor berusaha “mengejar” dengan berputarg j g psearah dengan medan stator.
10
6
SLIP• Rotor tidak pernah bisa “mengejar” kecepatan medan stator,
sehingga konduktor rotor selalu dipotong medan putar stator. • Karena itu selalu ada slip dan torsi yang dibangkitkan pada rotor.
• Besarnya slip s =
• Frekwensi rotor = fr = = = s x f
• Perubahan besarnya slip dari tanpa beban ke beban penuh hanya sebesar 0,1% s/d 3%.
s
s
NNN −
( )120
PNNs −
120 PNs sx x
,• Jika rotor ditahan, s = 1 dan N = 0.
Frekwensi stator = frekwensi rotor atau f = frGgl yang diinduksikan ke rotor = maks
• Tahanan rotor tidak tergantung pada fr maupun s• Ggl, f dan X rotor tergantung pada s 11
Batas tertinggi kecepatan rotor.
Jika kecepatan rotor menjadi konduktor di rotor menjadi relatifkecepatan sinkron stationer terhadap medan magnet
KONSEP DASAR
kecepatan sinkron stationer terhadap medan magnet
tak ada arus rotor tak ada teg. di ind
tak ada medan magnet rotor torsi di ind = 0
Rotor jadi melambat karena gesekan
Kesimpulan : motor induksi dapat mendekati kecepatan sinkron, tetapi tidak pernah mencapai kecepatansinkron.Soal 1,2 dan 3
12
7
Sirkit EkivalenPada keadaan diam, motor induksi serupa dengan trafo. Frekuensiprimer dan sekunderpun sama, tetapi setelah mulai berputar, frekuensirotor akan turun menjadi sfModel Transformator dari suatu Motor InduksiSirkit ekivalen motor induksi per-fasa, pada keadaan diam (start), adalah seperti berikut: r1 = tahanan stator per fasa ggl = tegangan yangx1 = reaktansi stator per fasa diinduksikanrm= tahanan rugi besi ekivalenx = reaktansi magnetisasixm reaktansi magnetisasir2= tahanan rotor per fasax2 = reaktansi rotor per fasaV = suply tegangan statorE1 = ggl stator I1 = arus statorE2 = ggl rotor I2 = arus rotor 13
Sirkit EkivalenPada keadaan berputar, frekuensi rotor sf, karena itu tegangan yang diinduksikan di rotor menjadi sE2, dan reaktansi rotorpun menjadi sx2. Akibatnya arus rotor menjadi:
22
2
222
222
2
2
22
rE
xsrsE
ZsEI =
+==
Dari pers diatas, jika tegangan yang di induksikan sE2, maka sirkit rotor terdiri dari r2 dan sx2, tetapi arus rotor tidak berubah, karena itu keduagbr berikut sama.
222
2222 xs
+
14
8
Sirkit EkivalenSeperti halnya pada trafo, semua parameter di rotor dapat dilihat daristator, sehingga jika N1/N2 = a, maka sirkit ekivalen dapat digbrkan lagisbb:
a2r2/s = tahanan rotora r2/s tahanan rotor dilihat dari stator
a2x2 = reaktansi rotor dilihat dari stator
aE2 = tegangan yang diinduksikan di rotordilihat dari stator
Tetapi karena aE2 = E1, maka gbr diatas dapatdigambarkan lagi sbb:
15
Sirkit EkivalenUmumnya a2r2 ditulis dengan r2’ dan a2x2 ditulis dengan x’2. r2’ adalah tahanan rotor efektif aktual yang dilihat dari stator danr2’/s = adalah tahanan rotor yang nyata dilihat dari stator dan nilainya
naik jika rotor berputar sehingga slipnya turunnaik jika rotor berputar, sehingga slipnya turun. Selisih kedua tahanan ini disebut tahanan extra:
r'2/s – r’2 = r’2(1/s – 1) = r’2(1 – s)/syang menggambarkan tahanan beban fiktif yang berubah dengan berubahnya beban dan slip dilihat dari stator
D d tDengan adanya arus rotordapat menghasilkan daya pada rotor, yang selanjutnyamenimbulkan output mekanisdan rugi mekanis
16
9
Diagram VektorGambar vektor dari sirkit ekivalen motor sinkron dibawah ini adalah sbb:Gunakan I2 sebagai acuan.I2r2/s akan sefasa dengan I2 danI2x2 I2⊥2 2 2
E2 = I2r2/s + I2x2
Ixm mendahului E2 dengan 90o
Ggl stator E1 mendahului E2 dg 180o
Irm akan sefasa dg E1
Iφ = Ixm + Irm
I adalah komponen arus
⊥
Iφ adalah komponen arustanpa beban
I’2 komponen arus bebanstator
I1 = Iφ +I’2 arus yang V = teg. yang disuply ke statordisuply ke stator = E1 + I1r1 + I1x1
17
Penyederhanaan Sirkit EkivalenJika sirkit magnetik digeser ke ujung kirim, maka sirkit akan lebih sederhana karena tegangan jatuh di r1 dan x1 akibat Iφ jadi hilang.Perhitungan penyelesaian soal menjadi lebih mudah, begitu pula dengan diagram vektornya.g g y
Soal 4 18
10
TORSIDengan adanya tahanan r’2(1 – s)/s dan arus, maka timbul daya output 3 fasa dalam rotor:
ss)(r'I' −13 22
2
Karena output tsb sama dengan 2πTN dan N = Ns(1 – s), maka2πTNs(1 – s) =
Sehingga besarnya torsi yang dibangkitkan menjadi:Nm
Mengacu ke gambar slide no. 18, maka pers. torsi diatas dapat ditulis:
ss)(r'I' −13 22
2
ss sωr'I'
πNsr'I'T 2
222
22 3
23
==
g g , p p
Nmss
r
xxs
rr
VTω
2
221
22
1
2 '.)'('
3
++⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
=
19
TORSISeperti pada semua motor, berlaku rumus umum:
T = = N-mπ N
P260
NP,559
Dengan :N = kecepatan dalam rpmT = torsi dalam N-mP = daya dalam Watt
T = torsi output kotor didapat dr daya mek yang dibangkitkan P
π N2 N
Tgros = torsi output kotor, didapat dr daya mek yang dibangkitkan Pmek.Tgros = N-mTporos = torsi output bersih, didapat dr daya output Pout
Tporos = N-m
NP, mek559
NP, out559
20
11
TORSI MAKSTorsi maks terjadi jika :
221
21
2
)'('
xxrrs
++=
Besarnya torsi maks:
Jika menggunakan gbr yang telah disederhanakan, maka r’2/s + jx2 jauh lebih besar dari pada r1 + jx1, karena s pada kondisi berputar sangat kecil, karena itu dapat diabaikan.
