Analisis Perbandingan Temperatur Motor Induksi Tiga Phasa Pada Kondisi Beban Berubah-Ubah Menggunakan Thermometer Infrared

BAB II
MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

2.1

Umum
Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (ac) yang paling

luas digunakan.Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa motor ini bekerja
berdasarkan induksi medan magnet stator ke rotornya,dimana arus motor ini
bukan diperoleh dari sumber tertentu,tetapi merupakan arus yang terinduksi
sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar
(rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator.
Motor ini memiliki konstruksi yang kuat,sederhana,handal serta bebiaya
murah. Disamping itu motor ini juga memeilki efisiensi yang tinggi saat bebeban
penuh dan tidak membutuhkan perawatan yang banyak.
Hampir semua motor ac yang digunakan adalah motor induksi,terutama
motor induksi tiga phasa yang paling banyak dipakai di perindustrian.Motor
induksi tiga phasa sangat banyak digunakan di perindustrian karena banyak
memiliki keuntungan,tetapi ada juga kelemahannya.
Keuntungan motor induksi tiga phasa:



Motor induksi tiga phasa sangat sederhana dan kuat



Biaya murah dan dapat diandalkan



Memiliki efisiensi yang tinggi pada kondisi kerja normal



perawatannya mudah

Kelemahannya :


Kecepatannya tidak bisa bervariasi tanpa mengubah efisiensi

13
Universitas Sumatera Utara

2.2



Kecepatannya tergantung beban



Pada torsi start memiliki kekurangan

Konstruksi Motor Induksi Tiga Phasa
Secara umum motor induksi terdiri dari rotor dan stator.Rotor merupakan

bagian yang bergerak,sedangkan stator bagian yang diam.Diantara stator dan rotor
ada celah udara yang jaraknya sangat kecil. Konstruksi motor induksi dapat dilihat
pada Gambar 2.1.


Gambar 2.1 konstruksi sederhana motor induksi

Komponen stator adalah bagian terluar dari motor yang merupakan bagian
yang diam dan mengalirkan arus phasa.Stator terdiri atas tumpukan laminasi inti
yang memiliki alur yang menjadi tempat kumparan dililitkan yang bebentuk
silindris. Alur pada tumpukan laminasi inti diisolasi dengan kertas.Tiap elemen
laminasi inti dibentuk dari lembaran besi.Tiap lembaran besi tersebut memiliki
alur dan beberapa lubang untuk menyatukan inti.


Slot
Slot merupakan tempat untuk meletakkan kumparan stator yang dibentuk

dengan sistem berbuku - buku.

14
Universitas Sumatera Utara




Kumparan stator
Kumparan stator merupakan tempat terbentuknya tegangan induksi pada

generator dan didesain untuk menghasilkan kutub-kutub elektromagnetik stator
yang sinkron dengan kutub magnet rotor.
Sedangkan pada bagian rotor terdapat tiga bagian utama, yaitu:


Collector ring atau slip ring
Collector ring merupakan cincin logam yang melingkari poros rotor, tetapi

dipisahkan oleh isolasi tertentu.Bagian ini merupakan bagian yang terhubung
dengan sumber arus searah yang untuk selanjutnya dialirkan menuju kumparan
rotor.


Kumparan rotor
Kumparan rotor merupakan bagian yang dialiri arus searah sebagai sumber

medan magnet melalui sistem eksitasi tertentu.



Poros
Poros merupakan tempat untuk meletakkan kumparan rotor dan

merupakan bagian yang terkopel dengan dan diputar oleh prime mover.
2.3

Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Phasa
Ketika medan magnetik memotong konduktor rotor, di dalam konduktor

tersebut akan diinduksikan ggl yang sama seperti ggl yang diinduksikan dalam
lilitan sekunder transformator oleh fluksi primer. Rangkaian rotor merupakan
rangkaian tertutup, baik melalui cincin ujung maupun tahanan luar. Ggl induksi
menyebabkan arus mengalir di dalam konduktor rotor.. Sehingga dengan adanya
aliran arus pada konduktor rotor di dalam medan magnet yang dihasilkan stator,
maka akan dibangkitkan gaya ( F ) yang bekerja pada motor.
15
Universitas Sumatera Utara


Untuk memperjelas prinsip kerja motor induksi tiga phasa, maka dapat
dijabarkan dalam beberapa langkah berikut:
1. Pada keadaan beban nol ketiga phasa stator yang terhubung dengansumber
tegangan tiga phasa yang setimbang akan menghasilkan arus pada
tiapbelitanphasa arus pada tiap phasa menghasilkan fluksi bolak – balik
yang berubah -ubah.
2. amplitudo fluksi yang dihasilkan berubah secara sinusoidal dan
arahnyategak lurus terhadap belitanphasa
3. akibat fluksi yang berputar timbul ggl pada stator motor yang besarnya :
�1 = −�

��
(����)
��

�1 = 4.44��1 � (����)

(2.1)
(2.2)


4. Resultan dari ketiga fluksi bolak – balik tersebut menghasilkan
medanputar yang bergerak dengan kecepatan sinkron ns yang besarnya
ditentukanoleh jumlah kutub p dan frekuensi stator f yang dirumuskan:
�� =

120�
(���)


(2.3)

5. fluksi yang berputar tersebut akan memotong batang konduktor padarotor.
Akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induksi sebesar
E2yangbesarnya
�2 = 4.44��2 �� (����)

(2.4)

Dimana:


E2 = tegangan induksi pada rotor saat rotor dalam keadaan diam(volt)
N2 = jumlahlilitanrotor
Φm = fluksi maksimum(Wb)
16
Universitas Sumatera Utara

6. karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, maka ggl
tersebutakan menghasilkan arusI2
7. adanya arus I2 di dalam medan magnet akan menimbulkan gaya F
padarotor
8. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya F cukup besar untukmemikul
kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putarstator.
9. perputaran rotor akan semakin meningkat hingga mendekatikecepatan
sinkron.

Perbedaan

kecepatan

medan


putar

stator

(ns)

dengan

kecepatanrotor (nr) disebut slip (s) dan dinyatakan dengan:
�=

�� − ��
� 100%
��

(2.5)

10. padasaatrotordalamkeadaanberputar,besarnyateganganyangterinduksi pada
kumparan rotor akan bervariasi tergantung besarnya slip.Tegangan induksi

ini dinyatakan dengan E2s yang besarnya:
�2� = 4.44���2 �� (����)

(2.6)

dimana:

E2s = tegangan induksi rotor dalam keadaan berputar (volt)
f2 = sf = frekuensi rotor ( frekuensi tegangan induksi pada rotor dalam
keadaan berputar )
11. bilans = nr, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak akan
mengalirpada kumparan rotor, sehingga tidak akan dihasilkan kopel.
Kopel akandihasilkan jika nr