MESIN ARUS BOLAK BALIK
KATA
PENGANTAR
Assalamualaikum
Warahmatullahi Wabarakatuh.
Alhamdulillah, puji syukur
kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayanyalah
sehingga makalah ini bisa terselesaikan tepat pada waktunya.
Makalah ini membahas tentang “DIAGRAM LINGKARAN
MESIN A-SINKRON” Motor
asinkron atau biasa di sebut motor induksi adalah suatu mesin listrik yang
merubah
energi listrik menjadi energi gerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dan mempunyai slip antara medan stator dan medan rotor. motor induksi bekerja secara elektromagnetik dan kecpatannya tergantung dengan beban yg di berikan,
energi listrik menjadi energi gerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dan mempunyai slip antara medan stator dan medan rotor. motor induksi bekerja secara elektromagnetik dan kecpatannya tergantung dengan beban yg di berikan,
Ucapan terimakasih kami
ucapkan kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian makalah ini.
Semoga makalah dapat bermanfaat bagi yang membacanya. Selain itu, kritik dan
saran yang bersifat konstruktif dari para pembaca sangat harapkan demi kesempurnaan makalah kami
selanjutnya.
Wassalamualaikum
Warhmatullahi Wabarakatuh.
Makassar,
27 NOVEMBER 2013
Penyusun
DAFTAR
ISI
Halaman
Judul
Kata
Pengantar
Daftar
Isi
Bab
I Pendahuluan
a.
Latar Belakang
b.
Rumusan Masalah
c.
Manfaat Penulisan
Bab II Pembahasan
a. Mesin A-sinkron
b. Mesin asinkron rotor belitan 3 fasa dengan menggunakan
analisis tensor, rangkaian
pengganti dan pengukuran
laboratorium
c. Praktikum
mesin asinkron & perhitungannya
Bab III Penutup
a. Kesimpulan
BAB I
PENDAHULUAN
A.
LATAR
BELAKANG
Motor listrik
yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua
standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik
(milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam
aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun kiloWatt (kW).
Motor listrik
IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya,
sebagai standar di EU, pembagian kelas ini menjadi :
·
EFF1
·
EFF2
·
EFF3
B.
RUMUSAN
MASALAH
1. Apa
yang dimaksud dengan mesin asinkron?
2. Bagaimana
mesin asinkron rotor belitan 3 fasa dengan menggunakan
analisis tensor, rangkaian pengganti dan pengukuran laboratorium?
3. Bagaimana
praktikum mesin asinkron & perhitungannya?
C.
TUJUAN
PENULISAN
Dapat
mengetahui pengertian, fungsi, diagram dan tata cara pengukuran pada mesin
a-sinkron.
BAB II
PEMBAHASAN
A. MOTOR LISTRIK
Motor listrik
yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua
standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik
(milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam
aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun kiloWatt (kW).
Motor listrik
IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya,
sebagai standar di EU, pembagian kelas ini menjadi :
·
EFF1
·
EFF2
·
EFF3
A. EFF1
EFF1 adalah
motor listrik yang paling efisien, paling sedikit memboroskan tenaga,
sedangkan.
B. EFF3
EFF3 sudah
tidak boleh dipergunakan dalam lingkungan EU, sebab memboroskan bahan bakar di
pembangkit listrik dan secara otomatis akan menimbulkan buangan karbon yang
terbanyak, sehingga lebih mencemari lingkungan.
Standar IEC
yang berlaku adalah IEC 34-1, ini adalah sebuah standar yang mengatur rotating
equipment bertenaga listrik. Ada banyak pabrik elektrik motor, tetapi hanya
sebagian saja yang benar-benar mengikuti arahan IEC 34-1 dan juga mengikuti
arahan level efisiensi dari EU.
Banyak produsen
elektrik motor yang tidak mengikuti standar IEC dan EU supaya produknya menjadi
murah dan lebih banyak terjual, banyak negara berkembang manjdi pasar untuk
produk ini, yang dalam jangka panjang memboroskan keuangan pemakai, sebab
tagihan listrik yang semakin tinggi setiap tahunnya.
