MOTOR
LISTRIK AC
BAB I
PENDAHULUAN
Sebelum masuk pada penjelasan mengenai motor sinkron dan
generator AC, ada baiknya kita mengetahui dan mengenal dasar pengertian motor
itu sendiri agar dapat memahami konsep cara kerja motor.
Dalam ilmu fisika (physical science), teknologi rekayasa
kelistrikan (electrical engineering
technology), dan teknologi rekayasa permesinan (automotive engineering technology), yang dinamakan mesin listrik (electrical machines) dibedakan atas 3 kelompok besar,
yaitu:
·
Motor listrik atau generator mesin, disebut motor (pemuntir).
·
Generator listrik atau motor mesin, disebut generator (pembangkit).
·
Transformator listrik atau transformer listrik, disingkat trafo (pengalih, pemindah).
|
||
MOTOR
LISTRIK
Motor listrik termasuk
kedalam kategori mesin listrik dinamis
dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik
yang mengubah energi listrik
menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk,
misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor,
mengangkat bahan, dll di industri dan digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga
(seperti: mixer, bor listrik, kipas angin). Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab
diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di
industri.
Mekanisme
kerja untuk seluruh jenis motor listrik
secara umum adalah sama,
yaitu:
- Arus
listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
- Jika
kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua
sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah
yang berlawanan.
- Pasangan
gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan.
- Motor-motor
memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang
lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang
disebut kumparan medan.
Motor listrik sudah menjadi kebutuhan kita sehari-hari
untuk menggerakkan peralatan dan mesin yang membantu perkerjaan. Untuk memutar
baling-baling pada kipas angin, digunakan motor listrik. Demikian juga, motor
listrik digunakan pada peralatan rumah tangga lainnya seperti: hair dryer, blender, pompa air,
mesin cuci, mesin jahit, bor listrik dll. Mesin-mesin pertanian terutama mesin
pengolahan hasil pertanian dan mesin-mesin di industri pun banyak yang
menggunakan tenaga putarnya dari motor listrik.
Pada motor bakar, motor listrik digunakan sebagai motor
starter. Pada traktor pertanian, motor listrik dugunakan pada motor starter dan
wiper. Penggunaan motor listrik ini semakin berkembang karena
memiliki keunggulan dibandingkan motor bakar, misalnya:
a) kebisingan dan getaran lebih rendah,
b) kecepatan putaran motor bisa diatur,
c) lebih bersih,
d) lebih kompak, dan
e) hemat dalam pemeliharaan.
JENIS
MOTOR LISTRIK
Dibawah ini adalah
bagan mengenai macam – macam motor listrik berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme
operasi
yang terangkum dalam klasifikasi motor listrik.
Motor Arus Bolak – Balik (AC)
Motor AC / arus bolak-balik
menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang
waktu tertentu. Motor listrik AC
memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor".
Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar
untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah
bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian
ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk
meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya.
Gambar Motor Listrik
TEORI DASAR MOTOR SINKRON
1. PRINSIP KERJA MOTOR
SINKRON
Kontruksi dari motor
sinkron sama dengan kontruksi generator sinkron. Adapun cara kerja motor
sinkron dapat diuraikan sebagai berikut :
Bila kumparan stator atau armatur
mendapatkan tegangan sumber bolak-balik (AC) 3 phasa, maka pada kumparan stator
timbul fluks magnet putar. Fluks magnet putar ini setiap saat akan memotong
kumparan stator, sehingga pada ujung-ujung kumparan stator timbul GGL armatur
(Eam). Fluks putar yang dihasilkan oleh arus bolak-balik tidak
seluruhnya tercakup oleh kumparan stator. Dengan perkataan lain, pada kumparan
stator timbul fluks bocor dan dinyatakan dengan hambatan armatur (Ram)
dan reaktansi armatur (Xam).
Kumparan rotor terletak antara kutub-kutub
magnit KU dan KS yang juga mempunyai fluks magnet. Kedua fluks magnet tersebut
akan saling berinteraksi dan mengakibatkan rotor berputar dengan kecepatan
putar rotor sinkron dengan kecepatan putar stator.
Pada motor DC, GGL armatur besarnya
tergantung pada kecepatan putar rotor, sedangkan pada motor AC, GGL armatur
besarnya tergantung pada faktor daya (PF) beban yang berupa kumparan stator.
