MOTOR INDUKSI merupakan mesin arus bolak-balik yang bekerja oleh adanya gejala induksi tegangan dan interaksi medan magnet di dalam mesin

1. MOTORMOTOR
INDUKSIINDUKSI

2. Klasifikasi Motor Listrik

3. PENDAHULUAN
• Arus rotor motor induksi bukan diperoleh dari sumber tertentu.
• Arus pada rotor terinduksi akibat adanya perbedaan relatif
antara putaran rotor dan medan putar pada stator

4. BAGIAN-BAGIAN MOTOR

5. KOMPONEN STATOR
• Rangka.
• Inti stator
• Kumparan/gulungan
• Pelat penutup

6. KONSTRUKSI STATOR
• Dibuat dari pelat-pelat tipis dengan slot.
• Belitan ditempatkan pada slot
• Gulungan tiga fasa dilingkarkan untuk sejumlah kutub tertentu
• Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120° antar phasa

7. INTI STATOR
• Terbuat dari lempeng-lempeng baja silikon berlaminasi.
• Untuk memperkecil rugi-rugi besi akibat arus pusar

8. KONSTRUKSI ROTOR
• Fungsi :mengubah daya dari stator menjadi tenaga mekanik.
• Terdapat dua tipe, yaitu :
1. Rotor sangkar
2. Rotor belitan
• Komponen-komponen Rotor:
 Inti besi rotor,
 Kumparan/batang penghantar,
 Cincin
 Poros (shaft).

9. ROTOR SANGKAR
• Terdiri dari batang penghantar tebal yang diletakkan
pada petak-petak slot paralel
• Kedua ujungnya dihubungsingkat dengan cincin

10. ROTOR BELITAN
• Konduktor yang digunakan adalah belitan
• Belitan terhubung ke cincin geser yang dipasang pada shaft
• Belitan terhubung ke resistor melalui sikat karbon

11. Besarnya arus yang mengalir
pada rangkaian secara
pendekatan adalah:

12. PRINSIP KERJA
• Prinsip kerja motor induksi mirip trafo
• Rangkaian primer (stator) dan sekunder (rotor) tidak satu inti.
• Rangkain sekunder berputar

13. PRINSIP KERJA
• Listrik dipasok ke stator sehingga menghasilkan medan magnet
yang berputar dengan kecepatan sinkron
• Pada rangkaian rotor timbul arus sehingga timbul kopel
• Rotor berputar searah putaran medan stator

14. SLIP
• Dalam praktek rotor tidak pernah berputar pada kecepatan
sinkron
• Perbedaan kecepatan antara putaran medan stator dan kecepatan
rotor disebut slip
Ns Nr
Slip(%) x100
Ns
−
=
Ns = kecapatan putaran sinkron/ stator (rpm)
Nr = kecepatan putaran rotor (rpm)

15. 15
• Slip menghasilkan kopel motor untuk memutar rotor.
• Bila ns = nr  tidak menghasilkan arus induksi pada kumparan jangkar
rotor sehingga tidak dihasilkan kopel.
• Hubungan antara kopel motor (T) , slip (S) dan tahanan rotor ( R).
%100x
n
nn
S
s
rs −
=
Slip
S
T
Tmaks
R1<R2<R3
S=0S=1

18. KONSEP MEDAN PUTAR

19. t6
ib
ia ic
t5
ic
iaib
t4
ia
ic ib
t3
ib
ia
ic
t2
ic
iaib
t1
x
xx
a
-b
c
-c
-a
bibic
t0
ia
FT Fa
Fb
Fc
F
T
F
c
F
a
F
b
FT
Fb
Fc
Fa
FTFa
Fb
Fc
F
T
F
c
Fa
Fb
FT
Fa
Fb
Fc
Prinsip Kerja

