PERHITUNGAN PADA MOTOR INDUKSI

Transkripsi

1 PERHITUNGAN PADA MOTOR INDUKSI

2 slip, frekuensi dan GGL dan reaktansi induktif pada motor Kecepatan slip = Ns Nr maka slip (s): s = Ns Nr Ns GGL induksi pada motor: E E E 1 = S S 4,44. f1. N1. φm = 4,44. f 1. N = 4,44. s. f. φ. N m. φ m = s. E Reaktansi induktif pada motor: X 1 =. π. f 1 Hubungan frekuensi sumber dan frekuensi rotor adalah: f f = 1 Ns. p 10 ( Ns Nr) p = 10 f ( Ns Nr) = f 1 Ns maka : f = s. f 1 = s X S = X =. π. s. f1 s.

3 RANGKAIAN EKIVALEN MOTOR INDUKSI PERFASA i Arus pada rotor: se = = Z se E = [ r + ( sx ) r + ( X ) s

4 RANGKAIAN EKIVALEN MOTOR INDUKSI PERFASA i' Arus pada rotor dilihat dari stator: se' = Z' = [ r' se' + ( sx' ) = r' s E' + ( X' ) Arus input I 1 = V 1 / Z t Ampere (A) dengan: Z t = impedansi total motor perfasa Faktor daya motor: Cos ϕ 1 = (r( t +R t )/Z t Daya input riil : P I = V 1 I 1 Cos ϕ 1 (Watt) Daya reaktif input : Q 1 = V 1 I 1 Sin ϕ 1 (VAR)

5 Faktor daya rotor : Cos ϕ = r /(r +jx ) Rugi-rugi pada rotor: P = (I ).r Daya input rotor : P g = E 1 I Cos ϕ = (I ). (r /s) Watt = daya melalui celah udara Daya mekanik P m = P g P = P g s.p g = (1-s) P g Daya output P out = (1-s) P g P rot ==> P o = P rot = rugi-rugi rotasi P o = rugi angin + rugi gesek (sekitar %) Untuk menghitung daya dan rugi-rugi daya motor dalam 3-fasa, maka semua daya input, mekanik, rugi-rugi daya dan daya output dikalikan dengan 3.

6 Ilustrasi Daya dan Efisiensi pada Motor POUT efisiensi( η) = x100% P IN

7 Efisiensi untuk disain motor yang berbeda

8 MENENTUKAN DAYA YANG DIPERLUKAN UNTUK BEBAN KONSTAN Pengangkatan obyek : untuk pengangkatan beban diperlukan daya (P) P = 9,8 W v x 100/η ( W) = 9,8 W v x 10-3 x 100/η (kw) atau : P m = (W(.v)/(10.η) ( kw)

9 Contoh : Pesawat angkat mengangkat beban 4,5 ton dengan kecepatan 1 m/min dengan wins koefisien 85 %. Berapa daya mekanik? Jawab : dengan persamaan di atas : (4,5 x 1000 x 1/60 x100) 10 x 85 = 10,4 kw Motor ukuran 11 kw dapat digunakan

10 Menggerakan obyek secara horisontal (misal konveyor) P m = (C 1 v l +C Q l) (C 1 v +C Q ) l x100 = 10 η 10 η x 100 Nilai C 1 dan C tergantung keahlihan pembuatan C = 0,01-0,015 nilai C 1 lihat tabel kw Lebar sabuk 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1.0 C 1 (kgw/m 0,48 0,77 1,4 1,47,06,90

11 Beban cairan (pompa cairan) daya listrik yang diperlukan : P m = K x 1000 Q H 100 x 10 η (kw) K = koefisien kesalahan dan perancangan ( ) Efisiensi pompa standart Kuantitas pompaan Q (m 3 /min) Efisiensi η (%)

12 Contoh : Berapa banyak daya (kw) kira-kira diperlukan untuk pompa motor menaikan air melawan ketinggian 4 m pada kecepatan 10 m 3 per menit, efisiensi pompa 76 % Jawab ; Menggunakan rumus seperti di atas maka ukuran motor dapat dicari (1, x 1000 x 10/60 x 4 x 100)/(10 x 76) = 10,3 kw ukuran motor dipilih 11 kw

13 Torsi pada Motor Torsi elektromanetik atau internal torsi: T e = (I ).(r /s)/ ω (Nm) Torsi output: T out = {(1-s)P g -P o }/πn r (Nm) Dengan: n r = putaran rotor perdetik

14 Karakteristik torsi kecepatan pada motor

15 Karakteristik torsi slip pada motor

16 KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSI Motor induksi,, rotor sangkar (squrrel cage) ) 3-fasa3 Penggunaan : serbaguna, beban berat (blower, bor-pres), cocok untuk daerah yang mudah ternbakar Motor induksi, rotor lilit n Penggunaan : mesin diperlukan arus start, beban berat, beban berubah-ubah rendah } medium Tahanan Tingi T

17 Membalik arah putaran motor induksi 3-fasa R S T M 3 ~ R S T M 3 ~ arah putaran arah putaran

18 MEMILIH MOTOR LISTRIK A. Menegenai mesin beban, harus diperiksa : 1. Jenis mesin beban (dinamikanya) dari motor. Karakteristik perputaran kopel (torsi) 3. Jenis tugas: kontinyu, singkat, berubah- ubah, atrau siklus) 4. frekuensi pengasutan (jumlah start) 5. Sistem kendali pada beban 6. Momen inersia beban 7. Kecepatan per menit 8. Daya beban (kemampuan motor) 9. Cara pengasutan (otomatis atau tidak) 10. Cara pengereman apakah pemberhentian cepat atau tidak) 11. Apakah memerlukan pembalikan putaran atau tidak 1. Lokasi pemasangan mesin ( lembab atau panas) 13. Kondisi ambien dari lokasi (kondisi gas, korosif, kelembaban tinggi, debu, bising. 14. Cara kopling (rantai, gigi, langsung atau sabuk) 15. Cara instalasi

