Motor induksi tiga fasa memiliki prinsip kerja berdasarkan induksi elektromagnetik. Dokumen ini membahas tentang prinsip kerja, konstruksi, analisis daya, rugi dan efisiensi motor induksi tiga fasa beserta uji-uji untuk menentukan parameter rangkaian motor.

1. Pendidikan Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
Mata Kuliah Mesin-Mesin Listrik (PTEL6019)
Dosen Pengampu: Drs. Hari Putranto, M.Pd.
MESIN LISTRIK
ARUS BOLAK-BALIK
(AC)

2. Pertemuan 12
MOTOR INDUKSI 3 FASA
MOTOR LISTRIK AC

3. 1. Mengidentifikasi prinsip kerja, konstruksi, jenis-jenis dan aplikasi
Motor Listrik
2. Mengidentifikasi prinsip kerja dan kontruksi generator dan
membedakan jenisnya sesuai fasa.
3. Menghitung slip, frekuensi arus rotor, putaran motor dan starting.
rugi-rugi dan efisiensi, torsi poros motor induksi.
DESKRIPSI KOMPETENSI

4. Materi Pembelajaran
01 Pengertian Motor Induksi
02
Prinsip Kerja, Konstruksi, Rangkaian Ekivalen, Analisis Daya, Rugi, dan Efisiensi
Motor Induksi 3 Fasa
03
Uji Beban Nol, Uji Tahanan DC, Uji Rotor Blok, Uji Berbeban
Menentukan Parameter Rangkaian
04
Startimg DOL, Tahanan Primer, Autotransformer, Bintang Segitiga
Operasi Motor Induksi
Startimg DOL, Tahanan Primer, Autotransformer, Bintang Segitiga
Pengaturan Kecepatan Motor Induksi
05

5. Pengertian Motor Induksi
MOTOR INDUKSI
Motor listrik merupakan alat yang dapat
digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi
energi kinetik berupa putaran.
Motor induksi dikenal sebagai motor asinkron
atau tak serempak dibagi sesuai dengan jumlah
fasanya, yaitu motor induksi satu fasa dan motor
induksi tiga fasa.

6. Prinsip Kerja Motor
Induksi 3 Fasa
Gambar Prinsip Kerja
Motor Induksi 3 Fasa

7. Konstruksi Motor Induksi 3 Fasa
Gambar Konstruksi
Motor Induksi 3 Fasa

8. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi 3 Fasa
Rangkaian ekivalen
Diagram fasor

9. Analisis Daya, Rugi dan Efisiensi
Pin = 𝟑. 𝑽𝒔. 𝑰𝒔. 𝒄𝒐𝒔𝝋
Daya Input
Daya Celah Udara
Pcu = Pin – Pts - Pi
Rugi Tembaga Rotor
Rugi Inti Besi
Rugi Tembaga Stator
Pts = 3.I1
2.R1
Ptr = (Pin – Pts – Pi) x s
Ptr = 3.I2
2.R2 = s.Pcu
Pi = 3.E1
2/Rc = I1
2.Rc
Daya Mekanis
Pmek = Pcu - Ptr
Pmek = Ptr ×
𝟏
−
𝒔
𝒔
, atau:
Pmek = Pcu × 𝟏 − 𝒔 ,
Rugi Stray
Rugi Angin dan Gesek
Daya Output
Pout = Pin - ∑P
∑P = Pts + Pi + Ptr + Pa&g + Pstray

10. Lanjutan
Efisiensi Motor Induksi
𝜼 % =
𝑷𝒊𝒏 − 𝚺𝑷𝒓𝒖𝒈𝒊
𝑷𝒊𝒏
× 𝟏𝟎𝟎% =
𝑷𝒊𝒏
𝑷𝒐𝒖𝒕
× 𝟏𝟎𝟎%
Ket:
Vs = Tegangan Sumber (Volt)
Is = Arus Sumber (Ampere)
cosφ = factor daya motor induksi
Rc = tahanan inti
R1 = tahanan stator
R2 = tahanan rotor
I1 = Arus stator
I2 = Arus rotor
E1 = Tegangan induksi stator

