Motor induksi tiga fasa memiliki dua bagian utama, yaitu stator dan rotor. Stator tidak berputar sedangkan rotor berputar di dalamnya. Motor ini bekerja dengan mengubah energi listrik menjadi energi gerak melalui gaya Lorentz akibat interaksi medan magnet stator dan arus pada rotor. Motor induksi tiga fasa banyak digunakan dalam industri karena konstruksinya sederhana dan murah serta memerlukan perawatan yang minimal.
2. MOTOR INDUKSI TIGA PHASA
-. Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang
merubah energi listrik menjadi energi gerak
dengan menggunakan gandengan medan listrik
dan mempunyai slip antara medan stator dan
medan rotor.
-. Motor induksi merupakan motor yang paling
banyak kita jumpai dalam industri.
5. Stator
-. Stator adalah bagian dari mesin yang tidak berputar
dan terletak pada bagian luar. Dibuat dari besi bundar
berlaminasi dan mempunyai alur – alur sebagai
tempat meletakkan kumparan.
6. Rotor
-. Rotor sangkar
Adalah bagian dari mesin yang berputar bebas
dan letaknya bagian dalam. Terbuat dari besi
laminasi yang mempunayi slot dengan batang
alumunium / tembaga yang dihubungkan
singkat pada ujungnya.
9. Rotor kumparan ( wound rotor )
Kumparan dihubungkan bintang dibagian
dalam dan ujung yang lain dihubungkan
dengan slipring ke tahanan luar. Kumparan
dapat dikembangkan menjadi pengaturan
kecepatan putaran motor.
Pada kerja normal slipring hubung singkat
secara otomatis, sehingga rotor bekerja
seperti rotor sangkar.
12. Keuntungan motor tiga phasa
-.Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama
bila motor dengan rotor sangkar.
-. Harganya relatif murah dan kehandalannya
tinggi.
-. Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal,
tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil.
-. Biaya pemeliharaan rendah karena
pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan.
13. KERUGIAN PENGGUNAAN MOTOR
INDUKSI
• Kecepatan tidak mudah dikontrol
• Power faktor rendah pada beban ringan
• Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus
nominal
14. PRINSIP KERJA MOTOR
(Gaya Lorentz)
F = Gaya
B = Kerapatan fluks
I = Arus
L = Konduktor
Arus listrik (i) yang dialirkan di dalam
suatu medan magnet dengan kerapatan
Fluks (B) akan menghasilkan suatu gaya
Sebesar:
17. Prinsip kerja 3 Phasa
1. Bila sumber tegangan tiga phasa dipasang pada kumpara
stator, maka pada kumparan stator akan timbul medan putar
dengan kecepatan P
f
ns
120
=
ns = kecepatan sinkron
f = frekuensi sumber
p = jumlah kutup
P
f
ns
120
=
18. 2. Medan putar stator akan memotong konduktor
yang
terdapat pada sisi rotor, akibatnya pada kumparan
rotor akan timbul tegangan induksi ( ggl ) sebesar
φfNE s 4,442 =
E = tegangan induksi ggl
f = frekkuensi
N = banyak lilitan
Q = fluks
19. 3. Karena kumparan rotor merupakan
kumparan rangkaian tertutup, maka
tegangan induksi akan menghasilkan
arus ( I ).
4. Adanya arus dalam medan magnet akan
menimbulkan gaya ( F ) pada rotor.
5. Bila torsi awal yang dihasilkan oleh gaya
F pada rotor cukup besar untuk memikul
torsi beban, maka rotor akan berputar
searah dengan arah medan putar stator.
20. 6. Untuk membangkitkan tegangan induksi E2s agar tetap ada,
maka diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan
medan putar stator ( ns )dengan kecepatan putar rotor ( nr ).
7.Perbedaan antara kecepatan nr dengan ns disebut dengan
slip ( S ) yang dinyatakan dengan persamaan:
8.Jika ns = nr tegangan akan terinduksi dan arus tidak
mengalir pada rotor, dengan demikian tidak ada torsi yang
dapat dihasilkan. Torsi suatu motor akan timbul apabila
ns > nr.
9.Dilihat dari cara kerjanya motor tiga phasa disebut juga
dengan motor tak serempak atau asinkron.