( )221
211
2
)'(1.
23
xxrrVT
smaks
+++=
ω
, pBesarnya arus rotor menjadi:
22
22
2
)'(''
xs
r
VI
+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
=
21
TORSI MAKSDan besarnya Torsi menjadi:
ss sx
sr
rVsrIT
ωω
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
==222
22
22
222
'''3''3
Untuk mendapatkan torsi maks, pers. diatas diturunkan tehadap s dan disamakan 0.
diperoleh:
Atau kondisi maks terjadi jika: Sehingga besarnya torsi maks menjadi:
0=dsdT
0'''2 222
22
2
22 =−− x
sr
sr
2
2
''
xrs =
s ⎠⎝
sss
maks xV
xxV
xxr
rxr
rVT
ωωω
.'23
.'2'3
''/'
''/'
'3
2
2
22
22
222
222
22
22
22
==
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
22
12
TORSI MAKSDari pers. kelihatan bahwa Torsi tidak tergantung pada tahanan rotor.Jika r’2 >> x’2, maka gbr pada slide 20, dapat disederhanakan lagi:
Sehingga22
2 '/''
rVs
srVI ==
dan diperoleh besarnya torsi maks:
sssmaks r
sVsr
rsV
srIT
ωωω .'3'.
'3''3
2
22
22
222
22 ===
23
TORSI STARTUntuk menghitung torsi start, cara termudah adalah menggunakan gbr yang disederhanakan.Telah diketahui pada slide 20, bahwa:
Pada saat start s = 1, sehingga:
22
22
22
222
22
222
2 '''.3'.
''3''3
xrrVr
xrVrIT
sssstart +
=+
==ωωω
22
22
2
)'(''
xs
r
VI
+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
=
⎤⎡Agar torsi start maks:
r’2 =x’2
Sehingga torsi start maks: Soal 5 s/d 9
0'2
=dr
dTstart
( ) 0''
''2''.322
222
2222
22
2
=⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
+
−+
xrrrxrV
sω
2
2
22
22
'23
'2'.3
xV
xxVT
ssmaksstart ωω
==−24
13
Aliran DayaFAKTOR DAYASela udara antara stator-rotor, menaikkan reluktansi magnet, karena itu perlu arus magnetisasi yang besar untuk menghasilkan fluks.- Pada keadaan tanpa beban (NL), Im besar dan I2 kecil.p ( ), m 2
Karena itu arus tanpa beban Iφ ketinggalan dari tegangan dengan sudut φ yang besar sehingga besarnya pf kira-kira 0,1.
- Pada keadaan beban penuh (FL), I2 naik, sedangkan Im tidak berubah (tidak dipengaruhi beban), akibatnya sudut φ mengecil dan pf besar.
Rugi-rugi Tetap.- Rugi besi stator.- Rugi besi rotor (dapat diabaikan karena fr kondisi berputar kecil)- Rugi mekanis.Rugi variabel.- Rugi tembaga stator- Rugi tembaga rotor
25
Aliran DayaInput daya dayadaya aktif mekanis outputaktif ke rotor
rugi rugi rugi rugi tembaga besi tembaga mekanis stator stator rotor gesekan
Pin = input stator = output stator + rugi-rugi statorin p p g gPr = input rotor = output statorPmek = daya mekanis = Pr – rugi tembaga rotor atau Pmek = Pr – Pcu-rotor = Pr – sPr = (1 – s)Pr Pcu-rotor = (I’2)2r’2Pout = daya poros = Pmek – rugi gesekan dan angin
26
14
Aliran DayaOutput kotor rotor = Pmek.=
Jika rugi tembaga rotor = 0, input rotor = output rotor dan rotor akanberputar pada kecep sinkron N
602 kotorπ NT
berputar pada kecep sinkron Ns.Input rotor =
Rugi tembaga rotor = Input rotor – Output rotor = (Ns – N)
R i t b t i t t
602 kotorsTπ N
602 kotorπ T
=orinput rot
aga rotorrugi tembs
NNN
s
s =−
Rugi tembaga rotor = s x input rotorOutput rotor kotor = Pmek = input rotor – rugi tembaga rotor
Pmek = input rotor – s x input rotor = input rotor(1– s)
27sNNs
rinput rotoor kotorOutput rot
=−=1 ss
or kotor Output rotga rotorRugi temba
−=
1
Aliran DayaJelas bahwa jika Pr = input rotor, maka:
rugi tembaga rotor = sPr dan output rotor kotor = Pm , daya mekanis yang dibangkitkan
(1 )P= (1 – s)Pr.
OUTPUT MAKSIMUMOutput maks terjadi jika impedansi input = impedansi output
Impedansi output sr )1('2 −=
Impedansi input
28
s
( ) ( )221
221 '' xxrr +++=
15
Karakteristik Torsi - SlipKurva I, II dan III mempunyai nilai r2 dan s yang berbeda, tetapi nilai Tmaks tetap sama untuk ketiga kurva tsb. Besarnya nilai slip pada torsi maks tsb:- Pada gbr nilai r2I > r2II > r2III
2
2
''
xrs =
g 2I 2II 2III
- Karena r2III paling kecil maka nilai s pada kurva III untuk Tmaks
paling kecil- Tahanan r2 yang menghasilkan
torsi maks pada saat start adalah terbesarterbesar Jadi dengan menaikkan tahanan rotor torsi start dapat dinaikkan. Ini merupakan kelebihan motor induksi rotor belitan dibanding rotor sangkar bajing.