11. Menentukan Parameter Rangkaian
Percobaan beban nol digunakan untuk mengetahui nilai arus magnetisasi dan rugi-rugi
tanpa beban. Hal ini dapat dilakukan dengan menghubungkan motor induksi dengan
tegangan dan frekuensi tertentu tanpa dibebani, kemudian tegangan, arus dan daya input
diukur.
Uji Beban Nol
Uji ini digunakan untuk mengetahui nilai parameter resistansi stator (primer) R1.
Uji Tahanan DC
Percobaan rotor blok ini dilakukan dengan menahan rotor agar tidak berputar dan
pada saat itu nilai-nilai pada instrument ukur dicatat.
Uji Rotor Blok
Pengujian motor induksi berbeban dilakukan untuk mengetahui daya dari motor induksi
serta karakteristiknya, termasuk rugi-rugi pada motor induksi, yaitu dengan memberikan
beban pada rotor motor induksi.
Uji Berbeban

12. UJI BEBAN NOL
Dari data instrument ukur, dapat ditentukan
parameter per-fasa:
Xbn = Vbn / Ibn ≈ X1 + Xm
𝑿𝒃𝒏 =
𝑽𝒃𝒏
𝑰𝒃𝒏
𝟐
− 𝑹𝟏
𝟐
𝑰𝒄 = 𝑰𝒃𝒏 × 𝒄𝒐𝒔𝝋
𝑹𝒄 =
𝑽𝒃𝒏 𝒋𝒂𝒍𝒂−𝒋𝒂𝒍𝒂
𝑰𝒃𝒏
Reaktansi magnetansi (Xm) dapat dicari jika
reaktansi primer X1 diketahui:
Ibn(jala-jala) =
𝑰𝑹+ 𝑰𝑺+ 𝑰𝑻
𝟑
Ibn = 𝑷𝒊𝒏𝒃𝒏
𝑽𝒃𝒏.𝒄𝒐𝒔𝝋
Keterangan:
Xbn = Reaktansi beban nol
X1 = Reaktansi stator
X2 = Reaktansi rotor
Ibn = Arus beban nol
Vbn = Tegangan beban nol
𝑃
𝑖𝑛𝑏𝑛
= Daya masukan beban nol

13. UJI TAHANAN DC
Pada percobaan ini, jika kumparan stator
terhubung bintang, maka arus akan melewati dua
kumparan dengan resistansi sebesar 2R1, sehingga:
𝑽𝑨𝑺
𝑰𝑨𝑺
= 𝟐𝑹𝟏 atau 𝑹𝟏 =
𝑽𝑨𝑺
𝟐𝑰𝑨𝑺
Sedangkan jika terhubung segitiga, maka arus
akan mengalir melewati ketiga kumparan tersebut,
sehingga:
𝑹𝟏 =
𝟑𝑽𝑨𝑺
𝟐𝑰𝑨𝑺

14. UJI ROTOR BLOK Persamaan yang digunakan dalam uji ini apabila
tidak diketahui jenis desain rotor pada motor
induksi adalah:
RRB = R1 + R2
R2 =
𝑷𝑹𝑩
𝟑𝑰𝑹𝑩
𝟐 − 𝑹𝟏
XRB = X1 + X2
𝑿𝟏 + 𝑿𝟐 =
𝑽𝑹𝑩
𝟐
𝑰𝑹𝑩
𝟐 − 𝑹𝟏 − 𝑹𝟐
𝟐
𝑰𝑹𝑩 =
𝑰𝑺 + 𝑰𝑹 + 𝑰𝑻
𝟑
≈ 𝑰𝒏𝒐𝒎𝒊𝒏𝒂𝒍
𝑰𝑹𝑩 𝑭𝒂𝒔𝒂 =
𝑰𝑹𝑩
𝟑
Keterangan:
RRB = Resistansi pada saat rotor ditahan
𝑃𝑅𝐵 = Daya pada saat rotor ditahan
XRB = Reaktansi rotor ditahan
X1 = Reaktansi stator
X2 = Reaktansi rotor
VRB = Tegangan
IRB = Arus rata-rata pada saat uji rotor ditahan
IRB(Fasa)= Arus rata-rata pada saat uji rotor ditahan (per-
fasa)

15. UJI BERBEBAN
Pada pengujian ini beban yang digunakan dapat berupa
generator DC yang diberi beban resistif atau menggunakan
rem arus putar untuk mengetahui besar kopel dari motor
induksi. Parameter yang diukur pada pengujian ini antara lain
arus input stator, daya input, dan kecepatan putaran rotor.