%100
n
nn
S
s
rs
×
−
=
21. Contoh soal
• Motor enam kutub disuplai dari sumber 60 Hz fasa
tiga. Kecepatan rotor pada beban penuh adalah 1140
rpm. Tentukan:
a) kecepatan sinkron dari medan magnet
b) slip per unit
c) kecepatan rotor untuk sebuah hasil
beban yang dikurangi di slip s = 0,02
23. Slip pada beban penuhSlip pada beban penuh
%505,0
1200
60
1200
11401200
atau
n
nn
s
s
rs
==
−
=
−
=
24. Kecepatan putar rotor bila s =Kecepatan putar rotor bila s =
0,020,02
rpm
xn
n
n
n
n
nn
s
r
r
s
r
s
rs
1176
1200)02,01(
1200
102,0
1
=
−=
−=
−=
−
=
25. TEGANGAN TERINDUKSI PADA ROTOR
• Pada saat standstill (slip = 100%)
– medan putar rotor maksimum
– Fluks dalam stator sama dengan dalam rotor
– tegangan yang dibangkitkan maksimum,
tergantung pada belitan rotor
– Tegangan yang diinduksikan ke rotor tergantung
pada ratio belitan
– Frekuensi rotor sama dengan frekuensi stator
26. • Pada saat bergerak:
– medan putar rotor maksimum
– fluks dalam stator sama dengan dalam rotor
– tegangan yang dibangkitkan berkurang sesuai dengan slip
yang terjadi
– Frekuensi rotor semakin berkurang sesuai dengan
penurunan slip
• Dapat disimpulkan bahwa:
– Er = s x EBR
• Er tegangan induksi rotor
• EBR tegangan induksi rotor saat standstill
– fR = s x fS
• fR frekuensi rotor
• fS frekuensi stator
27. Contoh Soal
• A three-phase 60 Hz four-pole 220-V wound
induction motor has a stator winding Delta
connected and a rotor winding Y connected. The
rotor has 40% as many turns as the stator. For a
rotor speed of 1710 r/min, calculate:
– The slip
– The block rotor-induced voltage per phase EBR
– The rotor-induced voltage per phase ER
– The voltage between rotor terminals
– The rotor frequency
29. The block rotor-induced voltage perThe block rotor-induced voltage per
phase Ephase EBRBR
• The rotor-induced voltage per phase ER
phaseVofE statorBR /%40=
phaseVxEBR /882204,0 ==
V4,48805,0 === xsEE BRR
30. The voltage between rotor terminalsThe voltage between rotor terminals
• The rotor frequency
VxV rotorLL 62,74,43)( ==−
RrotorLL VV 3)( =−
zxsffR H36005,0 ===
31. RANGKAIAN ROTOR
• Di rotor dalam tiap kondisi diperoleh kesimpulan:
– Arus short circuit rotor dibatasi oleh impedansi rotor
– Impedansi terdiri dari dua komponen yaitu:
• Resistansi rotor RR
• Reaktansi diri sXBR (XBR Reaktansi diri rotor pada stand-still)
– Selama reaktansi diri merupakan fungsi dari frekuensi,
reaktansi proportional terhadap slip
32. • Sebagai hasil, arus rotor menjadi
22
RR
R
R
XR
E
I
+
=
BRR
BRR
sXX
sEE
=
=
22
)( BRR
BR
R
sXR
sE
I
+
=
bila,bila, maka,maka,
33. jika penyebut dan pembilang dibagi dengan s, maka:
22
][ BR
R
BR
R
X
s
R
E
I
+
=
sehingga rangkaian ekuivalen rotor per fasasehingga rangkaian ekuivalen rotor per fasa
menjadi:menjadi:
Pembagian dengan sPembagian dengan s
merubah titik referensimerubah titik referensi
dari rotor kedari rotor ke
rangkaian statorrangkaian stator
34. • Untuk tujuan menyamakan dengan rangkaian
resistansi rotor RR yang sebenarnya, maka RR/s
dipisah dalam dua komponen:
RR
RR
RR
s
R
s
R
−+=
)1
1
( −+=
s
RR
s
R
RR
R
sehingga rangkaian ekuivalen rotorsehingga rangkaian ekuivalen rotor
menjadi sebagai berikut:menjadi sebagai berikut:
36. KOMPONEN DAYA PADA ROTOR
• ROTOR POWER INPUT (RPI)
• ROTOR COPPER LOSS (RCL)
• ROTOR POWER DEVELOPED (RPD)
• OUT-PUT POWER
)1
1
( −+=
s
RR
s
R
RR
R
Ketiga komponen daya tersebutKetiga komponen daya tersebut
didapat dari persamaan:didapat dari persamaan:
bila ruas kanan danbila ruas kanan dan
ruas kiri dari persamaanruas kiri dari persamaan
ini dikalikan dengan Iini dikalikan dengan IRR
22
,,
maka:maka:
38. HUBUNGAN RPD DENGAN RPI
s
R
IRPI R
R
2
=
)1(
2
s
s
RI
RPD RR
−=
)1
1
(
2
−=
s
RIRPD RR )
1
(
2
s
s
RIRPD RR
−
=
)1( sRPIRPD −=
39. HUBUNGAN RCL DENGAN RPI
s
R
IRPI R
R
2
=
RR RIsRPI
2
= RR RIRCL
2
=
RCLsRPI = sRPIRCL =
40. DAYA OUT-PUT
• Daya yang dibangkitkan di poros rotor dapat
dinyatakan dengan persamaan:
Pout = RPD - Protasional
Protasional adalah daya hilang yang
disebabkan oleh gaya gesekan