Jika torsi motor (T) = torsi beban (TL), didapat keseimbangan kecepatan.Soal 10 s/d 12 29
Pengujian Motor InduksiMemisahkan Rugi Besi dari Rugi MekanisStator dihubungkan ke frekuensi dan tegangan pengenal pada keadaantanpa beban.Ti ik A d l h i d dTitik A adalah input daya dan teg. pengenal tanpa beban. Daya inputtanpa beban ini = rugi tanpa beban.Rugi tanpa beban ini terdiri darirugi mekanis dan rugi besi.Kemudian teg. diturunkan bertahapsehingga teg. tidak cukup besar untukmenghasilkan torsi yang dapat memu-tar motor. Sebut titik tsb B, artinya pada titik B ini motor jadi macetdan tidak berputar. Jika garis lengkung A-B ini diteruskan akandiperoleh titik C. Pada titik C ini, teg.=0, karena itu rugi besi juga = 0, sehingga OC adalah rugi putaran atau rugi mekanis.
30
16
Pengujian Tanpa bebanPengujian tanpa beban dilakukan sesuai gbr berikut:Pada keadaan tanpa beban s sangat kecilkarena itu r2/s sangat besar, sehi k d l h t b khingga sekunder seolah terbukadan gbr sirkitnya sbb:Jika Wo = W1 + W2, makaWo = 3Io
2 + rugi besi + rugi mekanisKarena rugi mekanis tadi sudah dihitungdan r1 dapat dihitung dengan suply dc padabelitan stator, maka rugi besi dapat dicari.Jika WP = rugi besi, maka besarnya rugibesi/fasa = WP/3.
31
Pengujian Tanpa bebanKarena itu besarnya pf tanpa beban:Besarnya arus magnetisasi: Im = I0sinθ0 , dengan I0 adalah bacaanammeter yang merupakan arus tanpa beban.I I θ d I i k hi i d dd d
000 3
cosIV
WP=θ
Irm = I0cosθ0, dengan Irm rugi karena histeris dan eddy current padakeadaan tanpa beban.Dengan Vo hasil bacaan tegangan tanpa beban, dapat diperolehbesarnya rm dan xm sbb:
00
θIV
IVrm ==
00 cosθII rm
00
00
sinθIV
IVx
mmm ==
32
17
Pengujian Rotor diblokRotor diblok atau ditahan sehingga tidak berputar, sedangkan tegangan yang masuk ke stator dinaikkan bertahap pada frekuensi pengenal, sehingga dicapai arus pengenal.Karena rotor diam s = 1 artinya parameter rotor praktis hanya r’ danKarena rotor diam, s = 1, artinya parameter rotor praktis hanya r 2 dan x’2 atau sirkitnya terhubung singkat seperti gbr berikut. Karena itu pengujian rotor diblok = pengujianhubung singkat.Rugi besi sangat tergantung padategangan, karena tegangannyarendah maka rugi besi diabaikanrendah, maka rugi besi diabaikanJika Ihs diperoleh dari hasil bacaammeter dan Whs jumlah hasilbaca W1 dan W2, maka :
Soal 13, 14( ) ( )2
212
21 '' xxrrIV hshs +++= ( )212 '
3rrIW
hshs += 33
Diagram LingkaranDiagram lingkaran dibuat dari pengujian tanpa beban dan pengujian hubung singkat atau rotor di blok.Sumbu tegak adalah tegangan sumberOW : I dengan sudut θOW : I0 dengan sudut θ0
besarnya arusdiperoleh dari uji tanpa beban
OV : Ihs dengan sudut θhs, skala arus sama dengan I0
besarnya arus diperoleh dari uji rotor diblokHubungkan W dengan VTarik WJ paralel dengan sumbu datar. Tarik garis bagi tegak lurus WVdan memotong WJ di CBuat ½ lingkaran dengan C sebagai pusat dan CW sebagai jari-jari
34
18
Diagram LingkaranOT : arus beban penuh pengenal dengan sudut θL
Dari T tarik garis ke sumbu X diperoleh titik P, dan dari V dapat MTarik garis TJ dan VJLih t ∆ WTQ d ∆ WTJ TWQ TWJ
⊥
∠ ∠Lihat ∆ WTQ dan ∆ WTJ: TWQ = TWJTQW = WTJ = 90o
karena itu: QTW = TJWjadi ∆ WTQ dan ∆ WTJ serupa, sehingga
atau WT2 = WQ x WJ
∠ ∠∠ ∠∠ ∠
WTWQ
WJWT
=
∠ ∠Lihat ∆ WVN dan ∆ VWJ: VWN = VWJjadi ∆ WVN dan ∆ WJV serupa, sehingga
atau WV2 = WJ x WN
∠ ∠
WVWN
WJWV
=
35
Diagram LingkaranSehingga
WT adalah arus beban penuh, yakni I’2 dilihat dari stator.WV adalah arus hubung singkat yakni I’h dilihat dari stator
WNWQ
WNWJWJWQ
WVWT
==..