16. Contoh Soal 1
Berikut adalah data uji yang diambil dari sebah motor induksi 3 fasa 7,5 HP, 4 kutub, 220 Volt, 50
Hz, terhubung delta, desain kelas C.
Uji tahanan DC : Vdc = 13,6 Volt Idc = 18 Ampere
Uji beban nol : Vbn = 220 Volt Ibn = 8,17 A
f = 50 Hz Pin = 420 Watt
Uji rotor ditahan : VRB = 25 Volt IRB = 27,9 A
fuji = 10 Hz Pin = 920 Watt
Terntukan nilai R1, R2, X1, X2, Xm!
Jawab:
Karena terhubung ∆, maka dapat dicari R1 sebagai berikut:
𝑅1 =
3𝑉𝐷𝐶
2𝐼𝐷𝐶
=
3 × 13,6
2 × 18
=
40,8
36
= 1,133 𝛺
Dari uji beban nol, maka:
𝐼𝑏𝑛 𝑓𝑎𝑠𝑎 =
𝐼𝑏𝑛
3
= 4,718 𝐴
𝑍𝑏𝑛 =
𝑉𝑏𝑛
𝐼𝑏𝑛 𝑓𝑎𝑠𝑎
=
220
4,718
= 46,63 Ω
1
2

17. Lanjutan Contoh Soal 1
Dari uji rotor blok, maka:
𝐼𝑟𝑏 𝑓𝑎𝑠𝑎 =
𝐼𝑟𝑏
3
= 16,109 𝐴
𝑍𝑟𝑏 =
𝑉𝑟𝑏
𝐼𝑏𝑛 𝑓𝑎𝑠𝑎
=
25
16,109
= 1,552 Ω
𝜑𝑅𝐵 = 𝑐𝑜𝑠−1
𝑃𝑅𝐵
3. 𝑉𝑅𝐵. 𝐼𝑅𝐵
= 𝑐𝑜𝑠−1
920
3. 25.27,9
= 40,4°
𝑍𝑅𝐵 = 𝑅𝑅𝐵 + 𝑗𝑋𝑅𝐵
′
= 𝑍𝑅𝐵 × 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑅𝐵 + 𝑗𝑍𝑅𝐵 × 𝑠𝑖𝑛𝜑𝑅𝐵
𝑍𝑅𝐵 = 1,552 × cos 40,4° + 𝑗1,552 × sin 40,4° = 1,183 + 𝑗1,006 Ω
𝑅𝑅𝐵 = 𝑅1 + 𝑅2
𝑅2 = 1,183 − 1.133 = 0,050 Ω
𝑋𝑅𝐵 =
𝑓𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙
𝑓𝑢𝑗𝑖
. 𝑋𝑅𝐵
′
=
50
10
× 1,006 = 5,030 Ω
Karena desain kelas C, maka X1 dan X2 sebagai fungsi
dari XRB, adalah:
𝑋1 = 0,3 × 5,030 = 1,509 Ω
𝑋2 = 0,7 × 5,030 = 3,521 Ω
Karena Zbn = X1 + Xm, maka:
𝑋𝑚 = 𝑍𝑏𝑛 − 𝑋1 = 46,630 − 1,509 = 45,121 Ω
𝑅𝑐 =
𝑉𝑏𝑛
𝐼𝑏𝑛
=
220
8,17
= 26,9 Ω
3
4 5

