BAB II MOTOR INDUKSI TIGA PHASA II.1 UMUM Faraday menemukan hukum induksi elektromagnetik pada tahun 1831 dan Maxwell memformulasikannya ke hukum listrik (persamaan Maxwell) sekitar tahun 1860. Pengetahuan tersebut dikembangkan hingga ditemukannya mesin induksi yang diperkenalkan Gallileo Ferraris (1885) dan Nicola Tesla (1886). Mesin tersebut ditunjukkan pada gambar berikut. (a) (b) Gambar 2.1 (a) Desain motor induksi Ferrari (b) Desain motor induksi Tesla Kedua rancangan motor tersebut disuplai oleh tegangan ac 2 phasa dan terkonsentrasi pada belitan 1-1’ dan 2-2’ pada inti stator ferromagnetik. Pada penemuan Ferrari, rotor terbuat dari silinder berbahan tembaga sedangkan pada penemuan Tesla rotor terbuat dari silinder berbahan ferromagnetic yang belitannya dihubung singkat. Hingga pada saat sekarang motor induksi dikembangkan hingga seperti pada gambar 2.2 dan performansinya sudah jauh lebih baik, meskipun prinsip dasarnya adalah sama. Suatu belitan stator multiphasa menghasilkan medan putar yang menginduksikan tegangan pada rotor yang Universitas Sumatera Utara
14
Embed
BAB II MOTOR INDUKSI TIGA PHASA - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/30161/4/Chapter I.pdf · Motor induksi pada umumnya disuplai oleh sumber tegangan phasa
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB II
MOTOR INDUKSI TIGA PHASA
II.1 UMUM
Faraday menemukan hukum induksi elektromagnetik pada tahun 1831 dan Maxwell
memformulasikannya ke hukum listrik (persamaan Maxwell) sekitar tahun 1860. Pengetahuan
tersebut dikembangkan hingga ditemukannya mesin induksi yang diperkenalkan Gallileo Ferraris
(1885) dan Nicola Tesla (1886). Mesin tersebut ditunjukkan pada gambar berikut.
(a) (b)
Gambar 2.1 (a) Desain motor induksi Ferrari (b) Desain motor induksi Tesla
Kedua rancangan motor tersebut disuplai oleh tegangan ac 2 phasa dan terkonsentrasi
pada belitan 1-1’ dan 2-2’ pada inti stator ferromagnetik. Pada penemuan Ferrari, rotor terbuat
dari silinder berbahan tembaga sedangkan pada penemuan Tesla rotor terbuat dari silinder
berbahan ferromagnetic yang belitannya dihubung singkat.
Hingga pada saat sekarang motor induksi dikembangkan hingga seperti pada gambar 2.2
dan performansinya sudah jauh lebih baik, meskipun prinsip dasarnya adalah sama. Suatu belitan
stator multiphasa menghasilkan medan putar yang menginduksikan tegangan pada rotor yang
Universitas Sumatera Utara
menghasilkan arus pada belitan rotor yang terhubung singkat. Interaksi antara medan stator dan
rotor menghasilkan torsi sehingga mesin dapat berputar, oleh karena torsi rotor pada saat start
tidaklah nol, maka motor induksi dapat berputar secara langsung.
Pada tahun 1889, Dolivo Dobrovolsky menemukan motor induksi rotor belitan dan
secara konstruksi sangat persis dengan yang digunakan pada saat ini. Selain itu dia adalah
penemu rotor sangkar ganda. Pada tahun 1900, motor induksi telah digunakan pada
perindustrian. Tidak lama setelahnya, sebelum tahun 1910 di Eropa kereta api telah
menggunakan motor induksi sebagai penggerak yang dapat mencapai kecepatan 200 km/jam
Gambar 2.2 Motor Induksi 3 Phasa Modern
Seiring dengan berkembangnya teknologi elektronika daya dan kendali digital, motor
induksi sangat populer dan mendapat julukan sebagai “ The Work House For Industry” dan
diberi label “ The Race Horse of High Technology”.
Motor induksi pada umumnya disuplai oleh sumber tegangan tiga phasa dan satu phasa.
Suplai motor 1 phasa belitan 2 phasa dan biasanya digunakan pada aplikasi rumahan (kipas
angin, mesin cuci, dan lain lain) berdaya diatas 2,7 sampai 3 kW. Motor induksi 1 phasa memiliki
2 kapasitor (Start dan Run) pada phasa pembantu ditunjukkan pada gambar.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3. Motor induksi 1 phasa dengan kapasitor Start and Run
Motor induksi 3 phasa ada juga yang dirancang dari alluminium untuk penggunaan
tertentu dan biasanya dayanya dibawah 55 kW
Gambar 2.4 Motor induksi berbahan alluminium
Disamping standard motor (kelas B untuk amerika dan EFF1 di Eropa), kelas motor
berefesiensi tinggi (EFF2 dan EFF3) juga telah dalam proses perkembangan dan penelitian.
