P
out
= P
mek
– P
ag
– P
b
Secara umum, perbandingan komponen daya pada motor induksi dapat dijabarkan dalam bentuk slip yaitu:
Watt……….....………………2.30
P
cu
: P
tr
: P
mek
Gambar 2.16 menunjukkan aliran daya pada motor induksi tiga phasa: = 1 : s : 1 – s.
Energi listrik konversi Energi mekanik
Gambar 2.16. Diagram Aliran Daya Motor Induksi
2.7 Torsi Motor Induksi Tiga Phasa
Torsi berhubungan dengan brhubungan dengan kemampuan motor untuk mensuplai beban mekanik.Oleh karena itu , Torsi
τ secara umum dapat
dirumuskan sebagai berikut.
�
���
=
�
�
�
�
....……………………..……………………….2.31 dengan
:ω
r
Dari persamaan 2.5 dapat dibuat bahwa n = kecepatan sudut mekanik dari rotor.
r
= n
s
ω 1-s, sehingga diperoleh pula;
1
= ω
s
Kecepatan sinkron selalu bernilai konstan untuk tiap-tiap frekuensi dan jumlah kutub yang diberikan motor. Karena kecepatan sinkron selalu tetap, maka
daya pada celah udara akan menentukan besar torsi induksi pada motor. 1-s
……………………………..………………….2.32
�
���
=
�
��
�
����
…….…………………………………..………2.33 Meskipun terdapat berbagai cara menyelesaikan rangkaian seperti gambar
2.15, untuk menentukan besarnya arus I
2
Agar dapat menghitung ekivalen thevenin dari sisi input rangkaian ekivalenmotor induksi, pertama-tama terminal X’s
, kemungkinan penyelesaian yang paling mudah dapat dilakukan dengan menentukan rangkaian ekivalen thevenin dari
gambar tersebut.
dihubung buka open-circuit, kemudian tegangan open circuit diterminal tersebut ditentukan. Untuk
menentukan impedansi thevenin, maka tegangan phasa terminal tersebut ditentukan. Untuk menentukan impedansi Thevenin, maka tegangan phasa
dihubung singkat short-circuit dan Z
eq
V
TH
jX
1
R
1
V
φ
jX
M
ditentukan dengan melihat kedalam sisi terminal.
Gambar 2.17 Tegangan Ekivalen Thevenin Pada Sisi Rangkaian Input
Dari gambar 2.17 ditunjukkan bahwa terminal di open-circuit untuk mendapatkan tegangan ekivalen Thevenin. Oleh karena itu dengan aturan
pembagi tegangan diperoleh: �
��
= �
� �
�
�
�
+ �
1
�
��
= �
� ��
�
�
1
+ ��
1
+ ��
�
Magnitud dari tegangan Thevenin V
TH
�
��
= �
� �
� �
�
�
+ �
1 2
adalah
Karena reaktansi magnetisasi X
M
X
1
dan X
M
R
1,
harga pendekatan dari magnitud tagangan ekivalen Thevenin
�
��
≈ �
� �
�
�
�
+ �
1
R
…………
Gambar 2.18 menunjukkan tegangan input dihubung singkat . Impedansi ekivalen Thevenin dibentuk oleh impedansi paralel yang terdapat pada rangkaian.