2
2
WV adalah arus hubung singkat, yakni I hs dilihat dari stator
Jadi:
Lihat ∆ WSQ dan ∆ WVN: SWQ = VWNSQW = VNW = 90o
karena itu: WSQ = WVNjadi ∆ WSQ dan ∆ WVN ser pa sehingga
∠ ∠
WNWQ
II
hs
=2
22
''
∠ ∠
∠ ∠
jadi ∆ WSQ dan ∆ WVN serupa, sehingga
Jadi: atau atau
jadi
VNSQ
WNWQ
=VNSQ
II
hs
=2
22
''
VNSQ
rrIrrI
hs
=++
)'('3)'('3
212
2122
VNSQ
=singkat hubung tembagarugipenuhbeban tembagarugi
36
19
Diagram LingkaranTentukan titik Y di VN, sedemikian sehingga:maka VN = rugi tembaga di stator dan rotor saat hubung singkat maka:VY = rugi tembaga rotor pada saat hubung singkat dan
1
2'rr
YNVY
=
VY = rugi tembaga rotor pada saat hubung singkat danYN = rugi tembaga stator pada saat hubung singkat NM = PQ = rugi tembaga tanpa bebanSR = rugi tembaga rotor pada saat beban penuh danRQ = rugi tembaga stator pada saat beban penuh
Jadi skala daya dipilih2
1 ' x
⎠⎞
⎜⎝⎛=VVWVMy p
W1 adalah hasil ukur wattmeter pada tegangan V’, jika tegangan suply V TS = output beban penuh dalam watt
1 ' ⎠⎝V
37
Diagram LingkaranSehingga
Jadi TS + SR =
ssrITS )1(' '3 22
2−
=
222 ' '3 rISR =
rITR 222
''3=Jadi TS + SR
adalah torsi dalam watt, karena itu WRY dinamakan garis torsi
Karena TS output beban penuh, WSV dinamakan garis output.B1B2 paralel dengan WRY dan menyinggung lingkaran di A1.Tarik garis A1A2 sumbu X. A1A2 = torsi maks.D D paralel dengan WV dan men ingg ng lingkaran di C
sITR 23
srI 22
2' '3
⊥D1D2 paralel dengan WV dan menyinggung lingkaran di C1.Tarik garis C1C2 sumbu X. C1C2 = daya maks.
Slip pada beban penuh:
Soal 15
⊥
srI
rITRSRs
222
222
''3
''3 ==
38
20
MENSTART MOTOR INDUKSIPada saat start, kecepatan = 0, dan s = 1, jadi arus start besar. Jikatahanan sirkit rotor = r’2 , maka:Besarnya torsi start: dengan I’hs arus hubung singkat dilihat
dari statorshs
rIω
22 ''3 dari stator
dan besarnya torsi beban penuh: dan I’2 arus beban penuhdilihat dari stator
Sehingga:
Jadi jika s = 4%, maka I’hs harus = 5I’2 agar torsi start = torsi bebanh
ssrIω
222
''3
sII hs
22
2
''
penuhbeban torsistart torsi =
penuhMacam-macam cara menstart: a) start langsungb) start dengan mengurangi teganganc) Start dengan tahanan eksternal di sirkit rotor 39
Start langsung:Start langsung (hanya untuk motor kecil (<7500 W)), besarnya arus start dapat mencapai 5 x arus beban penuh.St t d i t l
MENSTART MOTOR INDUKSI
Start dengan mengurangi tegangan suply:Ada 3 macam: a) menyisipkan impedansi di sirkit stator
b) dengan autotrafoc) dengan star-delta
a) menyisipkan impedansi di sirkit statorDengan menyisipkan impedansi, maka suply tegangan akan berkurang.Misalkan tegangan berkurang dari V menjadi yV. (dengan y < 1), maka arus start akan berkurang dari I’hs ke yI’hs, sehingga besarnya torsi start:
r‘2 tahanan rotor dilihat dari stators
hsstart
rIyTω
22
2 ''3 =
40
21
Pada keadaan beban penuh, besarnya torsi adalah:
Sehingga:
MENSTART MOTOR INDUKSIs
FL srITω
222
''3 =
sIIy
srI
rIyTT hshs
FL
start
2
2
2
222
222
''
''3
''3 ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛==
Jadi arus start berkurang “y” kali dan torsi start berkurang “y2 “ kali
b) dengan autotrafoDapat digunakan satu autotrafo 3 fasa atau 3 autotrafo 1 fasa.Tegangan berkurang dari V menjadi yV dan besarnya Tstart dan TFL
sama dengan metoda sebelumnya
s
sama dengan metoda sebelumnya.Tetapi arus output auto trafo (yakni Imotor yang menuju motor merupakanfraksi y dari belitan trafo) = yIhs. Sehingga arus input trafo: Isumber = yImotor = y2Ihs disetiap fasa. Jadi arus start berkurang “y2 “kali dan torsi start berkurang “y2 “ kali
41
c) dengan star-deltaUntuk metoda ini, motor didesain dengan belitan stator delta pada kondisi normal, dan pada saat start hubungan belitan diubah ke bintangJ di d t t t t b k j di hi
MENSTART MOTOR INDUKSI
/Jadi pada saat start tegangan berkurang menjadi , sehingga arus
start menjadi dengan Zhs = impedansi fasa belitan stator
Sehingga dan
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
hsZV
31
31
3
31
hubungan start arusYhubungan start arus ==∆
hs
hs
ZVZV
2
3/V
sII
srI
rI
TT hs
s
shs
FL
start
2
2222
22
''
31
''3
''3
13 ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
=
ω
ω
42
22
Start dengan tambahan tahanan di sirkit rotorCara ini khusus untuk rotor belitan.Misalkan r’2 adalah tahanan rotor per fasa dilihat dari stator dan jikaR’ t h dit b hk dilih t d i t t k b
MENSTART MOTOR INDUKSI
R’ekiv tahanan yang ditambahkan dilihat dari stator, maka besarnya
torsi start
jika R’ekiv tidak ditambahkan:
torsi start
s
ekiv
ekiv
RrxRr
VTω
)''()'()''(
3' 22
22
2
2 +++
=
s
rxr
VTω
22
22
2
2 ')'()'(
3 " +
=
222 )''()''(3' xrRrVT ++ ωjadi{ } 2
222
22
22
2
'3)''(
)'()''()''(3
"'
rVxr
xRrRrV
TT s
sekiv
ekiv +++
+=
ωω
2
2
22
22
2
22
222
2
2
2
')''(
)''()'(1)''(
)'()'(1'
x '
)''("'
rRr
RrxRr
rxr
rRr
TT ekiv
ekivekiv
ekiv +=
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧
+++
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
+=
43
Dari pers. akhir tsb jelas bahwa T’ > T”, jadi penambahan tahanan di sirkit rotor memperbesar torsi start, sementara arus start berkurang.
Penentuan besarnya tahapan tahanan rotor
MENSTART MOTOR INDUKSI
Penentuan besarnya tahapan tahanan rotor.