Untuk memperbesar kopel putar rotor
(kecepatan putar rotor), kutub-kutub magnet yang terletak pada bagian rotor
dililiti kumparan dan kumparan tersebut dialiri arus listrik DC dan arus ini
disebut penguat (Lf).
Dari kumparan rotor yang ikut berputar
dengan kumparan stator (kecepatan sinkron) akan timbul fluks putar rotor yang bersifat
reaktif terhadap fluks putar stator. Ini disebut reaktans pemagnet (XM).
Reaktans pemagnet bersama-sama dengan reaktans armatur (Xam) disebut
reaktans motor sinkron (Xsm). Dengan demikian rangkaian listrik dari
motor sinkron adalah seperti tertera pada gambar berikut:
Gambar 1. Rangkaian
Listrik Motor Sinkron
Keterangan:
-
Ram = Hambatan armatur
-
Xsm = Reaktans sinkron
-
Eam = GGL armatur
-
IL = Arus jala-jala
-
Iam = Arus armatur
-
Vt = Tegangan sumber
bolak-balik
-
If = Arus penguat medan
-
Rf = Kumparan penguat
medan
Dari gambar di atas
berlaku persaman:
Vt = Iam.Xsm
+ Iam.Ram + Eam
Proses terjadinya
perputaran rotor karena kumparan stator mendapat sumber arus AC 3 phasa, maka
pada kumparan stator timbul fluks putar yang mempunyai kutub utara stator (Ns) dan kutub selatan (Ss). Andaikan saat awal
fluks berputar searah jarum jam dengan kedudukan kutub utara stator pada titik
A dan kutub selatan stator pada titik B, sedangkan kedudukan kutub-kutub magnet
rotor yaitu kutub utara magnet pada titik A dan kutub selatan magnet pada titik
B (perhatikan gambar a), maka kedua kutub magnet tersebut akan tolak-menolak.
Kedudukan kutub-kutub fluks putar pada setengah periode berikutnya (gambar b),
kutub selatan fluks putar stator pada titik A sedangkan kutub utara fliks putar
pada titik B. Hal ini berlawanan dengan kedudukan kutub-kutub magnet rotor,
yaitu kutub utara rotor pada titik A sedangkan kutub selatan rotor pada titik
B. Hal ini membuat magnet rotor akan tertarik oleh arah fluks putar stator
karena saling berlawanan tanda.
(a) (b) (c)
Gambar 2. Proses
Terjadinya Perputaran Motor
Pada setengah periode berikutnya (ganbar c),
kutub utara stator pada titik A sedangkan kutub selatan stator pada titik B,
demikian juga kutub utara rotor pada titik A dan kutub selatan rotor pada titik
B. Sehingga pada periode berikutnya, rotor akan berputar sinkron dengan arah
perputaran fluks stator.
2.
EKSITASI PADA MOTOR SINKRON
Pada motor sinkron,
sifat GGL armatur (stator) yang timbul akibat adanya fluks rotor adalah menentang
tegangan sumber Vt. Besar GGL armatur hanya tergantung pada arus
eksitasi rotor (tidak seperti pada motor DC yang tergantung pada kecepatan).
Dengan adanya GGL armatur (Ea) dan tegangan sumber (V), maka pada
armatur timbul tegangan armatur resultan (ER) yang besarnya
merupakan jumlah vektor V dan Ea.
Gambar 3.
Motor tanpa beban
Pada gambar di atas
menunjukkan motor berputar tanpa beban dan tanpa adanya rugi-rugi. Dari gambar
tersebut terlihat bahwa arah vektor Ea berlawanan dengan arah vektor
V dan sama besar atau ditulis V = -Ea. Hasil penjumlahan
dari kedua vektor tegangan tersebut adalah ER = 0. dalam keadaan
ini, motor bekerja mengambang.
Gambar 2.4. Motor
tanpa beban dengan rugi-rugi
Bila motor tanpa beban tetapi mempunyai
rugi-rugi, maka Ea akan bergeser dengan sudut yang kecil sebesar d
terhadap V karena adanya rugi-rugi Ia.Ra dan Ia.Xsm
(besar Ea tidak berubah karena eksitasi konstan).
Gambar 2.5. Motor
berbeban
Apabila moor terbebani, sudut d akan naik
menjadi d1, sedangkan ER juga akan naik menjadi ER1
(Ea besarnya tetap karena eksitasi konstan).
2.1.
