Dokumen ini menjelaskan prinsip kerja, rangkaian ekivalen, dan karakteristik motor sinkron, yang memiliki kemampuan untuk mengatur faktor daya melalui eksitasi. Selain itu, disertakan contoh soal mengenai daya yang dipasok ke motor sinkron tiga fasa dengan faktor daya mendahului (leading). Motor sinkron dapat meningkatkan faktor daya dan mengurangi tegangan drop dalam sistem listrik.

1. MENENTUKAN/MENGHIT
UNG DAYA MOTOR PADA
MOTOR SINKRON.
Khusnul Habib Siregar
1807111507

2. Daftar Isi
1. Prinsip Kerja Motor Sinkron.
2. Rangkaian Ekivalen Motor Sinkron.
3. Diagram Fasor Motor Sinkron.
4. Karakteristik Torka dan Sudut Daya.
5. Motor Sinkron Sebagai Koreksi Faktor Daya.
6. Contoh Soal.

3. Prinsip Kerja Motor Sinkron
Mesin sinkron memiliki kumparan jangkar
stator dan kumparan pada rotor. Kumparan jangkar
berbentuk sama dengan mesin induksi, sedangkan
kumparan medan dapat berbentuk kutub sepatu
(salient) atau kutub dengan celah udara sama rata
(rotor silinder). Arus searah (DC) untuk
menghasilkan fluks pada kumparan medan dialirkan
ke rotor melalui cincin.

4. Prinsip Kerja Motor Sinkron
Apabila kumparan jangkar dihubungkan
dengan sumber tiga fasa akan menimbulkan
medan putar pada stator. Kutub medan rotor
yang diberi penguat arus searah mendapat
tarikan dari kutub medan putar stator hingga
turut berputar dengan kecepatan yang
sama(sinkron).

5. Rangkaian Ekivalen Motor Sinkron
Va = Ea + Ia Ra + j Ia Xs
Atau
jXs
Ra
Ea
Va
Ia



Keterangan
Va : Tegangan Input Perfasa
Ea : Tegangan Eksitasi Perfasa
Ra : Resistansi Belitan Stator
Xs : Reaktansi Sinkron Perfasa

6. Diagram Fasor Motor Sinkron
Keterangan :
EA = Tegangan Jangkar
IA = Arus Jangkar
Vph = Tegangan Terminal
XS = Reaktansi Sinkron Motor
δ = Sudut Kopel
Dalam hal ini motor dianggap beroperasi dengan faktor daya satu (unity).

7. Diagram fasor motor sinkron dengan faktor
daya leading
Diagram fasor motor sinkron dengan faktor daya
mendahului (leading) ditunjukkan seperti pada gambar berikut :

8. Diagram Fasor Motor Sinkron Dengan
Faktor Daya Lagging
Gambar Diagram Fasor Motor Sinkron Dengan Faktor Daya Lagging

9. Diagram Fasor Motor Sinkron Dengan
Faktor Daya Lagging
Dari diagram fasor motor sinkron didapat daya mekanik
(Pmek) motor sinkron menurut persamaan berikut:
Pmek = Ea.Ia
Untuk motor sinkron tiga fasa maka persamaan daya
mekanik (Pmek) menjadi:
Pmek = 3.Ea.Ia
Karena tahanan jangkar (Ra) motor sinkron kecil, maka
tahanan jangkar ini biasanya diabaikan. Bila tahanan
jangkar (Ra) diabaikan (Ra<<Xs) maka diagram fasornya
menjadi seperti yang ditunjukkan pada

10. Diagram Fasor Motor Sinkron Dengan
Faktor Daya Lagging
Gambar Diagram Fasor Yang Disederhanakan Dengan Ra Diabaikan
Dari diagram fasor yang ditunjukkan pada:
Vph.Sinδ = Xa.Ia
Maka diperoleh
Xs
δ
Sin
.
Vph
Ia 

11. Karakteristik Torka Dan Sudut Daya
1. Nilai maksimum berada pada saat dho bernilai +/- 90
2. Jika nilai dho melebihi 90, maka mesin akan berhenti.

12. Motor Sinkron Sebagai Koreksi Faktor
Daya
Keuntungan penting dari synchronous motor adalah,
faktor daya motor dapat dikontrol dengan mengatur eksitasi
putaran bidang DC. Tidak seperti motor induksi AC yang selalu
dijalankan pada faktor daya lagging atau tertinggal, synchronous
motor dapat dijalankan pada satu kesatuan atau bahkan pada
faktor daya terkemuka. Hal ini akan meningkatkan semua faktor
daya sistem listrik dan tegangan drop dan juga memperbaiki
tegangan drop pada terminal motor ( lihat The Electrician’s
Notebook Article Principles of Voltage Regulation untuk suatu
penjelasan bagaimana meningkatkan faktor daya sistem juga
meningkatkan sistem tegangan drop).

13. Contoh Soal
Catu daya tiga fasa dihubungkan ke motor
sinkron 3 fasa, 11 kV terhubung Y, yang menarik arus
sebesar 60 Ampere. Resistansi dan reaktansi motor
efektif per fasa sebesar 1 ohm dan 30 ohm. Tentukan:
1. Daya yang dipasok ke motor.
2. GGL Induksi.
Untuk faktor kerja 0,8 mendahului (Leading).

14. Contoh Soal
Jawab:
Diketahui: Motor sinkron 3 fasa 𝑉𝐿 = 11 𝑘𝑉 𝑡𝑒𝑟ℎ𝑢𝑏𝑢𝑛𝑔 𝑌
𝐼𝐴 = 60 𝐴 4 𝑘𝑢𝑡𝑢𝑏 Pf= 0,8 (𝐿𝑒𝑎𝑑𝑖𝑛𝑔)
𝑅𝐴 = 1 𝑜ℎ𝑚/𝑓𝑎𝑠𝑎 𝑋𝑆 = 30 𝑜ℎ𝑚/𝑓𝑎𝑠𝑎
Ditanya: 1. 𝑃𝑖𝑛 ?
2. 𝐸𝐵 ?
Penyelesaian:
1. 𝑃𝑖𝑛 = 3 . 𝑉𝐿 . 𝐼𝐴 . pf = 3 𝑥 11.000 𝑥 60 𝑥 0,8 = 914,52 𝑘𝑊

15. Contoh Soal
2. 𝑉𝑝ℎ =
𝑉𝐿
3
=
11.000
3
= 6531 𝑉𝑜𝑙𝑡 φ = cos−1
0,8 = 36,87°
𝑍𝑆 = 𝑅𝐴
2
+ 𝑋𝑆
2
= (1)2+(30)2= 30,02 𝑜ℎ𝑚
𝐸𝐵 = 𝑉𝑝ℎ
2
+ 𝐼𝐴𝑍𝑆
2
− 2. 𝑉𝑝ℎ. 𝐼𝐴𝑍𝑆. 𝐶𝑜𝑠 (0 + 𝜑)
𝐸𝐵 = (6531)2+(60 𝑥 30,02)2−2.6351. (60 𝑥 30,02). 𝐶𝑜𝑠 (124,98°)
𝐸𝐵 = 7682 Volt atau
𝐸𝐵(𝐿) = 13.306 𝑉𝑜𝑙𝑡

16. TERIMA KASIH