BAB MOTOR NDUKS TGA PHASA. Umum Motor induki merupakan motor aru bolak balik (AC) yang paling lua digunakan dan dapat dijumpai dalam etiap aplikai indutri maupun rumah tangga. Penamaannya beraal dari kenyataan bahwa aru rotor motor ini bukan diperoleh dari umber tertentu, tetapi merupakan aru yang terinduki ebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihailkan aru tator. Motor ini memiliki kontruki yang kuat, ederhana, handal, erta berbiaya murah. Di amping itu motor ini juga memiliki effiieni yang tinggi aat berbeban penuh dan tidak membutuhkan perawatan yang banyak. Akan tetapi jika dibandingkan dengan motor DC, motor induki maih memiliki kelemahan dalam hal pengaturan kecepatan. Dimana pada motor induki pengaturan kecepatan angat ukar untuk dilakukan, ementara pada motor DC hal yang ama tidak dijumpai.. Kontruki Motor nduki Tiga Phaa Sebuah motor induki tiga faa memiliki kontruki yang hampir ama dengan motor litrik jeni lainnya. Motor ini memiliki dua bagian utama, yaitu tator yang merupakan bagian yang diam, dan rotor ebagai bagian yang berputar ebagaimana diperlihatkan pada gambar.. Antara bagian tator dan rotor dipiahkan oleh celah udara yang empit, dengan jarak berkiar dari 0,4 mm
ampai 4 mm. Gambar.. Penampang Stator dan Rotor Motor nduki Tiga Faa.. Stator Stator terdiri ata tumpukan laminai inti yang memiliki alur yang menjadi tempat kumparan dililitkan yang berbentuk ilindri. Alur pada tumpukan laminai inti diiolai dengan kerta (Gambar..(b)). Tiap elemen laminai inti dibentuk dari lempengan bei (Gambar..(a)). Tiap lempengan bei terebut memiliki beberapa alur dan beberapa lubang pengikat untuk menyatukan inti. Tiap kumparan terebar dalam alur yang diebut belitan faa dimana untuk motor tiga faa, belitan terebut terpiah ecara litrik ebear 0. Kawat kumparan yang digunakan terbuat dari tembaga yang dilapi dengan iolai tipi. Kemudian tumpukan inti dan belitan tator diletakkan dalam cangkang ilindri (Gambar..(c)). Berikut ini contoh lempengan laminai inti, lempengan inti yang telah diatukan, belitan tator yang telah dilekatkan pada cangkang luar untuk motor induki tiga faa.
(a) (b) (c) Gambar.. Komponen Stator Motor nduki Tiga Faa : a) Lempengan nti, b) Tumpukan nti dengan Kerta olai pada Beberapa Alurnya, c) Tumpukan nti dan Kumparan dalam Cangkang Stator... Rotor Berdaarkan jeni rotornya, motor induki tiga faa dapat dibedakan menjadi dua jeni, yang juga akan menjadi penamaan untuk motor terebut, yaitu rotor belitan (wound rotor) dan rotor angkar tupai (quirrel cage rotor). Jeni rotor belitan terdiri dari atu et lengkap belitan tiga faa yang merupakan bayangan dari belitan pada tatornya. Belitan tiga faa pada rotor faa rotor terebut dihubungkan pada lip ring yang terdapat pada poro rotor (gambar.3(a)). Belitan-belitan rotor ini kemudian dihubung ingkatkan melalui ikat (bruh) yang menempel pada lip ring (perhatikan gambar.4), dengan menggunakan ebuah perpanjangan kawat untuk tahanan luar.
