Electrical machine

5,813 views

Published on

Published in: Education, Technology, Business
  • thanks byk maklumat
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here

Electrical machine

  1. 2. C 3364 Electrical Services 2 <ul><li>TOPIC 3: </li></ul><ul><li>ELECTRICAL MACHINE </li></ul><ul><li>Definition </li></ul><ul><li>Types </li></ul><ul><li>Operation principles </li></ul><ul><li>I.E.E. Regulations </li></ul>
  2. 3. Mesin Elektrik <ul><li>Prinsip Motor AT </li></ul><ul><ul><li>Mesin yg tukar tenaga elektrik kpd tenaga mekanik </li></ul></ul><ul><ul><li>Peranti yg dibekalkan dgn arus elektrik akan menjalankan kerja2 gerakan berputar, cth: kipas, roda tenaga dsb. </li></ul></ul>
  3. 4. Prinsip Kerja Motor Arus Terus <ul><li>Gegelung pd kedudukan mengufuk </li></ul><ul><li>Arah pengaliran arus dlm gegelung dr Y ke X </li></ul><ul><li>Berus karbon P & Q menyentuh Y & X </li></ul><ul><li>Arus pd d-c: daya F ke bawah </li></ul><ul><li>Arus pd b-a: daya F ke atas </li></ul>
  4. 5. Prinsip Kerja Motor Arus Terus <ul><li>Gegelung pd kedudukan menegak </li></ul><ul><li>Pengaliran arus terputus </li></ul><ul><li>Berus karbon P & Q tidak menyentuh Y & X </li></ul><ul><li>Gegelung terus berputar disebabkan inersia dan momentum </li></ul><ul><li>Kedudukan mendatar – berus sentuh komutator sekali lagi </li></ul><ul><ul><li>Arus mengalir dalam gegelung pada arah dcba </li></ul></ul><ul><li>Komutator : tukar arah pengaliran arus dalam gegelung setiap kali gegelung melampaui kedudukan menegak, memastikan gegelung terus berputar dlm satu arah sahaja </li></ul>
  5. 6. Prinsip Kerja Motor Arus Terus <ul><li>Kelajuan motor bertambah apabila: </li></ul><ul><ul><li>Kekuatan magnet bertambah </li></ul></ul><ul><ul><li>Arus bertambah </li></ul></ul><ul><ul><li>Bilangan lilitan bertambah </li></ul></ul><ul><ul><li>Luas gegelung bertambah </li></ul></ul><ul><ul><li>Melilitkan gegelung pd teras besi </li></ul></ul>
  6. 7. Hubungan Motor dgn Aturan Tangan Kiri Fleming <ul><li>Petua Tangan Kiri Fleming </li></ul><ul><ul><li>Ibu jari : daya gerakan </li></ul></ul><ul><ul><li>Jari telunjuk : medan magnet </li></ul></ul><ul><ul><li>Jari hantu : arus </li></ul></ul><ul><li>Kekuatan yg terhasil menolak pengalir adalah berkadar terus dgn ketumpatan fluks magnet, arus dlm pengalir & panjang pengalir </li></ul><ul><li>Semakin panjang pengalir, semakin bertambah ketumpatan fluks magnet, arus dlm pengalir & kekuatan daya tolakan </li></ul>
  7. 8. Hubungan Motor dgn Aturan Tangan Kiri Fleming <ul><li>Rumus: F = B I l </li></ul><ul><ul><li>F : Daya tolakan (Newton) </li></ul></ul><ul><ul><li>B : Ketumpatan fluks magnet (wb/m 2 ) </li></ul></ul><ul><ul><li>I : Arus dlm pengalir (ampere) </li></ul></ul><ul><ul><li>l : Panjang pengalir (meter) </li></ul></ul>
  8. 9. Daya Gerak Elektrik Balas <ul><li>Pengalir di angker berputar apabila motor berputar </li></ul><ul><li>Pengalir memotong fluks magnet di kutub dan seterusnya daya gerak elektrik akan terjana (dge balas) </li></ul><ul><li>E b = V t - [I a r a + I a r s ( jika ada ) + susut voltan pd berus] </li></ul><ul><ul><li>E b : dge balas </li></ul></ul><ul><ul><li>V t : voltan pangkalan </li></ul></ul><ul><ul><li>I a : arus angker </li></ul></ul><ul><ul><li>r a : rintangan angker </li></ul></ul><ul><ul><li>r s : rintangan belitan siri </li></ul></ul>