20. x
xx
a
-b
c
-c
-a
b
FT
Fb
Fc
Fa
Prinsip Kerja
x
xx
a
-b
c
-c
-a
b
x
xx
a
-b
c
-c
-a
b
x
xx
a
-b
c
-c
-a
b
x
xx
a
-b
c
-c
-a
b
x
xx
a
-b
c
-c
-a
b
FT Fa F
b
Fc
Fb
F
TF
c
F
a
F
b
FTFaFb
Fc
F
T
F
c
Fa
Fb
FT
Fa
Fb
Fc
x
xx
a
-b
c
-c
-a
b
FT Fa
Fb
Fc
t0 t1 t2 t3
t4 t5
t6
ib
ia ic
t5
ic
iaib
t4
ia
ic ib
t3
ib
ia
ic
t2
ic
iaib
t1
ibic
t0
ia

21. Mode Operasi
1.0 0 -1.0
+T
-T
S
Motor
Generator
Bila ns > nr mesin berfungsi
Sebagai motor.
Bila ns < nr mesin berfungsi
Sebagai generator.
Plugging

22. RANGKAIAN EKIVALEN
V1 = tegangan stator
R1 = tahanan stator
X1 = reaktansi bocor stator
RC = reaktansi inti besi
E1 = tegangan (ggl) stator
R2 = tahanan rotor
X2 = reaktansi bocor rotor
Xm = reaktansi magnetisasi

23. VEKTOR DIAGRAM RANGKAIAN MOTOR INDUKSI
( )1 1 1 1 1V E I R X= + +
( )1 2 2 2E I R X= +
2 2
m0 CI I I= +

24. RANGKAIAN PENGGANTI MOTOR INDUKSI
Harga primer dipindah ke sekunderHarga sekunder dipindah ke primer
a= rasio/perbandingan ggl pada stator (E1) terhadap ggl pada
rotor (E2)

25. KOPEL MOTOR INDUKSI
kopel = torque: tanaga putaran
R XZ= +
' 1
2
E
=
Z
I
( )
' 1
2 22
222
2
E
=
a R
a X
I
s
 
+ ÷
 
( )
2
2
22
222
2
a R
a R
a X
cos =
s
s
φ
 
 ÷
 
 
+ ÷
 
P = Tω× '
1 2
P = 3 E I cosφ× × ×
'1
2
P 3 E
T = = I cos
ω ω
φ
×
× ×
'1
1 2
P 3 V
Bila Z dianggap kecil T = = I cos
ω ω
φ
×
⇒ × ×

26. KURVA TORSI DAN SLIP
maks
dT
= 0
ds
T diperoleh bila
2
2
R
=
X
saat : s
2
1
maks 2
2
3 V
2 a X
T =
×
×
( ) ( )
2
2 2
2 21 2 2 2
2 2
3 s a R
T = V
ω a R s a X
×
× ×
+ ×

27. 1. Sebuah motor induksi mempunyai tahanan rotor dan
reaktansi rotor masing-masing 20,5 Ohm dan 6,48 Ohm. Jika
pada rotor dilalui arus sebesar 3,62 A. Hitunglah tegangan (ggl)
pada Stator
 E1 = 3,65 (20,5 + 6,48) = 98,5 Volt
2. Sebuah motor induksi mempunyai tahanan dan reaktansi
stator masing-masing 5,73 Ohm dan 1,6 Ohm. Jika pada motor
diberi arus sebesar 10 A, Pada Stator muncul ggl sebesar
45,82Volt. Tentukan sumber tegangan yang diberikan motor
tersebut.
V1= 45,82 + 10(5,73 + 1,6) = 119,12 Volt

28. 3. Sebuah motor induksi bekerja dengan daya 125W dan
frekuensi 60 HZ. Hitunglah torsi motor tersebut.
T = 125 / (2 x 3,14 x 60) = 0,33 Nm
4. Sebuah motor induksi bekerja dengan Torsi 0,86 Nm dan
frekuensi 60 HZ. Bila motor diberi sumber tagangan 200 V dan
arus yang masuk ke kumparan atator sebesar 1,25 A. Hitunglah
faktor daya motor tersebut.
cosф = 0,86 ( 2) (3,14) (60) / 3 (200) (1,25) = 0,43

29. 3. Sebuah motor induksi dihubungkan dengan sumber tegangan
220 V. Jika reaktansi bocor pada rotor sebesar 500 Ohm, dan
rasio ggl stator terhadap rotor sebesar 8. Hitunglah torsi
maksimum motor tersebut.
T maks= 3x2202
/ (2 x 82
x 500) = 2,27 Nm
4. Sebuah motor induksi bekerja dengan Torsi maksimum 1,86
Nm , dan rasio ggl stator terhadap rotor sebesar 12. Hitunglah
reaktansi bocor pada rotor, jika motor tersebut diberi tegangan
320V.
X2= 3x 3202
/ 2 x122
x 1,86 =573 Ohm

30. Daya motor Induksi
ϕcos3 111 IVP =
( ) 





=
S
R
aIP 222'
22 3
( ) 




 −
=
S
S
RaIPm
1
3 2
22'
2
Daya masuk Stator :
Daya masuk rotor :
Daya keluar rotor ( P mekanis )
Rugi-rugi daya :
( ) 2
22'
23 RaIPr =
Sehingga P2 : Pm : Pr = 1 : ( 1 - S ) : S

32. PENGATURAN KECEPATAN MOTOR INDUKSI
• Umumnya berputar dengan kecepatan konstan, mendekati
kecepatan sinkronnya.
• Pada penggunaan tertentu dikehendaki adanya pengaturan
putaran.
• Pengaturan kecepatan putaran motor induksi dapat dilakukan
dengan beberapa cara :
1. Mengubah jumlah kutub motor
2. Mengubah frekuensi masukan
3. Mengatur teganan masukan

33. PENGATURAN DENGAN MENGUBAH JUMLAH
KUTUB
Jumlah kutub dapat diubah dengan merencanakan kumparan
stator sedemikian rupa sehingga dapat menerima tegangan
masuk pada posisi kumparan yang berbeda-beda.
120f
n =
p
S

34. PENGATURAN DENGAN MENGUBAH FREKUENSI
1. Pengaturan putaran motor dapat dilakukan dengan mengubah-
ngubah harga frekwensi jala
2. Hanya saja untuk menjaga kesimbangan kerapatan fluks,
3. Pengubahan tegangan harus dilakukan bersamaan dengan
pengubahan frekwensi

35. Pengaturan Motor Induksi
Mengubah frekuensi jala-jala dan jumlah kutup :
p
f
ns
120
=
Bila p ( jumlah kutup ) semakin besar maka
semakin lambat kecepatan putaran dan se
baliknya.
Jumlah kutup dapat diubah2
dengan meren
canakan kumparan stator sedemikian shg
dapat menerima tegangan masuk pada posisi
yang berbeda-beda .
Dari persamaan diatas diketahui bahwa dengan mengubah f semakin besar maka
Menyebabkan kecepatan motor akan semakin besar juga dan sebaliknya.

36. Pengaturan Motor Induksi
Mengatur tegangan jala – jala :
( ) ( )
2
2 2
1 2 22 2 2
2 2
3 Sa RP
T V
a R S a Xω ω
= =
+
Besarnya kopel motor induksi sebanding
dengan pangkat dua tegangan yang di
berikan ( V1) T = k V2
.
Karakteristik beban dapat dilihat seperti
gambar disamping, kecepatan akan be
rubah dari n1 ke n2 untuk tegangan
masuk setengah dari tegangan semula.
T
V1
0.5V1
beban
n2 n1 n
Harmonic tinggi dan power factor ren
dah , pengaturan ini biasanya dipakai
untuk peralatan starting torque rendah