(a) (b) Gambar.3. a) Tampilan Cloe-Up Bagian Slip Ring Rotor Belitan b) Motor nduki Tiga Faa Rotor Belitan Gambar.4. Skematik Diagram Motor nduki Rotor Belitan Dari gambar.4. dapat dilihat bahwa emata-mata keberadaan lip ring dan ikat hanyalah ebagai penghubung belitan rotor ke tahanan luar (external reitance). Keberadaan tahanan luar diini berfungi pada aat pengautan yang berguna untuk membatai aru mula yang bear. Tahanan luar ini kemudian ecara perlahan dikurangi ampai reitaninya nol ebagaimana kecepatan motor bertambah mencapai kecepatan nominalnya. Ketika motor telah mencapai kecepatan nominalnya, maka tiga buah ikat akan terhubung ingkat tanpa tahanan luar ehingga rotor belitan akan bekerja eperti halnya rotor angkar tupai.
Rotor angkar mempunyai kumparan yang terdiri ata beberapa batang konduktor yang diuun edemikian rupa hingga menyerupai angkar tupai. Rotor terdiri dari tumpukan lempengan bei tipi yang dilaminai dan batang konduktor yang mengitarinya (perhatikan gambar.5(a)). Tumpukan bei yang dilaminai diatukan untuk membentuk inti rotor. Alumunium (ebagai batang konduktor) dimaukan ke dalam lot dari inti rotor untuk membentuk erangkaian konduktor yang mengelilingi inti rotor. Rotor yang terdiri dari ederetan batang-batang konduktor yang terletak pada alur-alur ekitar permukaan rotor, ujung-ujungnya dihubung ingkat dengan menggunakan cincin hubung ingkat (horting ring) atau diebut juga dengan end ring. (a) (b) Gambar.5. a) Rotor Sangkar Tupai dan Bagian-bagiannya b) Motor nduki Tiga Faa Rotor Sangkar Tupai.3 Medan Putar Perputaran motor pada mein aru bolak-balik ditimbulkan oleh adanya medan putar (fluk yang berputar) yang dihailkan dalam kumparan tatornya.
Medan putar ini terjadi apabila kumparan tator dihubungkan dalam faa banyak, umumnya faa 3. Hubungan dapat berupa hubungan bintang atau delta. Mialkan kumparan a a; b b; c c dihubungkan 3 faa, dengan beda faa maing-maing 0 0 (gambar.6a) dan dialiri aru inuoid. Ditribui aru i a, i b, i c ebagai fungi waktu adalah eperti gambar.6b. Pada keadaan t, t, t 3, dan t 4, fluk reultan yang ditimbulkan oleh kumparan terebut maing-maing adalah eperti gambar.6c, d, e, dan f. Pada t fluk reultan mempunyai arah ama dengan arah fluk yang dihailkan oleh kumparan a a; edangkan pada t, fluk reultannya mempunyai arah ama dengan arah fluk yang dihailakan oleh kumparan c c; dan untuk t 3 fluk reultan mempunyai arah ama dengan fluk yang dihailkan oleh kumparan b b. Untuk t 4, fluk reultannya berlawanan arah dengan fluk reultan yang dihailkan pada aat t keterangan ini akan lebih jela pada analia vektor. Gambar.6. (a) Diagram Phaor Fluki Tiga Phaa (b) Aru Tiga Phaa Setimbang
Gambar.7. Medan putar pada motor induki tiga phaa Dari gambar c, d,e, dan f terebut terlihat fluk reultan ini akan berputar atu kali. Oleh karena itu untuk mein dengan jumlah kutub lebih dari dua, kecepatan inkron dapat diturunkan ebagai berikut : n = 0. f p n = kecepatan inkron (rpm) f = frekueni (Hz) p = jumlah kutub.3. Analii Secara Vektor Analii ecara vektor didapatkan ata daar:. Arah fluk yang ditimbulkan oleh aru yang mengalir dalam uatu lingkar, euai dengan perputaran ekrup (gambar.8). Gambar.8. Arah Fluk Yang Ditimbulkan Oleh Aru Yang Mengalir Dalam Suatu Lingkar 3. Kebearan fluk yang ditimbulkan ini ebanding dengan aru yang mengalir. Notai yang dipakai untuk menyatakan poitif atau negatifnya aru yang mengalir pada kumparan a a, b b, dan c c yaitu: harga poitif, apabila tanda ilang (x) terletak pada pangkal konduktor terebut (titik a, b, c), edangkan
