Gambar 3.2 Kurva karakterisik motor induksi 2.
Dari gambar diatas dapat dilihat hubungan efisiensi ,power factor, dan arus input stator sebagai fungsi pembebanan pada motor induksi. Semakin besar kondisi pembebanan
pada motor induksi, maka motor dapat bekerja dengan power factor dan efisiensi optimal, akan tetapi arus yang diserap motor sangat besar saat running sangat besar.
3.1.1 Pengaturan Putaran Motor Induksi
Motor induksi pada umumnya berputar dengan kecepatan konstan, mendekati kecepatan sinkronnya. Meskipun demikian pada penggunaan tertentu dikehendaki juga
adanya pengaturan putaran. Pengaturan putaran motor induksi memerlukan biaya yang agak tinggi. Biasanya pengaturan ini dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu dengan
mengubah jumlah kutub motor, mengubah frekuensi jala-jala, mengatur tegangan jala-jala, dan mengatur tahanan luar.
1. Mengubah Jumlah Kutub Motor
Untuk pengaturan putaran dengan cara merubah jumlah kutub, dilakukan dengan merencanakan kumparan stator sedemikian rupa sehingga dapat menerima tegangan sumber
dengan sambungan phasa yang berbeda-beda. Dari masing-masing sambungan phasa tersebut dapat di peroleh jumlah kutub yang berbeda-beda pula sehingga jumlah putaran
Universitas Sumatera Utara
motor berubah. Cara ini dapat dilakukan pada motor induksi dengan rotor sangkar karena jumlah kutub pada rotor sangkar akan menyesuaikan jumlah kutub dari statornya.
U S
U S
U S
U S
U U
S S
U
U
1
X
1
U
2
X
2
Gambar 3.3 Pelaksanaan lilitan untuk mengubah jumlah kutub dengan
mengubah sambungan phasa Untuk masing-masing sambungan dapat diperhatikan pada gambar berikut :
U
1
X
1
U
2
X
2
X
2
X
1
U
1
U
2
a. Putaran rendah hubungan seri b. Putaran tinggi hubungan seri
U
1
X
1
U
2
X
2
U
1
U
2
X
1
X
2
c. Putaran rendah hubungan parallel d. Putaran tinggi hubungan parallel
Gambar 3.4 Hubungan seri dan paralel dari masing-masing phasa.
Universitas Sumatera Utara
Pada pengubahan hubungan kumparan untuk mengubah jumlah kutub dari hubungan seri ke paralel atau sebaliknya, hubungan kumparan pada jaring dapat pula diubah dari Y ke
Δ atau sebaliknya. Dengan demikian tegangan yang terpasang pada kumparan-kumparan akan berubah pula yang pada gilirannya mengubah rapat fluks celah udara. Hal ini
mengubah karakteristik kopel kecepatan pada pengubahan hubungan tersebut. 2.
Mengatur Tegangan Input Stator Pada saat rotor menggerakkan suatu beban, kecepatan rotor dapat diatur dengan
mengubah tegangan terminal tegangan stator. Perlu diperhatikan pengaturan kecepatan seperti ini bisa menyebabkan naiknya slip sehingga efisiensi menurun, dengan menurunnya
kecepatan dan pemanasan berlebihan pada motor bisa menimbulkan masalah. Pengaturan tegangan untuk mengatur kecepatan dapat diimplementasikan dengan mensuplai kumparan
stator dari sisi sekunder autotransformator yang bisa diatur.
Gambar 3.5 Karakteristik torsi-kecepatan untuk varaiasi tegangan stator
Untuk karakteristik beban seperti gambar 3.5, kecepatan rotor akan berubah dari n
3
ke n
1
untuk tegangan masuk seperempat dari tegangan semula. Cara ini hanya mengahasilkan pengaturan putaran yang terbatas , karena apabila pemberian suatu tegangan
yang menyebabkan torsi start dibawah kurva beban, maka rotor tidak adapat bergerak. 3
Mengatur Frekuensi Sumber
Universitas Sumatera Utara
Dari persamaan medan putar diketahui bahwa, kecepatan putaran motor induksi dapat diatur dengan mengatur jumlah kutub dan mengatur frekuensi. Mengatur kecepatan
dengan cara mengubah jumlah kutub sudah banyak dilakukan namun daerah pengaturan putaran terbatas dan perubahannya kasar, tetapi cara pengendalian putaran yang halus dan
dengan jangkau putaran yang lebar dapat dilakukan dengan mengatur frekuensi. Karena jumlah kutub ditentukan oleh belitan statornya maka pengubahan kutub ini hanya bisa
dilakukan melalui desain belitan stator motor, sedangkan untuk pengaturan frekuensi memerlukan pengubah frekuensi.
Pengaturan frekuensi sumber yang diumpan ke kumparan stator akan mengubah kecepatan medan putar kecepatan sinkron dari motor induksi. Dengan demikian, putaran
pun akan berubah. Hal ini sesuai dengan persaman bahwa n
s
berbanding lurus dengan frekuensi f. Dan untuk mendapatkan penyetelan frekuensi ini, dapat digunakan alat perubah
frekuensi statik static frequency changer yang dapat berupa jenis konverter-inverter atau pun jenis cyclo converter.
Pada jenis konverter-inverter, mula-mula frekuensi suplai disearahkan oleh konverter yang mengubah arus bolak-balik menjadi sumber arus searah. Kemudian,
dikembalikan menjadi sumber bolak-balik dengan menggunakan inverter yang komponen utamanya adalah thyristor. Dengan mengatur atur sudut penyalaan thyristor, maka output
dari inverter dapat diatur. Sedangkan pada jenis cycloconverter, frekuensi suplai langsung dirubah ke frekuensi output sesuai yang diinginkan.
Jadi, jelas terlihat perbedaan antara kedua perubah frekuensi tersebut. Pada cycloconverter, frekuensi sumber dapat dirubah dari nol sampai satu setengah kali frekuensi
suplainya, sedang untuk jenis konverter-inverter frekuensi output yang dihasilkan dapat mencapai 2 sampai 3 KHz.
Universitas Sumatera Utara
Tapi biasanya pengaturan putaran dengan mengatur frekuensi ini, harus dibarengi dengan pengaturan tegangannya untuk mendapat fluksi yang konstan.
3.1.2 Metode Starting Motor Induksi