37. PENGATURAN DENGAN MENGUBAH TEGANGAN
( ) ( )
2
2 2
2 21 2 2 2
2 2
3 s a R
T = V
ω a R s a X
×
× ×
+ ×

38. PENGARUH PENGATURAN TEGANGAN

39. Diagram Dasar Sistem Daya dan Beban
Kurva Perubahan Arus Terhadap Tegangan

40. Pengaturan motor induksi
Kurva T terhadap speed ( n ) dengan mengubah-ubah R2
 Penambahan tahanan luar
R2 pada rotor belitan sampai
harga tertentu dapat torka
Start maksimum.
 Penambahan tahanan luar
juga diperlukan untuk memba
tasi arus awal yg besa saat
Start.
 Dengan mengubah2
tahanan
luar juga diperlukan untuk me
ngatur kecepatan motor.
Pengaturan tahanan luar
T
n
R2 naik
n4
n3 n2 n1
 Cara ini mengakibatkan rugi
daya yang cukup besar pada
rotor

41. PENGATURAN DENGAN TAHANAN LUAR
( ) ( )
2
2 2
2 21 2 2 2
2 2
3 s a R
T = V
ω a R s a X
×
× ×
+ ×

42. Pembangkitan GGL
Besarnya tegangan yang dibangkitkan tergantung pada:
1.Jumlah lilitan kumparan
2.Kuat medan
3.Kecepatan putaran kumparan atau medan magnet

45. MOTOR INDUKSI SATU FASA
• Motor satu fasa tidak dapat self-starting
• Perlu metode start khusus

46. Rangkaian Pengganti Satu Fasa

48. • Rangkaian Pengganti Motor Satu Fasa Berbeban

49. • Torsi Motor

50. MOTOR KAPASITOR
• Banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga
• Contoh : motor pada pompa air, mesin cuci lemari es, AC

51. Motor kapasitor start terdiri dari kumparan utama dan kumparan bantu
serta sebuah kapasitor. Kumparan bantu terangkain secara seri dengan
kapasitor dan terhubung dengan kumparan utama melalui saklar
centyfugal. Rangkaian ini berfungsi memberikan konfigurasi kumparan 2
fasa yang menimbulkan beda sudut fasa antara arus pada kumparab utama
dan arus pada kumparan bantu. Kapasitor dimaksudkan untuk
menimbulkan torsi awal yang tinggi agar motor dapat berputar ketika
mendapat catu daya.

52. KONFIGURASI BELITAN MOTOR KAPASITOR
• U1 dan U2 : Terminal belitan utama
• Z1 dan Z2 : Terminal belitan bantu
• Condenser berfungsi agar belitan utama dan belitan bantu berbeda 90°

53. MOTOR KAPASITOR DENGAN CENTRIFUGAL
SWITCH
• Digunakan pada motor kapasitor dengan kapasitas diatas 1kW
• Terdapat 2 buah kondensor
• Saat 70% putaran nominal, saklar centrifugal membuka untuk
memutuskan satu kondensor

54. MOTOR INDUKSI TIGA FASA
Hubungan Delta
Hubungan Bintang

55. NAMEPLATE MOTOR INDUKSI

56. INFORMASI PADA NAMEPLATE
• Horse Power =: Kemampuan putaran rotor menggerakkan beban
makimum.1HP = 746 W
• Volt : biasanya mempunyai toleransi 10 %
• AMPS : Kemampuan motor dengan beban maksimum
• HERZT : Frekuensi jaringan listrik
• RPM : Kecepatan putaran rotor saat tersambung beban maksimum
• Service Factor : Faktor perkalian kemampuan daya mekanik dimana motor
bisa dioperasikan

57. INSULATION CLASS
Pembagian Kelas Isolasi :
• Class A, kemampuan isolasi hanya 105°C
• Class B, kemampuan isolasi hanya 130°C
• Class C, kemampuan isolasi hanya 155°C
• Class D, kemampuan isolasi hanya 180°C