negatif apabila tanda titik (.) terletak pada pangkal konduktor terebut (gambar.8). Maka diagram vektor untuk fluk total pada keadaan t, t, t 3, t 4, dapat dilihat pada gambar.9. Gambar.9. Diagram Vektor Untuk Fluk Total Pada Keadaan t, t, t 3, t 4 Dari emua diagram vektor di ata dapat pula dilihat bahwa fluk reultan berjalan (berputar)..4 Prinip Kerja Motor nduki Tiga Phaa Adapun prinip kerja motor induki tiga phaa mengikuti langkah-langkah ebagai berikut :. Apabila belitan tator dihubungkan dengan umber tegangan tiga faa yang etimbang maka akan dihailkan aru pada tiap belitan faa.. Aru pada tiap faa menghailkan fluki bolak-balik yang berubah-ubah 3. Amplitudo fluki yang dihailkan berubah ecara inuoidal dan arahnya tegak luru terhadap belitan faa Akibat fluki yang berputar
timbul ggl pada tator motor yang bearnya adalah E = Φ 4, 44 fn ( Volt )...(.) 4. Penjumlahan ketiga fluki bolak - balik terebut diebut medan putar yang berputar dengan kecepatan inkron n, bearnya nilai n ditentukan oleh jumlah kutub p dan frekueni tator f yang dirumukan dengan n = 0 p f ( rpm )...(.) 5. Akibat fluki yang berputar terebut maka timbul tegangan induki pada belitan tator yang bearnya dapat dinyatakan dengan peramaan berikut. E = Φ 4, 44 fn... (.3) 6. Fluki yang berputar terebut akan memotong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induki (ggl) ebear E yang bearnya: E = 4, 44 fn Φ m ( Volt )...(.4) dimana : E N Ф m =Tegangan induki pada rotor aat rotor dalam keadaan diam (Volt) =Jumlah lilitan kumparan rotor =Fluki makimum(wb) 7. Karena kumparan rotor merupakan rangkaian t ertutup, maka ggl terebut akan menghailkan aru. 8. Adanya aru di dalam medan magnet akan menimbulkan gaya F pada rotor.
9. Bila kopel mula yang dihailkan oleh gaya F cukup bear untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar earah medan putar tator. 0. Perputaran rotor akan emakin meningkat hingga mendekati kecepatan inkron. Perbedaan kecepatan medan tator (n ) dan kecepatan rotor (n r ) diebut lip () dan dinyatakan dengan n nr = 00%......(.5) n. Pada aat rotor dalam keadaan berputar, bearnya tegangan yang terinduki pada kumparan rotor akan bervariai tergantung bearnya lip. Tegangan induki ini dinyatakan dengan E yang bearnya E = 4, fn Φ ( Volt )....(.6) 44 dimana : E m = tegangan induki pada rotor dalam keadaan berputar (Volt) f =.f = frekueni rotor (frekueni tegangan induki pada rotor dalam keadaan berputar). Bila n = n r, tegangan tidak akan terinduki dan aru tidak akan mengalir pada kumparan rotor, karenanya tidak dihailkan kopel. Kopel ditimbulkan jika n r < n..5 Rangkaian Ekivalen Motor nduki.5. Rangkaian Ekivalen Stator Untuk mempermudah analii motor induki, digunakan metoda rangkaian ekivalen per-faa. Motor induki dapat dianggap ebagai tranformator dengan
