Part 1 MABB Dasar Konversi Energi

Part 1 : Teori Umum Mesin ListrikMesin Arus Bolak Balik

Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id

TE091403

Institut Teknologi Sepuluh NopemberAugust, 2012

Mesin Arus Bolak balik

Part 1 : Teori Umum Mesin Listrik

1



ACARA PERKULIAHAN DAN KOMPETENSIACARA PERKULIAHAN DAN KOMPETENSI2

Pertemuanke-

KompetensiDasar

Materi Pokok Indikator keberhasilanProsentase

materi1 2 Memahami

dasar konversienergi elek-tromagnetik

1. Medan magnet danmedan listrik

2. Hukum Faraday danHukum Ampere.

3. Rangkaian magnetisasi4. Energi dalam medan

magnet

1. Mampu menjelaskanhubungan medanmagnet dan medanlistrik

2. Mampu menjelaskanbagaimana energy tersimpan dalammedan magnet

14%

3 Memahami dasar elektromekanik

1. Konversi energi elektromekanik.

2. Gaya gerak listrik.3. Kopel.4. Distribusi fluks.5. Derajat Listrik.6. Frekuensi.

1. Mampu menjelaskanterbangkitnya gayagerak listrik.

2. Mampu menjelaskankopel gaya padamesin listriksederhana.

7%



PENDAHULUANPENDAHULUAN3

Mesin listrik energi mekanis ke energi listrik atau sebaliknya

Energi mekanis Energi listrik : GENERATOR

Energi listrik Energi mekanis : MOTOR

Hampir semua konsep motor dan generator mengubah energi dari bentuk satuke yang lain menggunakan prinsip kerja medan magnetik

Ketika kita membahas mesin listrik, terdapat satu lagi peralatan yang sangatsering digunakan yaitu Trafo atau Transformer. Trafo menkonversi energi listrikarus bolak balik dari level tegangan satu ke level tegangan yang lain.



4

Pendahuluan

Mengapa motor dan generator listrik sangat banyak digunakan?

- Daya listrik adalah sumber energi yang ramah lingkungan dan efisien dan jugasangat mudah di transmisikan pada jarak yang jauh. Selain itu juga mudahdikontrol

- Tidak memerlukan ventilasi, ruang pembakaran dan bahan bakar (jikadibandingkan dengan mesin bakar), tidak menghasilkan bahan polusi sepertimesin bakar.


Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 5

Medan Elektromagnetik

Medan elektromagnetik menghasilkan konversi energi, proses dan transfernyaadalah sebagai berikut.



Intensitas magnetik (MAGNETIC INTENSITY)Intensitas medan magnet di bangkitkan oleh arus listrik

(A/m)

Intensitas medan magnet H besaran yang dapat diukur yang dapat menunjukkanbahwa arus dapat membangkitkan medan magnet.

Flux medan magnet yang kuat dibangkitkan dalam inti dan besarnya juga tergantungpada material inti.



7

Kerapatan flux (FLUX DENSITY)Intensitas medan magnet Kerapatan Flux magnet

(Wb/m2 or Tesla)

Nila yang lebih tinggi dari m, menghasilkan flux yang lebih besar untuk jumlah arusyang sama

Permeabilitas relatif

Permeabilitas ruang hampa



Flux total (TOTAL FLUX)

(Wb)



Rangkaian magnetik(MAGNETIC CIRCUITS)

Magnetomotive force (mmf)

Reluctance



Hal hal yang perlu diperhatikan untuk perhitungan Total Flux Magnetik1. Flux bocor2. Bentuk geometri dari bahan inti, misalnya bentuk sudut lintasan3. Ke-tidak-liniear-an (saturasi) pada materi inti4. Fringing Effect : karakteristik magnetik yang disebabkan oleh bentuk disekitar

medan magnetik yang berhadapan langsung dengan permukaan magnet (Fringing effect is the magnetic characteristic caused by the shape around directly opposing the magnetic surfaces).




ContohGambar di bawah ini menunjukkan rotor dan stator yang disederhanakan untuk motor dc. Panjang lintasan rata-rata stator adalah 50 cm, dan luas penampang adalah 12 cm2. Panjang lintasan rata-rata rotor adalah 5 cm, dan luas penampang dapat diasumsikan sekitar 12 cm2. Lebar setiap celah udara antara rotor dan stator adalah 0,05 cm, dan luas penampang dari setiap celah udara (termasuk fringing) adalah 14 cm2. Inti besi memiliki permeabilitas relatif 2000 dan terdapat 200 lilitan kawat pada inti. Jika arus pada kawat diatur menjadi 1 A, berapa Kerapatan Flux pada selaudara ?



Reluctance of Stator:

Reluctance of Rotor: Reluctance of Air-gap:



Equivalent Reluctance:

Net mmf:



Total Flux:

Flux Density:



Rangkain yang terhubung magnetik(MAGNETICALLY COUPLED CIRCUITS)

Flux yang melingkupi setiapkumparan (Linking flux each coil):

Untuk sistem magnet liniear(In linear magnetic system):



Flux terlingkupi(Flux linkages):




Induktansi diri(Self Inductances):

Induktansi bersama(Mutual Inductances):




Fluks terlingkupi dinyatakan dengan induktansi dan arus(Flux linkages expressed as inductances and currents):




Parameter pada kumparan 2 dinyatakan dengan kumparan 1(Referring parameters in coil 2 to coil 1):




Persamaan tegangan: :




Simulasi komputer untuk rangkaian terhubung(COMPUTER SIMULATION OF COUPLED CIRCUITS)

Dari persamaan fluks terlingkupi:



Mensubstitusikan persamaan arus pada persamaan tegangan :




Mensubstitusikan persamaan arus pada persamaan lm :




Perhitungan menggunakan integral numerik(Implementation using numerical integral):




Pekerjaan Rumah I (Homework I):

Dengan menggunakan numerical integral function dalamsimulink Matlab, buatlah model dinamik untuk trafo satu fasauntuk parameter yang diberikan dibawah ini

r1 = 12 WLl1 = 27.1 mHr2 = 10 WLl2 = 27.1 mHLm1 = 262.9 mH



Pekerjaan Rumah II (Homework II)

Dengan menggunakan State-Space block yang disediakanSimulink Matlab, buatlah model dinamik dari trafo satu fasauntuk parameter yang diberikan dibawah ini :

r1 = 12 WLl1 = 27.1 mHr2 = 10 WLl2 = 27.1 mHLm1 = 262.9 mH



SATURATION IN MAGNETIC CIRCUITS

Documents

Part 1 MABB Dasar Konversi Energi