pengantar motor induksi - luqman96's weblog · pdf filemesin dc motor dc ... name plate...

56
04/04/2009 1 PENGANTAR Motor Induksi Oleh Gigih Prabowo

Upload: ngodieu

Post on 30-Jan-2018

252 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 1

PENGANTAR Motor Induksi

OlehGigih Prabowo

Page 2: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 2

Mesin Listrik

Transformator

Mesin Arus Bolak-balik

Mesin Arus Searah

Page 3: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 3

Mesin Arus Bolak-balik

Mesin SinkronMotor SinkronGenerator Sinkron

Mesin AsinkronMotor AsinkronGenerator Asinkron

Page 4: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 4

Jumlah fasaMesin tiga fasa

Motor InduksiMotor kondensor sinkronGenerator Sinkron

Mesin satu fasa

Motor Split-phaseMotor CapasitorMotor Shaded-poleMotor UniversalMotor reluctanceMotor Hysterisis

Page 5: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 5

Mesin Listrik yang lainMesin DC

Motor DCPenguat terpisahPenguat sendiri

• Serie• Shunt• Compound (long, short, differentiative,

commulative)Generator DC

Spesial MotorStepper motorLinier stepper motorServo Motor AC dan DC

Page 6: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 6

Jenis Konstruksi Rotor danKutub

Jenis Rotor Sangkar (squerell-cage rotor)

Jenis Rotor Lilit ( wound rotor)

Jenis kutub rata (salient pole)

Jenis kutub menonjol ( non salient pole)

Page 7: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 7

Keuntungan Motor AC

Konstruksi kuatEffisiensi tinggiBiaya pemeliharaan murahStarting mudahEffisiensi tinggi padakondisi normal

Page 8: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 8

Kerugian Motor AC

Kontrol Putaran SusahTorsi start kecilPutaran akan turun bilabeban bertambah

Page 9: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 9

Konstruksi Mesin ACBagian Stator : Inti dan Lilitan stator

Bagian Rotor : Inti dan Lilitan rotorRotor sangkar (sqeurell-cage rotor)Rotor Lilit (wound rotor)

Page 10: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 10

Konstruksi MI

Some motor frames are sized so that just the surface area is suitable to dissipate motor heat w/o the need

of a fan or blower

Some motor frames are sized so Some motor frames are sized so that just the surface area is suitable that just the surface area is suitable to dissipate motor heat w/o the need to dissipate motor heat w/o the need

of a fan or blowerof a fan or blower

Blowers may be added to motors to allow operation at low speed including “0” RPM with 100% Torque continuous

Blowers may be added to Blowers may be added to motors to allow operation at motors to allow operation at low speed including low speed including ““00”” RPM RPM with 100% Torque continuouswith 100% Torque continuous

Page 11: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 11

Types of AC Motors

Definite purpose “laminated frame”designs provide higher power densities & improved torque to inertia performance.

Definite purpose Definite purpose ““laminated framelaminated frame””designs provide higher power designs provide higher power densities & improved torque to densities & improved torque to inertia performance.inertia performance.

T-Frame Construction Motors allow commonality in footprint & shaft height.

TT--Frame Construction Motors allow Frame Construction Motors allow commonality in footprint & shaft commonality in footprint & shaft height.height.

Match Motor type to meet your needs!

Page 12: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 12

Bagian motor InduksiMotor Frame Motor Frame

AssemblyAssembly

Rotor & ShaftRotor & ShaftAssemblyAssembly

Stator Winding Stator Winding AssemblyAssembly

Page 13: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 13

Penggunaan

Page 14: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 14

Persamaan yang digunakanHukum Ampere

Hukum Farady

Hukum Kirchoff

∫ ∑= NIH.dl

dtNd φe =

∑ = 0I ∑ =VIZ

Page 15: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 15

Medan PutarMedan putar terjadi pada sumber tiga fasa yang diberikanpada lilitan stator tiga fasa