rangkaian ekunder berputar. Rangkaian ekivalen tatornya dapat digambarkan ebagai berikut: R X 0 V Rc c X m m E Gambar.0 Rangkaian Ekivalen Stator Motor nduki Dimana: V = tegangan terminal tator (Volt) E R = ggl lawan yang dihailkan oleh fluk celah udara reultan (Volt) = aru tator (Ampere) = tahanan efektif tator (Ohm) X = reaktani bocor tator (Ohm) Arah poitif dapat dilihat pada rangkaian Gambar.0. Aru tator terbagi ata komponen, yaitu komponen aru beban dan komponen aru penguat 0. Komponen aru penguat 0 merupakan aru tator tambahan yang diperlukan untuk menghailkan fluki celah udara reultan, dan merupakan fungi ggm E. Komponen aru penguat 0 terbagi ata komponen rugi-rugi inti C yang efaa dengan E dan komponen magnetiai M yang tertinggal 90 0 dari E. Hubungan antara tegangan yang diindukikan pada rotor ebenarnya (Erotor) dan tegangan yang diindukikan pada rotor ekivalen (E S ) adalah:
E S N = rotor N E = a atau E S = a E rotor........... (.0) Dimana a adalah jumlah lilitan efektif tiap faa pada lilitan tator yang banyaknya a kali jumlah lilitan rotor. Bila rotor-rotor diganti ecara magnetik, lilitan ampere maing-maing haru ama, dan hubungan antara aru rotor ebenarnya rotor dan aru S pada rotor ekivalen adalah: S = rotor.. (.) a ehingga hubungan antara impedani bocor frekueni lip Z S dari rotor ekivalen dan impedani bocor frekueni lip Z rotor dari rotor ebenarnya adalah: Z E a Erotor = = S S = S rotor a Z rotor.. (.) Nilai tegangan, aru dan impedani terebut diata didefiniikan ebagai nilai yang refereninya ke tator. Selanjutnya peramaan (.) dapat ditulikan: E S S = Z S = R + jx...(.3) dimana : Z S = impedani bocor rotor frekueni lip tiap faa dengan refereni ke tator (Ohm). R = tahanan efektif refereni (Ohm).
X = reaktani bocor refereni pada frekueni lip X didefiniikan ebagai harga reaktani bocor rotor dengan refereni frekueni tator (Ohm)..5. Rangkaian Ekivalen Rotor Reaktani yang didapat pada peramaan (.3) dinyatakan dalam cara yang demikian karena ebanding dengan frekueni rotor dan lip. Jadi X didefiniikan ebagai harga yang akan dimiliki oleh reaktani bocor pada rotor dengan patokan pada frekueni tator. Pada tator ada gelombang fluk yang berputar pada kecepatan inkron. Gelombang fluk ini akan mengimbakan tegangan pada rotor dengan frekueni lip ebear E dan ggl lawan tator E. Bila bukan karena efek kecepatan, tegangan rotor akan ama dengan tegangan tator, karena lilitan rotor identik dengan lilitan tator. Karena kecepatan relatif gelombang fluk terhadap rotor adalah kali kecepatan terhadap tator, hubungan antara ggl efektif pada tator dan rotor adalah: E = E....(.4) Gelombang fluk magnetik pada rotor dilawan oleh fluk magnetik yang dihailkan komponen beban dari aru tator, dan karenanya, untuk harga efektif =...(.5) Dengan membagi peramaan (.4) dengan peramaan (.5) didapatkan: E S S = E.......(.6)
Didapat hubungan antara peramaan (.5) dengan peramaan (.6), yaitu E S S = E = R + jx.........(.7) Dengan membagi peramaan (.7) dengan, maka didapat E = R + jx...... (.8) Dari peramaan (.8) dapat dibuat rangkaian ekivalen untuk rotor. Dari peramaan (.3), (.4) dan (.8) maka dapat digambarkan rangkaian ekivalen pada rotor ebagai berikut : R X R X E X E R E R ( ) Gambar.. Rangkaian Ekivalen Pada Rotor Motor nduki. R R = + R - R R ( R = R + ).....(.9) Dari penjelaan mengenai rangkaian ekivalen pada tator dan rotor di ata, maka dapat dibuat rangkaian ekivalen motor induki tiga faa pada maing-maing faanya. Perhatikan gambar di bawah ini.