Lembaga yang mengatur dan
menjamin level efisiensi ini adalah CEMEP, sebuah konsorsium di Eropa yang
didirikan oleh pabrik-pabrik elektrik motor yang ternama, dengan tujuan untuk
menyelamatkan lingkungan dengan mengurangi pencemaran karbon secara global,
karena banyak daya diboroskan dalam pemakaian beban listrik.
Sebagai contoh,
dalam sebuah industri rata-rata konsumsi listrik untuk motor listrik adalah
sekitar 65-70% dari total biaya listrik, jadi memakai elektrik motor yang
efisien akan mengurangi biaya overhead produksi, sehingga menaikkan daya saing
produk, apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun, maka pemakaian
motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan.
B.
MESIN ASINKRON ROTOR BELITAN 3 FASA DENGAN
MENGGUNAKAN ANALISIS
TENSOR, RANGKAIAN PENGGANTI DAN PENGUKURAN LABORATORIUM
Perencanaan,
pembuatan dan pengoperasian mesin asinkron, khususnya motor asinkron memerlukan
suatu metoda untuk mengetahui karakteristik mesin tersebut. Berbagai metoda
yang dapat digunakan, salah satunya adalah metoda yang dikemukakan oleh Gabriel
Kron (1938) yang disebut analisis tensor atau tensor analysis. Dari
perbandingan karakteristik dan hasil perhitungan serta pengamatan dan
pengukuran laboratorium, memberikan gambaran bahwa analisis tensor memiliki ketelitian
yang cukup tinggi, khususnya untuk pemakaian rumus yang diperoleh dari
penurunan matematika.
C. PRAKTIKUM MESIN ASINKRON & PERHITUNGANNYA
1. Tujuan
Percobaan
Mempelajari fisik, cara kerja dan
karakteristik motor asinkron serta cara pemakaiannya.
2. Peralatan
Percobaan
1. Motor
asinkron.
2. Beban
motor asinkron, berupa generator AS.
3. Alat
ukur listrik A, V, cos j.
4. Catu
daya batuan AS.
5. Beban-beban
tahanan berubah.
6. Peralatan
bantu laboratorium.
3. Teori
Percobaan
·
Anatomi
motor asinkron
Motor asinkron 3-fasa ada 2 macam, yaitu
motor asinkron belitan dan motor asinkron rotor sangkar. Motor asinkron rotor
sangkar mempunyai bagian-bagian stator (bagian yang diam) dan rotor (bagian
yang berputar). Stator terdiri dari rumah motor (enclosure). Pada bagian dalam terdapat inti stator yang berupa
laminasi pelat-pelat baja tipis terisolasi satu sama lain, slot belitan stator
(alur) yaitu tempat menempatkan belitan pada stator .
Pada bagian luar stator sirip pendingin
motor, yang berguna untuk membuang panas yang berasal dari rugi-rugi pada
motor, juga terdapat terminal motor di mana hubungan ke rangkaian luar motor
dilakukan. Pada bagian lain terdapat papan nama (name plate) motor, berisi data motor yang meliputi tegangan, arus,
frekuensi kerja serta jumlah fasa, kelas isolasi, hubungan belitan dan
lain-lain.
Bantalan dan as terdapat pada sumbu
motor dan merupakan pertemuan bagian stator dan rotor.
Rotor terdiri dari suatu massa inti
rotor dengan batang-batang Al atau Cu yang merupakan belitan rotor yang
dihubung singkat dengan suatu ring pada kedua ujung sisi rotor. Rotor menyatu
konstruksi dengan as motor. Pada ujung as sebelah lain sisi beban, sering
dipasang sudut-sudut fan pendingin
yang ikut berputar dengan putaran as- rotor.
·
Cara
kerja motor asinkron
Bila pada ke-3 fasa belitan stator diterimakan suatu
tegangan 3-fasa seimbang maka pada inti stator akan terjadi medan putar, yang
berputar sesuai dengan kecepatan sinkron.
