17 Pada saat rotor dalam keadaan berputar, besarnya tegangan yang
terinduksi pada kumparan rotor akan bervariasi tergantung besarnya slip. Tegangan induksi ini dinyatakan dengan
E
2s
yang besarnya
E
2s
= …2.5
Dimana :
E
2s
= tegangan induksi pada rotor dalam keadaan berputar Volt = s.
= frekuensi rotor frekuensi tegangan induksi pada rotor dalam keadaan berputar
Bila
n
s
=
n
r
, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak akan mengalir pada kumparan rotor, karenanya tidak dihasilkan kopel. Kopel ditimbulkan jika
n
r
n
s
2.5 RANGKAIAN EKIVALEN MOTOR INDUKSI TIGA PHASA
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 phasa yang seimbang di dalam phasa-phasa stator. Besarnya tegangan terminal stator berbeda dengan ggl
lawan sebesar jatuh tegangan pada impedansi bocor stator, sehingga dapat dinyatakan dengan persamaan
1
V =
1
E +
1
I
1 1
jX R
Volt
…2.6 Di mana :
1
V
= tegangan terminal stator Volt
1
E
= ggl lawan yang dihasilkan oleh fluks celah udara resultan Volt
1
I
= arus stator Ampere
1
R
= resistansi efektif stator Ohm
Universitas Sumatera Utara
18
1
X
= reaktansi bocor stator Ohm Seperti halnya transformator, arus stator dapat dipecah menjadi dua
komponen, komponen beban dan komponen peneralan. Komponen beban
2
I
menghasilkan suatu fluks yang akan melawan fluks yang diakibatkan arus rotor. Komponen peneralan
I
, merupakan arus stator tambahan yang diperlukan untuk menghasilkan fluks celah udara resultan. Arus peneralan 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 2.11 berikut ini :
Gambar 2.11 Rangkaian ekivalen stator
Misalkan pada rotor belitan, jika belitan yang dililit sama banyaknya dengan jumlah kutub dan phasa stator. Jumlah lilitan efektif tiap fasa pada lilitan
stator banyaknya
a
kali jumlah lilitan rotor. Bandingkan efek magnetis rotor ini dengan yang terdapat pada rotor ekivalen magnetik yang mempunyai jumlah
lilitan yang sama seperti stator. Untuk kecepatan dan fluks yang sama, hubungan antara tegangan
E
rotor
yang diimbaskan pada rotor yang sebenarnya dan tegangan
E
2s
yang diimbaskan pada rotor ekivalen adalah
E
2s
= a E
rotor
Volt
…2.7
Universitas Sumatera Utara
19 Bila rotor
– rotor akan diganti secara magnetis, lilitan-ampere masing- masing harus sama, dan hubungan antara arus rotor sebenarnya
I
rotor
dan arus
I
2s
pada rotor ekivalen haruslah :
I
2s
=
a I
ro to r
Volt
…2.8
Akibatnya hubungan antara impedansi bocor frekuensi slip
S 2
Z
dari rotor ekivalen dan impedansi bocor frekuensi slip
r oto r
Z
dari rotor yang sebenarnya haruslah sebagai berikut.
s 2
Z =
s 2
s 2
I E
rotor rotor
2
I E
a
rotor 2
Z a
…2.9
Karena rotor terhubung singkat, hubungan antara ggl frekuensi slip
E
2s
yang dibangkitkan pada phasa patokan dari rotor patokan dan arus
I
2s
pada phasa tersebut adalah
s 2
s 2
I E
s 2
Z =
2
R +
2
jSX Ohm
…2.10
Dimana :
S
Z
2
= impedansi bocor rotor frekuensi slip tiap phasa berpatokan pada stator Ohm
2
R
= tahanan rotor Ohm SX
2
= reaktansi bocor patokan pada frekuensi slip Ohm Reaktansi yang didapat pada persamaan 2.10 dinyatakan dalam cara 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.
Universitas Sumatera Utara
20 Pada stator ada gelombang fluks yang berputar pada kecepatan sinkron.
Gelombang fluks ini akan mengimbaskan tegangan pada rotor dengan frekuensi slip sebesar
E
2s
dan ggl lawan stator
E
1
. Bila bukan karena efek kecepatan, tegangan rotor akan sama dengan tegangan stator, karena lilitan rotor identik
dengan lilitan stator. Karena kecepatan relatif gelombang fluks terhadap rotor adalah
S
kali kecepatan terhadap stator, hubungan antara ggl efektif pada stator dan rotor adalah
E
2s
= S E
1
Volt
…2.11 Gelombang fluks magnetik pada rotor dilawan oleh fluks magnetik yang
dihasilkan komponen beban
I
2
dari arus stator, dan karenanya, untuk harga efektif
I
2s
= I
2
Ampere
…2.12 Dengan membagi persamaan 2.11 dengan persamaan 2.12 didapatkan
s 2
s 2
I E
=
2 1
I SE
Didapat hubungan
s 2
s 2
I E
2 1
I SE
=
2
R +
2
jSX Ohm
…2.13
Dengan membagi persamaan 2.13 dengan S, maka didapat :
2 1
I E
= S
R
2
+
2
jX Ohm
…2.14
Dari persamaan 2.10, 2.11 dan 2.14 maka dapat digambarkan rangkaian ekivalen pada rotor sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
21
Gambar 2.12 Rangkaian ekivalen rotor
dimana :
S R
2
=
S R
2
+
2 2
R R
S R
2
=
2
R + 1
S 1
R
2
Ohm
…2.15 Dari penjelasan mengenai rangkaian ekivalen pada stator dan rotor di atas,
maka dapat dibuat rangkaian ekivalen motor induksi tiga phasa pada masing –
masing fasanya. Perhatikan gambar di bawah ini :
1
V
1
R
1
X
1
I
c
R
m
X
I
c
I
m
I
2
I
1
E
2
SX
2
I
2
R
2
SE
Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen motor induksi
Untuk mempermudah perhitungan maka rangkaian ekivalen pada Gambar 2.13 diatas dapat dilihat dari sisi stator, rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa
akan dapat digambarkan sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
22
Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen motor induksi dilihat dari sisi stator
atau seperti gambar berikut.
Gambar 2.15 Bentuk lain rangkaian ekivalen motor induksi dilihat dari sisi
stator Dimana:
2
X
=
2 2
X a
2
R
=
2 2
R a
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 peneralan yang sangat besar 30 sampai 40 dari arus beban penuh dan karena
Universitas Sumatera Utara
23 reaktansi bocor juga perlu lebih tinggi. Untuk itu dalam rangkaian ekivalen
c
R
dapat dihilangkan diabaikan. Rangkaian ekivalen menjadi gambar berikut.
Gambar 2.16 Rangkaian ekivalen motor induksi dengan mengabaikan tahanan
R
c
2.6 ALIRAN DAYA PADA MOTOR INDUKSI
