Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 1 Mesin Arus Bolak balik TE091403 Part 3 : Dasar Mesin Listrik Berputar Institut Teknologi Sepuluh Nopember August, 2012
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id ACARA PERKULIAHAN DAN KOMPETENSI 2
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 3 Prinsip Dasar mesin AC berputar (PRINCIPLES OF ROTATING AC MACHINES)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 4 Rangakaian tertutup berputar dalam medan magnet seragam (A Rotating Loop in Uniform Magnetic Field)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 5 Rangakaian tertutup berputar dalam medan magnet seragam (A Rotating Loop in Uniform Magnetic Field) f max B A = Total fluks yang melalui area tertutup = A B = Kerapatan fluks = Area permukaan yang dibentuk oleh rangkaian tertutup (loop)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 6 Medan magnet Putar (Rotating Magnetic Field)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 7 Medan magnet Putar (Rotating Magnetic Field) x
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 8 Medan magnet Putar (Rotating Magnetic Field) x
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 9 Medan magnet Putar (Rotating Magnetic Field) x
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 10 Medan magnet Putar (Rotating Magnetic Field)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 11 Simulasi Medan magnet putar (Simulation of Rotating Magnetic Field)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 12 Stator mesin dua-kutub (Two Pole Stator Machine)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 13 Stator mesin empat-kutub (Four Pole Stator Machine)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 14 MMF dan distribusi Fluks (MMF & FLUX DISTRIBUTION) Untuk membangkitkan tegangan sinusoidal di mesin, magnitudo dari kerapatan fluks harus berubah secara sinusoidal sepanjang permukaan sela udara (air gap).
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 15 Kumparan stator yang didistribusikan sinusoidal (Sinusoidally Distributed Stator Winding) Mendistribusikan kumparan yang menghasilkan mmf dalam slot yang berdekatan di sekitar permukaan mesin dan menyusun jumlah konduktor di setiap slot secara sinusoidal Actual mmf Fundamental mmf
Pole Pitch Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 16 Pole pitch adalah jarak sudut antara kutub yang berdekatan pada mesin. Dalam sudut mekanis: P = Jumlah kutub
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 17 Pada gambar, sudut A (jarak sudut antara sisi coil) adalah 90 derajat mekanik, dan jarak sudut antara pusat kutub yang berdekatan adalah 90 derajat mekanik. Oleh karena itu, coil pitch adalah 90 dari 90, atau 1 pitch.
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 18 Pada gambar, sudut A (jarak sudut antara sisi coil) adalah 60 derajat mekanik, atau 120 derajat elektrik, dan jarak sudut antara pusat kutub yang berdekatan adalah 90 derajat mekanik atau 180 derajat elektrik. Oleh karena itu, coil pitch adalah 60 dari 90 (120 dari 180 ), atau 2/3 pitch.
Full-Pitch Coil Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 19 Coil-pitch r dalam derajat elektrik: Jika q m = r p full-pitch coil q m = derajat mekanik yang di lalui oleh koil Mesin dua kutub dengan r p =180 derajat. Koil yang dibentangkan sepanjang180 derajat.
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 20 Fractional-Pitch Coil Coil-pitch r dalam derajat elektrik: q m = derajat mekanik yang di lalui oleh koil Jika q m < r p fractional-pitch coil Untuk mesin dengan kutub lebih dari dua: Mesin dua kutub dengan r p =180 derajat. Koil yang dibentangkan kurang dari180 derajat.
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 21 Tegangan induksi dalam Fractional-Pitch Coil (Induced Voltage in Fractional-Pitch Coil) Kerapatan fluks disekitar rotor pada sembarang titik a: Kerapatan fluks disekitar stator pada sembarang titik a:
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 22 Tegangan induksi dalam Fractional-Pitch Coil (Induced Voltage in Fractional-Pitch Coil) Segment a-b:
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 23 Tegangan induksi dalam Fractional-Pitch Coil (Induced Voltage in Fractional-Pitch Coil) Segment c-d:
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 24 Tegangan induksi dalam Fractional-Pitch Coil (Induced Voltage in Fractional-Pitch Coil) Segment b-c: Segment d-a:
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 25 Tegangan induksi dalam Fractional-Pitch Coil (Induced Voltage in Fractional-Pitch Coil)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 26 Tegangan induksi dalam Fractional-Pitch Coil (Induced Voltage in Fractional-Pitch Coil) Full-pitch:
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 27 Tegangan induksi dalam Fractional-Pitch Coil (Induced Voltage in Fractional-Pitch Coil) Didefinisikan pitch faktor adalah : r dalam derajat elektrik Jika koil mempunyai N lilitan, tegangan induksi menjadi: Untuk mesin dengan kutub lebih dari dua :
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 28 Harmonisa dan Belitan Fractional-Pitch (Harmonics and Fractional-Pitch Windings) Reluktansi jauh lebih kecil dibawah pusat rotor dibandingkan pada sisi -nya Sehingga kerapatan fluks terkonsentrasi pada sela udara dengan reluktansi yang rendah.
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 29 Harmonisa dan Belitan Fractional-Pitch (Harmonics and Fractional-Pitch Windings) Hubungan pitch-faktor dengan komponen fundamental dan harmonik
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 30 Harmonisa dan Belitan Fractional-Pitch (Harmonics and Fractional-Pitch Windings)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 31 Harmonics and Fractional-Pitch Windings
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 32 Kumparan pada Mesin (Winding of Practical Machines) Full-pitch coils
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 33 Kumparan pada Mesin (Winding of Practical Machines)
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 34 Kumparan pada Mesin (Winding of Practical Machines) Fractional-pitch coils
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 35 Faktor distribusi pada Kumparan (Distribution Factor of Practical Winding ) Coil didistribusikan dalam slot yang dibagi dalam group phasa Dalam satu group phasa, coil membangkitkan tegangan dengan beda phasa tergantung oleh slot pitch g Sebagai contoh digambar, g = 20
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 36 Tegangan induksi pada Kumparan terdistribusi (Induced Voltage of Distributed Winding) Jika koil-koil di konsentrasikan dalam satu slot, jumlah tegangan seharusnya menjadi 3E bukan 2.879E Menurunkan tegangan induksi dalam stator
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 37 Pengaruh faktor distribusi pada tegangan induksi (Effect of Distribution Factor on Induced Voltage) Faktor distribusi, k d Faktor distribusi untuk kumparan dengan n-slot per group phasa dan dipisahkan oleh g adalah :
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 38 Pengaruh faktor distribusi pada tegangan induksi (Effect of Distribution Factor on Induced Voltage) Volt-rms N P = Jumlah total lilitan dalam koil = N C x Jumlah koil N C = Jumlah konduktor dalam satu koil k w = Faktor belitan, kombinasi pitch-faktor dan faktor distribusi
Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 39