19 B. Mengenai Motor Listrik Karakteristik perputaran kopel dari motor Kopel asut dan kopel pengunci Apakah kecepatan dapat dikendalikan? Kemampuan nominal (kontinyu, waktu singkat, siklus) Kecepatan motor Jenis motor Keluaran nominal motor Kapasitas, frekuensi, tegangan, jumlah kutub dari sumber daya Kelas isolasi Kendali yang dipakai Bentuk pelindung dari RANGKA (stator) Ukuran poros Kedudukan mesin (horizontal, vertikal atau flens) Alat tambahan (jenis puli)

20 PENGHITUNGAN DAYA LISTRIK pada PEMBEBANAN Beban geser ( misal konveyor, pengopak otomatis, pres cetak, mesingurinda, fris penghancur : Daya P yang diperlukan untuk obyek bergerak dengan kecepatan v(m/s) melawan kakas geser sbb: P = F v (W) P = µ W v (W) bila obyek membuat gerak putar, kopel atau Torsi, T T = µ W r (Nm/rad rad) P = ω µ W r (W)

21 bila obyek membuat gerak putar, kopel T T = µ W r (Nm/rad rad) P = ω µ W r (W) dengan : r = jari-jari girasi bantalan (m/rad) W = tekanan vertikal pada bantalan (N) µ = koefisien geser dinamis µ s = koefisien geser statis (kg)/ton Koefisien geser bantalan Macam bnatalan µ µ s Bantalan selonsong 0,001 0,006 0,05 0,0 Bantalan bola atau rol 0,001 0,007 0,00 0,006

22 Beban akselerasi (percepatan) diperlukan kopel akselerasi untuk mengakselerasikan obyek,maka energi kinetik harus ditambahkan Daya untuk akselerasi (P) = F v = m.a.v (W) untuk gerak putar kopel (T) = J α (Nm/rad) Daya (P) = T ω = J αω (W) dengan: J : momenkelembaman(kgm /rad ) ω : kecepatan sudut (rad/s) α : akselerasi sudut (rad/s )

23 Beban Gravitasi Obyek diangkat melawan gravitasi Kakas F diperlukan untuk mengangkat obyek dengan masa m (kg) pada kecepatan (m/s) adalah : F = m g (N) P = m g v (W)

24 Menentukan daya dengan beban yang berubah-ubah daya motor sulit ditentukan cara : 1. kuadrat rata-rata T P t P P a = = α t + α β = 1 + t + βt3 + αt4 + t5 βt6 Koefiensi akselerasi dan deselerasi = koefisien ketika berhenti Besarnya tergantung dari cara pendinginan motor besarnya lihat tabel ; t T P t P t

25 Tabel Macam Motor tak serempak (macam terbuka) 0,6 0,3 Motor tak serempak (macam ventilasi tertutup seluruhnya 0,7 0,4 Motor arus searah 0,7 0,5 α β Kurva beban berulan : P 1 P P 4 P 5 P 3 P 6 t 1 t t 3 t 4 t 5 t 6 T

26 MOTOR LINEAR Motor linear pengembangan motor konvensional (motor induksi) Prinsip kerja = seperti motor induksi Keluaran mekanik bekerja secara translasi (bukan gerak rotasi) Prinsip kerja : A primer sekunder A ferromanegnik a. Stator Motor induksi b. Primer pendek

27 Lilitan tiga fasa sekunder c. Sekunder pendek d. dobel primer Gambar b digunaka untuk jarak yang panjang c jarak pendek d. dilengkapi dengan daya tarik magnetik Perubahaqn kecepatan : Untuk motor rotasi - n s = f s /p perusahaan detik n s = putaran pe detik ; f s = frekuensi Hz ; p pasang kutub

28 Kecepatan motor linear v s = π f s m per detik Atau v s = (1 s) v s m per detik Hubungan kecepatan dengan langkah kutub meter/detik.... 0, 0,4 0,6 0,8 Gaya geser Kecepatan V r Dengan konduktor plat a. Karakteristik v dengan langkah alur b. gaya geser kecepatan v s

29 Penurunan frekuensi Gaya geser Penurunan Tegangan Plat ferromagnetik Gaya geser P e = Kecepatan Kecepatan C efek perubahan tegangan sumber d. efek variasi kecepatan Daya elektromagnetik : Pe = Z ab vs π ( 3kbk p I1) Φ r cosϕi Watt π Gaya geser : F π = η Bav ac LmW cosφ1 Newton

30 Dengan : π L m = p = L m B av = pϕ L m r W Kerapatan fluk Sistem kemagnitan motor linear L m W Field system A A a b rotor Direction Of motion Edge effect End effect

31 APLIKASI MOTOR LINEAR a Linear motor Sabuk berjalan (Conveyer) b Traversing crame Y R-B-Y supply conection R Filed system B

32 Penggunaan a Sistem medan tetap dan konduktor travel dari plat - pintu dorong otomatis dan kereta listrik - conveyer (sabuk( berjalan) - alat peralatan mekanik - pesawat dorong B Sistem medan bergerak - motor linear kecepatan medium dan tinggi - motor linear kecepatan tinggi (motor kerek)

33 TERIMA KASIH