……………………….….2.34
E
1
jX
1
R
1
jX
M
Gambar 2.18 Impedansi Ekivalen Thevenin Pada Sisi Rangkaian Input
Impedansi Thevenin Z
TH
�
��
=
�
1
�
�
�
1
+ �
�
diberikan oleh;
�
��
= �
��
+ ��
��
=
��
� �
�
1
+ ��
1�
�
1
+ �
1
+ �
�
………...……….3.35 Karena X
M
X
1
dan X
M
R
1
�
��
≈ �
1
, tahanan dari reaktansi Thevenin secara pendekatan diberikan oleh
�
��
≈ �
1
Gambar dibawah menunjukkan rangkaian ekivalen Thevenin
jX
TH
R
TH
V
φ
E
1
jX
2
R
2
S
Gambar 2.19
Rangkaian Ekivalen Thevenin Motor Induksi Dari gambar diatas arus I
2
�
2
=
�
��
�
��
+ �
2
; �
2
=
�
��
�
��
+
�2 �
+ ��
�
+ ��
2
diberikan oleh:
Magnitud dari arus �
2
=
�
�� ��
�
��
+
�2 � �
2
+ �
�
+ �
2 2
………... ………..…… ..3.36
Daya pada celah udara diberikan oleh: �
��
= 3 �
2 2
�′ �
; �
��
=
3 �
��
�
2
�
�
�
��
+ �
2 2
�
�
+ �
2�
…..………..3.37 Hubungan antara torsi dan slip dinyatakan pada gambar 2.20
Gambar 2.20 Hubungan Antara Torsi Dan Slip Motor Induksi
Dengan memperhatikan gambar 2.20 dapat dilihat bahwa:
− Pada kecepatan hipersinkron kecepatan melebihi sinkron, slipnya negatif biasanya kecil, mesin beroperasi sebagai generator induksi dengan torsi
bekerja dengan arah yang berlawanan dengan putaran medan putar. − Saat mesin bekerja pada kecepatan stanstill dan kecepatan sinkron, dengan
slip positif antara 1 dan 0, mesin berputar pada keadaan tanpa beban sehingga slipnya kecil sekali, GGL rotor juga kecil sekali, Z
2
− Selanjutnya beban mekanik I dipasang pada poros sehingga putaran rotor makin lambat, slip naik, GGL rotor naik besar maupun frekuensinya,
menghasilkan arus dan torsi yang lebih besar. rotor circuit
impedance hampir Rmurni dan arus cukup untuk membangkitkan torsi dan memutar rotornya.
− Jika motor induksi diputar berlawanan dengan arah putaran medan putar maka masih akan dihasilkan torsi yang bertindak sebagai rem dan terjadi
penyerapan tenaga mekanik: mesin dalam keadaan berputar dengan slip “s”, kemudian arah medan putar tiba-tiba dibalik, maka akan terjadi rotor
mempunyai slip 2-s, kecepatan turun menuju nol dan dapat dibawa ke kondisi stanstill. Cara ini adalah cara pengereman motor yang disebut
dengan Plugging. 2.8
Efisiensi Motor Induksi Tiga Phasa
Efisiensi dari suatu motor induksi didefenisikan sebagai ukuran keefektifan motor induksi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik
yang dinyatakan sebagai perbandinganrasio daya output keluaran dengan daya input masukan, atau dapat juga dirumuskan dengan:
Loss out
out in
loss in
in out
100 100
P P
P x
P P
P x
P P
+ =
− =
= η
100 ×
….…..2.38 Ploss = Pin + Pi + Ptr + Pa g + Pb ………………………….…….2.39
P
in
3 =
. V
1
. I
1
Dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa efisiensi motor tergantung pada besarnya rugi-rugi. Pada dasarnya metode yang digunakan untuk
menentukan efisiensi motor induksi bergantung pada dua hal apakah motor itu dapat dibebani secara penuh atau pembebanan simulasi yang harus digunakan.
. Cos…………………………………………………2.40
Gambar 2.21. Efisiensi Pada Motor Induksi
Dimana: P
cu
P = daya yang diinputkan ke rotor Watt
tr
P = rugi-rugi tembaga rotor Watt
mek
Efisiensi dari motor induksi dapat diperoleh dengan melakukan pengujian beban nol dan pengujian hubung singkat. Dari pengujian beban nol akan diperoleh
rugi-rugi mekanik dan rugi-rugi inti. Rugi-rugi tembaga stator tidak dapat diabaikan sekalipun motor berbeban ringan maupun tanpa beban.
= daya mekanik dalam bentuk putaran Watt
2.9 Penentuan Parameter Motor Induksi