Frekuensi dan Slip Rotor .1 Tegangan Induksi pada Rangkaian Ekuivalen

Mesin Listrik 413 c Gambar 5.101 Terjadinya Putaran pada Motor Induksi x Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya F pada rotor cukup besar untuk menanggung kopel beban, maka rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. x Supaya timbul tegangan induksi pada rotor, maka harus ada perbe- daan relatif antara kecepatan medan putar statorNs dengan kecepatan putar rotor Nr.Perbedaan kecepat- an antara Nr dengan Ns disebut Slip S, dan dinyatakan dengan persa- maan 100 x Ns Nr Ns S x Bila Nr = Ns tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor, se- hingga tidak dihasilkan kopel. Kopel pada motor akan terjadi bila Nr lebih kecil dari Ns. Kumparan stator motor induksi tiga fasa bila dihubungkan dengan suplai tega- ngan tiga fasa akan mengasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepat- an sinkron sesuai dengan persamaan P f Ns 120 . Medan putar yang terjadi pada stator ini akan memotong peng- hantar- penghantar yang ada pada bagi- an rotor, sehingga terinduksi arus, dan sesuai dengan dengan Hukum Lentz, sehingga rotor akan berputar mengikuti putaran medan stator. Perbedaan kecepatan medan putar stator dengan putaran rotor biasa dise- but slip. Apabila terjadi penambahan beban, maka akan mengakibatkan naik- nya kopel motor dan selanjutnya akan memperbesar arus induksi pada bagian rotor. Frekuensi rotor saat motor belum ber- putar nilainya akan sama dengan fre- kuensi yang terjadi pada belitan stator, dan apabila sudah berputar frekuensi rotornya akan sebanding dengan peru- bahan slip yang terjadi pada motor ter- sebut. Saat rotor belum berputar maka Slip = 1, frekuensi dari ggl rotor nilainya sama dengan frekuensi yang di suplai ke bagian stator. Nilai tegangan induksi pada rotor saat diam adalah maksimum, sehingga motor ekuivalen dengan se- buah transformator tiga fasa yang di hubung singkat pada sisi sekundernya. Saat rotor mulai berputar, kecepatan relatif antara rotor dengan fluks medan putar stator akan menurun, sehingga tegangan induksi rotor berbanding lang- sung dengan kecepatan relatif, dengan demikian tegangan induksi di rotor akan mengalami penurunan. 5.6.2 Frekuensi dan Slip Rotor 5.6.2.1 Tegangan Induksi pada Rotor Di unduh dari : Bukupaket.com 414 Mesin Listrik Jadi untuk Slip S, tegangan induksi rotor akan S kali tegangan induksi saat diam, oleh karena itu pada kondisi ber-putar : 2 2 SE E r Seperti telah dijelaskan diatas, putaran rotor tidak akan sama dengan putaran medan stator, karena bila rotor berpu- tar sama cepatnya dengan medan sta- tor, tidak akan timbul perbedaan kece- patan sehingga tidak ada Ggl induksi yang timbul pada rotor, tidak ada arus dan tidak ada kopel yang mendorong rotor. Itulah sebabnya rotor selalu berputar pada kecepatan dibawah kecepatan medan putar stator. Perbedaan kece- patan tergantung pada besarnya beban motor. Slip mutlak menunjukkan kece- patan relatif rotor terhadap medan putar. Slip Mutlak = Ns – Nr Slip S merupakan perbandingan slip mutlak terhadap Ns, ditunjukkan per unit atau prosen oleh hubungan : 100 x Ns Nr Ns S Dalam keadaan diam, frekuensi rotor f 2 sama besarnya dengan frekuensi sumber tegangan, bila rotor berputar frekuensi rotor tergantung pada besar- nya kecepatan relatif atau slip mutlak. Hubungan antara frekuensi dengan slip dapat dilihat sebagai berikut : P f Ns 1 . 120 dan 120 . 1 Ns P f dan pada rotor berlaku hubungan : 1 2 1 2 Sxf f S f f Ÿ Dalam beberapa hal mesin Induksi me- nyerupai mesin sinkron, tetapi pada da- sarnya mesin induksi ini hampir sama dengan transformator, terutama saat belum berputar. Energi yang “dipindahkan” dari stator ke rotor dilakukan berdasarkan azas imbas elektromagnetinduksi dengan bantuan fluksi bersama, karena itu rangkaian ekuivalen motor induksi digambarkan seperti rangkaian ekuivalen transforma- tor. Bagian stator membentuk sisi primer dan rotor sebagai sisi sekunder. Gambar 5.102 Rangkaian Ekuivalen Rotor