Efek Eksitasi Konstan
a. Eksitasi Normal
Pada kondisi eksitasi normal, motor akan
bekerja pada beban lagging. Karena adanya rugi-rugi pada Ram dan Xsm,
maka besar Ea = V.
b. Eksitasi Kurang (under
exitation)
Arus eksitasi (If) yang
dibutuhkan oleh motor kurang besarnya terhadap motor yang bekerja pada eksitasi
normal. Dalam hal ini, beban motor bersifat induktip. Akibatnya motor bekerja
pada faktor dya tertinggal (lagging power factor) atau Ia
tertinggal terhadap V. Dalam keadaan ini Ea <>
c. Eksitasi Lebih (over
exitation)
Jika Arus eksitasi (If)
berlebihan besarnya terhadap motor, maka kumparan stator akan menarik arus
pemagnet dari sumber listrik. Dalam hal ini, beban motor bersifat kapasitip dan
akibatnya motor bekerja pada faktor daya mendahului (leading power factor).
Dalam keadaan ini, Ea > V dan disebut motor bekerja pada eksitasi
lebih.
d. Unity
Untuk Ea > V dan Ia
sephasa dengan V, dalam keadaan ini motor mempunyai beban sama dengan satu (unity).
2.2.
Efek Eksitasi Pada Beban Konstan
a. Penurunan eksitasi
Gambar 2.6.
Penurunan eksitasi
Bila penurunan eksitasi terjadi, maka Ea
akan turun menjadi Ea1 pada sudut beban sama dengan a1.
Tegangan resultan ER1 menyebabkan arus Ia1 lagging
walaupun magnitude Ia1 > Ia.
Adapun daya yang dibutuhkan untuk memikul
beban sebesar V.Ia. Dalam hal ini, daya motor untuk memikul beban
konstan masih kurang karena komponen Ia1 cos q1 <>a
sehingga V.Ia1 cos q1 <>a. Akibatnya memerlukan kenaikan
sudut beban a1 ke a2. Hal ini menyebabkan kenaikan Ea1
menjadi Ea2 dan kenaikan ER1 menjadi ER2.
Konsekuensinya Ia1 naik menjadi Ia2 sehingga didapat Ia2
cos q2 = Ia. Dengan demikian telah dicapai daya
armatur yang sama pada motor beban konstan
b. Kenaikan eksitasi
Gambar 2.7. Kenaikan
eksitasi
Efek dari kenaikan
eksitasi, Ea naik menjadi Ea1 pada a = a1.
tegangan resultan ER1 yang timbulmenyebabkan Ia1 mendahului terhadap
Vt yang Ia1 > Ia. Karena itu memerlukan
penurunan a1 ke a2 dan diikuti oleh penurunan Ea1
ke Ea2 dan akhirnya diikuti juga dengan penurunan ER1 ke
ER2.
Konsekuensinya, Ia1
turun menjadi Ia2 sampai dengan komponen Ia2 cos q2
= Ia, sehingga daya cukup untuk memikul beban. Jadi pada beban
konstan, variasi eksitasi hanya pada sudut beban.
MOTOR AC - SINKRON
Motor sinkron adalah motor AC yang
bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini
memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal
yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal
dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator
motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga
sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.
Komponen utama motor sinkron adalah:
1.
Rotor
Perbedaan
utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin
sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal
ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki
magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi
tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
2.
Stator
Stator
menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang
dipasok.
Gambar
Motor Sinkron.
A. Prinsip
Kerja Motor AC sinkron
Motor sinkron serupa dengan motor induksi pada mana keduanya mempunyai
belitan stator yang menghasilkan medan putar. Tidak seperti motor induksi,
motor sinkron dieksitasi oleh sebuah sumber tegangan dc di luar mesin dan
karenanya membutuhkan slip ring dan sikat (brush) untuk
memberikan arus kepada rotor. Pada motor sinkron, rotor terkunci dengan medan
putar dan berputar dengan kecepatan sinkron. Jika motor sinkron dibebani ke
titik dimana rotor ditarik keluar dari keserempakannya dengan medan putar, maka
tidak ada torque yang dihasilkan, dan motor akan berhenti. Motor sinkron
bukanlah self-starting motor karena torque hanya akan muncul ketika
motor bekerja pada kecepatan sinkron; karenanya motor memerlukan peralatan
untuk membawanya kepada kecepatan sinkron.
Motor sinkron menggunakan rotor belitan. Jenis ini mempunyai kumparan yang
ditempatkan pada slot rotor. Slip ring dan sikat digunakan untuk
mensuplai arus kepada rotor.
Prinsip Motor Sinkron secara umum :
-
Belitan medan terdapat pada rotor
-
Belitan jangkar pada stator
-
Pada motor sinkron, suplai listrik bolak-balik (AC )
membangkitkan fluksi medan putar stator (Bs) dan suplai listrik
searah (DC) membangkitkan medan rotor (Bs). Rotor berputar karena
terjadi interaksi tarik-menarik antara medan putar stator dan medan rotor.
Namun dikarenakan tidak adanya torka-start pada rotor, maka motor sinkron
membutuhkan prime-mover yang memutar rotor hingga kecepatan sinkron agar
terjadi coupling antara medan putar stator (Bs) dan medan rotor (Br).
Penyalaan Motor Sinkron
Sebuah
motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor dc pada satu sumbu. Ketika
motor mencapai kecepatan sinkron, arus AC
diberikan kepada belitan stator. Motor dc saat ini berfungsi sebagai generator
dc dan memberikan eksitasi medan dc kepada rotor. Beban sekarang boleh
diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron seringkali dinyalakan dengan
menggunakan belitan sangkar tupai (squirrel-cage) yang dipasang di
hadapan kutub rotor. Motor kemudian dinyalakan seperti halnya motor induksi
hingga mencapai –95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah diberikan, dan
motor mencapai sinkronisasi. Torque yang diperlukan untuk menarik motor hingga
mencapai sinkronisasi disebut pull-in torque.
Seperti diketahui,
rotor motor sinkron terkunci dengan medan putar dan harus terus beroperasi pada
kecepatan sinkron untuk semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa beban (no-load),
garis tengah kutub medan putar dan kutub medan dc berada dalam satu garis
(gambar dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan, ada pergeseran kutub
rotor ke belakang, relative terhadap kutub stator (gambar bagian b). Tidak ada
perubahan kecepatan. Sudut antara kutub rotor dan stator disebut sudut torque .
Gambar
sudut torque (torque angle)
Jika beban mekanis pada motor dinaikkan ke titik dimana
rotor ditarik keluar dari sinkronisasi , maka motor akan berhenti. Harga
maksimum torque sehingga motor tetap bekerja tanpa kehilangan sinkronisasi
disebut pull-out torque.
B. Kontruksi
Motor AC Sinkron
Gambar Kontruksi Motor Sinkron
Seperti
yang telah diulas diatas, bahwa komponen penting dari motor sinkron adalah
stator dan rotor, yang mana komponen ini adalah komponen umum atau dasar pada
sebuah motor.
Motor sinkron adalah motor ac yang
memiliki kecepatan konstan, namun kecepatan
dapat diatur karena kecepatannya berbanding lurus dengan frekuensi. Motor
sinkron secara khusus sangat baik digunakan untuk kecepatan rendah. Kelebihan
dari motor sinkron ini antara lain, dapat dioperasikan pada faktor daya lagging
maupun leading, tidak ada slip yang dapat mengakibatkan adanya rugi-rugi daya
sehingga motor ini memiliki efisiensi tinggi. Sedangkan kelemahan dari motor
sinkron adalah tidak mempunyai
torka mula, sehingga untuk starting diperlukan cara-cara tertentu. Bila metode starting telah
dapat dikembangkan kemudian hari, maka motor ini akan lebih unggul dibandingkan
motor listrik yang lain.
C. Rumusan
matematis Motor AC sinkron
Motor
ini berputar pada kecepatan sinkron,
yang diberikan oleh persamaan berikut:
Ns = 120 f / P
di mana :
Ns = kecepatan serempak, dalam rpm
F = frekuensi daya AC
p = jumlah kutup per lilitan phase
Slip dari motor AC dihitung dengan :
Di mana :
Nr = kecepatan putar, dalam rpm
S = slip normal, 0 sampai 1.
Sebagai contoh, sebuah motor dengan empat kutub beroperasi pada 60 Hz bisa
memiliki plat nama 1725 RPM pada beban penuh, sedangkan bila dihitung
kecepatannya 1800 RPM.
D. Penggunaan
Motor AC sinkron
Motor ini memerlukan arus searah (DC)
untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena
itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti
kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor.
E. Proteksi
Motor AC sinkron
Motor dapat menjadi
generator, apabila energi listrik dirubah menjadi energi
mekanik disebut motor, tapi apabila energi
mekanik menjadi energi listrik disebut generator. Jadi
"di atas kertas" motor
itu bisa jadi generator, tapi bila melihat fungsi dan konstruksinya akan
berbeda, jadi dalam keadaan khusus motor akan menjadi generator, atau
generator menjadi motor. Namun untuk mencegah hal tersebut dipasang
proteksi khusus agar motor tidak menjadi menjadi generator atau
sebaliknya.
