3/4/2010

1

TEKNIK TENAGA LISTRIKTEKNIK TENAGA LISTRIKKELOMPOK IIKELOMPOK II

AndinarAndinar (0906602401)(0906602401)ArwidyaArwidya (0906602471)(0906602471)

Christina (0906602499)Christina (0906602499)Christina (0906602499)Christina (0906602499)Citra Marshal (0906602490)Citra Marshal (0906602490)

Kelompok 2

ChristinaChristina M.M.

Citra MarshalCitra Marshal

Andinar H. IslamyAndinar H. Islamy

Arwidya Tantri A.Arwidya Tantri A.yy

3/4/2010

2

Motor listrik merupakan sebuah perangkatelektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energimekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya,memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakankompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakanjuga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri.Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industrisebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar70% beban listrik total di industri.

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum

sama yaitu: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. g g y g g p p

• 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.

3/4/2010

3

Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan

beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang

diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:

• Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan

operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary

kilns, dan pompa displacement konstan.

• Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi.

Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat

kecepatan).

• Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding

terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.

Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang

tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.

motor DC yang memiliki tiga komponen utama:

• Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada

motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara

kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi

membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek

terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia

struktur medan.

• Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk

silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar

dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal

ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.

• Kommutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus

listrik dalam dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya. .

3/4/2010

4

3/4/2010

5

Electromotive Force (EMF) / Gaya Gerak Listrik

EMF induksi biasanya disebut EMF Counter atau EMF kembali EMF kembaliEMF induksi biasanya disebut EMF Counter. atau EMF kembali. EMF kembaliartinya adalah EMF tersebut ditimbulkan oleh angker dinamo yang yangmelawan tegangan yang diberikan padanya.

EMF induksi terjadi pada motor listrik, generator serta rangkaian listrik denganarah berlawanan terhadap gaya yang menimbulkannya.HF Emil Lenz mencatat pada tahun 1834 bahwa “arus induksi selaluHF. Emil Lenz mencatat pada tahun 1834 bahwa arus induksi selaluberlawanan arah dengan gerakan atau perubahan yang menyebabkannya”. Hal ini disebut sebagai Hukum Lenz.

Timbulnya EMF tergantung pada:kekuatan garis fluks magnetjumlah lilitan konduktorsudut perpotongan fluks magnet dengan konduktorkecepatan konduktor memotong garis fluks magnet

Tidak ada arus induksi yang terjadi jika angker dinamo diam.

3/4/2010

6

Arus yang mengalir pada motor dengan hambatan R pada armature dapatdihitung dengan rumus dibawah ini :

Ketika motor mati(tidak bekerja), maka Eo = 0 Volt. Maka Arus yang mengalir :

Daya dan Torsi adalah 2 bagian yang sangat penting pada Motor DC.Daya listrik armature dapat dihitung dengan rumus dibawah ini:

Kita ketahui pada persamaan sebelumnya bahwa Es adalah jumlah dari Eo + IR.

Kita substitusikan dua persamaan di atasKita substitusikan dua persamaan di atas

3/4/2010

7

I2 R menunjukan disipasi panas dari armature. Daya listrik Eo.I sama dengandaya mekanik dari motor.

P : Daya Mekanik Motor (W)Eo : GGL Induksi dari armature (Volt)Hubungan antara torsi dengan daya mekanik adalah sbb:

Jika kita gabungkan 2 persamaan di atas maka akan diperoleh :Jika kita gabungkan 2 persamaan di atas maka akan diperoleh :

Jika motor DC dijalankan dengan beban atau tanpa beban,,,,Eomempunyai tegangan yang hampir sama dengan Es,,,dengan asumsiR selalu kecil maka dari persamaan sebelumnya:R selalu kecil…maka dari persamaan sebelumnya:

3/4/2010

8

Armature speed control

Kecepatan motor bisa diatur, dengan mengatur Es dan menjaga flux tetap konstan.

Armature speed control

3/4/2010

9

Armature speed control

Untuk mengatur kecepatan motor, dalam prakteknya motor armature dapat dihubungkanprakteknya motor armature dapat dihubungkan dengan voltage DC generator. Jika field excitation dari motor dijaga tetap konstan, dan generator excitation diatur dari nol sampai maks., maka generator output Es bisa divariasikan dari nol sampai maks.Metode speed control ini disebut sebagai Ward-Metode speed control ini disebut sebagai WardLeonard system.

Armature speed control

Cara lain untuk mengontrol kecepatan dari motor dc adalah menempatkan rheostat yang di-seri-kan denganadalah menempatkan rheostat yang di-seri-kan dengan armature. Arus dalam rheostat menghasilkan voltage drop dikurangi dari fixed source voltage Es, menghasilkan tegangan suplai yang lebih kecil dari armature. Metode ini memungkinkan kita untuk mengurangi kecepatan.