(friksi) dan angin (kipas pendingin)
41. TORSI YANG DIBANGKITKAN
• Torsi elektromekanik Teadalah torsi yang
dibangkitkan di celah udara yang dapat dinyatakan
dengan persamaan:
s
e
RPI
T
ω
=
60
2 s
s
nπ
ω =
42. • Torsi poros Td adalah torsi yang dibangkitkan di
poros rotor yang dapat dinyatakan dengan
persamaan:
R
d
RPD
T
ω
=
R
out
d
P
T
ω
=
60
2 r
r
nπ
ω =
Bila rugi Protasional diabaikan maka TBila rugi Protasional diabaikan maka Tdd
dapat dinyatakan dengan persamaan:dapat dinyatakan dengan persamaan:
43. RANGKAIAN STATOR
• Terdiri dari
– Tahanan stator Rs
– Reaktasi induktif Xs
– Rangkaian magnetisasi (tidak boleh diabaikan
seperti trafo karena rangkaian ini menyatakan
celah udara)
• Rangkaian stator per fasa dinyatakan pada
gambar berikut:
45. • Bila tegangan konstan
– Rugi inti dianggap konstan mulai dari kondisi tanpa beban
sampai beban penuh
– Rc dapat dihilangkan dari diagram rangkaian tetapi:
• rugi inti tetap ada dan diperhitungkan pada efisiensi
– Arus magnetisasi pada motor sekitar 30% s/d 50% dari
arus nominal
– Reaktansi magnetisasi merupakan komponen penting
pada rangkaian pengganti
• Sehingga penyederhanaan diagram rangkaian stator
menjadi seperti gambar berikut:
47. PENGGABUNGAN DIAGRAM
RANGKAIAN ROTOR DAN STATOR
• Sisi stator sebagai referensi parameter rotor
• Untuk menggabung rangkaian rotor dengan rangkaian
stator maka dapat digunakan konsep: “daya stator sama
dengan daya rotor”
• Sehingga EBR harus sama dengan ES
• ES= a.EBR = E’BR
• I’R = IR/a
• R’R =a2
.RR
• X’BR =a2
.XBR
• Konstanta a merupakan transformasi tegangan stator ke
rotor
49. ANALISA ARUS (METODE LOOP)
Dari diagram rangkaian berikutDari diagram rangkaian berikut
dapat dibuat dua persamaan:dapat dibuat dua persamaan:
50. SRMMSS V)I'X(0-)IsXXR( =+++ jjj
0)I'XX'
s
R'
()IsX0( RMBR
R
M =++++− jjj
=
+++−
+−++
0')'(
'
)0(
)0()(
S
R
S
MBR
R
M
MMSS V
I
I
XXj
s
R
jX
jXXXjR
Loop I:Loop I:
Loop II:Loop II:
Dibuat dalam bentuk matrik didapat:Dibuat dalam bentuk matrik didapat:
52. ∆
+−
+++
=
0)0(
)0()(
' M
SMSS
R
jX
jVXXjR
I
Arus IArus IRR didapat dengan persamaan:didapat dengan persamaan:
Arus magnetisasi IArus magnetisasi IMM diperoleh dari:diperoleh dari:
Faktor daya motor didapat dari CosFaktor daya motor didapat dari Cos
sudut arus stator Isudut arus stator ISS
IIMM = I= ISS – I’– I’RR
53. KOMPONEN DAYA TIGA FASA
ϕcos3 SSVxISPI =
SS RxISCL
2
3=
STATOR POWER INPUT (SPI)
STATOR COPPER LOSS (SCL)
54. KOMPONEN DAYA TIGA FASA
s
R
xIRPI R
R
'
'3
2
=
RR RxIRCL ''3
2
=
ROTOR POWER INPUT (RPI)
ROTOR COPPER LOSS (RCL)
55. )1
1
(''3
2
−=
s
RxIRPD RR
ROTOR POWER DEVELOPED (RPD)
ROTASIONAL LOSS (PR)
OUTPUT POWER (PO)
PO = RPD - PR
KOMPONEN DAYA TIGA FASA
Rugi-rugi yang disebabkan oleh gesekan
dan angin
56. DIAGRAM ALIR DAYA PADA MOTOR
INDUKSI TIGA FASA
P OUT
SPI
RPI
RPD
SCL RCL PR
57. ANALISA ARUS
(METODE PENYEDERHANAAN)
• Mengacu pada diagram lengkap motor induksi
tiap fasa
• Untuk tujuan menyederhanakan analisa,
pindahkan parameter XM mendekati sumber
tegangan maka didapat diagram rangkaian
seperti berikut:
59. • Dari rangkaian penyederhanaan didapat
persamaan arus I’R sebagai berikut:
)'()
'
(
'
RS
BR
S
S
R
XXj
s
R
R
V
I
+++
=
M
S
M
jX
V
I =
Arus pemagnetan IArus pemagnetan IMM sebagai berikut:sebagai berikut:
60. RMS I'II +=
SS RxISCL
2
3=
Arus stator IArus stator ISS sebagai berikut:sebagai berikut:
Bila mengikuti gambar rangkaian makaBila mengikuti gambar rangkaian maka
rugi tembaga stator SCL menggunakanrugi tembaga stator SCL menggunakan
arus I’arus I’RR. Tetapi untuk mengurangi error. Tetapi untuk mengurangi error
yang tinggi pada perhitungan efisiensiyang tinggi pada perhitungan efisiensi
maka SCL dihitung menggunakanmaka SCL dihitung menggunakan
persamaan berikut:persamaan berikut:
Faktor daya motor didapat dari CosFaktor daya motor didapat dari Cos
sudut arus stator Isudut arus stator ISS
Perhitungan daya dan rugi-rugi yang lainPerhitungan daya dan rugi-rugi yang lain
sama seperti perhitungan metode LOOPsama seperti perhitungan metode LOOP
61. EFISIENSI (η)
• Menyatakan perbandingan daya output dengan
daya input
in
loos
in
loosin
in
out
P
P
P
PP
P
P
−=
−
== 1η
%100x
P
P
in
out
=η
Bila dinyatakan dalam prosen maka,Bila dinyatakan dalam prosen maka,
62. Contoh Soal
A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction
motor has following circuit parameters on a per phase
basis referrred to the stator:
RS = 0.344 Ω R’R = 0.147Ω
XS = 0.498 Ω X’R = 0.224Ω X’M = 12.6Ω
Assuming a Y-connected stator winding. The
rotational losses and core loss combined amount to
262 W and may be assumed constant. For slip of 2.8
% determine:
– the line current and power factor
– the shaft torque and output horse power
– the efficiency
63. SOLUTION (LOOP METHODE)
• the phase voltage is:
V1273/220 =
the equivalent circuit is given in Figure:the equivalent circuit is given in Figure:
64. 271)I'6,21(0-)Is098,13344,0( R =++ jj
0)I'824,12(5,25)Is6,210( R =+++− jj
=
++−
+−+
0
127
'824,1225,5)6,120(
)6,120(098,13344,0
R
S
I
I
jj
jj
Loop I:Loop I:
Loop II:Loop II:
Dibuat dalam bentuk matrik didapat:Dibuat dalam bentuk matrik didapat:
68. b. The shaft torque and output horseb. The shaft torque and output horse
powerpower
Kecepatan sinkron dari motor adalah :Kecepatan sinkron dari motor adalah :
rpm
P
f
n s
s 1200
6
60120120
=
×
=
×
=
rpmnsn sr 1166)028,01()1( =−=−=
rad/detik1,122
60
11662
60
2
===
xnr
r
ππ
ω
Kecepatan rotor adalah :Kecepatan rotor adalah :
Kecepatan sudut rotor adalah :Kecepatan sudut rotor adalah :
70. Power Output adalah :Power Output adalah :
Torsi motor adalah :Torsi motor adalah :
Pout = RPD – Protasional
= 7246,776 – 262
= 6984,776 W
m-N57.2
1,122
6984.776
===
R
out
d
P
T
ω
9.36
746
6984.776
746
=== outP
HP
Horsepower motor adalah :Horsepower motor adalah :
71. Power loos adalah :Power loos adalah :
c. Efisiensi motor adalah :c. Efisiensi motor adalah :
Protasional + Core loss = 262 W
RCL = 0,028 x 7455,351 = 208.75 W
SCL = 3x23,932
x 0,344 = 590,97 W +
Total loss = 1061,72 W
,8%68
1061,726984,776
6984,776
%100
=
+
=
+
= x
PP
P
lossout
out
η
72. SOLUTION (Penyederhanaan)
• the phase voltage is:
V1273/220 =
the equivalent circuit is given in Figure:the equivalent circuit is given in Figure:
75. b. The shaft torque and output horseb. The shaft torque and output horse
powerpower
Kecepatan sinkron dari motor adalah :Kecepatan sinkron dari motor adalah :
rpm
P
f
n s
s 1200
6
60120120
=
×
=
×
=
rpmnsn sr 1166)028,01()1( =−=−=
rad/detik1,122
60
11662
60
2
===
xnr
r
ππ
ω
Kecepatan rotor adalah :Kecepatan rotor adalah :
Kecepatan sudut rotor adalah :Kecepatan sudut rotor adalah :
77. Power Output adalah :Power Output adalah :
Torsi motor adalah :Torsi motor adalah :
Pout = RPD – Protasional
= 7764 – 262
= 7502 W
m-N.416
1,122
7502
===
R
out
d
P
T
ω
.101
746
7502
746
=== outP
HP
Horsepower motor adalah :Horsepower motor adalah :
78. Power loos adalah :Power loos adalah :
c. Efisiensi motor adalah :c. Efisiensi motor adalah :
Protasional + Core loss = 262 W
RCL = 0,028 x 7988 = 224 W
SCL = 3x25,822
x 0,344 = 688 W +
Total loss = 1174 W
,5%68
11747502
7502
%100
=
+
=
+
= x
PP
P
lossout
out
η
79. Perbandingan Kedua Metode
• Arus sumber
AjIS °−∠== 1,3082,25,9612-22,33
AjIS °−∠== 04,2893,23,2511-23,64
Metode LoopMetode Loop
Metode PendekatanMetode Pendekatan
80. Perbandingan Kedua Metode
• Torsi Poros dan Output Horsepower
1,10mN4,61 =−= HPTd
Metode LoopMetode Loop
Metode PendekatanMetode Pendekatan
36,9mN2,57 =−= HPTd
81. Perbandingan Kedua Metode
• Efisiensi
,8%86=η
,5%86=η
Metode LoopMetode Loop
Metode PendekatanMetode Pendekatan
82. KARAKTERISTIK MOTOR INDUKSI
• Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas
berdasarkan National Electrical Manufacturers
Association (NEMA)
– Motor kelas A
• Mempunyai rangkaian resistansi ritor kecil
• Beroperasi pada slip sangat kecil (s<0,01) dalam keadaan berbeban
• Untuk keperluan torsi start yang sangat kecil
83. • Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas
berdasarkan National Electrical Manufacturers Association
(NEMA)
– Motor kelas B
• Untuk keperluan umum, mempunyai torsi starting normal dan arus
starting normal
• Regulasi kecepatan putar pada saat full load rendah (dibawah 5%)
• Torsi starting sekitar 150% dari rated
• Walaupun arus starting normal, biasanya mempunyai besar 600% dari
full load
– Motor kelas C
• Mempunyai torsi statring yang lebih besar dibandingkan motor kelas B
• Arus starting normal, slip kurang dari 0,05 pada kondisi full load
• Torsi starting sekitar 200% dari rated
• Untuk konveyor, pompa, kompresor dll
84. • Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas
berdasarkan National Electrical Manufacturers
Association (NEMA)
– Motor kelas D
• Mempunyai torsi statring yang besar dan arus starting relatif
rendah
• Slip besar
• Pada slip beban penuh mempunyai efisiensi lebih rendah
dibandingkan kelas motor lainnya
• Torsi starting sekitar 300%
87. Kondisi-kondisi Ektrim Karakteristik
Motor Induksi
• Untuk mempersingkat perhitungan dan penjelasan
maka dari Gambar karakteristik motor induksi dipilih
kondisi-kondisi ekstrim yaitu :
– Kondisi starting
– Kondisi puncak (maksimum)
– Kondisi beban nominal (sudah dibahas)
88. Kondisi Torsi Starting (Stand still)
• Dari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalen motor
• Pada saat start rotor belum berputar sehingga slip s = 1
• Arus starting rotor menjadi:
22
)(
)'(
'
eRS
S
startR
XRR
V
I
++
=
RstartRstart RIRPI ''3
2
)()( =
s
start
start
RPI
T
ω
)(
=
60
2 s
s
nπ
ω =
89. Kondisi Torsi Maksimum
• Dari gambar penyederhanaan rangkaian ekuivalen motor
• Pada saat arus rotor maksimum torsi akan maksimum
• Arus maksimum rotor pada slip sb(torsi max) terjadi bila
impedansi rotor mendekati nol sehingga:
0
' 2
2
≅+
+ e
b
R
S X
s
R
R
eS
R
Tb
XR
R
ss
+
−≅=
'
max
2
2
'
'
e
b
R
S
S
R
X
s
R
R
V
I
+
+
=
Karena nilai normal RKarena nilai normal RSS<<X<<Xee
maka:maka:
e
R
Tb
X
R
ss
'
max −≅=
90. • Masukkan nilai sb ke dalam persamaan arus saat torsi
maksimum, didapat arus rotor maksimum yaitu:
)1()()( bmakmak sRPIRPD −=
e
S
b
R
makRmak
X
V
s
R
IRPI
2
3'
'3
2
2
)()( ==
e
S
ee
S
makR
X
V
XX
V
I
2
'
22)( =
+
=
Rotor power Input maksimum menjadi:Rotor power Input maksimum menjadi:
Torsi maksimum menjadi:Torsi maksimum menjadi:
Rotor power developed maksimumRotor power developed maksimum
menjadi:menjadi:
)()(
)(
)(
bR
out
bR
rotmak
makd
PPRPD
T
ωω
=
−
=
91. Contoh soal
• A three-phase 220-V 60-Hz six-pole 10-hp induction
motor has following circuit parameters on a per phase
basis referrred to the stator:
RS = 0.344 W R’R = 0.147W
XS = 0.498 W X’R = 0.224W X’M = 12.6W
Assuming a Y-connected stator winding. The rotational
losses and core loss combined amount to 262 W and
may be assumed constant. For slip of 2.8 % calculate
of:
– the starting torque of the motor
– the maximum torque of the motor
92. SOLUTION
• Arus starting :
RPI starting :RPI starting :
A
XRR
V
I
eRS
S
startR
45,145
)224,0498,0()47,0344,0(
127
)'(
'
22
22
)(
=
+++
=
++
=
W
xx
RIRPI RstartRstart
9330
147,0)45,145(3
''3
2
2
)()(
=
=
=
93. SOLUTION
rpm
x
P
f
ns 1200
6
60120120
===
Kecepatan sudut sinkron :Kecepatan sudut sinkron :
Torsi starting :Torsi starting :
mN2,74
664,125
9330)(
−===
s
start
start
RPI
T
ω
rad/det125,664
60
12002
60
2
===
xns
s
ππ
ω
94. SOLUTION
• Slip saat torsi maksimum :
2,0
)224,0498,0(
147,0'
max =
+
−=−≅=
e
R
Tb
X
R
ss
rpmxnsn sbmakr 9601200)2,01()1()( =−=−=
RPI saat torsi maksimum :RPI saat torsi maksimum :
Kecepatan putar saat torsi maksimum :Kecepatan putar saat torsi maksimum :
W
x
x
X
V
RPI
e
S
mak 509,33
722,02
1273
2
3 22
)( ===
96. MOTOR ROTOR BELITAN
• Perbedaan mendasar dari Motor rotor belit dengan motor
sangkar bajing adalah terdapat pada konstruksi rotor
• Rotor sangkar bajing mempunyai:
– Tahanan rotor tetap
– Arus starting tinggi
– Torsi starting rendah
• Rotor belit
– Memungkinkan tahanan luar dihubungkan ke tahanan rotor
melalui slip ring yang terhubung ke sikat.
– Arus starting rendah
– Torsi starting tinggi
– Power faktor baik
98. Graph of induction motors showing effect ofGraph of induction motors showing effect of
increasing the ratio of resistance to inductanceincreasing the ratio of resistance to inductance
103. NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS
TermTerm DescriptionDescription
VoltsVolts Rated terminal supply voltage.Rated terminal supply voltage.
AmpsAmps Rated full-load supply current.Rated full-load supply current.
H.P.H.P. Rated motor output.Rated motor output.
R.P.MR.P.M Rated full-load speed of the motor.Rated full-load speed of the motor.
HertzHertz Rated supply frequency.Rated supply frequency.
FrameFrame External physical dimension of theExternal physical dimension of the
motor based on the NEMAmotor based on the NEMA
standards.standards.
DutyDuty Motor load condition, whether it isMotor load condition, whether it is
continuos load, short time, periodic,continuos load, short time, periodic,
104. NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS
TermTerm DescriptionDescription
DateDate Date of manufacturing.Date of manufacturing.
ClassClass
InsulationInsulation
Insulation class used for theInsulation class used for the
motor construction. Thismotor construction. This
specifies max. limit of the motorspecifies max. limit of the motor
winding temperature.winding temperature.
NEMANEMA
DesignDesign
This specifies to which NEMAThis specifies to which NEMA
design class the motor belongsdesign class the motor belongs
to.to.
ServiceService
FactorFactor
Factor by which the motor canFactor by which the motor can
be overloaded beyond the fullbe overloaded beyond the full
105. NAME PLATE TERMS AND THEIR MEANINGS
TermTerm DescriptionDescription
NEMANEMA
Nom.Nom.
EfficiencyEfficiency
Motor operating efficiency at fullMotor operating efficiency at full
load.load.
PHPH Specifies number of stator phasesSpecifies number of stator phases
of the motor.of the motor.
PolePole Specifies number of poles of theSpecifies number of poles of the
motor.motor.
Specifies the motor safetySpecifies the motor safety
standard.standard.
106. MENENTUKAN PARAMETER RANGKAIAN
EKUIVALEN MOTOR INDUKSI TIGA PHASE
• Melakukan kegiatan pengujian untuk
mendapatkan parameter rangkaian ekuivalent
motor induksi
• Menggambar karakteristik motor induksi (torsi
terhadap slip)
• Menguji kebenaran data-data yang ada pada
name plate
117. PERHITUNGAN
Ω=−=−= 02,2767,2164,34 2222
eee RZX
Ω=−=−= 07,66,1567,21' SeR RRR
Ω=== 67,21
23
260
3
22
xxI
P
R
BR
BR
e
Ω=== 46,34
23
120
3 xxI
V
Z
BR
BR
e
3. Blocked rotor test
119. • Slip motor:
– Jika nr = 1380 rpm, maka ns yang mungkin pada
frekuensi 50 Hz adalah 1500 rpm shg:
4
50120
1500
120
=
=
=
P
P
x
P
xf
ns
08,0
1500
13801500
=
−
=
−
=
s
rs
n
nn
s
121. • Rotor Power Input (RPI)
W
xx
s
R
xxIRPI R
R
83,1121
08,0
07,6
22,23
'
'3
2
2
=
=
=
W
x
sRPIxRPD
1,1032
)08,01(83,1121
)1(
=
−=
−=
Rotor Power Developed (RPD)Rotor Power Developed (RPD)
123. • Effisiensi dan daya dalam Hp
%12,66
%100
96,5066,989
6,989
%100
%100
=
+
=
+
=
=
x
x
PP
P
x
P
P
lossesout
out
in
out
η
HP
P
HPdalamoutputDaya
output
33,1
746
6,989
746
===
124. Rangkuman Hasil Test
No load test
Xm = 168,76 ohm
P rot+inti = 42,5 W
Blocked rotor test
Re = 21,67 ohm
Ze = 34,6 ohm
Xe = 26,97 ohm
R’r = 6,07 ohm
DC test
Rdc = 11,75 ohm
Rac = 15,27 ohm
Slip= 0,08
125. Rangkuman Hasil Test
I’R = 2,3 A
RPI = 1185,2 W
RPD = 1032,1 W
Pout = 989,6 W
Effisiensi = 66,12 %
Daya output dalam Hp = 1,33 Hp
126. SOAL 1
• Diketahui motor induksi tiga phasa, P=4,
V=230 V, f=60 Hz, nm=1725 rpm
