2.6 Frekuensi Rotor
Jika motor induksi 60 Hz dua kutub kecepatan sinkron = 3600 rpm bekerja pada slip 5 , slip dalam putaran setiap menitnya adalah 3600 x 0,05 atau
180 rpm. Ini berarti bahwa sepasang kutub stator melewati konduktor rotor tertentu 180 kali setiap menit, atau tiga kali setiap detik. Jika sepasang kutub
bergerak melewati konduktor, satu siklus ggl diinduksikan dalam konduktor. Jadi konduktor yang dikemukakan diatas akan menginduksikan ggl di dalamnya
dengan frekuensi rotor menjadi 60 Hz. Maka jelaslah bahwa frekuensi rotor bergantung pada slip. Makin besar slip makin besar frekuensi rotor. Untuk setiap
harga slip, frekuensi roto f
r
sama dengan frekuensi stator f
s
dikalikan dengan slip S yang dinyatakan dengan decimal atau
f
r
= S f
s
Frekuensi rotor sangar berarti karena jika saja berubah maka reaktansi rotor X
r
= 2 f
r
L
r
juga berubah, berarti menpengaruhi karakteristik start maupun karakteristik jalan motor.
Universitas Sumatera Utara
2.7 Torsi pada motor induksi
Dari rangkaian ekivalen dan diagram aliran daya motor induksi tiga fasa yang telah diperoleh sebelumnya dapat diturunkan suatu rumusan umum untuk torsi
induksi sebagai fungsi dari kecepatan. Torsi motor induksi diberikan oleh persamaan:
= …………………………………………………………….2.2
= .........................................................................................2.3
Persamaan diatas sangat berguna, karena kecepatan sinkron selalu bernilai konstan untuk tiap-tiap frekuensi dan jumlah kutub yang diberikan oleh motor.
Karena kecepatan sinkron selalu tetap, maka daya pada celah udara akan menentukan besar torsi induksi pada motor. Untuk menentukan besarnya arus I
2,
kemungkinan penyelesaian paling mudah dapat dilakukan dengan menentukan rangkaian ekivalen thevenin, agar dapat menentukan rangkaian ekivalen thevenin
dari sisi input rangkaian ekivalen motor induksi, pertama-tama terminal X’s dihubungkan buka open-circuit kemudian tegangan open-circuit diterminal
tersebut ditentukan. Untuk menentukan impedansi thevenin maka tegangan fasa dihubung singkat short circuit dan Z
eg
ditentukan dengan melihat ke sisi dalam terminal
Gambar 2.7. Tegangan Ekivalen Thevenin pada Sisi Rangkaian Input
Universitas Sumatera Utara
Dari gambar diatas ditunjukkan bahwa terminal di open circuit untuk mendapatkan tegangan ekivalen thevenin. Magnitud dari tegangan thevenin V
th
adalah :
=
……………………………………………………...2.4
Karena reaktansi magnetic Xm X
1
dan Xm R
1,
harga pendekatan dari magnitud tegangan ekivalen thevenin :
V
1
………………………………………………………………2.5
Gambar 2.8. Impedansi Ekivalen Thevenin pada Sisi Rangkaian Input Gambar diatas menunjukkan tegangan input dihubung singkat. Impedansi
ekivalen thevenin dibentuk oleh impedansi paralel yang terdapat pada rangkaian Impedansi Thevenin diberikan oleh :
= +
= ……………………………………2.6
Karena X
m
X
1
dan X
m
+ X
1
R
1,
tahanan reaktansi thevenin secara pendekatan oleh :
Universitas Sumatera Utara
X
1
Gambar dibawah ini menunjukkan rangkaian ekivalen thevenin :
Gambar 2.9. Rangkaian Ekivalen Thevenin Motor Induksi
Dari gambar diatas arus I
2
diberikan oleh :
Magnitud dari arus …………………………………………..2.7
=
3 ;
= …………………………2.8
Sedangkan torsi induksi pada rotor : =
;
= ...............................2.9
Gambar kurva torsi kecepatan slip pada motor induksi ditunjukkan pada gambar dibawah ini
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.10. Karakteristik torsi – slip pada motor induksi
Sedangkan kurva torsi kecepatan motor induksi yang menunjukkan kecepatan diluar daerah operasi normal terlihat pada gambara dibawah ini :
Gambar 2.11. Karakteristik torsi – putaran pada motor induksi pada berbagai daerah operasi
Dari kedua kurva karakteristik torsi motor induksi diatas dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
1. Torsi motor induksi akan bernilai nol pada saat kecepatan sinkron
2. kurva torsi – kecepatan mendekati linear di antara beban nol dan
beban penuh. Dalam daerah ini, tahanan rotor jauh lebih besar dari reaktansi rotor, oleh karena itu arus rotor, medan magnet rotor, dan
torsi induksi meningkat secara linear dengan peningkatan slip. 3.
Akan terdapat torsi maksimum yang tak mungkin akan dapat dilampaui. Torsi ini disebut juga dengan pull – out torque atau
break down torque, yang besarnya 2 – 3 kali torsi beban penuh dari
motor. 4.
Torsi start pada motor sedikit lebih besar daripada torsi beban penuhnya, oleh karena itu motor ini akan start dengan suatu beban
tertentu yang dapat disuplai pada daya penuh. 5.
torsi pada motor akan memberikan harga slip yang bervariasi sebagai harga kuadrat dari tegangan yang diberikan. Hal ini sangat
penting dalam membentuk pengaturan kecepatan dari motor. 6.
jika rotor motor induksi digerakkan lebih cepat dari kecepatan sinkron, kemudian arah dari torsi induksi di dalam mesin menjadi
terbalik dan mesin akan bekerja sebagai generator, yang mengkonversikan daya mekanik menjadi daya elektrik.
7. jika motor induksi bergerak mundur relatif arah dari medan
magnet, torsi induksi mesin akan menghentikan mesin dengan sangat cepat dan akan mencoba untuk berputar pada arah yang lain.
Karena pembalikan arah medan putar merupakan suatu aksi penyaklaran dua buah fasa stator, maka cara seperti ini dapat
Universitas Sumatera Utara
digunakan sebagai suatu cara yang sangat cepat untuk menghentikan motor induksi. Cara menghentikan motor seperti ini
disebut juga dengan plugging.
2.8 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi