Prinsip Kerja MOTOR SINKRON TIGA PHASA

Ery Brendy Ginting : Analisis Karakteristik Torsi-Putaran Pada Motor Sinkron Tiga Phasa, 2007. USU Repository © 2009 Dari diagaram fasor yang ditunjukkan gambar 2.8 diperoleh : A S ph I X Sin V . . = δ Maka diperoleh S ph A X Sin V I δ . = ……………………….......pers.2.4 Jika persamaan 2.4 disubstitusikan kepersamaan 2.3, maka dperoleh : S ph A X Sin V E P δ . . . 3 = …………………...…pers.2.5

II.4. Prinsip Kerja

Pada motor sinkron tiga phasa terdapat 2 sumber tegangan dari luar yaitu arus bolak-balik AC yang dialirkan kebelitan jangkar dan arus searah yang dialirkan kebelitan medannya. Perputaran rotor diakibatkan karena adanya kopel magnetik antar medan magnet rotor dan medan putar stator. Apabila tegangan tiga phasa dihubungkan kekumparan jangkar atau stator akan menghasilkan arus tiga phasa yang mengalir pada kumparan stator tersebut. Jika arus tiga phasa yang berbentuk sinusoidal murni atau saling berbeda sudut 120 listrik mengalir pada kumparan stator motor sinkron tiga phasa, maka akan menghasilkan intensitas medan magnet H S yang juga saling berbeda sudut 120 listrik. Karena kumparan stator mempunyai permeabilitas , maka akan menghasilkan intensitas medan magnet B S sebesar : B S = .H S Hal inilah yang disebut dengan medan putar yang timbul pada stator. Timbulnya medan putar pada stator ini dapat dijelaskan melalui gambar berikut. Ery Brendy Ginting : Analisis Karakteristik Torsi-Putaran Pada Motor Sinkron Tiga Phasa, 2007. USU Repository © 2009 Gambar 2.9.a. Kumparan a-a, b-b, cc Gambar 2.9.c. Arah fluk secara vektoris saat t 1 Gambar 2.9.d. Arah fluk secara vektoris saat t 2 Gambar 2.9.b. Distribusi i a , i b, i c sebagai fungsi waktu Ery Brendy Ginting : Analisis Karakteristik Torsi-Putaran Pada Motor Sinkron Tiga Phasa, 2007. USU Repository © 2009 Saat tegangan tiga phasa dihubungkan ke kumparan a-a, b-b, c-c gambar 2.9.a dengan beda phasa masing-masing 120 . Maka akan timbul timbul 3 buah arus sinusoidal I a , I b , I c yang terdistribusi berdasarkan fungsi waktu seperti terlihat pada gambar 2.9.b. Secara vektoris, pada keadaan t 1 , t 2 , t 3 , t 4 , arah fluks resultan yang ditimbulkan oleh kumparan tersebut masing-masing ditunjukkan seperti pada gambar 2.9.c, 2.9.d, 2.9.e, 2.9.f. Pada saat t 1 , arah fluks resultannya sama dengan arah fluks yang dihasilkan kumparan a-a gambar 2.9.c. Pada saat t 2 , arah fluks resultannya sama dengan arah fluks yang dihasilkan kumparan b-b gambar 2.9.d. Pada saat t 3 , arah fluks resultannya sama dengan arah fluks yang dihasilkan kumparan c-c gambar 2.9.e. Pada saat t 4 , arah fluks resultannya berlawanan arah dengan arah fluks yang dihasilkan kumparan a-a gambar 2.9.f. Perubahan arah fluks ini akan terjadi berulang setiap satu periode yang menyebabkan perputaran medan magnet stator. Kutub medan rotor yang diberi penguatan arus searah mengakibatkan mengalir arus penguat I f motor dan menghasilkan medan magnet B R . Karena Gambar 2.9.f. Arah fluk secara vektoris saat t 4 Gambar 2.9.e. Arah fluk secara vektoris saat t 3 Ery Brendy Ginting : Analisis Karakteristik Torsi-Putaran Pada Motor Sinkron Tiga Phasa, 2007. USU Repository © 2009 motor sinkron tidak dapat melakukan start sendiri self starting maka rotor diputar dengan suatu penggerak mula sampai pada kecepatan putar rotor sama dengan kecepatan putar medan stator. Sehingga medan magnet rotor B R akan mendapat tarikan dari kutub medan putar stator dan akan selalu menempel dan mengikuti putaran B S dengan kecepatan yang sama atau sinkron. Interaksi antar kedua medan magnet tersebut akan menghasilkan kopel yang dinyatakan sebagai : T ind = k.B R x B T ind = k.B R .B S .Sin …………..………….. pers.2.6 Dan hubungannya dengan diagram medan magnetnya adalah sebagai berikut : δ net B S B R B Gambar 2.10. Diagram medan magnet motor sinkron Ery Brendy Ginting : Analisis Karakteristik Torsi-Putaran Pada Motor Sinkron Tiga Phasa, 2007. USU Repository © 2009 Keterangan : B S = Medan magnet stator B R = Medan magnet rotor B net = Resultan medan magnet stator dan rotor Sehingga didapat : B net ≈ V ph ; B R ≈ E A ; B S ≈ j.X S .I A Karena B net = B S + B R Atau B S = B net + B R ..................................................... pers.2.7 Maka dengan mensubstitusikan pesamaan 2.7 ke persamaan 2.6, maka akan diperoleh : T ind = k.B R B net – B R Sin T ind = k.B R .B net .Sin – k.B R .B S Sin B R .B R = 0 Sehingga persamaan kopel induksinya dapat dituliskan : T ind = k.B R .B net. Sin Newton-meter Dimana : k = Konstanta B R = Medan magnet rotor B net = Resultan medan magnet rotor dan medan magnet stator = Sudut kopel Pada beban nol, sumbu kutub medan berimpit dengan sumbu kutub kumparan medan = 0. Setiap penambahan beban membuat motor rotor tertingal sebentar dari medan stator, terbentuk sudut kopel , untuk kemudian Ery Brendy Ginting : Analisis Karakteristik Torsi-Putaran Pada Motor Sinkron Tiga Phasa, 2007. USU Repository © 2009 berputar dengan kecepatan sama lagi sinkron. Beban maksimum tercapai ketika sudut kopel = 90 . Penambahan beban lebih lanjut mengakibatkan hilangnya kekuatan kopel dan motor disebut kehilangan sinkronisasi.

II.5. Metode Menjalankan Motor Sinkron