Eko Prasetyo : Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala Terhadap Unjuk Kerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai, 2010
11. Pada saat rotor dalam keadaan berputar, besarnya tegangan yang terinduksi pada
belitan rotor akan bervariasi tergantung besarnya slip. Tegangan induksi ini
dinyatakan dengan E
2s
yang besarnya
m 2
s 2
44 4
Φ
sfN E
, =
Volt
dimana
E
2s
= tegangan induksi pada rotor dalam keadaan berputar Volt
f
2
= s.f = frekuensi rotor frekuensi tegangan induksi pada rotor dalam
keadaan berputar 12.
Bila n
s
= n
r
, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak akan mengalir pada
belitan rotor, karenanya tidak dihasilkan kopel. Kopel ditimbulkan jika n
r
n
s
II.5. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Tiga Fasa
Untuk menentukan rangkaian ekivalen dari motor induksi tiga fasa, pertama – tama perhatikan keadaan pada stator. Gelombang fluks pada celah udara yang
berputar serempak membangkitkan ggl lawan tiga fasa yang seimbang di dalam fasa – fasa stator. Besarnya tegangan terminal stator berbeda dengan ggl lawan sebesar jatuh
tegangan pada impedansi bocor stator, sehingga dapat dinyatakan dengan persamaan 2.2.
1
V
=
1
E
+
1
I
1 1
jX R
+ Volt ………….2.2
Di mana:
1
V
= tegangan terminal stator Volt
1
E
= ggl lawan yang dihasilkan oleh fluks celah udara
Eko Prasetyo : Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala Terhadap Unjuk Kerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai, 2010
1
V
1
R
1
X
1
I
c
R
m
X
Φ
I
c
I
m
I
2
I
1
E
resultanVolt
1
I
= arus stator Ampere
1
R = resistansi efektif stator Ohm
1
X = reaktansi bocor stator Ohm
Seperti halnya transformator, arus stator dapat dipecah menjadi dua komponen, komponen beban dan komponen penetralan. Komponen beban
2
I menghasilkan suatu fluks yang akan melawan fluks yang diakibatkan arus rotor.
Komponen penetralan
Φ
I
, merupakan arus stator tambahan yang diperlukan untuk menghasilkan fluks celah udara resultan. Arus penetralan dapat dipecah menjadi
komponen rugi – rugi inti
c
I yang sefasa dengan
1
E
dan komponen magnetisasi
m
I yang tertinggal dari
1
E sebesar
° 90
. Sehingga dapat dibuat rangkaian ekivalen pada stator, seperti gambar – 2.10 di berikut ini.
Gambar 2.10. Rangkaian Ekivalen perfasa pada Stator
Pada rotor belitan, jika belitan yang dililit sama banyaknya dengan jumlah kutub dan fasa stator. Jumlah belitan efektif tiap fasa pada belitan stator banyaknya a
kali jumlah belitan rotor. Bandingkan efek magnetis rotor ini dengan yang terdapat pada rotor ekivalen magnetik yang mempunyai jumlah belitan yang sama seperti
stator. Untuk kecepatan dan fluks yang sama, hubungan antara tegangan
rotor
E yang
Eko Prasetyo : Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala Terhadap Unjuk Kerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai, 2010
diimbaskan pada rotor yang sebenarnya dan tegangan
s
E
2
yang diimbaskan pada rotor ekivalen adalah
s
E
2
= a
rotor
E ……………..2.3
Bila rotor – rotor akan diganti secara magnetis, belitan – ampere masing – masing harus sama, dan hubungan antara arus rotor sebenarnya
rotor
I dan arus
s
I
2
pada rotor ekivalen haruslah
s
I
2
= a
I
rotor
……………….2.4 Akibatnya hubungan antara impedansi bocor frekuensi slip
S
Z
2
dari rotor ekivalen dan impedansi bocor frekuensi slip
rotor
Z dari rotor yang sebenarnya
haruslah sebagai berikut
S
Z
2
= =
S S
I E
2 2
=
rotor rotor
I E
a
2
rotor
Z a
2
Ohm …….2.5
Karena rotor terhubung singkat, hubungan fasor antara ggl frekuensi slip
s
E
2
yang dibangkitkan pada fasa patokan dari rotor patokan dan arus
s
I
2
pada fasa tersebut adalah
=
S S
I E
2 2
S
Z
2
=
2
R +
2
jsX ………….2.6
Dimana
S
Z
2
= impedansi bocor rotor frekuensi slip tiap fasa berpatokan pada stator Ohm
2
R = tahanan rotor Ohm
2
sX = reaktansi bocor patokan pada frekuensi slip Ohm
Eko Prasetyo : Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala Terhadap Unjuk Kerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai, 2010
Reaktansi yang didapat pada persamaan 2.6 dinyatakan dalam cara yang demikian karena sebanding dengan frekuensi rotor dan slip. Jadi
2
X didefinisikan sebagai harga yang akan dimiliki oleh reaktansi bocor pada rotor dengan patokan pada
frekuensi stator. Pada stator ada gelombang fluks yang berputar pada kecepatan sinkron.
