16
2.6 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi
Pada prinsipnya, proses dalam motor induksi identik dengan sebuah transformator , dengan demikian rangkaian ekivalen motor induksi sama dengan
dengan rangkaian ekivalen transformator. Perbedaan yang ada hanyalah karena pada kenyataan bahwa kumparan rotor kumparan sekunder pada transformator
dari motor induksi berputar, yang mana berfungsi untuk menghasilkan daya mekanik. Awal dari rangkaian ekivalen motor induksi dihasilkan dengan cara
dengan hal yang sama sebagaimana sebuah transformator. Semua parameter- parameter rangkaian ekivalen yang dijelaskan berikut mempunyai nilai-nilai
perfasa. Rangkaian ekivalen motor induksi untuk masing-masing sisi dapat
diperlihatkan sebagai berikut:
2.6.1 Rangkaian Stator Motor Induksi
Fluks pada celah udara yang berputar menghasilkan ggl induksi lawan pada setiap phasa dari stator. Sehingga tegangan terminal V
1
menjadi ggl induksi lawan dari E
1
dan jatuh tegangan pada impedansi bocor stator. Sehingga diperoleh persamaan tegangan pada stator adalah:
V
1
= E
1
+ I
1
R
1
+ X
1
Volt 2.7
dimana: V
1
= Tegangan nominal stator Volt
Universitas Sumatera Utara
17 E
1
= Ggl lawan yang dihasilkan oleh fluks celah udara Volt I
1
= Arus stator Ampere R
1
= Resistansi stator Ohm X
1
= Reaktansi bocor stator Ohm Sama seperti halnya trafo, maka arus stator I
1
terdiri dari dua buah komponen. Salah satunya adalah komponen beban I
2
. Salah komponen yang lainnya adalah arus eksitasi I
e
excitting current. Dan arus eksitasi ini dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu, komponen rugi-rugi inti I
c
yang sephasa dengan E
1
dan komponen magnetisasi I
m
yang tertinggal 90 dengan E
1.
Arus Ic akan menghasilkan rugi-rugi inti dan arus I
m
akan menghasilkan resultan fluks celah udara. Pada trafo arus eksitasi disebut juga arus beban nol, akan tetapi dalam motor induksi tiga phasa
tidak, hal ini dikarenakan pada motor induksi arus beban nol menghasilkan fluks celah udara dan menghasilkan rugi-rugi tanpa beban rugi inti + rugi gesek angin
+ rugi I
2
R dalam jumlah kecil sedangkan pada trafo fungsi eksitasi untuk menghasilkan fluksi dan menghasilkan rugi inti.
Rangkaian ekivalen dari stator ini dapat ditunjukkan dalam gambar berikut.
Gambar 2.8 Rangkaian ekivalen stator motor induksi
Universitas Sumatera Utara
18
2.6.2 Rangkaian Rotor Motor Induksi
Pada saat motor start dan rotor belum berputar, maka stator dan rotor memiliki frekuensi yang sama. Tegangan induksi pada rotor dalam kondisi ini
dilambangkan dengan E
2
. Pada saat rotor sudah berputar, maka besarnya tegangan induksi pada rotor sudah dipengaruhi slip. Besarnya tegangan induksi pada rotor
pada saat berputar untuk berbagai slip sesuai dengan persamaan berikut. E
2S
= s E
2
2.8 dimana:
E
2
= Tegangan Induksi pada rotor pada saat diam Volt E
2S
= Tegangan induksi pada rotor saat berputar Volt Tegangan induksi pada saat motor berputar akan mempengaruhi tahanan dan
reaktansi pada rotor. Tahanan pada rotor adalah konstan, dan tidak dipengaruhi oleh slip. Reaktansi dari motor induksi tergantung kepada induktansi rotor dan
frekuensi dari tegangan dan arus pada rotor. Dengan induktansi pada rotor adalah L
2
, maka reaktansi pada rotor diberikan persamaan: X
2
= s X
2
Ohm 2.9
dimana : X
2
= Reaktansi dalam keadaan diam Ohm Rangkaian rotor dapat ditunjukkan dalam gambar berikut:
Universitas Sumatera Utara
19
Gambar 2.9 Rangkaian ekivalen rotor motor induksi
Sehingga arus yang mengalir pada gambar 2.9 adalah:
I
2
=
�2 �2+�� 2
������ 2.10
Pada saat diberikan beban atau dipengaruhi slip, maka besarnya arus yang mengalir pada rotor adalah:
I
2S
=
��2 �2+��� 2
������ 2.11
I
2S
=
�2 �22+�� 2