R X X Φ V Rc c X m m E E R Gambar.. Rangkaian Ekivalen Motor nduki Tiga Phaa Untuk mempernudah perhitungan maka rangkaian ekivalen pada gambar. diata dapat dilihat dari ii tator, rangkaian ekivalen motor induki tiga faa akan dapat digambarkan ebagai berikut. R X ' ' X 0 V X m R c E R ' m c Gambar.3. Rangkaian Ekivalen Dilihat Dari Sii Stator Motor nduki Atau eperti gambar berikut: R X ' ' X ' R 0 V X m R c E R ' ( ) m c
Gambar.4. Rangkaian Ekivalen Dilihat Dari Sii Stator Motor Dimana: nduki ' X = a X ' R = a R Dalam teori tranformator-tatika, analii rangkaian ekivalen ering diederhanakan dengan mengabaikan eluruh cabang penalaran atau melakukan pendekatan dengan memindahkan langung ke terminal primer. Pendekatan demikian tidak dibenarkan dalam motor induki yang bekerja dalam keadaan normal, karena adanya celah udara yang menjadikan perlunya uatu aru peneralan yang angat bear (30% ampai 40% dari aru beban penuh) dan karena reaktani bocor juga perlu lebih tinggi. Untuk itu dalam rangkaian ekivalen Rc dapat dihilangkan (diabaikan). Rangkaian ekivalen menjadi gambar berikut. R X ' ' X ' R 0 V X m E R ' ( ) Gambar.5. Rangkaian Ekivalen Lain Dari Motor nduki.6 Aliran Daya Motor nduki Pada motor induki, tidak ada umber litrik yang langung terhubung ke rotor, ehingga daya yang melewati celah udara ama dengan daya yang
diinputkan ke rotor. Daya total yang dimaukkan pada kumparan tator (P in ) dirumukan dengan 3 P = V coθ (Watt)...(.0) in Dimana: V = tegangan umber (Volt) = aru maukan(ampere) θ= perbedaan udut phaa antara aru maukan dengan tegangan umber. Daya litrik diuplai ke tator motor induki diubah menjadi daya mekanik pada poro motor. Berbagai rugi-rugi yang timbul elama proe konveri energi litrik antara lain:. Rugi-rugi tetap (fixed loe), terdiri dari: Rugi-rugi inti tator (P i ) P i E 3. = (Watt)..(.) R C Rugi-rugi geek dan angin. Rugi-rugi variabel, terdiri dari: Rugi-rugi tembaga tator (P t ) Pt = 3.. R (Watt).....(.) Rugi-rugi tembaga rotor (P Daya pada celah udara (P Ptr = 3.. R (Watt)......(.3) cu ) dapat dirumukan dengan: tr ) Pcu = P in P t P i (Watt).(.4)
Jika dilihat pada rangkaian rotor, atu-atunya elemen pada rangkaian ekivalen yang mengkonumi daya pada celah udara adalah reitor R /. Oleh karena itu daya pada celah udara dapat juga dituli dengan: R Pcu = 3.. (Watt)...(.5) S Apabila rugi-rugi tembaga dan rugi-rugi inti dikurangi dengan daya input motor, maka akan diperoleh bearnya daya litrik yang diubah menjadi daya mekanik. Bearnya daya mekanik yang dibangkitkan motor adalah: P mek = P cu P tr (Watt)..... (.6) R Pmek = 3.. - 3.. R Pmek = 3.. R. ( ) S P mek = P tr x ( ) (Watt)... (.7) Dari peramaan (.0) dan (.) dapat dinyatakan hubungan rugi-rugi tembaga dengan daya pada celah udara: P tr =. P cu (Watt). (.8) Karena daya mekanik yang dibangkitkan pada motor merupakan eliih dari daya pada celah udara dikurangi dengan rugi-rugi tembaga rotor, maka daya mekanik dapat juga dituli dengan: P mek = P cu x ( ) (Watt)...... (.9) Daya output akan diperoleh apabila daya yang dikonverikan dalam bentuk daya mekanik dikurangi dengan rugi-rugi geek dan angin, ehingga daya keluarannya:
P out = P mek P a&g P b (Watt)... (.30) Secara umum, perbandingan komponen daya pada motor induki dapat dijabarkan dalam bentuk lip yaitu: P cu : P tr : P mek = : :. Gambar.6 menunjukkan aliran daya pada motor induki tiga phaa: Energi litrik konveri Energi mekanik Gambar.6. Diagram Aliran Daya Motor nduki.7 Tori Motor nduki Tiga Phaa Tori berhubungan dengan brhubungan dengan kemampuan motor untuk menuplai beban mekanik.oleh karena itu, Tori (τ) ecara umum dapat dirumukan ebagai berikut. τ ind = P m ω r......(.3) dengan :ω r = kecepatan udut (mekanik) dari rotor. Dari peramaan (.5) dapat dibuat bahwa nr = n (-), ehingga diperoleh pula; ω = ω (-)...(.3) Kecepatan inkron elalu bernilai kontan untuk tiap-tiap frekueni dan jumlah kutub yang diberikan motor. Karena kecepatan inkron elalu tetap, maka daya pada celah udara akan menentukan bear tori induki pada motor.