• Tentukan : slip per-unit dan frekuwensi rotor
pada rated speed
127. PENYELESAIAN
• Kecepatan sinkron dari motor adalah :
Slip per-unit :Slip per-unit :
Maka frekwensi rotor :Maka frekwensi rotor :
rpm
P
f
n s
s 1800
4
60120120
=
×
=
×
=
0417.0
1800
17251800
=
−
=
−
=
s
ms
n
nn
s
Hzfsf sr 5.2600417.0 =⋅=×=
128. SOAL 2
• Diketahui motor induksi tiga phasa 10 HP, P=4,
V=440 V, f=60 Hz, nm=1725 rpm
Rugi tembaga stator = 212 W;
rotational loss=340 W
• Tentukan :
a. Power developed b. Daya celah udara
c. Rugi tembaga rotor d. Total daya input
e. Efisiensi motor
129. PENYELESAIAN
• Kecepatan sinkron dari motor adalah :
Slip per-unit :Slip per-unit :
Daya output rotor :Daya output rotor :
rpm
P
f
n s
s 1800
4
60120120
=
×
=
×
=
0417.0
1800
17251800
=
−
=
−
=
s
ms
n
nn
s
WxHPPo 746074610746 ==×=
130. c. Rugi tembaga rotor :
d. Daya input :
Pcu2 = sPAG = 0.0417x8139.41 = 339.413
W
Rugi tembaga stator :
Pcu1= 212 W (diberikan)
W8351.412128139.41PPP cu1AGin =+=+=
e. Efisiensi :
%3.89893.0
41.8351
7460
atau
P
P
in
o
===η
131. SOAL 3
• Diketahui motor induksi tiga phasa 2 HP,
P=4, V=120 V, f=60 Hz, nm=1620 rpm
Impedansi stator=0.02+j0.06 Ω;
rotational loss=160 W
• Tentukan : arus rotor
132. PENYELESAIAN
• Daya output adalah :
Kecepatan sinkron :Kecepatan sinkron :
Slip per-unit :Slip per-unit :
rpm
P
f
n s
s 1800
4
60120120
=
×
=
×
=
1.0
1800
16201800
=
−
=
−
=
s
ms
n
nn
s
WxHPPo 14927462746 ==×=
133. Daya celah udara :
Daya yang dikonversikan :
W16526011492PPP rotoke =+=+=
W
s
P
P ke
AG 56,1835
)1,01(
1562
)1(
=
−
=
−
=
Rugi tembaga rotor :
Pcu2 = sPAG = 0.1x1835,56 = 183,556
W
135. SOAL 4
• Diketahui motor induksi tiga phasa hubungan Y, P=6,
V=230 V, f=60 Hz,
Parameter :r1=0.5Ω; r2=0.25Ω; x1=0.75Ω; x2=0.5Ω;
Xm=100Ω; Rc=500Ω;
Impedansi stator = 0.02+j0.06 Ω; rotational loss=160
W
• Tentukan : Arus stator, arus rotor, arus magnetisasi,
daya input, rugi tembaga stator, rugi tembaga rotor,
daya output, torsi pada shaft dan efisiensi η saat rated
slip=2.5 %
136. PENYELESAIAN
Kecepatan sinkron :Kecepatan sinkron :
rpm
P
f
n s
s 1800
4
60120120
=
×
=
×
=
rad/s5,188
60
18002
60
2
=
×
=
×
=
ππ
ω s
s
n
Kecepatan sudut sinkron :Kecepatan sudut sinkron :
138. Impedansi rotor efektif berdasar pada stator adalah :
Berdasarkan rangkaian pada gambar, maka
Tegangan per-phasa adalah :
VV 79,132
3
230
1 ==
Ω∠=+=
+=+=
o
j
jjx
s
r
Z
86.2012.105.010
5.0
025.0
25.0
2
2
2
140. Arus stator :
Impedansi total :
o
o
g
j
ZjxrZ
08,12335,10
73,8709,975,05,0
11
∠=
∠++=
++=
o
o
o
Z
V
I 08.12849.12
08.12335.10
079.1321
1 −∠=
∠
∠
==
Faktor daya :
)(978.0)08.12cos( laggingpf o
=−=
141. Rugi tembaga stator :
Tegangan Input :
Daya input :
W
IVPin
06,5006978,0849,122303
cos3 11
=⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅= θ
W7.2475,0849,123I3P 2
1
2
1cu1 =××=⋅⋅= r
V
j
jxrIVE
o
o
71,376,124
)75,05,0()08,12849,12(79,132
)( 11112
−∠=
+×∠−=
+−=
142. Arus magnetasi :
Arus eksitasi :
Arus Inti :
A
R
E
I o
o
c
c 71,325,0
500
71,376,1242
−∠=
−∠
==
A
jjX
E
I o
o
m
71,93248,1
100
71,376,1242
−∠=
−∠
==
φ
A
III
o
oo
cm
41,82272,1
)71,93248,1()71,325,0(
−∠=
−∠+−∠=+= φ
144. Daya konversi :
Rugi tembaga rotor :
Daya output :
W
rIPCU
78,116
25,0478,1233 2
2
2
22
=
××=⋅⋅=
W
PPP cuAGke
88,4547
78,11666,46642
=
−=−=
W
PPP mechkeo
88,4397
15088,4547
=
−=−=
145. Efisiensi :
Torsi poros/shaft :
%9,87879,0
06,5006
88,4397
atau
P
P
in
o
===η
Nm
s
P
T
s
o
c 9,35
66,125)025.01(
88,4397
)1(
=
×−
=
−
=
ω
146. SOAL 5
• Diketahui motor induksi tiga phasa hubungan Y.
Parameter : r1=10 Ω; x1=25 Ω; r2=3Ω; x2=25 Ω,
Xm=75 Ω
• Tentukan : breakdown slip dan torsi maksimum
pada motor.