1, 2, 3, ….. n adalah posisi titik pada rheostat, tiap seksi rheostat mempunyai tahanan r1, r2, r3, ……rn
Jika E2 = tegangan yang diinduksikan di rotor pada keadaan diam maka
besarnya arus maks di sirkit rotor pada posisi 1:
r21
21
22
xsR
E I maks
+
=
44
23
dimana xr = reaktansi rotor keadaan diam dan s1 slip pada posisi 1.Idem besarnya arus maks di sirkit rotor pada posisi 2:
MENSTART MOTOR INDUKSI
r2
22
22
xsR
E I maks
+
=
EEEJadi:
s1 = 1, karena saat start, kemudian berubah menjadi s2 pada posisi 2 dstsehingga sn pada posisi n .Kesimpulan:
2s ...
r2
22
r22
22
2
r21
21
22
xsR
E
xsR
E
xsR
E I
n
n
maks
+
==
+
=
+
=
nRRRR 321Kesimpulan:
Pada posisi 1, kecepatan naik mulai dari 0. Saat s1 berubah ke s2,
I2maks berubah ke I2min sebesar:
n
n
ssss==== ....
3
3
2
2
1
1
r22
21
2min2
xsR
E I+
=
45
Nilai minimum ini dipertahankan pada posisi berikutnya, sehingga: MENSTART MOTOR INDUKSI
...
r2
21
2
r2
22
2
r2
21
2min2
xRE
xRE
xRE I
n +
==
+
=
+
=−
Kesimpulan:
Jadi: atau
atau
32 sss n
n
n
sR
sR
sR 1
3
2
2
1 .... −===
32
22
21
11
//
//
sRsR
sRsR
=2
3
1
2
ss
ss
=
21 RR 22 Rsatau
sehingga2
2
1
1
ss=
1
2
1
2
Rs=
KRR
RR
RR
ss
ss
ss
ss
n
n
n
n =======−− 12
3
1
2
13
4
2
3
1
2 .............
1
12
3
1
2 x .... x x −
−
= n
n
n KRR
RR
RR
46
24
atau diperoleh Rr = R1Kn–1
Karena dan s1 = 1 (saat start),
MENSTART MOTOR INDUKSI
n
sR
sR
=1
1
1
−= nn KRR 1
1
−= nr KRR
maka dan
Jadi sn = Kn–1 atau
dan tahanan di tiap seksi:
nss1
n
r
sRR =1
1−= n
n
rr K
sRR
( ) 11−= nnsK
r1 = R1 – R2 = R1 – KR1 = R1(1 – K)r2 = R2 – R3 = KR1 – K2R1 = KR1(1 – K) = Kr1
r3 = K2r1
Soal 16, 17, 18, 19 47
SANGKAR BAJING BATANG TERTANAM DALAMKarena rotor sangkar bajing tidak bisa diberi tambahan tahanan, maka
MENSTART MOTOR INDUKSI
agar diperoleh torsi start besar denganarus rendah, rotor dibuat khusus dengan mendesain konduktor rotor tertanam dalam pada alur rotor.Konduktor terdiri dari 2 strip yang paralel. p y g pPada saat start, jumlah fluks yang terhubung ke strip dalam jauh lebih banyak dari pada strip luar. Akibatnya reaktansi start pada strip bawah jauh lebih besar dari pada strip atas, jadi distribusi arus tidak sama. Distribusi arus yang tidak sama ini memicu rugi Ohm dan secara efektif menaikkan tahanan rotor.
48
25
Pada kondisi berputar normal, tahanan rotor akan turun karena fr rendah.Jadi perbedaan reaktansi bocor antara strip atas dan bawah sangat kecil, Akibatnya kepadatan arus antara strip bawah dan strip atas kurang lebih
j di id k d k ik h Akib b i
MENSTART MOTOR INDUKSI
sama, jadi tidak ada kenaikan tahanan rotor. Akibatnya besarnya torsi maks lebih kecil dibanding rotor sangkar bajing biasa. Juga reaktansi keadaan diam lebih besar dibanding rotor sangkar bajing biasa. (merupakan kekurangan dari sistem ini)
Gambar karakteristik t i k t t ktorsi – kecepatan rotor sangkar bajing terkait dengan tahanan rotor dapat dilihat pada gambar berikut.
49
ROTOR DOBEL SANGKAR BAJING.Ada jenis rotor dobel sangkar bajing, seperti gambar a) dan b).Konduktor yang diluar atau diatas mempunyai penampang yang lebih k il j di h l bih b i fl k b l bih k il
MENSTART MOTOR INDUKSI
kecil, jadi tahanannya lebih besar tetapi fluks bocornya lebih kecil. Akibatnya pada saat start konduktor yang dibawah tahanannya rendah, reaktansinya tinggi dan arus lebih suka lewat konduktor yang diatas karena dampak pada reaktansi keadaan diam lebih besar.
a) b) 50
26
Tetapi pada keadaan berputar normal fr sangat kecil, dampak reaktansi keadaan diam tidak terasa, arus akan mengalir lewat konduktor atas dan bawah sesuai perbandingan tahanan masing-masing. Akibatnya pada saat start arus start rendah tapi torsi start mencukupi
MENSTART MOTOR INDUKSI
saat start arus start rendah tapi torsi start mencukupi. Dari gambar karakteristik torsi – kecepatan nampak sangkar luar menghasilkan torsi besar, sedangkan sangkar dalam membantu mencapai kecepatan nominal pada kondisi normal. Gambar sirkit ekivalennya seperti dibawah ini.
