A two-pole 60-Hz three-phase induction motor develops 25 kW of electromagnetic power at
a certain speed. The rotational mechanical loss at this speed is 400 W. If the power crossing
the air gap is 27 kW, calculate:
(a)The slip (s)
(b)The output torque (To)
SOLUTION :
(a) From
s
RI
Pg
'
2
2
2
=
And
'
2
2
2 RIPP gd −=
we have
gd PsP )1( −=
g
d
P
P
s =−1
27
25
1 =−s
074.0=s
(b) Substituting from
60
2 s
s
nπ
ω =
60
36002 ×
=
π
kWPg 27=
We give to developed torque equation
s
g
e
P
T
ω
=
60
36002
27000
×
=
πeT
mN −=
=
65.71
8.376
27000
Torque lost due to mechanical rotation is found from
m
loss
loss
P
T
ω
=
mN
n
s
P
s
P
s
loss
s
loss
−=
×
=
×
−
=
−
=
−
=
15.1
)8.376926.0(
400
60
36002
)074.01(
400
60
2
)1(
)1(
π
π
ω
Hence
losseoutput TTT −=
mN −=
−=
5.70
15.165.71
Soal:
Motor induksi 3 fasa, 4 kutub, 50 Hz, 400 Volt berputar 1400 rpm, factor daya 0,88 dan
memberikan daya pada beban penuh 14,8 hp. Rugi-rugi stator 1060 watt, dan rugi-rugi
gesekan dan angin 375 watt. Hitung:
a. Slip.
b. Rugi-rugi tembaga rotor .
c. Frekwensi rotor.
d. Arus yang mengalir.
e. Efisiensi .
Jawab:
Slip pada beban penuh=1500-1440 x 100% = 4%.
1500
Daya keluaran 14,8 x 735,5 = 10.885,4 watt.
Daya mekanik yang dihasilkan = 10.885,4 + 375 watt = 11.260,4 watt.
Diketahui bahwa:
Rugi-rugi tembaga rotor : input rotor : daya mekanik = 1:1/5:(1-5)/5
Rugi-rugi tembaga rotor =11260,4 x 0,04 watt = 469,2 watt.
0,96
Daya masuk ke rotor = 11.260,4 + 469,2 = 11.729,6 watt.
Daya masuk ke stator = 11.729,6 + 1060 =12.789,6 watt.
Arus saluran = 11.789,6 = 20,97 A.
3 x 400 x 0,88
η motor = (10.885.4)/(12.789,6) + 100% = 85,11%.
Frekuensi motor = sf =0,04 x 50 = 2 Hz.
Sebuah motor induksi 3 fase, 30hp,mempunyai slip beban penuh 4%. Rugi-rugi stator 1100
watt dan ugi-rugi angin dan gesekan 660 watt. Jika arus setiap fase rotor 30 amper, tentukan
tahan tiap fase dari rotor dan effisiensi mesin.
Jawab:
Diket:Pout motor 30 hp=30 × 746 = 22380 watt
Slip = 4%
SCL = 1100 watt
Protasional = 660 watt
Ifase = 30 amper
Ditanya: R per fase dari rotor?
Effisiensi mesin?
Jawab:
RPD = Pout rotor + Protasional
= 22380 + 660
= 23040 watt
RCL = ( RPD × s ) ÷ ( 1 – s )
=( 23040 × 0,04 ) ÷ ( 1 – 0,04 )
= 960 watt
RCL = Ir2
× R
R = RCL ÷ Ir2
= 960 ÷ 900
= 1,067 Ω
Untuk r per fase maka nilai R = 1,067 ÷ 3 = 0,333 ohm
Pout stator = RPI
= RCL + RPD
= 960 + 23040
= 24000 watt
SPI = Pout stator + SCL
= 24000 + 1100
= 25100 watt
Jadi effisiensi mesin:
Effisiensi = ( Pout mesin ÷ SPI ) × 100 %
= ( 22380 ÷ 25100) × 100 %
= 89,2 %
Motor induksi 3 Ф memiliki 6 kutup dengan slip 3% bekerja pada frekwensi 50 Hz rugi torsi
mekanis dalam angin dan gesekan adalah 20,36 Nw-m dan rugi – rugi pada stator sebesar 830
watt pemakaian torsi beban penuh ( Td ) dari motor induksi sebesar 162,84 Nw-m
JAWABAN :
Kecepatan sinkron dari motor :
rpm
p
f
ns
1000
6
50120
120
=
×
=
×
=
Kecepatan rotor (s = 3% = 0,03) :
( )
( )
rpm
snn
n
n
s
sr
s
r
970
03,011000
1
1
=
−=
−=
−=
Kecepatan sudut rotor :
det53,101
60
9702
60
2
rad
nr
r ===
ππ
ω
Power motor ( Pout )
watt
HpHp
1654074617,22
17,22
746
84,162
60
970
2
=×=
=
×