Ada banyak
metode kendali motor AC (motor induksi, motor sinkron) dengan kelebihan dan
kekurangannya. Namun secara umum metode ini dapat dikelompokkan sebagai
berikut:
- Kendali Skalar (v/f Konstan)
- Kendali Berorientasi Medan (Field Oriented Control, FOC)
- Kendali Torsi Langsung (Direct Torque Control, DTC)
Overload Motor Protection
Overload Motor
Protection, yang dimaksud motor ini adalah electric motor yang oleh orang awam
disebut dinamo. Dan disini dikhususkan yang terjadi pada motor AC 3 phase.
Fungsi dari motor ini adalah sebagai penggerak atau untuk mengkonversi energi
listrik menjadi mekanik/ gerak seperti lift, conveyor, blower, crusher dll.
Dalam dunia industri saat ini peran yang dilakukan motor ini sangat vital.
Untuk itu proteksi sangat diperlukan untuk menjaga kelancaran suatu proses. Sistem
proteksi motor ini sudah lama dikenal dan berkembang seiring kemajuan
teknologi. Mulai dari penggunaan eutic relay, thermal, sampai elektronik.
Secara umum sistem kerja alat tersebut dapat dibagi menjadi dua yaitu dengan
thermal dan elektronik.THERMAL OVERLOAD
Sesuai dengan
namanya proteksi motor ini menggunakan panas sebagai pembatas arus pada motor.
Alat ini sangat banyak dipergunakan saat ini. Biasanya disebut TOR, Thermis
atau overload relay. Cara kerja alat ini adalah dengan menkonversi arus yang
mengalir menjadi panas untuk mempengaruhi bimetal. Nah , bimetal inilah yang
menggerakkan tuas untuk menghentikan aliran listrik pada motor melalui suatu
control motor starter (baca motor starter). Pembatasan dilakukan dengan
mengatur besaran arus pada dial di alat tersebut. Jadi alat tersebut memiliki
range adjustment misal TOR dengan range 1 ~ 3,2 Amp disetting 2,5 Amp. Artinya,
kita membatasi arus dengan TOR pada level 2,5 Amp saja.
ELECTRONIC OVERLOAD
Overload electronic
ini mempunyai 2 karakteristik trip, INVERSE dan DEFINITE. Inverse, ia akan bekerja
seperti thermal overload. Perbedaannya adalah kemampuannya untuk menggeser
kurva trip. Jadi overload ini selain mempunyai setting arus juga kecepatan trip
atau class adjustment. Selain itu dengan menggunakan rangkaian elektronik ia
akan tidak mudah dipengaruhi suhu sekitar serta akurasi lebih terjaga.
Definite, bekerja dengan pembatasan yang ketat. Dengan karakteristik ini,
berapapun besar kelebihan beban ia akan trip setelah mencapai waktu yang
ditentukan. Misal seting overload pada 10 amp dengan waktu trip 4 detik. Jika
terjadi kelebihan beban lebih dari 10 amp selama lebih dari 4 detik dia akan trip.
Kecepatan trip ini tidak tergantung besar arus overload (baik kecil atau besar
sama saja).
Dengan menggunakan
rangkaian elektronik biasanya alat ini dilengkapi dengan fasilitas proteksi
lain seperti phaseloss protection, Lock Rotor Protection, Short Circuit
Protection dll. Dengan gambaran
tersebut di atas, maka kita bisa menentukan kebutuhan overload protection yang
diperlukan. Dan perlu di ingat bahwa, terbakarnya motor tidak hanya karena
terjadinya overload. Overload hanyalah salah satu dari beberapa fakor penyebab
terbakarnya motor. Seberapa tinggi tingkat proteksi motor yang kita perlukan
tergantung dengan prioritas kita. Tetapi, overload protection tetaplah mutlak
diperlukan dalam sebuah suatu sistem motor starter.
F. Pengukuran
Motor AC sinkron
Pembangkitan Torka
- Interaksi antara medan putar stator (Bs) dan medan rotor (Br) yang membangkitkan torka seperti terlihat dalam persamaan berikut:
T = Bsx Bs(sin
δ)
- δ disebut sudut beban karena besarnya tergantung pembebanan. Pada saat beban nol nilai δ=0. Jika dibebani, medan rotor tertinggal dari rotor sebesar δ, kemudian berputar sama lagi. Beban maksimum tercapai pada δ=90o. Jika beban dinaikkan terus melebihi batas itu, maka motor akan kehilangan sinkronisasi dan akhirnya akan berhenti.