Page 16: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 16

Belitan Stator

Page 17: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 17

Page 18: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 18

Prinsip Kerja motor induksi3fasa

Kumparan stator diberi tegangan 3 fasa akantimbul medan putar dengan kecepatan :

Ns = 120f / p

Medan putar akan memotong konduktor padarotor, sehingga akan menimbulkan teganganinduksi pada lilitan rotor sebesar

• E2s = 4,44 f2 n2 Φ

Page 19: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 19

Karena lilitan rotor merupakan lilitan yang tertutup, maka akanada arus yang mengalir pada rotorAdanya arus dalam medan magnet, akan timbul gaya F padarotorGaya dikalikan dengan jari-jari koduktor rotor akanmenghasilkan kopel (torsi)Jika torsi yang dihasilkan lebih besar dibandingkan dengan torsi beban, maka rotor akan berputar sesuai dengan arahmedan putarAgar tagangan E2s tetap ada, maka diperlukan perbedaanrelatif antara putaran medan (ns) dengan putaran rotor (nr)

Page 20: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 20

Perbedaan antara ns dengan nr dinyatakan dengan persamaanslip (s)

• S = {(ns – nr)/ns} 100%

Kemungkinans = 0 Kondisi motor diams = 1 kondisi motor start

Page 21: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 21

Page 22: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 22

( ) ( ) ( ) ( )222

2

22

22

2

22

SXR

SE

XR

EIs

s

+=

+=

( ) ( )222

2

22

/ XSR

EI+

=Atau

Page 23: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 23

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

+=SSRRSR 1/ 222

Karena

Maka

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −SSR 1

2

Page 24: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 24

E

sI0I

1I

1R 1X

mRmX

G BV

⇒ E

sI

mI

1R

mX

sI

1X

Page 25: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 25

V1

R’2 X’2

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −SSR 1

2'

R1 X1

mJX

sI RImI

>>

v

Page 26: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 26

22

222

21

2)()/(

'XaSRa

EI+

=

22

222

2

22

)()/(/cos

XaSRaSRa

impedansitahanan

+==ϕ

ϕωω cos3 2'

1 IEPT ==

( ) ( ) ( )2222222

22

21

3XaSRa

RSaVT+

= ω

2

2X

RS ±=2

2

21

2)(3 Xa

VTmaks ω±=

Page 27: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 27

Diagram daya

Daya input

Daya output stator (daya input rotor)

Daya output rotor (daya mekanis)

Daya output (daya yang digunakan)

φCosVIPin 3=

sRIP ''3 2

22 =

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=ssRIPm

1''3 22

mNdalamPout −

Page 28: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 28

Diagram alir Daya

Page 29: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 29

Input powerPsup

Stator Copper loss3 Ista

2 Rsta

Rotor Copper loss3 Irot

2 RrotStator Iron loss

3 Vsta2 / Rc

Ventilation andfriction losses

Output powerPout

Air gappower Pag

Developed powerPdv = 3 Irot

2 Rrot (1-s)/s

Air gap

Page 30: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 30

Page 31: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 31

Karakteristik Torsi-Slip

Gambar 4

22

222

22

'''3XsR

sRVT+

Page 32: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 32

Page 33: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 33

Starting Torque Pull-up TorqueBreak down TorqueNormal Operation

Page 34: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 34

Page 35: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 35

Page 36: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 36

Pengaruh Tahanan Rotor

Page 37: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 37

Page 38: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 38

Pengaturan Putaran Motor Induksi

Tegangan InputFrekuensi inputTahanan RotorJumlah kutubArus medan motor

Page 39: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 39

METODA STARTINGPada rotor belit :

digunakan tahanan mula yang besarnya dipilihsedemikian sehingga torsi start = torsimax. Setelah motor berputar, dalam keadaannominal rotor dihubung singkat.