×
=
π
Torsi kotor pada rotor
Tg = Td + Tmekanis = 162,84 + 20,36 = 183,2 Nw-m
wattrotormasukan
n
rotormasukan
T
s
g
19170
60
1000
22,183
2
=





××=
=
π
π
Pin = 19170 + 830 = 20000 watt
o
o
o
o
in
out
p
p
27,82100
20000
16540
=×==η
( )
( )
rpm
snn
n
n
s
sr
s
r
970
03,011000
1
1
=
−=
−=
−=
Kecepatan sudut rotor :
det53,101
60
9702
60
2
rad
nr
r ===
ππ
ω
Power motor ( Pout )
watt
HpHp
1654074617,22
17,22
746
84,162
60
970
2
=×=
=
×





×
=
π
Torsi kotor pada rotor
Tg = Td + Tmekanis = 162,84 + 20,36 = 183,2 Nw-m
wattrotormasukan
n
rotormasukan
T
s
g
19170
60
1000
22,183
2
=





××=
=
π
π
Pin = 19170 + 830 = 20000 watt
o
o
o
o
in
out
p
p
27,82100
20000
16540
=×==η

Contoh soal

  • 1.
    A two-pole 60-Hzthree-phase induction motor develops 25 kW of electromagnetic power at a certain speed. The rotational mechanical loss at this speed is 400 W. If the power crossing the air gap is 27 kW, calculate: (a)The slip (s) (b)The output torque (To)
  • 2.
    SOLUTION : (a) From s RI Pg ' 2 2 2 = And ' 2 2 2RIPP gd −= we have gd PsP )1( −= g d P P s =−1 27 25 1 =−s 074.0=s (b) Substituting from 60 2 s s nπ ω = 60 36002 × = π kWPg 27= We give to developed torque equation s g e P T ω = 60 36002 27000 × = πeT mN −= = 65.71 8.376 27000 Torque lost due to mechanical rotation is found from m loss loss P T ω = mN n s P s P s loss s loss −= × = × − = − = − = 15.1 )8.376926.0( 400 60 36002 )074.01( 400 60 2 )1( )1( π π ω Hence losseoutput TTT −=
  • 3.
    mN −= −= 5.70 15.165.71 Soal: Motor induksi3 fasa, 4 kutub, 50 Hz, 400 Volt berputar 1400 rpm, factor daya 0,88 dan memberikan daya pada beban penuh 14,8 hp. Rugi-rugi stator 1060 watt, dan rugi-rugi gesekan dan angin 375 watt. Hitung: a. Slip. b. Rugi-rugi tembaga rotor . c. Frekwensi rotor. d. Arus yang mengalir. e. Efisiensi .
  • 4.
    Jawab: Slip pada bebanpenuh=1500-1440 x 100% = 4%. 1500 Daya keluaran 14,8 x 735,5 = 10.885,4 watt. Daya mekanik yang dihasilkan = 10.885,4 + 375 watt = 11.260,4 watt. Diketahui bahwa: Rugi-rugi tembaga rotor : input rotor : daya mekanik = 1:1/5:(1-5)/5 Rugi-rugi tembaga rotor =11260,4 x 0,04 watt = 469,2 watt. 0,96 Daya masuk ke rotor = 11.260,4 + 469,2 = 11.729,6 watt. Daya masuk ke stator = 11.729,6 + 1060 =12.789,6 watt. Arus saluran = 