Pembangkitan medan putar
·
Pada Motor sinkron 3 fasa, mengalir arus seimbang pada tiap fasa dengan
beda sudut fasa 120o
ia = Im sin ωt
ib = Im sin (ωt-120o)
ic = Im sin (ωt-240o)
Tiap
arus fasa membangkitkan ggm F yang merupakan fungsi sudut ruang ө seperti
ia à Fa.cos θ. Dengan Fa=Fm. sin
ωt
Maka
ggm F tiap fasa yang dibangkitkan
Fa = Fm sin ωt.cos θ
Fb = Fm sin (ωt-120o).cos (θ-120o)
Fc = Fm sin (ωt-240o) .cos (θ-240o)
Resultan
ketiga ggm, Fr=Fa+ Fb +Fc
Dan
jika kemudian disederhanakan dengan persamaan trigonometri akan diperoleh:
F(θ,t) =
3/2 Fm.cos (θ-ωt)
Yang berarti resultan-mmf adalah medan putar sebagai fungsi dari ruang
dan waktu, seperti terlihat dalam gambar berikut:
G. Karakteristik
Motor AC sinkron
Gambar Model Motor Sinkron (Model dan Diagram Fasor)
Pengaruh Penguatan Medan
Ø Untuk membangkitkan fuksi
dibutuhkan daya reaktif yang bersifat induktif.
Ø Pada motor sinkron, ggm
dibangkitkan arus medan (DC) pada belitan rotor. Jika arus medan ini cukup,
maka motor tidak membutuhkan suplai energi reaktif dari sisi stator yang
bersumber dari jaringan listrik. Sehingga motor bekerja dengan faktor daya = 1.
Ø Jika penguatan arus medan
kurang, maka motor sinkron akan menarik daya reaktif yang bersifat induktif
dari sisi stator. Sehingga motor bekerja dengan factor daya(pf) terbelakang
(lagging). Artinya motor menjadi pembangkit daya reaktif yang bersifat
induktif.
Ø Kebalikannya jika kelebihan
penguatan arus medan, maka motor sinkron akan menarik daya reaktif yang
bersifat kapasitif dari sisi stator. Sehingga motor bekerja dengan factor daya
(pf) mendahului (leading). Artinya motor menjadi pembangkit daya reaktif yang
bersifat kapasitif.
Kondensor Sinkron
Seperti diuraikan di atas, jika motor sinkron kelebihan
penguatan arus medan, maka motor sinkron akan menarik daya reaktif yang
bersifat kapasitif dari sisi stator. Sehingga motor bekerja dengan factor daya
(pf) mendahului (leading). Artinya motor menjadi pembangkit daya reaktif yang bersifat
kapasitif. Sehingga motor sinkron dapat digunakan untuk memperbaiki factor
daya (pf). Dalam hal ini motor sinkron disebut Kondensor sinkron.
Karakteristik Torka dan Sudut daya
Gambar diatas memperlihatkan bahwa Torka adalah fungsi
sin δ, dengan δ adalah sudut daya. Pada motor sinkron nilai δ negatif dan
nilainya positif pada generator sinkron. Torka maksimum dicapai pada δ= +/- 90o.
Jika melebihi batas itu, maka motor atau generator akan kehilangan stabilitas
dan sinkronisasi dan pada akhirnya akan berhenti.
BAB III
KESIMPULAN
Kesimpulan dari makalah diatas, ada
beberapa hal yang dapat disimpulkan, yaitu :
·
Motor Sinkron adalah
motor AC tiga-fasa yang dijalankan pada kecepatan sinkron, tanpa slip.
·
Motor Sinkron ini
memerlukan arus DC untuk pembangkitan daya dan memiliki torsi awal yang rendah
·
Motor sinkron mampu
memperbaiki faktor daya sistem sehingga sering digunakan pada sistem yang
menggunakan banyak listrik
- memiliki keunggulan dibandingkan motor bakar, misalnya:
a) kebisingan
dan getaran lebih rendah,
b) kecepatan
putaran motor bisa diatur,
c) lebih
bersih,
d) lebih
kompak, dan
e) hemat dalam
pemeliharaan.
DAFTAR PUSTAKA
0 komentar:
Posting Komentar