  9. 10. Kilas (Torque) <ul><li>Daya piuhan / gerakan dihasilkan oleh pengalir tunggal dari atas satu sudut paksi aci motor yang membolehkan pengalir berpusing </li></ul><ul><li>Hasil darab daya mekanik pada pengalir dengan jarak jejari dari tempat daya bertindak ke pusat </li></ul><ul><li>Jumlah kilas: jumlah kilas yg didapati pada setiap pengalir </li></ul>
  10. 11. Kilas (Torque) <ul><li>Kilas berkadar terus dengan jumlah fluks magnet ( Ф ) dan arus di angker (Ia) </li></ul><ul><li> T α Ф I a </li></ul><ul><li>Sekiranya kilas yang terhasil melebihi yang diperlukan oleh beban, motor akan berputar dengan laju & daya gerak elektrik balas meningkat, arus di angker berkurang sehingga ke nilai arus yang diperlukan oleh kilas beban </li></ul>
  11. 12. Tiga Jenis Motor Arus Terus <ul><li>Motor belitan medan siri </li></ul><ul><li>Motor belitan medan pirau </li></ul><ul><li>Motor belitan medan majmuk </li></ul><ul><li>Lakaran litar pendawaian motor: </li></ul>
  12. 13. Kelajuan/Daya Kilas melawan Arus Angker
  13. 14. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Motor Arus Terus <ul><li>Faktor yang boleh mengawal kelajuan motor </li></ul><ul><ul><li>Ubah nilai voltan fluks magnet </li></ul></ul><ul><ul><li>Voltan bekalan berkadar terus dengan kelajuan </li></ul></ul><ul><ul><li>Fluks magnet berkadar songsang dengan kelajuan </li></ul></ul><ul><ul><li>Rumus: E = K Ф N </li></ul></ul><ul><ul><li>E = voltan bekalan </li></ul></ul><ul><ul><li>K = faktor tetap </li></ul></ul><ul><ul><li>Ф = fluks magnet </li></ul></ul><ul><ul><li>N = kelajuan </li></ul></ul>
  14. 15. Aplikasi Pelbagai Jenis Motor Arus Terus <ul><li>Motor belitan medan siri </li></ul><ul><ul><li>Sesuai untuk penarikan beban, cth: keretapi eletrik </li></ul></ul><ul><ul><li>Boleh beroperasi pada voltan arus terus & voltan arus ulang-alik </li></ul></ul>
  15. 16. Aplikasi Pelbagai Jenis Motor Arus Terus <ul><li>Motor belitan medan pirau </li></ul><ul><ul><li>Memberikan kelajuan pada kawalan yg baik (kelajuan malar), walaupun kelajuan menurun sedikit apabila beban meningkat </li></ul></ul><ul><ul><li>Untuk industri & aplikasi automotif yang memerlukan ketepatan kawalan kelajuan & tork </li></ul></ul>
  16. 17. Contoh soalan: <ul><li>Diberi sebuah motor AT dengan kadaran malar K T = 16.4 x 10 -8 . Medan magnet kutub adalah 6 x 10 6 Wb, dan kadaran arus angker beban penuh adalah 5A. Kirakan jumlah daya kilas yang boleh terbina </li></ul><ul><li>Penyelesaian: </li></ul><ul><li>T α Φ x I a </li></ul><ul><li>T = K T x Φ x I a </li></ul><ul><li>= (16.4 x 10 -8 ) x (6 x 10 6 ) x 5 </li></ul><ul><li>= 4.92 Nm </li></ul>
  17. 18. Contoh soalan: <ul><li>Sebuah motor 220 V, 3730 W membina daya kilas sebanyak </li></ul><ul><li>12 Nm apabila arus adalah 10 A. Malar motor K T = 15.2 x 10 -8 . </li></ul><ul><li>Dapatkan jumlah garis fluks yang terbina dalam medan magnet. </li></ul><ul><li>Penyelesaian: </li></ul><ul><li>T α Φ x I a </li></ul><ul><li>T = K T x Φ x I a </li></ul><ul><li>12 = (15.2 x 10 -8 ) x Φ x 10 </li></ul><ul><li> = 1.52 x 10 -6 Φ </li></ul><ul><li> Φ = 12 / (1.52 x 10 -6 ) </li></ul><ul><li>= 7.9 x 10 5 Wb </li></ul>