τ ind = P cu ω ink... (.33) Mekipun terdapat berbagai cara menyeleaikan rangkaian eperti gambar.5, untuk menentukan bearnya aru, kemungkinan penyeleaian yang paling mudah dapat dilakukan dengan menentukan rangkaian ekivalen thevenin dari gambar terebut. Agar dapat menghitung ekivalen thevenin dari ii input rangkaian ekivalenmotor induki, pertama-tama terminal X dihubung buka (open-circuit), kemudian tegangan open circuit diterminal terebut ditentukan. Untuk menentukan impedani thevenin, maka tegangan phaa terminal terebut ditentukan. Untuk menentukan impedani Thevenin, maka tegangan phaa dihubung ingkat (hort-circuit) dan Z eq ditentukan dengan melihat kedalam ii terminal. R jx Vφ jx M V TH Gambar.7 Tegangan Ekivalen Thevenin Pada Sii Rangkaian nput Dari gambar.7 ditunjukkan bahwa terminal di open-circuit untuk mendapatkan tegangan ekivalen Thevenin. Oleh karena itu dengan aturan pembagi tegangan diperoleh: V TH = V φ Z M Z M +Z
R V TH = V φ jx M R +JX +jx M Magnitud dari tegangan Thevenin V TH adalah V TH = V φ X M (X M +X ) Karena reaktani magnetiai X M >> X dan X M >> R, harga pendekatan dari magnitud tagangan ekivalen Thevenin V TH V φ X M X M +X..(.34) Gambar.8 menunjukkan tegangan input dihubung ingkat. mpedani ekivalen Thevenin dibentuk oleh impedani paralel yang terdapat pada rangkaian. R jx jx M E Gambar.8 mpedani Ekivalen Thevenin Pada Sii Rangkaian nput mpedani Thevenin Z TH diberikan oleh; Z TH = Z Z M Z +Z M Z TH = R TH + jx TH = jx M R +jx R +(X +X M )....(3.35) Karena X M >> X dan X M >> R, tahanan dari reaktani Thevenin ecara pendekatan diberikan oleh R TH R X TH X
Gambar dibawah menunjukkan rangkaian ekivalen Thevenin RTH jxth jx Vφ E R S Gambar.9 Rangkaian Ekivalen Thevenin Motor nduki Dari gambar diata aru diberikan oleh: = V TH Z TH +Z ; = V TH R TH + R +jx M +jx Magnitud dari aru = RTH + R V TH Daya pada celah udara diberikan oleh: +(XM +X ).......(3.36) R P AG = 3 ; P 3V AG = TH R /....(3.37) (R TH +R ) (X M +X ) Hubungan antara tori dan lip dinyatakan pada gambar.0 Gambar.0 Hubungan Antara Tori Dan Slip Motor nduki Dengan memperhatikan gambar.0 dapat dilihat bahwa:
Pada kecepatan hiperinkron (kecepatan melebihi inkron), lipnya negatif (biaanya kecil), mein beroperai ebagai generator induki dengan tori bekerja dengan arah yang berlawanan dengan putaran medan putar. Saat mein bekerja pada kecepatan tantill dan kecepatan inkron, dengan lip poitif antara dan 0, mein berputar pada keadaan tanpa beban ehingga lipnya kecil ekali, GGL rotor juga kecil ekali, Z (rotor circuit impedance) hampir Rmurni dan aru cukup untuk membangkitkan tori dan memutar rotornya. Selanjutnya beban mekanik dipaang pada poro ehingga putaran rotor makin lambat, lip naik, GGL rotor naik (bear maupun frekueninya), menghailkan aru dan tori yang lebih bear. Jika motor induki diputar berlawanan dengan arah putaran medan putar maka maih akan