penurunan rating tegangan pada belitan motor induksi 3 ... motor induksi 3 fasa dengan ... 1. im ....

Download Penurunan Rating Tegangan pada Belitan Motor Induksi 3 ... Motor Induksi 3 Fasa dengan ... 1. IM . 2.…

Post on 27-Apr-2019

215 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Penurunan Rating Tegangan pada Belitan Motor Induksi 3 Fasa dengan

Metode Rewinding untuk Aplikasi Kendaraan Listrik

Muhammad Qahhar 2209 100 104

Dosen Pembimbing: Dedet Candra Riawan, ST., M.Eng., Ph.D. Dimas Anton Asfani, ST., MT., Ph.D.

1

Latar Belakang

2

Motor Penggerak

Baterai

Motor Penggerak

EFISIENSI 1. PMBM

2. IM

3. SRM

4. DCM

3

PENGEMBANGAN

1. IM

2. DCM

3. PMBM

4. SRM

KEANDALAN

1. IM

2. DCM

3. PMBM

4. SRM

KERAPATAN DAYA

1. PMBM

2. IM

3. SRM

4. DCM

FAKTOR BIAYA

1. IM

2. DCM

3. SRM

4. PMBM

DC MOTOR (DCM) PERMANENT MAGNET BRUSHLESS MOTOR (PMBM)

INDUCTION MOTOR (IM) SWITCHED RELUCTANCE MOTOR (SRM)

PU

IL

4

5

TOPIK UTAMA

Motor Induksi

Penurunan Rating

Tegangan

Perbandingan Karakteristik

Batasan Masalah

Pengukuran nilai parameter menggunakan peralatan laboratorium Konversi Energi Teknik Elektro ITS

Rewinding dilakukan dengan bantuan teknisi ahli Simulasi dan analisis menggunakan perangkat lunak

6

Parameter Motor Induksi 3 Fasa Awal

7

Parameter Nilai

Manufacturer Alliance-Motori

Rated Voltage 220/380 V

Output Power 1 HP

Rated Current 3.6/2.1 A

Power Factor 0.76

Rated Speed 1390 rpm

Rated Frequency 50 Hz

Number of Poles 4

Insulation Class (Is) F

Index Protection (IP) 55

Type A-Y3A-80M2-4 B3

Parameter Nilai

Type A-Y3A-80M2-4 B3

Output Power 1 HP

Rated Speed 1390 rpm

Rated Frequency 50 Hz

Efficiency 73 %

Power Factor 0,76

Rotor Inertia 0,0021 kg.m2

Penambahan Mounting, Terminal, dan Coupling Gear

8

Penentuan Rangkaian ekivalen Motor Induksi 3 Fasa

Tes DC

Tes no-load

Tes blocked-rotor

9

Tes DC IDC (A) VDC (V) R1 ()

0 0 0

0,15 2,8 18,666667

0,3 5,7 19

0,45 8,5 18,888889

0,6 11,5 19,166667

0,75 14,4 19,2

0,9 17,4 19,333333

1,05 20,6 19,619048

1,2 23,6 19,666667

1,35 26,7 19,777778

1,5 30,1 20,066667

1,65 34,5 20,909091

1,8 38,1 21,166667

1,95 42,6 21,846154

2,1 46,6 22,190476

10 nilai rata-rata R1 sebesar 19,96415 .

1 =

Tes no-load

11

VLN (V) cos IL (A)

0 0 0

20 0,55 0,52

30 0,56 0,78

35 0,83 0,38

40 0,8 0,31

60 0,59 0,28

80 0,4 0,3

100 0,29 0,37

120 0,19 0,44

140 0,14 0,52

160 0,1 0,61

180 0,09 0,72

200 0,07 0,84

220 0,04 1,05

240 0,03 1,27

Tes blocked-rotor

12

VLN 83,5

cos 0,59

IL 2,1

Penentuan Rangkaian Ekivalen Motor Induksi 3 Fasa

Awal (1) tes DC:

R1 = 19,96415

tes No-load: IL = 1,05 A V,nl = 220 V

. = 209,52 1 +

Rugi tembaga stator yaitu

= 3. 12. 1 = 3. 1,05

2. 19,96 = 66,03 Rugi no-load yaitu = 3 . . . = 3 . 220 . 1,05 . 0,07 = 48,51

13

Penentuan Rangkaian Ekivalen Motor Induksi 3 Fasa

Awal (2) tes blocked-rotor:

=

= 83,5

2,1= 39,76

dan sudut impedansi () yaitu

= cos1 = cos1 0,59 = 53,84 maka, RLR = 39,76 . cos (53,84) = 23,46 = R1+R2.

R1 = 19,96415 R2 = 3,49585

= 39,76 . (53,84) = 32,104

untuk motor induksi kelas A, maka reaktansinya dibagi sama rata antara rotor dan stator

= = , = 1 = 209,52 16,052 = ,

14

Rangkaian Ekivalen Total Motor Induksi 3 Fasa Awal

15

Nilai Ekivalen Thevenin Motor Induksi 3 Fasa Awal

1+=

12+(1+)

2

= 202,229

1

1+

2

17,0223

1 16,052

16

Slip dan Torsi Motor Induksi 3 Fasa

=2

2+(+2)

2

= , = , %

=3

2

2 + 2+ +2

2

= , .

=3

2 .2

+2 2+ +2

2

= , .