Soal 2051
Kombinasi jumlah slot tertentu di stator dan rotor dapat menyebabkan efek harmonik ke 5 dan ke 7 pada belitan ggl. Akibat timbulnya harmonik ke 5 dan 7 ini, kecepatan sinkron berkurang jadi Ns/5 dan N /7 yang menyebabkan mesin merayap stabil
PUTARAN MERAYAP ROTOR SANGKAR
Ns/7, yang menyebabkan mesin merayap stabil. Pada keadaan normal, beda fasa A,B dan C adalah 0o, 120o dan 240o
Pada harmonik ke 5, beda fasa A,B dan C adalah 0o, 600o dan 1200o
Pada harmonik ke 7, beda fasa A,B dan C adalah 0o, 840o dan 1680o
Gambar dibawah adalah karakteristik torsi – kecepatan
t i d k imotor induksi sangkar bajing 3 fasa, akibat efek harmonik.AB adalah daerah stabil.
52
27
Titik P pada torsi beban adalah titik dimana motor mulai merayap akibat efek harmonik ke 7. Putaran yang merayap ini timbul pada slip kurang lebih:
PUTARAN MERAYAP ROTOR SANGKAR
sNN
Hal yang serupa terjadi pada saat pengereman selama kecepatan terbalik, putaran merayap terjadi pada slip kurang lebih:
767 =
−
s
ss
N
NN
65⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−− s
sNN
Harmonik ke 5 ini perlu lebih diperhatikan karena, bukannya berhenti malahan berputar pada kecepatan rendah yang stabil. CD pada gambar karakteristik torsi – kecepatan motor induksi sangkar bajing 3 fasa, adalah daerah stabil kecepatan rendah tsb. 53
565 =⎠⎝
sN
COGGING ROTOR SANGKARJika pada rotor sangkar bajing 3 fasa, jumlah slot stator = slot rotor maka bisa terjadi cogging (cog = roda gigi), maksudnya gigi stator dan gigi rotor saling terkunci, seperti gambar a).
(b)
Pada gambar a) gigi stator dan gigi rotor saling tarik arah vertikal, sehingga gerakan memutarnya sangat kecil atau = 0, sehingga terjadi cogging atau macet. Karena itu salah satu alasan mengapa sangkar rotor dibuat miring adalah untuk menghindari cogging
54
28
MENGATUR KECEPATANKecepatan dapat diatur dengan:- Mengatur tegangan- Mengatur tahanan rotor- Mengubah jumlah kutub- Mengatur frekuensi- Hubungan kaskade- Menambah tegangan sirkit rotor
MENGATUR TEGANGANCara ini, tegangan diturunkan sampai dibawah nilai pengenalnya.
Dari hubungan: dan' sVI = ( )2
2
2
22 3'3''3 sVrsVrIT⎞
⎜⎜⎛Dari hubungan: dan
jelas bahwa jika tegangan dikurang √2 dari nilai pengenal, maka slip beban penuh jadi dobel agar torsi tetap sama.Pada saat yang sama, arus beban akan meningkat √2 x arus pengenalbeban penuh , akibatnya motor jadi panas.Karena itu cara ini jarang dipakai. 55
22 'r
I = ( )2
2
2
22 '
x '
x 'x rsrs
ITsss ωωω
=⎠
⎜⎜⎝
==
MENGATUR TAHANAN ROTOR
Karena maka jika tahanan rotor naik sementara T
konstan, maka s juga harus naik.
MENGATUR KECEPATAN
2
2
' x 3
rsVT
sω=
konstan, maka s juga harus naik.
Sedangkan besarnya arus: hampir tidak berubah.
Jika I’2 hampir tidak berubah, maka arus stator pun hampir tidak berubah. Cara ini banyak digunakan jika perubahan arus yang diperlukantidak besar
22 ''
rsVI =
tidak besar.
Soal 21 56
29
MENGUBAH JUMLAH KUTUBMisalkan ada 2 koil, A1A2 dan A3A4, masing-masing dengan kaki A1, A2dan A3, A4 dan arah arus seperti terlihat pada gambar melintang di slide berikut sedemikian sehingga terbentuk 4 kutub
MENGATUR KECEPATAN
berikut, sedemikian sehingga terbentuk 4 kutub. Jika arah arus di A3, A4 dibalik, maka terbentuklah 2 kutubAkibatnya kecepatan pada gambar b) menjadi 2 x kecepatan a).
57
Gambar sirkitnya dapat dilihat sbb:
MENGATUR KECEPATAN
Pada gambar kiri, kedua koil terhubung seri dan arah arus di kedua koilsama, sedangkan di gambar kanan kedua koil terhubung seri dan araharus di kedua koil berlawanan. Akibatnya jumlah kurub disebelahkanan separuh dari sebelah kiri, sehingga kcepatannya dua kalinya.D iki j d h b l l ti b dib h i iDemikian juga pada hubungan paralel seperti gambar dibawah ini.
58
30
Gambar sirkit 3 fasanya dapat dilihat sbb:Gambar kiri: hubungan seri delta kecepatan rendah. Kanan : hubunganparalel bintang kecepatan tinggi.
MENGATUR KECEPATAN
Selanjutnya pada slide berikut, kecepatan rendah disebelah kiri dankecepatan tinggi disebelah kanan.PLS-out = output kecepatan rendah ηLS = eff. kecepatan rendahPHS-out = output kecepatan tinggi ηHS = eff. kecepatan tinggiI = arus yang diijinkan lewat konduktor
59
Dari membandingkan gbr tsb, diperoleh:
MENGATUR KECEPATAN
HSHS
LSLS
HSHS
LSLS
outHS
outLS
IVVI
PP
θηθη
ηθηθ
coscos866.0
)(cos2.3)(cos3
==−
−
θ
karena
maka
HSHS
LSLS
HS
LS
outHS
outLS
outHS
outLS
nn
TT
PP
θηθη
ππ
coscos866.0 x
22
==−
−
−
−
21
=HS
LS
nn
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
−
−
HSHS
LSLS
outHS
outLS
TT
θηθη
coscos732.1
dan
60
( )( )
2
2
22
2
2
2
'
'1
1
''
/'cos
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≈
LS
LSLS
LS
LSLS
sr
xx
sr
srθ
31
idem:
MENGATUR KECEPATAN
( )( )
2
2
22
2
2
2
'
'1
1
''
/'cos
⎞⎜⎜⎛
+
=
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≈
HSHS
HS
HSHS
r
xx
sr
srθ
Karena sLS >sHS, maka cosθHS > cosθLS
Jadi: ηLS ≈ (1 – sLS) x 100%
⎠⎜⎝ HSs
%100 x )1( ''3
)1(''3
222
222
LS
LS
LS
LS
LS s
srI
ssrI
−≈
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−
≈η
ηLHS ≈ (1 – sHS) x 100%
61
LSs ⎠⎝
%100 x )1( ''3
)1(''3
222
222
HS
HS
HS
HS
HS s
srI
ssrI
−≈
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−
≈η
Karena sLS >sHS dan ηHS > ηLS,
maka
MENGATUR KECEPATAN
1coscos
<⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
HSHS
LSLS
θηθη
Nilai tipikal dari perbandingan ini adalah 0.7, sehingga:
Dan hubungan ini dinamakan
⎠⎝ HSHSη
6062.07.0 x 866.0 ==−
−
outHS
outLS
PP
21.17.0 x 732.1 ==−outLS
TT
operasional torsi yang konstan, karena perbandinganhampir konstan
62
−outHST
outHS
outLS
TT
−
−
32
Gambar kiri: hubungan paralel bintang kecepatan rendah. Kanan : hubungan seri delta kecepatan tinggi.