...( 1 )
Ns
:
kecepatan putaran sinkron
f : frekuensi tegangan stator
p : jumlah kutub motor
Fluksi yang berputar di sepanjang inti
stator itu akan memotong batang-batang konduktor rotor, sehingga terimbas suatu
tegangan imbas di rotor. Karena batang rotor terhubung singkat maka akan
mengalir arus rotor pada batang-batang rotor tersebut, yang merupakan gaya
putar rotor. Motor berputar dengan kopel putar sebesar gaya tersebut kali
jari-jari (jarak batang konduktor - as).
Bila salah satu fasa masukan terputus,
jadi motor hanya mendapat masukan 2-fasa maka tak akan terjadi medan putar
sehingga kopel motor tidak terbangkitkan dan motor gagal start. Pada kondisi motor tanpa beban maka putaran motor mendekati Ns.
Slip
= ...( 2 )
S
akan selalu ada pada operasi motor asinkron.
Pada beban mekanis motor makin besar, S akan makin besar pula. Saat itu kopel
motor akan mengimbangi kopel beban. Beban yang besar akan menarik arus motor
yang besar pila sehingga kopel motor =
kopel beban dan terjadi pada putaran kerja sistem motor-beban.
·
Diagram
Aliran daya pada motor asinkron
Diagram alir daya ini menggambarkan
proses terjadinya perubahan (konversi) energi dari energi listrik ke energi
mekanis (putaran) dengan bermacam rugi (daya hilang) yang terjadi selama proses
konversi onergi tersebut berlangsung.
di stator
di rotor
Gambar
1. Diagram Aliran daya pada motor
asinkron.
·
Karakteristik
kerja motor asinkron
Gambar 1 menunjukkan karakteristik kopel dan putaran dari suatu
motor asinkron dan bebannya.
a) Karakteristik T-N motor dan beban b) Diagram kerja motor
Gambar 2. Operasi motor asinkron.
Pada gambar tersebut
terlihat bahwa keseimbangan putaran terjadi pada n=N di mana pada saat itu kopel beban = kopel putar motor.
Daya mekanis keluar motor saat itu :
… ( 3 )
Po
[Hp] ; 1 lb = 0,45
kg
TL
(ft - lb) ; 1 ft = 0,33 m
N (Rpm)
Bila saat itu motor mendapat tegangan
catu 3-fasa V dan arus jala-jala I dengan faktor kerja = cos j
maka daya masuk motor
...( 4 )
sehingga
efisiensi motor = …( 5 )
Kembali ke Gambar 2:
Pada
saat start, motor mendapat momen/ kopel percepatan sebesar:
…( 6 )
Ta
: Kopel percepatan motor saat start
TS
: Kopel start
motor
TSB
:
Kopel lawan dari beban saat start
Dari hubungan (6) itu terlihat bahwa
kecepatan start motor adalah
tergantung pada tegangan masuknya. Untuk motor yang sama,
…( 7 )
Selanjutnya diagram pada Gambar 3
memperlihatkan karakteristik motor asinkron dalam melayani beban.
Pada beban yang lebih besar, waktu start motor akan lebih panjang, arus
kerja motor lebih tinggi dan putaran kerja motor lebih rendah. Sementara itu
oleh besarnya arus motor, temperatur kerja motor akan lebih tinggi pula. Batas
pembebanan motor ditentukan oleh batas kenaikan temperatur yang terjadi yang
masih dapat ditolerir oleh isolasi belian motor. Tiap jenis isolasi beliatan
motor mempunyai batas temperatur kerja maksimum sendiri-sendiri yang tak boleh
terlewati. Bila terlewati maka isolasi belitan tersebut akan rusak hingga terjadi
hubung singkat yang kemudian membakar isolasi belitan motor.
Gambar
3. Diagram perjalanan waktu dari arus
dan putaran motor untuk dua macam pembebanan
·
Start
motor asinkron
Masalah kopel motor ini
erat hubungannya dengan cara-cara start
motor asinkron.
Pada cara start wye
- delta misalnya, kopel start motor:
Di mana T1 =
kopel motor pada cara kerja wye-delta = kopel start motor pada start langsung hubungan delta.