Tabel 1.2 menunjukkan kelas effisiensi standard Eropa (EFF1, EFF2, dan EFF3), diperkirakan
dengan bahkan 1 sampai 2 % effisiensi bertambah, maka meningkatkan penghematan energi
Universitas Sumatera Utara
yang sangat signifikan. Motor berefisiensi tinggi tersebut dirancang dengan bertegangan 3800
sampai 11.500 Volt dan 50 – 60 Hz.
Hampir semua motor ac yang digunakan adalah motor induksi, terutama motor induksi
tiga phasa yang paling banyak dipakai di perindustrian. Motor induksi tiga phasa sangat banyak
dipakai sebagai penggerak di perindustrian karena banyak memiliki keuntungan, tetapi ada juga
kelemahannya.
Keuntungan motor induksi tiga phasa:
1. Motor induksi tiga phasa sangat sederhana dan kuat.
2. Biayanya murah dan dapat diandalkan.
3. Motor induksi tiga phasa memiliki efisiensi yang tinggi pada kondisi kerja normal.
4. Perawatanya mudah.
Kerugianya:
1. Kecepatannya tidak bisa bervariasi tanpa merubah efisiensi.
2. Kecepatannya tergantung beban.
3. Pada torsi start memiliki kekurangan.
II.2 Konstruksi Motor Induksi Tiga Phasa
Motor induksi adalah motor ac yang paling banyak dipergunakan, karena konstruksinya
yang kuat dan karakteristik kerjanya yang baik. Secara umum motor induksi terdiri dari rotor dan
stator. Rotor merupakan bagian yang bergerak, sedangkan stator bagian yang diam. Diantara
stator dengan rotor ada celah udara yang jaraknya sangat kecil. Konstruksi motor induksi dapat
diperlihatkan pada gambar 2.5.
Universitas Sumatera Utara
Rotor
Stator
Gambar 2.5 Gambar rotor dan stator
Komponen stator adalah bagian terluar dari motor yang merupakan bagian yang diam dan
mengalirkan arus phasa. Stator terdiri atas tumpukan laminasi inti yang memiliki alur yang
menjadi tempat kumparan dililitkan yang berbentuk silindris. Alur pada tumpukan laminasi inti
diisolasi dengan kertas (Gambar 2.6.(b)). Tiap elemen laminasi inti dibentuk dari lembaran besi
(Gambar 2.6 (a)). Tiap lembaran besi tersebut memiliki beberapa alur dan beberapa lubang
pengikat untuk menyatukan inti. Tiap kumparan tersebar dalam alur yang disebut belitan phasa
dimana untuk motor tiga phasa, belitan tersebut terpisah secara listrik sebesar 120o. Kawat
kumparan yang digunakan terbuat dari tembaga yang dilapis dengan isolasi tipis. Kemudian
tumpukan inti dan belitan stator diletakkan dalam cangkang silindris (Gambar 2.6.(c)). Berikut
ini contoh lempengan laminasi inti, lempengan inti yang telah disatukan, belitan stator yang telah
dilekatkan pada cangkang luar untuk motor induksi tiga phasa.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6 Menggambarkan Komponen Stator motor induksi tiga phasa, (a) Lempengan Inti, (b)
Tumpukan Inti dengan Kertas Isolasi pada Beberapa Alurnya, (c) Tumpukan Inti dan Kumparan Dalam
Cangkang Stator
Untuk rotor akan dibahas pada bagian berikutnya, yaitu jenis – jenis motor induksi tiga
phasa berdasarkan jenis rotornya.
II.3 Jenis Motor Induksi Tiga Phasa
Ada dua jenis motor induksi tiga phasa berdasarkan rotornya yaitu:
1. Motor induksi tiga phasa sangkar tupai ( squirrel-cage motor)
2. Motor induksi tiga phasa rotor belitan ( wound-rotor motor )
kedua motor ini bekerja pada prinsip yang sama dan mempunyai konstruksi stator yang
sama tetapi berbeda dalam konstruksi rotor.
(a) (b)
(c)
Universitas Sumatera Utara
II.3.1 Motor Induksi Tiga Phasa Sangkar Tupai ( Squirrel-cage Motor)
Penampang motor sangkar tupai memiliki konstruksi yang sederhana. Inti stator pada
motor sangkar tupai tiga phasa terbuat dari lapisan – lapisan pelat baja beralur yang didukung
dalam rangka stator yang terbuat dari besi tuang atau pelat baja yang dipabrikasi. Lilitan – lilitan
kumparan stator diletakkan dalam alur stator yang terpisah 120 derajat listrik. Lilitan phasa ini
dapat tersambung dalam hubungan delta ( Δ ) ataupun bintang ( Υ ).
Rotor jenis rotor sangkar ditunjukkan pada Gambar 2.7 di bawah ini.