5.6.2.2 Slip dan Frekuensi Rotor

5.6.3 Rangkaian Ekuivalen

5.6.3.1 Rangkaian Ekuivalen Rotor

Di unduh dari : Bukupaket.com Mesin Listrik 415 Pada saat rotor berputar tegangan in- duksi rotor E2 dan reaktansi bocor rotor X2 dipengaruhi oleh Slip, maka arus rotor menjadi : 2 2 2 2 2 . . X S R S E I = 2 2 2 2 2 . X S R E ¸ ¹ · ¨ © § = 1 1 2 2 2 S R R S R dimana R 2 Resistansi Rotor 1 1 2 S R = Resistansi Beban Gambar 5.103 Rangkaian Ekuivalen Motor Gambar rangkaian ekuivalen pada gambar 5.102 bisa disederhanakan lagi dengan merefrensikannya pada sisi primer stator seperti terlihat pada gambar 5.103 Gambar 5.104 Rangkaian Ekuivalen dengan Refrensi Primer

5.6.3.2 Rangkaian Ekuivalen Motor

Di unduh dari : Bukupaket.com 416 Mesin Listrik Seperti telah dibahas pada sub bab mengenai konstruksi dan prinsip kerja motor induksi, tidak ada suplai listrik yang dihubungkan secara langsung ke bagian rotor motor, daya yang dilewat- kan senjang udara adalah dalam bentuk magnetik dan selanjutnya diinduksikan ke rotor sehingga menjadi energi listrik. Rata-rata daya yang melewati senjang udara harus sama dengan jumlah rugi daya yang terjadi pada rotor dan daya yang dikonversi menjadi energi meka- nis. Daya yang ada pada bagian rotor meng- hasilkan torsi mekanik, tetapi besar-nya torsi yang terjadi pada poros motor di- mana tempat diletakkannya beban, ti- dak sama dengan besarnya torsi meka- nik, hal ini disebabkan adanya torsi yang hilang akibat gesekan dan angin. ¾ Torsi Asut Starting Torque Torsi yang dihasilkan oleh sebuah motor pada saat mulai diasut disebut Torsi Asut, nilainya bisa lebih besar atau lebih kecil dari Torsi putar dalam keadaan normal. 2 2 2 2 2 2 2 2 X R E Z E I 2 2 2 2 2 2 2 X R R Z R Cos M Torsi Asut 2 2 2 . . . M Cos I E k T s atau 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 . . X R R x X R E E k T s = 2 2 2 2 2 2 2 . . X R R E k ¾ Torsi saat RotorMotor Berputar Pada saat motor berputar, maka : T v 2 2 2 . . M Cos I E r r dimana : r E 2 Tegangan rotor fasa saat berputar r I 2 Arus rotorfasa saat berputar 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 . . . . . . . . X S R R E S k T X S R R Cos S X R E S Z E I E S E r r r r r v M k = konstanta, nilainya = Ns . . 2 3 S 2 2 2 2 2 2 2 . . . . . 2 3 X S R R E S x Ns T S ¾ Torsi Maksimum saat Motor Ber- putar Kondisi Torsi Maksimum pada saat motor berputar bisa diperoleh dengan mendeferen-tialkan persamaan Torsi terhadap Slip S.

5.6.4 Torsi dan Daya