dihailkan tori yang bertindak ebagai rem dan terjadi penyerapan tenaga mekanik: mein dalam keadaan berputar dengan lip, kemudian arah medan putar tiba-tiba dibalik, maka akan terjadi rotor mempunyai lip (-), kecepatan turun menuju nol dan dapat dibawa ke kondii tantill. Cara ini adalah cara pengereman motor yang diebut dengan Plugging..8 Efiieni Motor nduki Tiga Phaa Efiieni dari uatu motor induki didefeniikan ebagai ukuran keefektifan motor induki untuk mengubah energi litrik menjadi energi mekanik yang dinyatakan ebagai perbandingan/raio daya output (keluaran) dengan daya input (maukan), atau dapat juga dirumukan dengan:
P out in lo out η (%) = x00% = x00% = 00% P in P P P in P out P + P Lo...(.38) Plo = Pin + Pi + Ptr + Pa & g + Pb..(.39) P in = 3. V.. Co (.40) Dari peramaan di ata dapat dilihat bahwa efiieni motor tergantung pada bearnya rugi-rugi. Pada daarnya metode yang digunakan untuk menentukan efiieni motor induki bergantung pada dua hal apakah motor itu dapat dibebani ecara penuh atau pembebanan imulai yang haru digunakan. Dimana: Gambar.. Efiieni Pada Motor nduki P cu P tr = daya yang diinputkan ke rotor ( Watt ) = rugi-rugi tembaga rotor ( Watt ) P mek = daya mekanik dalam bentuk putaran ( Watt ) Efiieni dari motor induki dapat diperoleh dengan melakukan pengujian beban nol dan pengujian hubung ingkat. Dari pengujian beban nol akan diperoleh rugi-rugi mekanik dan rugi-rugi inti. Rugi-rugi tembaga tator tidak dapat diabaikan ekalipun motor berbeban ringan maupun tanpa beban.
.9 Penentuan Parameter Motor nduki Data yang diperlukan untuk menghitung performani dari uatu motor induki dapat diperoleh dari hail pengujian tanpa beban, pengujian rotor tertahan, dan pengukuran tahanan dc lilitan tator..9. Pengujian Tanpa Beban Pengujian ini untuk mengukur rugi-rugi putaran dan aru magnetiai. Pada keadaan tanpa beban (beban nol), beban yang dipikul hanyalah rugi-rugi angin dan geekan. Adapun rangkaian pengujian tanpa beban adalah ebagai berikut: P A R V A S Motor P A T Gambar.. Rangkaian pengujian tanpa beban motor induki Dari data intrumen ukur dapat ditentukan parameter-parameter (per faa): V bn Z bn = X + X m... bn (.4) Reaktani magnetiai (Xm) dapat dicari jika reaktani primer X diketahui. bn (jala-jala) = + + R 3 S T.........(.4) Slip yang terjadi umumnya angat kecil ( 0,00), ehingga: R ( ) ( ) > > R dan juga R > > X ' maka pada percobaan ini diabaikan. R ( ) ( ) + jx R
Rugi rotor ini dianggap ebagai rugi angin dan geekan, edangkan rugi tembaga tator dapat dicari ebagai: P t =. R...(.43) Dimana di ini ama dengan bn (faa) dan R dicari lewat pengujian tahanan tator aru earah. Peramaan daya: P in( bn ) = P t +.....(.44) Prot = P i + P a & g + rugi lain-lain......(.45) Dimana: P rot P i = daya yang hilang akibat adanya putaran (Watt) = rugi inti (Watt) Pa & g = rugi angin dan geekan (Watt).9. Pengujian Tahanan Stator Pengujian ini digunakan untuk mengetahui nilai parameter reitani tator (primer) R. Pada pengujian ini kumparan tator dialiri aru earah, ehingga uhunya mencapai uatu nilai yang ama jika motor induki beroperai pada kondii operai normal (reitani kumparan merupakan fungi uhu). Gambar.3. Rangkaian Pengujian Tahanan Stator Aru Searah Motornduki
