Har. Motor. IIA

  • View
    153

  • Download
    1

Embed Size (px)

Transcript

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

MOTOR LISTRIK BAB. 1 DASAR MOTOR LISTRIK 1.1. PRINSIP KERJA MOTOR LISTRIK

Pendahuluan.Pada bab. 1 ini akan memepelajari prinsip berputarnya sebuah motor serta karakteristiknya yang meliputi motor-motor arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC), termasuk juga mempelajari timbulnya torsi, starting motor dan pemakaian motor-motor listrik.

1.1.1.

Jenis-Jenis Motor Listrik.

Motor listrik berdasarkan jenis sumber tegangannya dibagi dalam : a). Motor arus searah (DC) Motor Shunt Motor Seri Motor Compound b). Motor arus bolak-balik (AC) Motor Tiga Fasa Motor Induksi (Asynkron) Motor Rotor Sangkar (Squirrel Cage Rotor) Motor Rotor Lilit ( Wound Rotor) Motor Satu Fasa Motor Induksi Satu fasa Motor Split Satu fasa Mator Kapasitor Motor Shaded Pole

Budi. R/BR/USLA

-1-

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

Motor Non-induksi satu fasa Motor Universal Motor Seri A

1.1.2.

Pengertian Motor Listrik.

Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Prinsip kerjanya berdasarkan hukum gaya lorenz dan kaiadah tangan kiri Fleming, yang menyatakan bahwa : Apabila sebatang konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan didalam medan magnit maka konduktor tersebut akan mengalami gaya. Lihat gambar. 1

Gambar. 1

Batang Penghantar yang dialir arus listrik

Arah dari gaya yang dialami oleh konduktor tersebut ditunjukan oleh kaidah tangan kiri Fleming. Gaya tersebut dialami oleh setiap batang konduktor pada rotor, sehingga menghasilkan putaran dengan torsi yang cukup untuk memutarkan beban yang dikopel dengan motor. Kecepatan putaran dan besarnya torsi jualah yang menentukan sesuatu motor itu sesuai untuk pekerjaan.

Budi. R/BR/USLA

-2-

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

Gambar. 2 Energi Listrik

: Demontrasi Tangan kiri Fleming Energi Magnet Energi Mekanis

Medan magnet disini selainberfungsi sebagai tempat menyimpan energi sekaligus berfungsi sebagai medium untuk mengkopel proses perubahan energi.

Gambar. A Gambar. 3

Gambar. B

Gambar. C

: A, B, & C Simulasi Kerja Motor DC

Budi. R/BR/USLA

-3-

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

1.1.3.

Torsi.

Besarnya gaya yang dihasilkan pada konduktor yang dialiri arus listrik dan berada dalam medan magnet dinyatakan dengan persamaan :

Gambar. 4

: Current in DC Motor

Gambar. 5 : Magnetic Field in DC Motor

Budi. R/BR/USLA

-4-

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

Gambar. 6

: Torque in DC Motor

F=B.I.LFB L I = = = = Gaya yang dialami oleh konduktor (Newton) Kerapatan fluks magnet (Wb / m) Panjang konduktor (m) Kuat arus yang mengalir pada konduktor (A)

Dalam prakteknya, rotor terdiri dari sejumlah konduktor (Z) dan juga mempunyai beberapa cabang lilitan (a), sehingga persamaan menjadi :

F=B.I.L.Z/a Karena torsi : T = F. r, dimana r adalah radius perputaran, maka : T=B.I.L.Z.r/aBudi. R/BR/USLA -5-

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

Gambar. 7 : DC Motor OperationSelanjutnya karena satu keliling putaran adalah : 2. . r, dan induksi magnet yang dihasilkan oleh tiap kutub, maka persamaan dapat dinyatakan sebagai :

T = P . . I . Z / 2a. NmKarena pada sebuah motor, nilai-nilai P, Z, 2 dan a konstan, maka :

T = C . . I . NmDari persamaan diatas, karena niali = I . N, maka dapat dinyatakan bahwa torsi berbanding lurus dengan kuat arus dan jumlah konduktor.

Budi. R/BR/USLA

-6-

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

Contoh :Motor 4 kutub, 30 lilitan dengan jumlah kawat tiap lilitanya 20. Jika fluks perkutub 0,02 Wb dan arus (I) yang mengalir 19 Amper. Hitung torsi yang dihasilkan. Cabang jangkar (a) = 4

Jawab :

T = P . . I . Z / 2aT = 4 x 0,02 x 19 x 30 x 20 / 2 x 3,14 x 4 = 36,3 1.1.4. Gaya Gerak Listrik (ggl) Lawan.

Apabila rotor dari motor listrik berputar, maka pada saat itu prinsip generator berlaku sehingga pada rotor akan dibangkitkan gerak gaya listik (ggL) yang arahnya menentang ggl yang ada sehingga disebut gaya gerak listrik (ggl) lawan yang besarnya dinyatakan dengan persamaan.