������ 2.12
Maka rangkaian ekivalen rotor yang dipengaruhi slip adalah :
Gambar 2.10 Rangkaian ekivalen rotor motor induksi yang sudah dipengaruhi
slip
Universitas Sumatera Utara
20 Impedansi ekivalen rotor motor induksi pada gambar 2.10 adalah :
Z
2S
=
�2 �
+ ��
2
Ohm 2.13
Padamotorinduksirotorbelitan,makarotorpadamotorinduksidapatdigantidenga n
rangkaian ekivalen
rotoryangmemilikibelitan denganjumlah phasadanbelitanyang
samadenganstatorakan tetapi
gayagerakmagnetmmfdanfluksiyangdihasilkan harussamadenganrotorsebenarnya,makaperformansi rotoryangdilihatdari sisi
primertidakakanmengalamiperubahan. Sehinggahubunganantarateganganyangdiinduksikanpadarotoryangsebenarny
a E
rotor
dan tegangan yang diinduksikan pada rangkaian ekivalen rotor E
2S
adalah :
E
2S
= a E
rotor
2.14 dimana :
a adalah perbandingan belitan stator dengan belitan rotor sebenarnya Sedangkan hubungan antara arus rotor sebenarnya I
Rotor
dengan arus I
2S
pada rangkaian ekivalen haruslah
I
2S
=
������ �
2.15 Rotor dari motor induksi adalah terhubung singkat, sehingga impedansi
yang diinduksikan tegangan dapat disedarhanakan dengan impedansi rotor hubung singkat. Sehingga hubungan anatara impedansi bocor, slip dan
frekuensi dari rangkaian ekivalen rotor Z
2S
dengan impedansi bocor, slip
Universitas Sumatera Utara
21 dan frekuensi rotor sebenarnya Z
Rotor
adalah:
Z
2S
=
�2� �2�
=
� 2 ������ ������
= a
2
Z
rotor
2.16
Dengan mengingat kembali impedansi dari rangkaian ekivalen rotor yang sudah dipengaruhi oleh slip seperti persamaan 2.12 maka besarnya arus impedansi
bocor slip frekuensi dari rangkaian ekivalen rotor : Z
2S
=
�2� �2�
=R
2
+ JsX
2
2.17 dimana :
R
2
= Tahanan rotor Ohm sX = Reaktansi rotor yang sudah berputar Ohm
Z
2S
= Impedansi slip bocor frekuensi dari rangkaian ekivalen rotor Ohm
Pada stator dihasilkan medan putar yang berputar dengan kecepatan sinkron. Medan putar ini akan menginduksikan ggl induksi pada rangkaian rotor E
2S
dan menginduksikan ggl lawan pada stator sebesar E
2.
Bila bukan karena efek kecepatan, maka tegangan yang diinduksikan pada rangkaian ekivalen rotor E
2S
akan sama dengan ggl induksi lawan pada rangkaian stator E
2
karena rangkaian ekivalen rotor memiliki jumlah belitan yang sama dengan rangkaian ekivalen
stator. Akan tetapi dengan kecepatan relative medan putar yang direferensikan pada sisi rotor adalah s kali kecepatan medan putar yang direfensikan pada sisi
stator ,maka hubungan kedua ggl adalah : E
2S
= s E
1
2.18
Universitas Sumatera Utara
22
I
2
R
2
E
2
X
2
Karena resultan fluks celah udara ditentukan oleh phasor penjumlahan dari arus stator dan arus rotor baik itu arus dari rotor sebenarnya maupun arus dari rangkaian
ekivalen rotor, maka dalam hal ini dikarenakan jumlah belitan stator dan rangkaian ekivalen rotor adalah sama maka hubungan arus yang mengalir pada stator dan rotor
adalah : I
2S
= I
2
2.19 Apabila persamaan 2.18 dibagi dengan persamaan 2.19 maka diperoleh :
�2� �2�
=
��2 �2
2.20 Dengan mensubtitusikan persamaan 2.20 kepersamaan 2.17 maka diperoleh :
�2� �2�
=
��1 �1
= R
2
+ JsX
2
2.21 Dengan membagi persamaan 2.21 berikut dengan s maka diperoleh
�1 �2
=
�2 �
+ JX
2
2.22 Sehingga dari persamaan-persamaan yang sudah dijabarkan diatas diperoleh suatu
rangkaian umum dari rangkaian ekivalen stator yang ditunjukkan oleh gambar 2.11 berikut :
Gambar 2.11 gambar rangkaian ekivalen rotor motor induksi
Universitas Sumatera Utara
23 Dari penjelasan diatas maka dapat dibuat rangkaian ekivalen per phasa motor
induksi gambar 2.12 menunjukkan gambar rangkaian ekivalen per phasa motor induksi :
R1 JX1
I2
Rc Ic
sE2 I2
jsX2
R2 jXm
Im E1
I1
V
Gambar 2.12 Rangkaian ekivalen motor induksi
2.7 Efesiensi Motor Induksi
Kategori