58. NEMA DESIGN
Menerangkan Karakteristik kemampuan torsi ouput rotor:
• Nema A, motor mempunyai arus start tinggi dan torsi awal normal
• Nema B, motor mempunyai arus start rendah dan torsi awal normal
• Nema C, motor mempunyai arus start rendah dan torsi awal tinggi
• Nema D, motor mempunyai arus start rendah dan torsi awal sangat tinggi

59. ARUS START
• Mereferensikan terjadinya lock rotor,
• Rotor terkunci sehingga akan menarik sumber sangat besar sekali
• Biasanya untuk motor Nema Design B sebesar 600 – 650 % arus beban penuh

60. KONVERSI ENERGI PADA MOTOR

61. EFISIENSI MOTOR INDUKSI
Ditentukan oleh kehilangan dasar yang hanya dapat dikurangi oleh
perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi
daya keluaran
η =
daya masukan
Jenis kehilangan
Persentase kehilangan total
(100%)
Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25
Kehilangan variabel: kehilangan stator I2R 34
Kehilangan variabel: kehilangan rotor I2R 21
Kehilangan gesekan & penggulungan ulang 15
Kehilangan beban yang menyimpang 5

62. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
EFISIENSI
• Usia
• Kapasitas
• Kecepatan
• Jenis
• Suhu
• Penggulungan ulang
• Beban

63. BEBAN MOTOR
Eff. = Efisiensi operasi motor dalam %
HP = Nameplate untuk HP
Beban = Daya yang keluar sebagai % laju daya
Pi = Daya tiga phasa dalam kW
1
Px eff
Beban=
HP x0,746

64. METODE UNTUK MENENTUKAN BEBAN MOTOR
1. Pengukuran daya masuk. Metode ini menghitung beban sebagai
perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis
daya) dan nilai daya pada pembebanan 100%.
2. Pengukuran jalur arus beban ditentukan dengan
membandingkan amper terukur (diukur dengan alat analisis
daya) dengan laju amper.
3. Metode Slip. Beban ditentukan dengan membandingkan slip
yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor
dengan beban penuh.

65. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KINERJA
MOTOR LISTRIK
1. Mengganti motor Standar dengan motor efisiensi tinggi
2. Penurunan Pembebanan (menghindari motor yang
ukurannya berlebih).
3. Ukuran Motor untuk Beban Yang Bervariasi
4. Memperbaiki Kualitas Daya
5. Penggulungan Ulang (Rewinding)
6. Koreksi Faktor Daya Dengan Memasang Kapasitor

66. MOTOR EFISIENSI TINGGI
1. Efisiensinya sekitar 3% - 7% lebih besar dari motor standar
2. Desain motor disesuaikan untuk menurungkan kehilangan
dasar motor
3. Karakteristik motor efisiensi tinggi :
• Menggunakan baja silikon
• Inti lebih panjang
• Kawat lebih tebal
• Laminasi lebi tipis
• Celah udara lebih tipis
• Bearing lebih bagus, dll

67. PERBANDINGAN MOTOR EFISIENSI TINGGI DENGAN MOTOR
STANDAR

68. PENURUNAN PEMBEBANAN
1. Beban yang kurang akan menurunkan efisiensi motor.
2. Ukuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban
dengan hati-hati
3. Penyebab ketidak efisienan :
a. Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang
besar bila memilih motor
b. Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang
semestinya.
c. Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat
yang dikehendaki, bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan
tidak

69. UKURAN MOTOR UNTUK BEBAN YANG
BERVARIASI
• Motor industru sering beroperasi pada beban bervariasi
• Biasanya dipilih motor dengan antisipasi paling tinggi
• Alternatifnya: memilih motor sedikit lebi rendah dari beban
antisipasi tertinggi
• Hal ini memungkinkan karena motor biasanya dirancang 15 %
diatas nilai beban
• Kriteria pemilihan motor :
Kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak
lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang
berkesinambungan (100%)

