Upload
yvette-hyde
View
53
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
TRANSFORMATOR Pertemuan 7-8. Dasar Elektromagnet - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
1
TRANSFORMATORPertemuan 7-8
2
• Dasar Elektromagnet• Medan magnet berperan sangat penting sebagai
rangkaian proses konversi energi. Konversi energi listrik menjadi energi mekanik seperti yang terjadi pada generator atau konversi energi mekanik menjadi energi listrik dapat terjadi melalui media medan magnet. Pada transformator gandengan medan magnet berfungsi untuk memindahkan dan mengubah energi listrik dari rangkaian primer ke sekunder melalui prinsip induksi elektromagnet
3
Hukum FaradayHukum Faraday menyatakan apabila medan magnet berubah-ubah terhadap waktu, akibat arus bolak-balik yang berbentuk sinusoida, suatu medan listrik akan dibangkitkan atau diinduksikan. Secara matematis dapat dituliskan seperti pada persamaan 1. e adalah gaya gerak listrik hasil induksi, = N. merupakan fluks linkage dan menyatakan harga fluks yang berubah-ubah terhadap waktu.
dt
d
dt
dNe
4
Perubahan fluks yang menghasilkan gaya gerak listrik (ggl) dapat terjadi karena :– Perubahan fungsi waktu (t), akibat arus bolak-balik
yang berbentuk sinusoida – Fungsi putaran ( ), akibat berputarnya rotor pada
mesin-mesin dinamis.
Tegangan induksi dapat terjadi karena proses rotasi atau transformasi
e (induksi ) = e ( rotasi ) + e ( transformasi )
5
• Rangkaian Magnet
Arus listrik (i) yang dialirkan melalui penghantar yang dibelitkan pada inti besi yang berbentuk cincin toroidal, akan menghasilkan medan magnet yang sebanding dengan jumlah lilitan (N) dikalikan dengan besaran arus listrik. Amper-turn (Ni) disebut gaya gerak magnet (ggm).
turnampereNi Gaya gerak magnet adalah perbedaan potensial magnet yang cenderung menggerakkan fluks disekitar cincin toroidal. Gerak fluks ditentukan oleh gaya gerak magnet dan tahanan inti besi atau reluktansi ( )
weber
6
Reluktansi berbanding lurus dengan panjang ( l), berbanding terbalik dengan penampang luas bidang (A), dan tergantung pada bahan magnetik rangkaian magnet
weberturnampereA
L/
Analogi rangkaian magnet dan rangkaian listrik
AI
VR
A
7
• Prinsip kerja Tranformator
Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet
NP Nsv
p
v
s
E
p
E
p
E
s
Trafo
Np / Ns
8
• Jenis TransformatorTransformator digunakan dalam lingkup tenaga listrik atau elektronika. Dalam bidang tenaga listrik, transformator digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan sesuai kebutuhan. Transformator memberikan nilai ekonomis dalam kebutuhan pengiriman daya listrik jarak jauh. Dalam bidang elektronika, transformator digunakan untuk gandengan impedansi antara sumber dan beban, untuk memisahkan satu rangkaian dari rangkaian lain, dan untuk menghambat arus searah sambil mengalirkan arus bolak-balik antara rangkaian.Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi :– Transformator daya– Transformator distribusi– Transformator pengukuran
9
• Perbandingan TeganganPerbandingan tegangan antara kumparan primer dan sekunder dapat diturunkan dari keadaan transformator tanpa beban Bila kumparan primer transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoida, akan mengalirkan arus primer Io yang sinusoida dan mengasumsikan belitan N1 reaktir murni, Io akan tertinggal 900 dari V1. Arus primer Io menimbulkan fluks ( ) yang sefasa dan berbentuk sinusoida
tmaks sin
10
Berdasarkan hukum Faraday, fluks sinusoida
menimbulkan tegangan induksi
Harga efektif tegangan induksi
maksPmaksP
P fNfN
E
44.42
2
tNedt
tdNe
dt
dNe
maksPi
maksPi
Pi
cos
)sin(
11
Analisis Fasor : Trafo tanpa beban
E1V1
Io
Pada rangkaian sekunder, fluks () bersama
menimbulkan tegangan induksi
tNedt
dNe
maksSS
SS
cos
12
`Harga efektif tegangan induksi pada sisi sekunder
Perbandingan tegangan efektif antara sisi sekunder dan sisi primer
Dengan mengasumsikan tidak ada rugi tahanan dan fluks bocor V1 dan V2 masing-masing menyatakan tegangan
terminal sisi primer dan sisi sekunder.
S
P
S
P
S
P
N
N
V
V
E
E
S
P
S
P
N
N
E
E
maksSS fNE 44.4
13
• Perbandingan Arus
Perbandingan arus antara kumparan primer dan sekunder dapat diturunkan dari keadaan transformator berbeban
P
S
S
P
I
I
N
N
14
• Rangkaian Ekivalen
Sebuah transformator dapat di buat rangkaian ekivalen untuk
menganalisi kerja.
VP
Vs
Xp
ZL
XsRs
EsEpXmRc
Rp
15
• Parameter Transformator
Ada empat parameter transformator yaitu: Rc, Xm, Rek dan Xek. Rc menyatakan besar kerugian inti besi akibat rugi histeresis dan arus arus eddy, Xm menyatakan rugi magnetasi, Rek menyatakan rugi-rugi tahanan dan Xek menyatakan rugi akibat fluks bocor
Pengukuran Nilai Parameter
Nilai parameter transformator dapat dihitung melalui dua pengukuran pada transformator, yaitu pengukuran beban nol atau hubung terbuka dan pengukuran hubung singkat
16
• Pengukuran Hubung Terbuka
Pengukuran hubung terbuka dilakukan dengan kondisi transformator pada sisi sekunder tanpa beban. Pengukuran ini untuk menentukan nilai parameter transformator RC dan Xm. Pengukuran dilakukan dengan menghubungkan sisi primer dengan sumber tegangan Vo
XmRc
A
V
W
17
Besar arus yang mengalir diukur dengan ampermeter dan diperoleh besar arus Io. Daya yang masuk diukur dengan wattmeter dan diperoleh besar Po.
mc
cm
o
oo
o
oc
jXR
RjX
I
VZ
P
VR
2
18
• Pengukuran Hubung Singkat
Pengukuran hubung singkat dilakukan dengan kondisi transformator pada sisi sekunder diberi beban nol. Pengukuran ini untuk menentukan nilai parameter transformator Rek dan Xek. Pengukuran dilakukan dengan menghubungkan sisi primer dengan sumber tegangan Vhs
AV
W
RekXek
19
Besar arus yang mengalir diukur dengan ampermeter dan diperoleh besar arus Ihs. Daya yang masuk diukur
dengan wattmeter dan diperoleh besar Phs.
22
2
ekekek
ekekhs
hsek
hs
hsek
RZX
jXRI
VZ
I
PR
20
• Pengaturan Tegangan
Pengaturan tegangan suatu transformator ialah perubahan tegangan sekunder antara beban nol dan beban penuh pada suatu faktor kerja tertentu dengan
tegangan primer konstan
bebanpenuh
bebanpenuhpabeban
V
VVPengaturan
tan