MENGATUR KECEPATAN
= 1.15 x 0.7 = 0.8 ≈ 1
dan hubungan ini dinamakan operasional dayayang konstan, karena perbandinganmendekati 1 63
HSHS
LSLS
HSHS
LSLS
outHS
outLS
VIIV
PP
θηθη
ηθηθ
coscos15.1
)(cos3)(cos2.3
==−
−
6.18.0 x 2 ==−
−
outHS
outLS
TT
outHS
outLS
PP
−
−
Gambar kiri: hubungan seri bintang kecepatan rendah. Kanan : hubungan seri paralel kecepatan tinggi.
MENGATUR KECEPATAN
= 0.5 x 0.7 = 0.35
dan hubungan ini dinamakan hubungan torsi-variabel
64
HSHS
LSLS
HSHS
LSLS
outHS
outLS
IVVI
PP
θηθη
ηθηθ
coscos5.0
)(cos2.3)(cos.3
==−
−
6.18.0 x 2 ==−
−
outHS
outLS
TT
33
MENGATUR FREKUENSIPers. tegangan pada motor induksi 3 fasa adalah:Vt = 4.44 N x φ x f x kd x kp dengan N jumlah belitan per fasaJik t d f k i b b h d iki hi V/f t t
MENGATUR KECEPATAN
Jika tegangan dan frekuensi berubah sedemikian sehingga V/f tetapmaka fluks perkutub juga tetap. Karena itu kejenuhan baik di stator maupun rotor dapat dihindari dan cakupan kecepatannya menjadi luas.Ada 3 macam pengatur frekuensi yang paling populer:- Pengatur frekuensi dengan penyearah- Pengatur frekuensi dengan chopper
P t f k i d di d b id d h- Pengatur frekuensi dengan diode bridge dan chopper
65
PENGATUR FREKUENSIPengatur frekuensi dengan penyearah
Suply 3 fasa disearahkan oleh penyearah yang terdiri dari thyristor. Dengan mengubah sudut penyalaan thyristor tegangan output penyearah ikut berubah. Sedangkan frekuensi diubah melalui inverter pada saat konversi dari dc ke ac.
66
pada saat konversi dari dc ke ac.
Pengatur frekuensi dengan chopperBesarnya tegangan dc diubah dahulu oleh chopperSetelah melalui filter, tegangan dc diubah ke ac
34
PENGATUR FREKUENSI
Pengatur frekuensi dengan diode bridge dan chopper
Tegangan ac disearahkan ke dc. Dengan chopper, tegangan dc di ubah-ubah setelah melalui filter tegangan dc dikembalikan lagi ke ac denganfrekuensi yang berubah. 67
Persamaan matematis pengatur frekuensiMisalkan Vo, fo dan x’2o adalah tegangan, frekuensi dan reaktansi(standstill) nominal dilihat dari stator dan V, f serta x’2 adalah tegangan, frekuensi dan reaktansi (standstill) pada saat pengatur frekuensi tertentu
PENGATUR FREKUENSI
( ) p p gdilihat dari stator .
sehingga
dimana ωs dan ωs0 kecepatan sudut nominal dan kecepatan sudut padasaat pengatur frekuensi tertentu .Dengan mengabaikan impedansi stator, maka persamaan slip pada torsi
k i
00
VffV ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= 20
02 '' x
ffx ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= 0
0ss f
f ωω ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
maksimum:
68
ff
xffx
xx
xrxr
ss
Tmaks
Tmaks 0
200
20
2
20
202
22
,
,
'
'''
'/''/'
0
=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛===
35
atau:
smaks,T = slip pada saat torsi maks dan kondisi nominalli d i k d k di i f k i
( )0,
0, TmaksTmaks s
ffs =
PENGATUR FREKUENSI
smaks,To = slip pada saat torsi maks dan kondisi frekuensi tertentuSlip pada torsi maks, turun dengan naiknya frekuensi.Torsi maks pada saat tertentu:
smaks x
VTω2
2
'23=
20
2
Vf ⎞⎜⎜⎛
Nampak bahwa besarnya Tmaks sama setiap saat dan tidak dipengaruhioleh perubahan frekuensi.
69
020
20
00
200
00
'23
'23
ss
maks xV
ffx
ff
Vf
Tω
ω=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎠
⎜⎜⎝=
Demikian juga untuk Tstart.PENGATUR FREKUENSI
( )22
22
22
'''3xr
rVTs
start +=
ω22
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
=
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
=220
2
0
220
0
22
0
2
0
220
2
0
22
22
0
2
0
''
'3
''
'3
xffr
ff
rVff
xffr
rVff
T
ss
satrt
ωω
⎞⎜⎜⎛
222
0 'rVf
Dari persamaan diatas nampak bahwa torsi start turun dengan naiknyafrekuensi
70
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
⎠⎜⎝=
220
00
22
22
0
0220
2
0
220
200
'/'
'.3
''
3x
ff
ffr
rV
xffr
fT
s
s
satrt ωω
36
HUBUNGAN KASKADE (3 FASA)Hubungan kaskade motor induksi 3 fasa, berarti dua motor induksi yang terhubung baik secara listrik maupun mekanis. Untuk hubungan demikian, salah satu motor harus motor induksi dengan slip ring.Suply 3 fasa masuk ke slip ring motor 1Suply 3 fasa masuk ke slip ring motor 1. Slip ring ini terhubung ke belitan stator motor 2.Kedua motor mempunyai sumbu yang sama, sehingga kecepatannya selalu sama, misalnya N rpm.