  18. 19. Contoh soalan: <ul><li>3) Sebuah motor 240 V, 3500 W membina daya kilas sebanyak </li></ul><ul><li>20 Nm apabila arus adalah 15 A. Nilai fluks ialah = 5.5 x 10 6 Wb. </li></ul><ul><li>Tentukan pemalar K. </li></ul><ul><li>Penyelesaian: </li></ul><ul><li>T α Φ x I a </li></ul><ul><li>T = K T x Φ x I a </li></ul><ul><li>20 = K T x (5.5 x 10 6 ) x 15 </li></ul><ul><li> = 8.25 x 10 7 K T </li></ul><ul><li> K T = 20 / (8.25 x 10 7 ) </li></ul><ul><li>= 2.42 x 10 -7 </li></ul>
  19. 20. Contoh soalan: <ul><li>4) Sebuah motor belitan medan pirau 220 V mempunyai rintangan angker 0.4 ohm dan rintangan pirau sebanyak 100 ohm. Kira arus angker dan daya gerak elektrik balas jika arus beban penuh di angker ialah 15 ampere. </li></ul><ul><li>Penyelesaian: </li></ul><ul><li>E b = V T – [ I a r a + Ia rs (jika ada) + susut voltan pd berus ] </li></ul><ul><li>I l = 15 A </li></ul><ul><li>I sh = V / R sh = 220 / 100 = 2.2 A </li></ul><ul><li>I a = I l – I sh = 15 – 2.2 = 12.8 A # </li></ul><ul><li>E b = 220 – 12.8(0.4) </li></ul><ul><li>= 220 - 5.12 </li></ul><ul><li>= 214.88 V # </li></ul>
  20. 21. Tugasan 2: <ul><li>1) Sebuah motor 220 V, 3500 W membina daya kilas sebanyak 45 Nm apabila arus adalah 18 A. Nilai fluks ialah = 6.3 x 10 5 wb. Tentukan pemalar K. </li></ul><ul><li>Sebuah motor belitan medan pirau 220 V mempunyai rintangan angker 0.75 ohm dan rintangan pirau sebanyak 200 ohm. Kira arus angker dan daya gerak elektrik balas jika arus beban penuh di angker ialah 24 ampere. </li></ul><ul><li>3) Sebuah motor belitan medan pirau 220 V mempunyai rintangan angker 0.5 ohm dan rintangan belitan siri 8.0 ohm. Arus angker ialah 18 A. Kira daya gerak elektrik balas. </li></ul>
  21. 22. Penyelesaian Tugasan 2: <ul><li>Sebuah motor 220 V, 3500 W membina daya kilas sebanyak 45 Nm apabila arus adalah 18 A. Nilai fluks ialah = 6.3 x 10 5 wb. Tentukan pemalar K. </li></ul><ul><li>T α Φ x I a </li></ul><ul><li>T = K T x Φ x I a </li></ul><ul><li>45 = K T x (6.3 x 10 5 ) x 18 </li></ul><ul><li> = 1.134 x 10 7 K T </li></ul><ul><li>K T = 45 / (1.134 x 10 7 ) </li></ul><ul><li> = 3.97 x 10 -6 </li></ul>
  22. 23. Penyelesaian Tugasan 2: <ul><li>Sebuah motor belitan medan pirau 220 V mempunyai rintangan angker 0.75 ohm dan rintangan pirau sebanyak 200 ohm. Kira arus angker dan daya gerak elektrik balas jika arus beban penuh di angker ialah 24 ampere. </li></ul><ul><li>E b = V T – I a r a + I a r s (jika ada) + susut voltan pd berus </li></ul><ul><li>I l = 24 A </li></ul><ul><li>I sh = V / R sh = 220 / 200 = 1.1 A </li></ul><ul><li>I a = I l – I sh = 24 – 1.1 = 22.9 A # </li></ul><ul><li>E b = 220 – 22.9(0.75) </li></ul><ul><li>= 220 - 17.175 </li></ul><ul><li>= 202.83 V # </li></ul>
  23. 24. Penyelesaian Tugasan 2: <ul><li>3) Sebuah motor belitan medan pirau 220 V mempunyai rintangan angker 0.5 ohm dan rintangan belitan siri 8.0 ohm. Arus angker ialah 18 A. Kira daya gerak elektrik balas. </li></ul><ul><li>E b = V T – I a r a + I a r s (jika ada) + susut voltan pd berus </li></ul><ul><li> = V T – I a r a + I a r s I l = 15 A </li></ul><ul><li>I sh = V / R sh = 220 / 100 = 2.2 A </li></ul><ul><li>I a = I l – I sh = 15 – 2.2 = 12.8 A # </li></ul><ul><li>E b = 220 – [ 18(0.5) + 18(8.0) ] </li></ul><ul><li>= 220 – [ 9 + 144 ] </li></ul><ul><li>= 220 – 153 </li></ul><ul><li>= 67 V # </li></ul>

×