147. PENYELESAIAN
Kecepatan sinkron :Kecepatan sinkron :
rpm
P
f
n s
s 1800
4
60120120
=
×
=
×
=
rad/s5,188
60
18002
60
2
=
×
=
×
=
ππ
ω s
s
n
Kecepatan sudut sinkron :Kecepatan sudut sinkron :
149. Tegangan thevenin:
Berdasarkan rangkaian pada gambar, maka
Tegangan per-phasa adalah :
VV 282.69
3
120
1 ==
o
o
m
m
Th
j
j
Xxjr
XjV
V
71.5704.51
)7525(10
9075282.69
)( 11
1
∠=
++
∠×
=
++
=
150. Maka :
Impedansi thevenin :
o
m
m
Th
j
jj
Xxjr
Xjxrj
Z
91.73094.20
)7525(10
75)2510(
)(
)(
11
11
∠=
++
×+
=
++
+
=
Ω=Ω= 307.19569.5 ThTh XdanR
151. Torsi Maksimum:
Breakdown (optimum) slip :
067,0
)25307,19(569,5
3
)(
22
2
2
2
2
=
++
=
++
=
XXR
r
s
ThTh
b
( )
Nm
XXRR
V
T
ThThThs
Th
e
424,0
)25307,19(569,5569,55,1882
3
)(2
3
22
2
2
2
2
=
++×××
=
+++⋅⋅
⋅
=
ω
152. SOAL 6
• Diketahui motor induksi tiga-fasa, 100 HP,
V=440 V, P=8, f=60 Hz,
impedansi rotor= 0.02 + j 0.08 Ω perfasa.
• Tentukan : Kecepatan saat torsi motor
maksimum dan resistansi eksternal yang harus
ditambahkan secara seri pada rotor jika torsi
start dari motor 80 % dari nilai maksimum
153. PENYELESAIAN
Daya output :Daya output :
W74600746100Po =×=
rad/s248.94
60
9002
60
2
900
8
60120120
=
×
==
=
×
=
⋅
=
ππ
ω s
s
s
s
n
atau
rpm
p
f
n
Kecepatan sinkron :Kecepatan sinkron :
154. Impedansi rotor :Impedansi rotor :
Slip maksimum dapat diperolehSlip maksimum dapat diperoleh
dengan :dengan :
Ω=
Ω=
Ω+=
08.0
02.0
08.002.0
2
2
2
X
R
jZ
25.0
08.0
02.0
2
2
===
X
R
Sb
155. Kecepatan motor saat torsi maksimum adalah :
rpm675
900)0.25(-900
ns-nn rsr
=
×=
⋅=
Torsi motor maksimum diperoleh :
Nm
s
P
T
s
maks
372.1055
248.94)25.01(
74600
)1(
0
=
×−
=
−
=
ω
156. Penambahan tahanan luar (r) saat motor jalan
pada torsi start 80% dari nilai maksimum adalah :
004432,0984,08,0
064,08,0016,000032,002,0
08,0
02,0
8,0))08,0()02,0(()02,0(
8,0))()(()(
8,0
)()(
)(
2
2
22
2
22
2
2
22
2
2
2
2
2
2
2
=+−
+++=+
++=+
++=+
=
++
+
rr
rrr
xrr
X
R
XrRrR
X
R
XrR
rR
157. Nilai tahanan luar yang dibutuhkan adalah :
Ω=
Ω=
±
=
−−±−−
=
−±−
=
0468,0
183,1
6,1
9091,0984,0
8,02
04432,08,04)984,0()984,0(
2
4
2
1
2.1
2
2
2,1
r
r
r
x
xx
a
acbb
r
158. Pengaturan Putaran
Pengaturan Putaran dapat dilakukan dengan :
-. Mengubah jumlah kutub
-. Mengubah nilai frekuensi
-. Mengatur tegangan jala-jala
-. Mengatur tahanan luar
160. Menjalankan Motor Induksi Tiga Phasa
Motor induksi tiga phasa dengan daya yang besar tidak dapat
dijalankan dengan cara dihubungkan langsung ke sumber jala-
jala.
Hal ini disebabkan karena, akan menyerap arus yang sangat
besar yaitu mencapai 6 -8 kali arus nominalnya. Hal ini
disebabkan karena pada saat start besarnya slip pada motor
induksi adalah sama dengan 1 (satu), sehingga di saat Slip
= 1, tahanan rotor kecil.
Arus menjadi besar dan akan merusak motor itu sendiri atau
terganggunya sistem instalasi tegangan akan Drop. Di
mana Drop tegangan ini mengganggu kerja dari relay,
kontaktor, nyala lampu, maupun peralatan elektronik dan
computer yang ada disekitarnya.
161. Ada beberapa cara untuk mengurangi besarnya
arus start antara lain adalah :
1. Primary resistor control
2. Transformer control
3. Wey-Delta control
4. Part-winding start control
5. Electronic control
162. STARTING STAR/DELTA
Gambar. Hubungan Bintang Gambar. Hubungan Segitiga
Kumparan stator saat pengawalan dalam hubungan bintang (Ү), setelah
motor mencapai putaran nominal hubungan berubah menjadi delta (∆).
Sehingga hubungan tegangan dan arusnya dapat dilihat sebagai berikut :
Tegangan , pada hubungan bintang (Y) tegangan pada kumparan mendapat
tegangan sebesar 1/ dari tegangan jala-jala , untuk hubungan delta
(∆).tegangan pada kumparan mendapat tegangan sama dengan tegangan
jala-jala.
U V W
X Y Z
U V W
Z X Y