3/4/2010

10

Field speed control

Jika flux Φ dinaikkan dan tegangan Es dijaga agar tetap konstan, maka kecepatannya akan jatuh dan sebaliknya.Metode speed control ini sering digunakan saat motor harus dijalankan di atas kecepatan ratamotor harus dijalankan di atas kecepatan rata-ratanya, disebut base speed.Untuk mengatur flux, dihubungkan dengan rheostat secara seri dengan fieldnya.

Motor shunt

Motor shunt : motor dengan sumber daya sendiriPada motor shunt gulungan medan (medanPada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A).

3/4/2010

11

Motor shuntKecepatan motor shunt :

Kecepatannya konstan tidak tergantung padaKecepatannya konstan tidak tergantung pada bebanKecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

Motor seri

Motor seri hampir sama konstruksinya dengan motor shunt, kecuali fieldnya. Field dihubungkanmotor shunt, kecuali fieldnya. Field dihubungkan secara seri dengan armature, terdiri dari beberapa putaran kawat yang mempunyai penampang cukup besar untuk membawa arus.

3/4/2010

12

Motor seri

Pada motor seri, flux per pole tergantung dari arus armature dan beban. Saat arusnya besar, fluxnyaarmature dan beban. Saat arusnya besar, fluxnya besar dan sebaliknya. Jika motor seri dioperasikan pada beban penuh, saat di starts up, arus armature lebih tinggi daripada normalnya, dan fluxnya juga lebih besar daripada normal.

Aplikasi motor seri :Aplikasi motor seri :Kereta listrik

Compound Motor

• Terdiri dari kumparan medan seri dan shunt• Medan shunt disambungkan secara paralel

dengan gulungan dinamo

3/4/2010

13

Cont.

• Medan seri disambungkan secara seri dengan gulungan dinamodengan gulungan dinamo

Pengereman pada motor

Pengereman motor listrik dapat dilaksanakan secara elektrikdilaksanakan secara elektrik.Pengereman secara elektrik dapat dilaksanakan dengan dua cara yaitu secara:

DinamisPlugging

3/4/2010

14

Pengereman secara Dinamis

• Pengereman yang dilakukan dengan melepaskan jangkar yang berputar darimelepaskan jangkar yang berputar dari sumber tegangan dan memasangkan tahanan pada terminal jangkar

• Motor listrik seolah-olah berfungsi sebagai generator

• Gaya gerak listrik yang timbul pada belitan j k dib b i d i tjangkar dibebani dengan resistor

• Jadi energi pengereman terbuang sebagai panas pada resistor itu.

Pengereman secara Plugging

Pengereman yang dilakukan dengan membalik polaritas motormembalik polaritas motorMembalikan polaritas tegangan pada jangkar atau pada penguat medanDengan cara ini motor cepat berhenti berputar, malah cenderung berbalik arah

3/4/2010

15

• Disebabkan oleh pengaruh garis gaya magnityang ditimbulkan arus jangkar terhadap garis

Reaksi Jangkar

yang ditimbulkan arus jangkar terhadap garisgaya magnit kutub utama mesin sehinggamembelokkan arah garis gaya magnit utamadan menggeser garis netral

• Pengaruh reaksi jangkar pada motor DCadalah menurunkan fluksi yang diperlukany g pketika beban dinaikkan. Reaksi jangkarmempunyai pengaruh terhadap komutasi danmenyebabkan timbulnya bunga api.

Distorsi flux

Distribusi fluks ketika motor berjalan tanpa j pbebanFluks yang terjadi akibat beban penuh dari arus jangkarFluks yang terjadi saat motor berjalan dengan beban penuh

3/4/2010

16

Cara mengatasi reaksi jangkar

• Dengan memasang kutub bantu terletak diantara kutub utama dan dtengah garisdiantara kutub utama dan dtengah garis netral. Lilitan penguat kutub bantu dihubungkan seri dengan lilitan jangkar

• Untuk mesin besar biasanya digunakan lilitan kompensasi, lilitan kompensasi dipasang didalam alur pada permukaan p g p pkutub utama sehingga akan melawan medan arus jangkar, lilitan ini dihubungkan seri dengan lilitan jangkar

3/4/2010

17

Contoh soalJangkar sebuah motor DC tegangan 230 volt dengan tahanan 0.312 ohm dan mengambil arus 48 A ketika dioperasikan pada beban normal.

Hitunglah GGL lawan (Ea) dan daya yang timbul pada jangkar.Jika tahanan jangkar 0 417 ohm keadaan yang lain sama Berapa GGL lawan (Ea) danJika tahanan jangkar 0.417 ohm, keadaan yang lain sama. Berapa GGL lawan (Ea) dan daya yang timbul pada jangkar. Penurunan tegangan pada sikat-sikat sebesar 2 volt untuk soal a dan b.

Jawaban:Ea = V – Ia Ra – 2∆E

= (230 – 2 ) – (48 x 0.312) = 213 voltDaya yang dibangkitkan pada jangkar = Ea Ia

= 213 x 48= 10.224 watt

Eb = V – Ia Ra – 2∆E= (230 – 2) – (48 x 0.417) = 208 volt

Daya yang dibangkitkan pada jangkar = Ea Ia= 208 x 48= 9984 watt