Siswo Wardoyo, S.T., M.Eng.

08122898593/siswo@ft-untirta.ac.id

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas TeknikUniversitas Sultan Ageng Tirtayasa

Cilegon-Banten

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 1

MOTOR DAN GENERATOR

MOTOR

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 2

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.

1. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya2. 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.

3. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan.

4. 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.

Definisi Motor listrik

Prinsip Motor listrik

KLASIFIKASI MOTOR LISTRIK

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 3

Motor DC

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

ARUS DALAM MOTOR DC

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

MEDAN MAGNET

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

GAYA DALAM MOTOR DC

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

TORSI

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

PERUBAHAN TORSI

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

KOMUTATOR DAN SIKAT

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

Komutator atau cincin belah (split ring) berfungsi untuk membalik arah arus pada setengah siklus negatif dari arus bolak balik. Kontak-kontak listrik pada rotating ring disebut "sikat“. Pada awalnya, dalam motor digunakan sikat tembaga. Motor-motor modern biasanya menggunakan kontak-karbon spring-loaded.

RANGKAIAN EKIVALEN

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

+

V V

+

-

-

V Eb Ia

a

ba R

EV

ceresis

netI

tan

voltage

)/( APZNxEb

dimana Ra adalah resistansi jangkar

dimana P adalah jumlah kutub dan N adalah putaran rotor dalam rps.

PERSAMAAN TEGANGAN

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

aaaba RIIEVI 2

Tegangan V yang disupply ke jangkar motor berguna untuk :(i)mengatasi ggl balik Eb

(ii)menimbulkan jatuh tegangan jangkar IaRa

V = Eb + IaRa (1)

Persamaan ini dikenal sebagai persamaan tegangan dari motor.

Dengan mengalikan persaman (1) di atas dengan Ia, diperoleh :

dimana : VIa = daya yang masuk ke jangkar

EbIa = ekivalen elektrik dari daya mekanik

yang dibangkitkan dalam jangkar Ia

2Ra = rugi-rugi Cu dalam jangkar

REGULASI DAN TORSI

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

Regulasi kecepatan didefinisikan sebagai perubahan kecepatan ketika beban pada motor direduksi dari nilai tertentu (rating) ke nol, dinyatakan dalam persen kecepatan berbeban.

100speed F.L

speed F.L - speed N.L. kecepatan regulasi % x

Telah dibuktikan dari analisa matematis di atas bahwa torsi motor merupakan fungsi fluksi dan arus jangkar, tapi tidak bergantung pada kecepatan. Dalam kenyataan, putaran bergantung pada torsi tapi tidak sebaliknya.

baa E

KRIV

KN

aI aT

MOTOR AC

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

ROTOR

STATOR

MOTOR SINKRON

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

Motor sinkron adalah motor AC, 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.

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.Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.

MOTOR INDUKSI

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC

MOTOR INDUKSI

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):

Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.

Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder.Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.

KECEPTAN DAN SLIP MOTOR

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

Ns = 120 f / P

Dimana:f = frekwensi dari pasokan frekwensiP= jumlah kutub

% Slip = Ns – Nb x 100 Ns

Dimana:Ns = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPM

MENGKAJI BEBAN

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

Beban = Pi x ηHP x 0,7457

Dimana,η = Efisiensi operasi motor dalam %HP = Nameplate untuk HpBeban = Daya yang keluar sebagai % laju dayaPi = Daya tiga fase dalam kW

Pi = V x I x PF x √31000

Dimana,Pi = Daya tiga fase dalam kWV = RMS (akar kwadrat rata-rata) teganganI = RMS arus, nilai tengah 3 fasePF = Faktor daya dalam desimal

MENGKAJI BEBAN

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

0,7457Pr = hp x ηr

Dimana,Pr = Daya masuk pada beban penuh dalam kWHP = Nilai Hp pada nameplateηr = Efisiensi pada beban penuh (nilai pada nameplate atau dari tabel efisiensimotor)

Beban = Pi x 100 % Pr

Dimana,Beban = Daya keluar yang dinyatakan dalam % nilai dayaPi = Daya tiga fase terukur dalam kWPr = Daya masuk pada beban penuh dalam kW

CONTOH SOAL

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

1. Pengamatan terhadap pengukuran daya berikut dilakukan untuk motor induksi tiga fase 45 kW dengan efisiensi beban penuh 88%.

V = 418 VoltI = 37 AmpPF = 0.81

Hitung a.Daya masukb.% Pembebanan ?

Jawab :

2. Contoh: Motor induksi pada nameplate tertera frekuensi 50 Hz, putaran rotor1.440 Rpm, memiliki jumlah kutub 4 buah. Hitung besarnya putaran medan magnet putar pada stator dan slip motor induksi tersebut.

Jawab:

Soal Latihan

Siswo WardoyoJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA2010/2011- Genap 4

1. Sebuah motor shunt 120 volt, Ra = 0,5 ohm, Rf = 60 ohm. Arus beban penuh = 40 ampere, jatuh tegangan pada sikat 2 volt. Kecepatan putar 1800 rpm.hitunglah :a. Kecepatan pada separuh beban penuh (over load).b. Kecepatan pada 1,1 beban penuh.

2. Masukan sebuah motor shunt 220 volt adalah 11 Kw, Hitunglaha. Torsi yang dihasilkanb. Efisiensi c. Kecepatan pada beban, jika arus beban nol = 5 Ampere

Kecepatan beban nol = 1150 rpmTahanan jangkar = 0,5 ohmTahanan medan = 110 ohm