Gelombang fluks ini akan mengimbaskan tegangan pada rotor dengan frekuensi slip sebesar
s
E
2
dan ggl lawan stator
1
E . Bila bukan karena efek kecepatan, tegangan rotor akan sama dengan tegangan stator, karena belitan rotor identik dengan belitan
stator. Karena kecepatan relatif gelombang fluks terhadap rotor adalah s kali kecepatan terhadap stator, hubungan antara ggl efektif pada stator dan rotor adalah
s
E
2
=
1
E s
………………..2.7 Gelombang fluks magnetik pada rotor dilawan oleh fluks magnetik yang
dihasilkan komponen beban
2
I dari arus stator, dan karenanya, untuk harga efektif
s
I
2
=
2
I ..............................2.8
Dengan membagi persamaan 2.7 dengan persamaan 2.8 didapatkan persamaan 2.9 berikut ini :
=
S S
I E
2 2
2 1
I E
s
………………2.9
Didapat hubungan antara persamaan 2.8 dengan persamaan 2.9, yaitu
=
S S
I E
2 2
2 1
I E
s =
2
R +
2
jsX ….2.10
Eko Prasetyo : Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala Terhadap Unjuk Kerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai, 2010
1
V
1
R
1
X
1
I
c
R
m
X
Φ
I
c
I
m
I
2
I
1
E
2
sX
2
R
2
E s
2
I
s
E
2 1
E
2
R
2
sX
2
X
s R
2 2
R
1 1
2
− s
R
2
I
2
I
2
X
2
I
1
E
Dengan membagi persamaan 2.10 dengan s, maka didapat
2 1
I E
=
s R
2
+
2
jX ……………..2.11 Dari persamaan 2.11 dapat dibuat rangkaian ekivalen untuk rotor
Dari persamaan 2.6 , 2.7 dan 2.11 maka dapat digambarkan rangkaian ekivalen pada rotor pada gambar 2.11 di bawah ini.
Gambar 2.11. Rangkaian Ekivalen Perfasa pada Rotor
s R
2
=
s R
2
+
2
R -
2
R
s R
2
=
2
R +
1 1
2
− s
R
…………….2.12
Dari penjelasan mengenai rangkaian ekivalen pada stator dan rotor di atas, maka dapat dibuat rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa pada masing – masing
fasanya. Perhatikan gambar 2.12 .
Gambar 2.12. Rangkaian Ekivalen Perfasa Motor Induksi
Eko Prasetyo : Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala Terhadap Unjuk Kerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai, 2010
1
R
1
X
c
R
m
X
2
X
s R
2 1
V
1
I
Φ
I
c
I
m
I
2
I
1
E
1
R
1
X
c
R
m
X
2
R
2
X
1 1
2
− s
R
1
V
1
I
Φ
I
c
I
m
I
2
I
1
E
Untuk mempermudah perhitungan maka rangkaian ekivalen pada gambar– 2.12 diatas dapat dilihat dari sisi stator, rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa
akan dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar 2.13. Rangkaian Ekivalen Perfasa Motor Induksi Dilihat dari Sisi Stator
Atau seperti gambar berikut.
Gambar 2.14. Rangkaian Ekivalen Perfasa Motor Induksi Dilihat dari Sisi Stator
Dalam teori transformator-statika, analisis rangkaian ekivalen sering disederhanakan dengan mengabaikan seluruh cabang penalaran atau melakukan
pendekatan dengan memindahkan langsung ke terminal primer. Pendekatan demikian tidak dibenarkan dalam motor induksi yang bekerja dalam keadaan normal, karena
adanya celah udara yang menjadikan perlunya suatu arus penetralan yang sangat besar 30 sampai 40 dari arus beban penuh dan karena reaktansi bocor juga perlu lebih
Eko Prasetyo : Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala Terhadap Unjuk Kerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai, 2010
1
R
1
X
m
X
2
R
2
X
1 1
2
− s
R
1
I
Φ
I
2
I
1
E
1
V
tinggi. Untuk itu dalam rangkaian ekivalen
c
R dapat dihilangkan diabaikan, seperti terlihat pada gambar 2.15 di bawah ini.
Gambar 2.15. Rangkaian Ekivalen Perfasa Motor Induksi Dilihat dari Sisi Stator dengan
Mengabaikan Rc
II.6. Aliran Daya Pada Motor Induksi