Pada percobaan ini, jika kumparan tator terhubung bintang (gambar..a), maka aru akan mengalir melewati dua kumparan dengan reitani ebear R, ehingga: V AS AS = R atau R V AS =.... (.46) AS Sedangkan jika terhubung egitiga (gambar..b), maka aru akan mengalir melewati ketiga kumparan terebut yang bearnya ecara ekivalen terluki pada gambar berikut, dengan reitani total: R R R Sehingga: V AS AS = 3. Rt atau R 3V AS =.... (.47) AS Nilai R yang didapat hanya merupakan nilai pendekatan, karena pada kondii operai normal, motor induki diberikan paokan tegangan aru bolakbalik yang dapat menimbulkan efek kulit (kin effect) yang mempengaruhi bearnya nilai R.
.9.3 Pengujian Rotor Tertahan Pengujian ini pada prinipnya adalah eperti pengujian hubung ingkat pada tranformator. Motor induki dihubungkan dengan umber daya litrik, erta intrument-intrumen ukur pada gambar berikut: R A P f r = f j = f uji S A V Motor Rotor Ditahan T A P Gambar.4. Rangkaian Rotor Ditahan Motor nduki Dimana: f r = frekueni rotor; f j = frekueni jaringan litrik; f uji = frekuni uji Pada pengujian ini, rotor ditahan agar tidak berputar dan pada aat itu nilai-nilai pada intrumen ukur dicatat. Pada pengujian ini ketika etelah frekueni dan tegangan diatur, erta rotor ditahan, aru yang mengalir pada motor haru dengan egera dietel pada nilai nominalnya, data daya maukan, tegangan dan aru yang terukur haru dengan egera dicatat ebelum rotor menjadi angat pana. Sumber daya yang digunakan adalah umber daya yang tagangan dan frekueninya dapat dietel atau diatur (adjutable). R + S + RT (jala-jala) = 3 T nominal.. (.48) Dimana: RT = aru rata-rata pada aat pengujian rotor ditahan. Adapun nilai impedani per faa pada percobaan ini ebear:
Dimana: Dimana: V =......(.49) ph Z RT RRT Z RT = R RT + jx RT '.... (.50) RRT = R + R.......(.5) XRT' = X ' + X '.....(.5) R dan R adalah bearnya reitani kumparan tator dan kumparan rotor. X' dan X' adalah bearnya reaktani kumparan tator dan rotor pada frekueni uji. Sedangkan bearnya reaktani kumparan tator dan rotor pada kondii operai normal adalah: f no min al X RT =. X RT ' = X + X f uji. (.53) Adapun untuk menentukan bearnya nilai X dan X dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel.. Standar bearnya reaktani berbagai jeni deain rotor. Diain Rotor X X Rotor belitan 0,5 XRT 0,5 XRT Kela A 0,5 XRT 0,5 XRT Kela B 0,4 XRT 0,6 XRT Kela C 0,3 XRT 0,7 XRT Kela D 0,5 XRT 0,5 XRT Tabel di ata didaarkan pada percobaan yang telah dilakukan bertahuntahun lamanya dan dijadikan tandar NEMA (National Electrical Manufacturer Aociation ).