= 3

2.2

+22+ +2

2

= , . 17

Konstruksi Motor Induksi 3 Fasa Awal

Parameter Nilai

Tegangan Fasa Rating 220 V

Arus Rating 2,1 A

Jumlah kutub (P) 4

Jumlah slot stator (G) 24

Diameter inti stator (D) 10,64 cm

Panjang inti stator (L) 6,8 cm

Diameter konduktor 0,55 mm

Jumlah belitan per kutub per fasa

125

18

Jumlah belitan pada sebagian kutub sebesar 128 belitan

Penghitungan Belitan secara Teoritis

= .

=

.0,1064

4= ,

motor dengan diameter inti stator 0,15 meter digunakan Bav = 0,35 Wb/m

2

= . . = 0,35 . 0,068 . 0,0836 = , = =

.=

24

4 .3=

= 180

2=

= 360

=360

24=

=(2 .(15/2))

2 .(15/2)= ,

=56

4,44 .50 .1,99 x 103 .0,9914 .1 = /fasa

= 32 belitan/fasa/kutub

19

Penentuan Ukuran Konduktor (1)

= 3 = = 3 = 220 ; = 56 , maka

= 220

56

= 220

56. 2,1 = ,

=

, =

, maka

= 220

56

= . 2 = . 0,2752 = 0,23768 2

= 220

56 .0,23768 2 = 0,933743 2

= 2.

= 2.0,933743

= 1,09 ,

20

Penentuan Ukuran Konduktor (2)

diameter konduktor paralel 4 adalah

=0,933743 2

4= 0,233436 2

= 2.0,233436

= 0,545 ,

21

Penentuan Jumlah Belitan 3 . . = 3 . .

=2,1

8,25

=2,1

8,25. 125 =

= 2 . 32 =

22

Konstruksi Motor Induksi 3 Fasa Baru

Parameter Nilai

Tegangan Fasa Rating 56 V

Arus Rating 8,25 A

Jumlah kutub (P) 4

Jumlah slot stator (G) 24

Diameter inti stator (D) 10,64 cm

Panjang inti stator (L) 6,8 cm

Diameter konduktor 4 x 0,55 mm

Jumlah belitan per fasa per kutub (TB)

32

Jumlah Konduktor per fasa per kutub (ZB)

64

23

Rangkaian Ekivalen Total Motor Induksi 3 Fasa Baru

24

Parameter Rangkaian Ekivalen Motor Induksi 3 Fasa Baru

Parameter Nilai

R1 1,0297

X2 1,02

R2 0,4973

X2 1,02

XM 12,3771 VTH 51,584 V

RTH 0,879

XTH 1,02

Smax 22,39 %

max 8,19 N.m

ind 5,47 N.m

start 4,17 N.m 25

Perbandingan Parameter Rangkaian Ekivalen Motor

Sebelum dan Sesudah Rewinding Parameter Nilai

R1 19,96415

X2 16,052

R2 3,49585

X2 16,052

XM 193,472

VTH 202,229 V

RTH 17,0223

XTH 16,052

Smax 10,8 %

max 7,32 N.m

ind 7,13 N.m

start 1,88 N.m 26

Parameter Nilai

R1 1,0297

X2 1,02

R2 0,4973

X2 1,02

XM 12,3771

VTH 51,584 V

RTH 0,879

XTH 1,02

Smax 22,39 %

max 8,19 N.m

ind 5,47 N.m

start 4,17 N.m

Perbandingan Karakteristik Torsi Induksi (motor awal dan baru)

27

8,19 N.m

7,32 N.m

4,17 N.m

1,88 N.m

Perbandingan Karakteristik Power Converted (motor awal dan baru)

28

Perbandingan Karakteristik Efisiensi (motor awal dan baru)

29

Tes Pembebanan Motor Induksi 3 Fasa Baru

30

3 phase Voltage Source Magnetic powder brake

Cos phi meter

Brake control rheostat Ampere meter

Rpm meter

Tacho generator Motor induksi

Hasil Tes Pembebanan Riil

Pout dan load yang tercatat disini tidak terukur secara spesifik

31

VLN

(V)

IL

(A) cos

nm

(rpm)

wm

(rad/s)

Pin

(W)

Pout *

(W)

load *

(N.m)

56 4,35 0,23 1440 150,72 168,08 62,43 0,414211

55 5 0,6 1400 146,53 495 389,35 3,378071

55 5,5 0,68 1375 143,92 617,1 511,45 4,287898

54 6 0,74 1360 142,35 719,28 613,63 5,053016

54 6,5 0,79 1340 140,25 831,87 726,22 5,931196

54 7 0,81 1320 138,16 918,54 812,89 6,648379

53 7,5 0,83 1300 136,07 989,77 884,12 7,274192

52 8 0,84 1280 133,97 1048,3 942,67 7,824841

Karakteristik Torsi Induksi vs Kecepatan (simulasi & riil)

32

Karakteristik Power Output vs Kecepatan (simulasi & riil)

33

Perbandingan karakteristik dan biaya motor induksi 3 fasa tegangan rendah

Parameter Motor Induksi 3 Fasa Tegangan Rendah

A B Manufacturer Alliance-Motori Electro Vehicle Europe Rated Voltage 56 V 48 V Rated battery voltage 72 VDC 48 VDC Rated power (1h) 0,75 kW 4 kW Peak Power (60 s) 1 kW 6 kW Peak torque (60 s) 8,2 N.m 30 N.m Rated current (1 h) 8,25 A 120 A Rated frequency 50 Hz 100 Hz Rated speed 1270 rpm 2900 rpm Weight 5 kg 21 kg IP protection class IP 55 IP 66

Estimated Total Cost Rp 1.300.000,- 500.00 / Rp 6.300.000,-

34

Kesimpulan