71
Jika motor 1 mempunyai jumlah kutub p1 dan motor 2, p2, maka kecepatan sinkron masing-masing motor adalah N1 dan N2 rpm.
Sehingga: dan
HUBUNGAN KASKADE (3 FASA)
12011 pNf =
12022 pNsf =
f = suply frekuensi motor 1 dan sf suply frekuensi motor 2 , karena stator motor 2 terhubung ke slip ring motor 1.
Besarnya slip motor 1:
sN1 = N1 – NN = N1(1 – s)
1
1
NNNs −
=
( )sp
f−= 1120
1120 N
psf
NN−
Misalkan motor 2 mempunyai slip s2, maka:
72
2
2
2
22 120
psf
pN
NNs =−
=
Np
sfp
sfs−=
22
2 120120 ( )22
1120 sp
sfN −=
37
HUBUNGAN KASKADE (3 FASA)( ) ( )2
21
11201120 sp
sfsp
f−=−
21 ssss−=−
Karena ss2 sangat kecil, maka: 2211 pppp
211
1ps
ps
p=−
121
1pp
sps
=+
121
21 1ppp
pps =⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ +21
2
ppps+
=
⎞⎜⎜⎛
−= 21120 pfN
Soal 2273
⎠⎜⎜⎝ +
−=211
1ppp
N
rpm 120120120
2121
1
121
221
1 ppf
ppp
pf
ppppp
pfN
+=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
−+=
Ada 3 macam pengereman:a) Plugging atau membalik teganganb) Dinamikc) Regenarif
PENGEREMAN
) g
Pengereman PluggingPengereman motor induksi demikian adalah dengan membalik putaran, caranya dengan membalik putaran medannya. Jika urutan suply kestator dibalik, maka putaran medan juga akan terbalik
Pengereman DinamikPengereman ini menggunakan supply dc yang dimasukkan ke belitang gg pp y y gstator. Jadi suply ac diubah menjadi suply dc. Akibat adanya suply dc pada belitan stator ini akan menimbulkan medan magnet yang stationer. Akibatnya kecepatan relatif antara medan stator stationer dan putaranrotor menjadi negatif. Ini menyebabkan tegangan 3 fasa dan urutannyadi rotor menjadi terbalik, sehingga timbul medan putar yang berlawanan dengan putaran rotor. 74
38
PENGEREMAN
Pengereman Regenatif.Pada saat motor induksi berputar, frekuensi suply tegangan berkurang. Jika kemudian kecepatan motor > kecepatan sinkron pada frekuensiyang lebih rendah tsb, maka motor akan bereaksi dengan mengeremdan daya dikembalikan ke sumber 75
Aliran Daya (bentuk lain slide 26)
Pin Pr Pmek Pout
Pcu-stator Pcore Pcu-rotor Protasi
input stator = Pin= Pr + Pcu-stator + Pcoreinput rotor = output stator = Prdaya mekanis = daya dibangkitkan = Pmek = PdevPdev = Pmek = Pr – Pcu-rotor = Pr – sPr = (1 – s)Prdaya poros = output motor = Pout = Pmek – Protasi 76
39
Daya dan Torsi (ringkasan)rumus umum (berlaku pada semua motor)
T = = N-m.2 Tπ Nπ N
P260
NP,559
Output rotor (kotor): Pmek.= = Tdev x ω (Tgross = Tdev )
.Pmek = Pr – Pcu-rotor = Pr – sPr = (1 – s)Pr
torsi output kotor = Tgros , didapat dr daya mek yang dibangkitkan Pmek.Tgros = N-mt i t t b ih T did t d d t t P
60.2 grossTπ N
NP, mek559
torsi output bersih = Tporos , didapat dr daya output Pout
Tporos = N-m
daya output 3 fasa dari rotor: Pdev = Pmek =
77
NP, out559
ss)(r'I' −13 22
2
torsi yang dibangkitkan : Tdev = Nm
dapat ditulis juga (lihat slide 18): Nm
ss sωr'I'
πNsr'I' 2
222
22 3
23
=
dev sr
rVT
ω2
2
2 '.'
3⎞⎛
=
Daya dan Torsi (ringkasan)
torsi maks:
atau (jika gbr disederhanakan):
ssxx
srr
ω221
21 )'( ++⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ +
( )221
211
2
)'(1.
23
xxrrVT
smaks
+++=
ω
ssmaks x
Vx
xVr
xrrV
Tωω .'2
3.'2
'3
'''/'
'3
2
2
22
22
222
22
22
==⎞
⎜⎛
=
atau (jika lebih sederhana lagi atau tanpa x2)
78
sssx
xrω'
'/'222
222
22
2
⎠⎜⎜⎝
+
sssmaks r
sVsr
rsV
srIT
ωωω .'3'.
'3''3
2
22
22
222
22 ===
40
Konversi N-m ke lb-ft1 N-m = = 0,738 lb-ft .
.7604400033
00033x2 NTπ
P outputout put = 76044
x2 NTπ P output
out put =
ω = 2π/60
T = EI/N, jika N dalam rad/dt, maka T dalam N-m
60x2 N / πam Wattoutput dalT =
00033.p 76044.
79
jika N dalam rpm, maka T dalam lb-ft
Karena itu T yang diperoleh dengan N dalam rad/dt dan dikonversi ke rpm dan lb-ft harus dikalikan dengan:
60/2π x 0,738 = 7,04