18. Contoh Soal 2
Dari data karakteristik pada contoh 1 diatas, tentukan: Pcu, Pmek, Iin, Pout, dan efisiensi apabila slip
motor 2,6% dan data pada percobaan berbeban adalah:
Diketahui: Tamplate motor= 220 V, Vfasa 127 V, 50 Hz, 3 fasa 7,5 HP, I1 11,3 A, Pin 1000 W, dengan
beban 0,88 N.m terhubung delta dan kecepatan 2950 rpm.
Jawab:
𝑍𝑡 = 𝑅1 + 𝑗𝑋1 +
𝑗𝑋𝑚
𝑅2
𝑠 + 𝑗𝑋2
𝑅2
𝑠
+ 𝑗(𝑋𝑚 + 𝑋2
= 1,133 + 𝑗1,509 +
𝑗45,121 1,92 + 𝑗3,521
1,92 + 𝑗 45,121 + 3,521
= 1,133 + 𝑗1,509 + (2,152 + 𝑗3,03) = 5,6 <54,1o
𝑉𝑓𝑎𝑠𝑎 =
𝑉
3
=
220
3
= 127 𝑉
𝐼𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 =
127
5,6
= 22,7 𝐴
𝑃𝐹 = cos 54,1° = 0,59
Menentukan daya masukan menggunakan persamaan
𝑃𝑖𝑛 = 3. 𝑉. 𝐼. 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 3. 220.22,7.0,59 = 5,1 𝑘𝑊
Selanjutnya dari percobaan berbeban, dapat
diketahui rugi tembaga stator, dengan:
𝑃𝑡𝑠 = 3. 𝐼1
2
. 𝑅1 = 3 × 11,32
× 1,133 = 434 𝑊
𝐸1 = 𝑉𝑏𝑛 𝑓𝑎𝑠𝑎 − (𝐼1× 𝑅1)
= 127 − 11,3 × 1,133 = 114,2 𝑉
1 2
3

19. Lanjutan Contoh Soal 2
Mencari rugi inti atau rugi besi dari persamaan
𝑃𝑖 =
3 × 𝐸1
2
𝑅𝑐
=
3 × 114,22
26,9
= 1,45 𝑘𝑊
Kemudian mencari rugi tembaga rotor, dengan:
𝑃𝑡𝑟 = 𝑃𝑖𝑛 − 𝑃𝑡𝑠 − 𝑃𝑖 × 𝑠
= 5,1 𝑘𝑊 − 434 𝑊 − 1,45 𝑘𝑊 × 2,6% = 83,6 𝑊
Sesuai dengan Tabel (…), maka dapat diasumsikan bahwa rugi stray dan rugi
a&g adalah:
𝑃𝑠𝑡𝑟𝑎𝑦+𝑎&𝑔 =
6,8% × (𝑃𝑡𝑠 + 𝑃𝑖 + 𝑃𝑡𝑟)
93,2%
=
6,8% × (434 + 1,45𝑘 + 83,6)
93,2%
= 143,56 𝑊
Setelah semua rugi-rugi diketahui, maka dapat
ditentukan daya keluarannya, dengan:
𝑃𝑜𝑢𝑡 = 𝑃𝑖𝑛 − 𝑃𝑡𝑠 + 𝑃𝑖 + 𝑃𝑡𝑟 + 𝑃𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡+𝑎&𝑔
= 5,1𝑘𝑊 − 434𝑊 + 1,45𝑘𝑊 + 83,6𝑊 + 143,56𝑊
= 2989 𝑊
Maka dapat dicari efisiensi motor induksi
dengan:
𝜂 =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛
× 100% =
2989
5100
× 100% = 59%
4 5
6
7
8

20. Operasi Motor Induksi
Pada saat start dihubung
bintang maka tegangan nya 1/3
atau 58% tegangan normal dan
arus jala-jala 1/3 arus pada saat
motor terpasang dengan
tegangan penuh.
STARTING BINTANG
SEGITIGA
Menggunakan komponen bantu
lain berupa autostarter/
autotransformer atau
kompensator
STARTING
AUTOTRANSFORMATOR
Menggunakan jenis tahanan
yang dapat diubah nilai
(rheostat)
STARTING TAHANAN
PRIMER
Starting langsung untuk motor
berkapasitas kecil
STARTING DOL

21. Pengaturan Kecepatan
Mengubah Jumlah
Kutub Motor
Mengubah Frekuensi
Jaringan
Mengubah Tegangan
Jaringan
Mengubah Resistansi
Rotor
Mengubah Besarnya Slip

22. Tugas!
Baca dan pahami Jobsheet Medan Putar, Slip, dan Rugi, Efisiensi
Motor Induksi. Kemudian lakukan perintah yang sesuai pada tugas
di masing-masing jobsheet. Kerjakan pada lembar laporan dengan
format (pdf). Kumpulkan di kelas SIPEJAR maksimal 7 hari setelah
praktikum.