11.789,6 = 20,97 A. 3 x 400 x 0,88 η motor = (10.885.4)/(12.789,6) + 100% = 85,11%. Frekuensi motor = sf =0,04 x 50 = 2 Hz. Sebuah motor induksi 3 fase, 30hp,mempunyai slip beban penuh 4%. Rugi-rugi stator 1100 watt dan ugi-rugi angin dan gesekan 660 watt. Jika arus setiap fase rotor 30 amper, tentukan tahan tiap fase dari rotor dan effisiensi mesin. Jawab:
  • 5.
    Diket:Pout motor 30hp=30 × 746 = 22380 watt Slip = 4% SCL = 1100 watt Protasional = 660 watt Ifase = 30 amper Ditanya: R per fase dari rotor? Effisiensi mesin? Jawab: RPD = Pout rotor + Protasional = 22380 + 660 = 23040 watt RCL = ( RPD × s ) ÷ ( 1 – s ) =( 23040 × 0,04 ) ÷ ( 1 – 0,04 ) = 960 watt RCL = Ir2 × R R = RCL ÷ Ir2 = 960 ÷ 900 = 1,067 Ω Untuk r per fase maka nilai R = 1,067 ÷ 3 = 0,333 ohm Pout stator = RPI = RCL + RPD = 960 + 23040 = 24000 watt SPI = Pout stator + SCL = 24000 + 1100 = 25100 watt Jadi effisiensi mesin: Effisiensi = ( Pout mesin ÷ SPI ) × 100 % = ( 22380 ÷ 25100) × 100 % = 89,2 % Motor induksi 3 Ф memiliki 6 kutup dengan slip 3% bekerja pada frekwensi 50 Hz rugi torsi mekanis dalam angin dan gesekan adalah 20,36 Nw-m dan rugi – rugi pada stator sebesar 830 watt pemakaian torsi beban penuh ( Td ) dari motor induksi sebesar 162,84 Nw-m JAWABAN : Kecepatan sinkron dari motor : rpm p f ns 1000 6 50120 120 = × = × = Kecepatan rotor (s = 3% = 0,03) :
  • 6.
    ( ) ( ) rpm snn n n s sr s r 970 03,011000 1 1 = −= −= −= Kecepatansudut rotor : det53,101 60 9702 60 2 rad nr r === ππ ω Power motor ( Pout ) watt HpHp 1654074617,22 17,22 746 84,162 60 970 2 =×= = ×      × = π Torsi kotor pada rotor Tg = Td + Tmekanis = 162,84 + 20,36 = 183,2 Nw-m wattrotormasukan n rotormasukan T s g 19170 60 1000 22,183 2 =      ××= = π π Pin = 19170 + 830 = 20000 watt o o o o in out p p 27,82100 20000 16540 =×==η
  • 7.
    ( ) ( ) rpm snn n n s sr s r 970 03,011000 1 1 = −= −= −= Kecepatansudut rotor : det53,101 60 9702 60 2 rad nr r === ππ ω Power motor ( Pout ) watt HpHp 1654074617,22 17,22 746 84,162 60 970 2 =×= = ×      × = π Torsi kotor pada rotor Tg = Td + Tmekanis = 162,84 + 20,36 = 183,2 Nw-m wattrotormasukan n rotormasukan T s g 19170 60 1000 22,183 2 =      ××= = π π Pin = 19170 + 830 = 20000 watt o o o o in out p p 27,82100 20000 16540 =×==η