Namun sementara itu,
latar belakang penggunaan start semacam itu adalah untuk menurunkan arus start
motor. Istart sebesar itu
(lihat persamaan 8) akan terus mengalir sebelum motor berputar.
…( 8 )
Vp : Tegangan masuk motor / fasa
Zm
: Impedansi motor /
fasa
Oleh Zm motor yang rendah maka Istart akan tinggi sekali
yang selain mengakibatkan jatuh tegangan sesaat yang besar dijaringkan (antara
sumber - motor) juga dapat mengganggu frekuensi pembangkit serta pengamanan
pengaman arus gangguan, terutama pada motor besar.
Dengan start
wye-delta, , arus diperkecil kali semula.
Dengan start melalui
R depan atau X depan,
...( 9 )
Setelah motor berputar barulah Istart turun, sesuai :
...( 10 )
dimana E adalah ggl lawan motor.
Besarnya Xm ataupun Vstart adalah tergantung pada
batas arus start minimum yang masih dapat diterima oleh sistem motor - beban di
mana motor pada kondisi start tersebut masih sanggup membawa beban ke putaran
nominal yang ditujunya.
·
Rangkaian
ekivalen motor asinkron
Sebagaimana juga dengan
mesin listrik tak berputar: transformator, motor asinkron mempunyai pula suatu
rangkaian ekivalen. Rangkaian ekivalen motor asinkron diciptakan untuk
mempermudah pekerjaan analisa atas motor. Lihat gambar 4.
Gambar 4. Rangkaian ekivalen
motor asinkron per fasa
di mana :
Vm / fasa : tegangan masuk motor / fasa
R1 :
tahanan stator
X2 :
reaktansi
a2 R2 : tahanan rotor dilihat dari stator
a2 X2 : reaktansi
Rc : tahanan rangkaian
magnetisasi motor
Xc : reaktansi rangkaian
magnetisasi motor
: menggambarkan tahanan yang mewakili beban yangmerupakan fungsi dari S
a : perbandingan lilitan stator dan
rotor
Nilai parameter
rangkaian ekivalen motor diperoleh dari hasil pengukuran laboratorium. Contoh
penggunaan rangkaian ekivalen ini misalnya untuk menhitung efisiensi, daya
keluaran dan lain-lain. Untuk putaran motor tertntu maka nilai I1 dapat dicari. Demikian
pula nilai I2 dan keluaran
motor adalah :
rugi-rugi motor adalah :
Cos j motor adalah dicari setelah nilai diperoleh, dilanjutkan
cara perhitungan menurut teori rangkaian listrik untuk jaringan R dan XL.
Masukan motor adalah :
Dengan demikian efisiensi motor dapat dicari.
4.
Percobaan
1.
Pasang rangkaian percobaan sebagai
berikut :
Gambar 5. Rangkaian percobaan.
2.
Pada kondisi tanpa beban, startlah moroe
asinkron dan setelah keadaan steady state
ukur V, I, W, N motor. W adalah daya masuk motor beban nol. Berikan penguatan atas generator
AS hingga tegangan kerjanya tercapai lalu on-kan saklar beban generator AS pada
posisi beban nol.
3.
Berikan penguatan atas generator AS
hingga tegangan kerjanya tercapai lalu on-kan saklar beban generator AS pada
posisi beban minimum. Catat lagi V, A,
W, cos j
dan dari generator Vf, If, Va, Ia.
Tak lupa N motor.
4.
Lakukan nomor 3 hingga tercapai I ~ 5 A maksimum.
BAB
III
PENUTUP
v Kesimpulan
1.
Harga I generator maupun motor akan semakin
besar dibandingkan dengan harga I
generator maupun motor tanpa beban.
2.
Perputaran
motor akan menurun pada penambahan beban S.
3.
Harga cos j cenderung
meningkat pada penambahan beban.
4.
Rugi daya yang
timbul dapat berasal dari panas belitan motor dan generator, serta sambungan
antara generator dan motor yang kurang baik. Rugi daya ini menyebabkan daya
motor tidak sama dengan daya generator.
5.
Tegangan pada
motor tidak menurun pada penambahan/ pengurangan beban.
Komentar
Posting Komentar