Eb = P . . n . Z / a . 60GGL lawan ini membatasi arus rotor sehingga tidak menjadi sangat besar. Dari persamaan diatas nilai-nilai P, Z, a dan 60 pada motor merupakan nilai-nilai yang tetap / konstan (c), sehingga :

Eb = c . n . atau n = Eb / c . 1.1.5. Daya Output Motor

Daya output motor yang diperlukan untuk menghasilkan torsi satu putaran adalah :

P fmaka atau

= ==

.T 2..fPutaran / detik atau n = putaran / menit

PP

==

.T =2..f.T 2 . . n . T / 60-7-

Budi. R/BR/USLA

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

1.2. Motor DC dan Karakteristik1.2.1. Motor DC Dengan Penguat Terpisah

Motor DC dengan jenis ini, penguat magnetnya mendapat arus dan sumber tersendiri dan terpisah dengan sumber arus ke rotor. Sehingga arus yang diberikan untuk jangkar dengan arus yang diberikan untuk penguat magnet tidak terikat satu sama lain secara kelistrikan. Karakteristik motor dengan penguat terpisah ditunjukan pada gambar . 8

Gambar. 8 : Externally - Excited DC Motor 1.2.2. Motor DC Dengan Penguat Sendiri

Motor jenis ini penguat magnitnya mendapat arus dari sumber yang sama dengan arus yang diberikan pada jangkar. Jadi medan magnitnya tersambung paralel atau seri dengan jangkar.

1.2.2.1.

Motor Shunt.

Belitan medan motor shunt tersambung paralel dengan jangkar, sehingga apabila tegangan sumber konstan, maka kuat medan magnit motor ini konstan.

Gambar. 9A : DC Shunt Motor: Schematic and Wiring Diagram

Budi. R/BR/USLA

-8-

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

Gambar. 9B : DC Shunt Motor: Schematic and Wiring DiagramMotor Shunt pada umumnya berdaya kecil. Motor Shunt dengan daya besar penggunaannya tidak banyak, tetapi tetap ada, karena motor shunt mempunyai putaran hampir konstan. Pada keadaan operasi normal pada umumnya kecepatan motor diatur dengan shunt regulator, dan cara mengatur putaran atau membalik putaran serta karakteristik ditunjukkan pada gambar. Sesuai dengan karakteristiknya, motor shunt baik dipakai untuk pekerjaan yang memerlukan kecepatan putaran hampir konstan seperti conveyor, lift dan sebagainya.

1.2.2.2.

Motor Seri.

Pada motor ini, jangkar dan kumparan medan magnitnya dihubungkan dalam rangkaian seri dengan sumber tegangan. Rangkaian dan karakteristiknya ditunjukan pada gambar. 10.

Gambar. 10.A : DC Series Motor: Schematic and Wiring Diagram

Budi. R/BR/USLA

-9-

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

Gambar. 10.B : DC Series Motor: Schematic and Wiring DiagramMotor seri mempunyai perubahan kecepatan yang cukup besar sejalan dengan pertambahan bebannya. Pada beban besar, arus jangkar dan arus medan magnit berkurang, sehingga kecepatan putaran tinggi. Pada motor seri ukuran besar, jangan menjalankan motor seri tanpa dibebani, karena putarannya akan tinggi sekali dan dapat menyebabkan kerusakan pada motor. Jadi motor seri harus selalu tersambung pada beban tetap tertentu untuk menghindari dari hilang sama sekalinya beban mekanik motor. Karena

Is = Ia atau = I , maka torsi pada motor seri adalah : T . I atau T I2

Dengan sifat-sifatnya seperti ditunjukan pada gambar diatas, motor seri sebaiknya dipakai untuk kereta listrik, Crane, Elevator, motor stater mobil dan sebagainya.

1.2.2.3.

Motor Compound.

Motor Compound merupakan gabungan sifat dari motor shunt dan motor seri, ada dua jenis motor Compound yaitu

Motor Compound Komulatif (Compound Pendek) Motor Compound Diferensial (Compound Panjang).

Jenis yang banyak dipakai adalah motor Compound kumulatif. Lihat Gambar. 12 rangkaian dan karakteristiknya ditunjukan pada gambar . 13 .

Budi. R/BR/USLA

- 10 -

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

Gambar. 11 : DC Compound Motor Differential Schematic and Wiring Diagram

Gambar. 12 A. Compound Panjang / Differencial & B Compound Pendek / Komulatif

Budi. R/BR/USLA

- 11 -

PT PLN (PERSERO) JASA DIKLAT UNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SURALAYA

STANDAR KOMPETENSIPEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

MEMELIHARA MOTOR LISTRIK (2) A

Gambar. 12.C. Com