70. MEMPERBAIKI KUALITAS DAYA
• Fluktuasi tegangan dan frekuensi dapat merigikan kinerja motor
• Ketidakseimbangan tegangan akan lebih merugikan .
Dapat terjadi akibat penggunaan kabel dengan ukuran yang
berbeda
• Keseimbangan fasa maksimum 1%
• Minimisasi ketidakseimbangan dapat dilakukan dengan
1. Menyeimbangkan setiap beban phasa tunggal diantara
seluruh tiga phasa
2. Memisahkan setiap beban phasa tunggal yang mengganggu
keseimbangan beban dan umpankan dari jalur/trafo terpisah

71. PENGGULUNGAN ULANG (REWINDING)
• Biasanya dilakukan pada motor yang terbakar
• Faktor yang dapat mempengaruhi efisisensi motor:
a. Desain slot dan gulungan
b. Bahan gulungan
c. Kinerja pengisolasi
d. Suhu operasi
• Indikator keberhasilan penggulungan ulang adalah
perbandingan arus dan tahanan sator tanpa sesudanh digulung
ulang dan kondisi orisinil

72. HAL YANG HARUS DIPERTIMBANGKAN SAAT
REWINDING
• Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota
dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik.
• Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50% hingga 65% dari
harga motor baru yang efisien energinya, lebih baik membeli
motor yang baru
• Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15
tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang)
sebaiknya diganti.
• Untuk motor dibawah 15 HP sebaiknya mengganti motor baru,
agar lebih ekonomis

73. KOREKSI FAKTOR DAYA DENGAN MEMASANG
KAPASITOR
• Faktor daya motor induksi < 1
• Efisiensi seluruh sistem pabrik akan rendah
• Kapasitor yang dihubung paralel dapat digunakan untuk
memperbaiki faktor daya.
• Kapasitas kapasitor ditentukan kVA R tanpa beban yang diserap
motor
• Kapasitas kapasitor tidak boleh lebig dari 90% kVAR motor
tanpa beban.
• Kapasitas terlalu besar dapat menyebabkan motor terbakar

74. PERAWATAN MOTOR INDUKSI
• Perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi
• Pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatkan
gesekan motor dan penggerak transmisi peralatan
• Kondisi ambien juga akan mempengaruhi kinerja motor
 suhu ekstrim,
 kadar debu yang tinggi,
 atmosfir yang korosif,
 dan kelembaban
dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi

75. Pengereman Motor Induksi Tiga Fasa
1. Pengereman Secara Mekanik adalah dengan
memegang poros dari rotor. Hal ini dapat
menggunakan suatu alat rem yang langsung menekan
poros.

76. 2. Pengereman Secara Dinamik adalah dengan memberikan
suplai daya tegangan arus searah (DC) misalkan pada baterai
pada kumparan stator yaitu setelah memutuskan hubungan
dengan sumber daya tegangan bolak-balik. Baterai akan
menjadi suplai bagi motor AC. Energi DC baterai menjadikan
kumparan stator seperti suatu rangkain short circuit dan
sistem motor berubag menjadi sebuah rangkaian magnetik
bias, tanpa tegangan induksi dan menghasilkan fluks medan
magnet DC yang menimbulkan torsi lawan dan menahan
putaran motor hingga membuat motor mengerem dan
berhenti berputar. Kecepatan pengereman cara ini akan
bergantung pada besar tegangan baterai.

77. 3. Pengereman Cara Plugging ysitu pengereman dengan car
menukar dua fasa sumber tegangan tiga fasa ke input
motor.

78. PENGENDALIAN KECEPATAN MOTOR
1. Motor dengan beberapa kecepatan
2. Variable Speed Drives (VSDs)
3. Penggerak Arus Searah (DC)
4. Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor
induksi cincin geser)

79. PERIKSA PERAWATAN MOTOR INDUKSI
• Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan
• Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor
tidak kelebihan atau kekurangan beban
• Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar
dan peralatan yang digerakkan
• Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal
dan pemasangannya benar
• Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran
pendingin motor bersih

80. Terima Kasih