Pada rotor sangkar : a. Untuk daya kecil dapat distart langsungb. Start dengan auto trafoc. Start dengan saklar Y – Δ

Page 40: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 40

Machine designSpeed sensorlessMachine Theory

Non-linear controlReal-time controlDSP applicationPFCSpeed sensorlessPower electronic converters

Utility interfaceRenewable energy

Page 41: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 41

Tahanan rotor

Page 42: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 42

VVVF control

Page 43: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 43

Klasifikasi Motor Induksiberdasar temperatur

Motor Induksi Klas A ()Motor Induksi Klas B (80oC)Motor Induksi Klas C ()Motor Induksi Klas D ()Motor Induksi Klas E (40oC)Motor Induksi Klas F (75o C)

Page 44: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 44

Berdasar operasiDrip-proof motorSplash-proof motorTotally enclose. Non-ventilated Totally enclose, fan-cooled motorExplosion-proof motor

Page 45: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 45

Page 46: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 46

Klasifikasi NEMA

Page 47: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 47

Page 48: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 48

Name plate motorJenis Motor dan jumlah fasaTegangan nominalArus nominalFrekuensi kerjaPower factorJenis isolasiTemperatur operasi

Page 49: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 49

Pengaman Motor InduksiThermal OverloadOver current/ over loadUnder/over voltageUnder frequencyPole slipOut of excitationOver fluxNegative sequenceDe-rating FactorEarth Foult

Page 50: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 50

Pemilihan dan PenggunaanMotor Induksi

Standar dan klasifikasi motorKlasifikasi pendinginan

Drip-proof, splash-proof, totally enclose, totally enclose fan-cooled, Explosion-proof,

Klasifikasi sesuai dengan sifat listrik dan mekanis ;Standart, Torsi start tinggi, slip tinggi.

Ukuran motor dalam HPPemilihan putaran, pengereman,Beban Motor

Page 51: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 51

INTRODUCTION TO ELECTRIC DRIVES - MODULE 1

Torque and speed profile

10 25 45 60 t (ms)

speed (rad/s)100

The system is described by: Te – Tload = J(dω/dt) + Bω

J = 0.01 kg-m2, B = 0.01 Nm/rads-1 and Tload = 5 Nm.

What is the torque profile (torque needed to be produced) ?

Speed profile

Page 52: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 52

INTRODUCTION TO ELECTRIC DRIVES - MODULE 1

Torque and speed profile

10 25 45 60 t (ms)

speed (rad/s)100

0 < t <10 ms Te = 0.01(0) + 0.01(0) + 5 Nm = 5 Nm

10ms < t <25 ms Te = 0.01(100/0.015) +0.01(-66.67 + 6666.67t) + 5= (71 + 66.67t) Nm

25ms < t< 45ms Te = 0.01(0) + 0.01(100) + 5 = 6 Nm

45ms < t < 60ms Te = 0.01(-100/0.015) + 0.01(400 -6666.67t) + 5= -57.67 – 66.67t

le TBdtdJT +ω+ω

=

Page 53: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 53

INTRODUCTION TO ELECTRIC DRIVES - MODULE 1

Torque and speed profile

10 25 45 60

speed (rad/s)100

10 25 45 60

Torque (Nm)

72.6771.67

-60.67

-61.67

56

t (ms)

t (ms)

Speed profile

torque profile

Page 54: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 54

INTRODUCTION TO ELECTRIC DRIVES - MODULE 1

Torque and speed profile

10 25 45 60

Torque (Nm)

70

-65

6

t (ms)

For the same system and with the motor torque profile given above, what would be the speed profile?

J = 0.001 kg-m2, B = 0.1 Nm/rads-1 and Tload = 5 Nm.

Page 55: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

Electric Drives 55

Example 1.3. gear - box drive torque / time curveLet us consider an electric drive for an elevator with the data shown in

figure 1.11.

Figure 1.11. Elevator electric drive with multiple mechanical transmissions and counterweight

Page 56: PENGANTAR Motor Induksi - Luqman96's Weblog · PDF fileMesin DC Motor DC ... Name plate motor Jenis Motor dan jumlah fasa

04/04/2009 56